METODOLOGIA. Con el fin de realizar el estudio de vida útil se colocaron, las siguientes cantidades de nuez pelada en un empaque tipo ziploc

Transcripción

1 EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DURANTE EL ALMACENAMIENTO DE NUECES PECÁN Objetivo: evaluar los cambios en la calidad de nueces a través de la determinación de las características físicas y mecánicas de las nueces enteras y el índice de peróxidos al aceite extraído por prensado, durante el almacenamiento por 60 días en bolsas en películas plásticas de polietileno. METODOLOGIA Se toman muestras del mismo año producción para el estudio. Se almacenan en refrigeración a 25 ºC hasta su colocación en la incubadora, para iniciar el estudio de vida útil a una temperatura mayor. Con el fin de realizar el estudio de vida útil se colocaron, las siguientes cantidades de nuez pelada en un empaque tipo ziploc 1 g de producto para actividad agua 2 g de producto para humedad 50 g de producto para en índice de peróxido 8 mitades de nueces para medición de color y textura Todas por triplicado. Las cuales se almacenaron a tres temperaturas distintas: 25, 35 y 45 ºC, y a humedad relativa (55,6±4,5%) controladas durante 60 días. El empaque del producto utilizado es flexible y su estructura está compuesta de polietileno de baja densidad, de cerrado hermético tipo ziploc. El polietileno es flexible y se estira fácilmente, es una barrera contra el vapor de agua, no tiene olor ni sabor y es fácil de sellar mediante calor. Ensayos realizados cada 7 días Humedad de acuerdo al método oficial A.O.C.S. Ab 2-49 (1993) y a la norma chilena Nch 534/85. Se realizó el secado de las nueces molidas en estufa a 105 ºC, hasta peso constante Actividad de agua mediante con un higrómetro (higrolab) a una 25 ºC. la muestra, la cual ha sido previamente molida y homogeneizada. Características texturales mediante una prueba de corte a temperatura ambiente, se efectuó en el Equipo Universal INSTRON modelo Se utilizó un cabezal de 5 [kn] equipado con una sonda de corte a una velocidad de 100 mm/min. Para ello una mitad de nuez fue cortada por la cuchilla, registrándose fuerza máxima de corte en Newton. Color, de acuerdo con el sistema de evaluación de la CIE Lab (Comission International de l Eclairage) utilizando un colorímetro digital marca

2 Hunter Lab modelo MiniScan EZ 4500L. Se calculara (ocho repeticiones) el índice de oscurecimiento (IO), de acuerdo con la ecuación (Buera et al., 1985): donde Cinética de deterioro Se determinó la cinética de deterioro del producto envasado en bolsas, mediante la medición del índice de peróxidos medido cada 10 días. Se estableció utilizar el índice de peróxidos como variable de respuesta, debido a que este se encuentra directamente relacionado con el sabor rancio que se percibe en las nueces. Determinación de la rancidez a través del índice de peróxido: Association of Official Analytical Chemist (AOAC) Official Methods of Analysis ( Reglamento técnico sobre identidad y calidad de la nuez de pecán con cáscara (Resolución del SENASA 446 /2014 art.24 Inciso b)) RESULTADOS En las siguientes tablas se muestran los valores promedios de los valores de humedad, actividad de agua, índice de oscurecimiento (IO) y fuerza de corte para la temperatura de almacenamiento estudiadas (25 C, 35 C, 45 C) Tabla 1. valores promedios de los valores de humedad, actividad de agua, índice de oscurecimiento (IO) y fuerza de corte para 25 C humedad actividad de agua IO Fuerza de corte Día 0 3,35 a ±0,31 0,607 bc ±0, ,7 ab ±0,952 31,5 a ±2,0 Día 7 3,12 a ±0,3154 0,691 a ±0,019 99,9 a ±0,895 29,6 a ±0,4 Día 14 3,35 a ±0,15 0,574 c ±0, ,3 b ±0,723 31,3 a ±2,1 Día 21 3,14 a ±0,14 0,607 bc ±0, ,5 b ±0, ,6 a ±3,0 Día 28 3,01 a ±0,09 0,627 b ±0,01 99, 6 a ±0,670 36,7 a ±2,2 Los valores de humedad no presentaron diferencia significativa (P>0,05) a lo largo del período, al igual que la fuerza de corte en el transcurso evaluado a 25 C. En cuanto a los valores de aw presentó un valor alto el día 7 y en el día 14 un valor mínimo, los demás días observando de la condición no presentando diferencia significativa (P>0,05). El IO se encontró los valores más altos los días 14 y 21 no presentado diferencias significativas (P>0,05).

3 Tabla 2. Valores promedios de los valores de humedad, actividad de agua, índice de oscurecimiento (IO) y fuerza de corte para 35 C Humedad actividad de agua IO Fuerza Dia 0 3,18 bc ±0,07 0,530 e ±0,003 96,4 a ±0,94 28,5 cd ±1,3 Dia 7 3,06 c ±0,12 0,581 d 0, ,4 bcd ±0,69 35,3 ab ±0,8 Dia 14 3,01 c ±0,15 0,772 a ±0, ,9 cde ±1,20 26,7 d ±1,5 Dia 21 3,67 a ±0,19 0,758 a ±0, ,1 abcd ±1,31 30,8 bcd ±1,5 Dia 28 3,67 a ±0,10 0,616 c ±0,004 95,6 a ±0,77 29,7 cd ±0,6 Dia 35 3,26 ab ±0,12 0,611 c ±0, ,7 de ±1,20 37,3 a ±1,6 Dia 42 3,53 ab ±0,25 0,594 cd ±0,003 99,8 abc ±0,93 32,7 bc ±0,7 Dia 49 3,33 ab ±0.,08 0,688 b ±0, ,7 e ±2,53 38,5 ±1,5 Dia 56 3,06 c ±0,15 0,610 c ±0,014 98,4 ab ±0,79 Los registros de humedad muestran que en los días 21 y 28 del ensayo se muestran un mayor valor, mientras en los días 35, 42 y 49 no se encontraron diferencia significativas (P>0,05) en los valores medidos, presentando el valor más bajo en el día 56. Los valores de aw, se encontró el mayor valor en el día 14, no hallando diferencias significativas (P>0,05) en los días 7,28, 35, y 45. En el estudio de IO se midió el valor máximo en el día 49, mientras que los días 0 y 28 presentaron los valores más bajos. En cuanto a la fuerza de corte encontramos la mayor resistencia o mayor dureza en el día 49 del ensayo, no encontrando diferencias significativas (P>0,05) entre los días 0 y 28, hallando la menor resistencia el día 14. Tabla 3X. valores promedios de los valores de humedad, actividad de agua, índice de oscurecimiento (IO) y fuerza de corte para 45 C Humedad actividad de agua IO Fuerza Dia 0 4,33 a ±0,16 0,652 a ±0, ,4 cd ±0,83 23,4 e ±2,0 Dia 7 3,21 c ±0,15 0,636 a b ±0, ,0 ab ±0,77 31,6 cd ±3,1 Dia 14 3,27 b ±0,26 0,543 e ±0, ,9 d ±0,67 32,5 abcd ±2,6 Dia 21 3,37 b ±0,18 0,668 a ±0,011 98,8 ab ±0,75 33,3 bcd ±1,4 Dia 28 3,41 b ±0,05 0,601 c ±0, ,8 bcd ±0,79 36,9 abc ±0,7 Dia 35 3,42 b ±0,01 0,557 d e ±0, ,5 bc ±0,56 38,0 ab ±0,7 Dia 42 3,20 b ±0,13 0,578 c d ±0,002 98,3 ab ±0,45 39,7 a ±0,7 Dia 49 3,46 b ±0,21 0,561 d e ±0, ,6 e ±0,93 34,7 abcd ±0,9 Dia 56 3,05 b c ±0,15 0,610 b c ±0,014 98,3 a ±0,91 31,2 d ±2,3 En cuanto a los valores de humedad presentó un mayor valor en el día 0, mientras que el valor menor fue en el día 7, y entre los días 14 y 56 no se halló diferencias significativas (P>0,05). En cuanto a los valores de aw el más altos los encontramos los días 0 y 21, el valor más bajo el día 14. Los valores de IO registramos el valor más alto

4 el día 49. El menor valor el día 56.Con respecto a la fuerza de corte encontramos la mayor resistencia en el día 42, en los restos de los valores las diferencias son significativas entre los días medidos, el menor valor fue medido en el día 0 del ensayo. Estudio de deterioro del producto en el tiempo En la Tabla 4 se ve la evolución del índice de peróxidos a lo largo del tiempo a las 3 temperaturas señaladas anteriormente. Tabla 4. Evolución del índice de peróxidos a lo largo del tiempo Tiempo Índice de peróxido (IP)(meq O2/kg ) Días 25ºC 35ºC 45ºC 0 2,1109 2,0838 2, ,1186 2,1904 3, ,1229 2,5808 3, ,1220 3,1748 4, ,1109 3,5688 4, ,1186 3,1748 5,762 Se observa en la tabla 4 que todas las mediciones realizadas, presentaron un índice de peróxido bajo, a excepción del día 50 a 45 C, ya que según lo establecido por el Reglamento técnico sobre identidad y calidad de la nuez de pecán con cáscara (Resolución del SENASA 446 /2014 art.24 Inciso b), los límites de índice de peróxidos establecidos para la comercialización de un producto alimenticio se encuentran entre 0 meq O 2 / kg muestra hasta 5 meq O 2 /kg de muestra, lo que indica que las nueces hasta el día 60 no presentaron un gran deterioro oxidativo en las tres temperaturas estudiadas. Se observa que un aumento de temperatura de almacenamiento provoca un aumento del valor del índice de peróxido, por lo que se deduce que al aumentar la temperatura de almacenamiento las nueces aumentan su cinética de deterioro causando una disminución en vida útil. Con los resultados obtenidos durante el estudio de cinética de oxidación de lípidos, se puede decir que las nueces sin cascaras tienen una vida útil mayor a 2 meses. Para estimar el tiempo exacto, se realizó el estudio de cinética de oxidación de lípidos en el tiempo utilizando modelo para la degradación cinética.

5 La tabla 4 es graficada con el fin de obtener la cinética de oxidación de lípidos. (Figura 1). En el gráfico, se observa que las curvas se ajustan a una ecuación lineal (monomolecular). Esto puede deberse a que el tratamiento térmico no generó suficientes radicales libres necesarios para iniciar la fase bimolecular. Figura 1.Cinética de oxidación de lípidos. La ecuación que describe el modelo de primer orden se muestra a continuación: (1) Integrando la ecuación (1) y reacomodando, se tiene la ecuación de una línea recta con pendiente k; siendo k la constante específica de reacción y cuyo valor depende de la temperatura. (2) Con X 0 como la intersección con el eje Y. Puesto que la constante de velocidad de reacción es función de la temperatura, esta dependencia es descrita por la ecuación de Arrhenius. El modelo de Arrhenius describe la relación de la constante de velocidad de reacción con la temperatura según la ecuación (3). (3)

6 Al aplicar logaritmos a ambos lados de la ecuación (3) se obtiene la ecuación de una línea recta con pendiente Ea/R, tal como se expresa en la ecuación (4); el término Ea puede evaluarse para conocer el valor de la energía de activación. (4) Donde: k: constante de velocidad de reacción. A: factor de frecuencia. Ea: energía de activación. R: constante de los gases ideales. T: temperatura absoluta (K). Tabla 5: Constante de velocidad de reacción para cada temperatura Temperatura k (día -1 ) (ºC) 25 0, , ,05908 En la Tabla 5, se observa que la constante cinética es directamente proporcional a la temperatura. Esto coincide con lo descrito por Labuza (2005), que indica que la rapidez de las reacciones químicas aumenta conforme se eleva la temperatura. De este análisis se puede decir, que el producto en estudio tendrá una cinética de deterioro menor cuando se almacene a una temperatura más baja. Los valores obtenidos de las constantes de velocidad de reacción, para las diferentes temperaturas de almacenamiento, se grafican en la Figura 2 para obtener la energía de activación, según la ecuación de Arrhenius:

7 Figura 2. Se representa ln K versus 1/T con el fin de obtener Ea A partir de la pendiente de la recta, se obtuvo una energía de activación (Ea) de 26340,3 cal/mol (R2 de 0,8632). Según las evaluaciones de paneles sensoriales efectuadas con jueces entrenados para aceites, se obtuvo un valor de índice de peróxidos de 7,96 meqo2/kg para el cual dichos jueces consideran que el aceite ya no reúne las cualidades necesarias para el consumo. Utilizado este valor y las ecuaciones obtenidas curvas IP vs tiempo se estimaron los valores de vida útil de las nueces, para las temperaturas de almacenamiento ensayadas (Tablas 6). La pseudo-transformación resultante se puede utilizar siempre y cuando los ámbitos de temperatura sean estrechos (Labuza, 1984). Tabla 6 Valores de vida útil de las nueces en las condiciones de ensayo tiempo (días) IP , IP35 198, IP45 91, Posteriormente se graficó el logaritmo de la vida útil vs las temperaturas (25, 35 y 45) C.

8 Se obtiene mediante regresión lineal la siguiente ecuación con la que puede estimar la vida útil de la nuez pecán para diferentes temperaturas de almacenamiento. log vida útil= -0,0898*T + 5,1846 Y despejando la ecuación Vida útil (días)= 10 Donde T en C (-0,0898*T + 5,1846) En la tabla 7 se presentan los valores estimados de vida útil. Temperatura Vida útil (días) CONCLUSIONES De acuerdo con las ecuaciones obtenidas para el aumento del índice de peróxidos en función del tiempo, el orden de reacción para la oxidación del aceite presente en las nueces es cero y la energía de activación es de 26340,3 cal/mol (R 2 de 0,8632). La vida útil estimada del producto a 25 C es de 3712 días (10 años), 35 C es de 469 días y 45 C es de 59 días, se observa que el aumento de la temperatura por encima de 35 C a 55% de humedad relativa provoca una reducción notable de la vida útil de la nuez

9 Con temperaturas estudiadas y la humedad relativa, se obtuvo la ecuación general para estimar la vida útil de este producto, para diferentes temperaturas de almacenamiento, la cual está descrita por la ecuación: Vida útil = 10 (-0,0898*T + 5,1846).