XIV Coloquio Internacional de Cuerpos Académicos y Grupos de Investigación en Análisis Organizacional Las organizaciones contemporáneas, problemáticas y perspectivas de estudio. Mejoramiento en el Manejo Postcosecha de Fresa (Fragaria vesca) como un Cultivo Alternativo en la Región de Tecamachalco Mesa temática: Economía y desarrollo Modalidad del trabajo de investigación: Investigación concluida Autor: Ing. Adriana Reyes Castro Dirección: 5 oriente S/N, Xochimilco Tecamachalco Puebla México C.P 75480 E-mail: castro_800@yahoo.com.mx Tel. 2491227229 Coautor: Ing. Ángel Eutiquio Herrera Gómez E-mail: derecho_030703@hotmail.com Tel. 2491083772 Carretera federal Puebla-Tehuacán km 52, col. El Moral San Salvador Huixcolotla Puebla México. C.P 75440 Universidad Tecnológica de Tecamachalco, avenida Universidad Tecnológica No.1, Col. Barrio La Villita, C. P. 75483, Tecamachalco, Puebla México 08 de mayo 2017
Resumen La fresa, cuyo nombre científico es Fragaria vesca, F. viridis o F. moschata, es un fruto que se destaca por su forma, color, sabor, aroma y sus excelentes propiedades nutritivas, por lo que es muy apetecida y demandada en el mercado internacional, para su consumo en fresco y para la elaboración de productos procesados. El objetivo de este estudio es determinar si el uso de un recubrimiento comestible es eficaz para prolongar conservación postcosecha de la fresa al actuar como una barrera contra la pérdida de humedad. El estudio es de tipo experimental y descriptivo, en el que primeramente se recolectaron los frutos de fresa variedad Albión, en estado de madurez tres, libre de daños mecánicos o enfermedades, para posteriormente ser sometidos a operaciones de lavado y desinfección. Los compuestos empleados en el recubrimiento son: agua, grenetina, almidón de yuca, ácido cítrico y vitamina C. Para el desarrollo de la investigación se desarrollaron tres fórmulas con los compuestos mencionados en diferentes proporciones. Posteriormente, se procedió a aplicar cada solución sobre las muestras de fresa y se evaluó su efectividad mediante pruebas fisicoquímicas y sensoriales, las cuales fueron medidas a los 3, 6, 9 y 11 días. De acuerdo con los resultados obtenidos se determinó que los recubrimientos aplicados sobre fresas logran aumentar su vida útil hasta 11 días, disminuyendo las pérdidas de humedad, manteniendo la firmeza y produciendo mínimas variaciones perceptibles de color, en comparación con los frutos sin recubrimiento, utilizados como muestras testigo. Palabras clave: Recubrimiento comestible, frutos frescos, conservación.
Introducción La fresa de variedad Albión es aquella de mejor tamaño, rústica, de hojas gruesas, fruto de color rojo fuerte, grande, cónico, resistente al manipuleo, susceptible al ataque de Phytophthora, Verticillium y Colletotrichum y a bacterias especialmente Xanthomonas sp., variedad con buena producción y muy susceptible al ataque de ácaros. Se debe sembrar a 40-45 cm entre plantas. Producción de 3 a 4 libras por planta en los 18 meses. Es una fruta con un contenido superior al 90 de agua, por lo tanto es muy perecedera y por consiguiente requiere de un manejo especial para evitar su deterioro especialmente en lo concerniente a hongos. Se debe comenzar la recolección lo más temprano posible para evitar que el sol la deshidrate y conserve sus propiedades organolépticas intactas. La recolección se debe efectuar día de por medio o 2 veces por semana para que no presente daños por maduración. El punto ideal según la variedad es el de pintona (mitad verde y mitad roja) (Angulo, 2009). La conservación en frío es una práctica habitual para prolongar el período de almacenamiento de las frutas. En el caso de la fresa, la conservación en frío reduce la tasa de respiración y la pérdida de humedad y retarda el crecimiento microbiano, permitiendo extender la vida útil y conservar la calidad de la fruta. En Colombia, el empleo de frío está muy limitado por la ausencia de sistemas en cadena que garanticen bajas temperaturas para el producto, y por sus altos costos. Las fresas se cosechan a primeras horas del día, tres veces por semana y completamente maduras, para aprovechar al máximo su sabor y dulzor, teniendo cuidado especial de evitar daños mecánicos para su rápida comercialización a temperatura ambiente, con el propósito de obtener una reducción significativa en 1
las pérdidas de manejo en postcosecha, que alcanzan niveles hasta del 50 en regiones tropicales. En la aplicación de tecnologías de empaque para fresa, el uso de atmósferas modificadas combinadas con frío ha contribuido significativamente a su conservación, ya que reduce la respiración debido a la baja presencia de O2 y el aumento de CO2. Por otro lado, en el mercado de grandes superficies se utilizan cajas termoformadas de poliestireno biorientado (BOPs) y bandejas de poliestireno expandido (EPS) recubiertas con vinilpel (película plástica extensible), almacenadas en refrigeración, con resultados prácticos de hasta tres días en condiciones con apariencia aceptable. Como alternativa a estos métodos de conservación tradicional surge la utilización de recubrimientos comestibles (RC) aplicando bajas temperaturas, como medio que permita reducir la velocidad de deterioro en los atributos de calidad de los frutos durante su almacenamiento. Los recubrimientos comestibles (RC) son definidos como sustancias que se aplican en el exterior de los alimentos de manera que el producto final sea apto para el consumo. Los RC se han utilizado durante siglos en la industria alimentaria, con el objetivo principal de evitar la pérdida de humedad en los alimentos. Estos recubrimientos deben ser legales, seguros para su consumo, aceptables para los consumidores y deben proporcionar un valor agregado al alimento (Baldwin, Hagenmaier y Bai, 2012). Además, los RC disminuyen los daños mecánicos, físicos y químicos que genera el medio ambiente al producto (Falguera, Quintero, Jiménez, Muñoz e Ibarz, 2011). El uso de los RC en alimentos y especialmente en productos altamente perecederos ésta condicionado por párametros tales como el costo, la disponibilidad, la funcionalidad, las propiedades ópticas como brillo y opacidad, la 2
barrera que proporciona contra el flujo de gases la aceptabilidad sensorial y la resistencia estructural contra agua y microorganismo. Dichas caracteristicas dependen del tipo de material utilizado como matriz estructural, las condiciones en que se formaron los recubrimientos (tipo de disolvente, ph, concentración de componentes y temperatura) y el tipo y concentración de aditivos (Rojas-Graü et al., 2009). Los aditivos son agregados durante el proceso de elaboración de los recubrimientos comestibles y pueden ser agentes antioxidantes, agentes antimicrobianos, agentes aromatizantes, pigmentos o nutrimentos (Pascall y Lin, 2013). Objetivo Determinar si el uso de un recubrimiento comestible es eficaz para prolongar conservación postcosecha de la fresa al actuar como una barrera contra la pérdida de humedad y dar mayor firmeza, sin provocar cambios en el sabor y apariencia. Justificación La fresa, cuyo nombre científico es Fragaria vesca, F. viridis o F. moschata, es un fruto que se destaca por su forma, color, sabor, aroma y sus excelentes propiedades nutritivas y farmacéuticas, por lo que es muy apetecida y demandada en el mercado internacional, para su consumo en fresco y para la elaboración de productos procesados. Por sus características físicas, requiere cuidados especiales para su conservación hasta llegar al consumidor final, sin embargo hay grandes pérdidas financieras por maltrato físico o bajo índice de resistencia en almacenamiento. 3
Ante tal situación, existen algunas opciones de manejo postcosecha, entre las que se encuentran los recubrimientos y como afirma Baldwin (2012) contribuyen a mejorar la calidad de los alimentos al llegar al consumidor. En busca de una alternativa a bajo costo para los agricultores, la Universidad Tecnológica de Tecamachalco, Puebla, otorga todas las facilidades para realizar una investigación que permita determinar la eficacia de un recubrimiento comestible, ya que alberga en sus instalaciones un invernadero dedicado al cultivo de la fresa, del cual se recolectan los especímenes para su estudio en laboratorio. De acuerdo a Pascal (2013), el recubrimiento elaborado con ingredientes naturales, comestibles y de bajo costo, puede actuar como una barrera contra la pérdida de humedad y brindar mayor firmeza, sin provocar cambios en el sabor y apariencia de la fresa, por lo que ayudará a prolongar la vida de anaquel, sin necesidad de la aplicación de alta tecnología de empaque que solo generan mayores inversiones para ser distribuidas. Materiales y métodos Lugar de investigación e identificación de la muestra Se utilizaron frutos de fresa variedad Albión de los invernaderos de la Universidad, localizada en el municipio de Tecamachalco colonia la Villita, en estado de madurez tres, libres de lesiones, daños mecánicos o enfermedades según las normas técnicas, luego fueron sometidos a operaciones de lavado y desinfección. 4
Los compuestos empleados en la elaboración del recubrimiento comestible fueron: agua, grenetina (proteína animal), almidón de yuca (tapioca), ácido cítrico y vitamina C. Se ejecutaron las siguientes etapas: Apresto de las muestras. Desarrollo de tres fórmulas. Preparación del recubrimiento. Descripción de la funcionalidad de compuestos utilizados Características físicas del recubrimiento. Aplicación en frutos frescos Realización de pruebas fisicoquímicas y sensoriales. Conclusiones. Desarrollo Preparación de las muestras Las fresas recibidas en domos fueron sometidas a un proceso de selección, con la finalidad de descartar frutos en inmadurez fisiológica, no enteros, malformados, con presencia de daños por insectos-plaga, con deformaciones, roturas, rajaduras, raspaduras, manchadas, podridas y con presencia de hongos. Después, fueron sumergidas en agua a 10-12ºC por 2 minutos y desinfectadas con tiabendazol a la concentración de 1500 ppm (partes por millón) en agua. Finalmente, son secadas mediante una corriente de aire con 22 a 25ºC de temperatura y 65 a 70 de humedad relativa. 5
Formulaciones Se ensayaron 3 formulaciones variando las cantidades de materiales. En la primera formulación se utilizó agua, grenetina, tapioca, ácido ascórbico y ácido cítrico. En la segunda formulación se consideró que la grenetina una proteína fibrosa podría ser eficaz contra la perdida de humedad de la fresa al formar una barrera poco visible y eficaz contra el intercambio de gases, por lo tanto, en el revestimiento solo se incluyó agua, grenetina y ácido ascórbico. Para la tercera formulación, se agregó grenetina y almidón de yuca (tapioca) en mayor concentración contemplando que la barrera que se formaría sería más efectiva, esto; debido a una concentración mayor en proteína y almidón. Tabla 1: Porcentajes de compuestos utilizados en cada formulación Ingredientes F 1 F 2 F 3 Grenetina 3 4 4 Tapioca 4 5 Ácido ascórbico 1 1 1 Ácido cítrico 1 Preparación del recubrimiento La primera etapa en la elaboración de los recubrimientos es la hidratación de la grenetina en un diluyente como agua. Por otro lado, se preparan soluciones con almidón de yuca y ácido cítrico, de acuerdo a las formulaciones que se indican en 6
la tabla n 1. Posteriormente, dicha solución se calienta a 75 C durante 15 minutos. A continuación se retira del calor y cuando alcance una temperatura de 60 a 63 C se agrega la grenetina hidratada, se homogeniza y después se deja enfriar a 22 C para ser aplicada a las fresas previamente acondicionadas. Durante el proceso de enfriado se agrega el ácido ascórbico al recubrimiento, cuya función es actuar como un aditivo antipardeamiento. Figura 1. Formulación del recubrimiento Función de componentes Proteína animal (grenetina). Aporta al recubrimiento mejores propiedades mecánicas y de barrera al oxígeno y dióxido de carbono (Pérez. Gago et al., 2006). Polisacárido (Almidón de yuca). Disminuye la taza de respiración, retrasa la pérdida de peso por deshidratación, prolongan la perdida de firmeza y pigmentación causado por microorganismos, inhiben el pardeamiento enzimático y reacciones metabólicas asociadas con la maduración, promueven la conservación de propiedades mecánicas y conservan características sensoriales, retrasando la maduración e incrementando la vida útil de la fruta. 7
Ácido cítrico. En conjunto con el almidón de yuca ofrece un efectivo mantenimiento de las características de color de las frutas. Vitamina C. Su función es actuar como aditivo antipardeamiento (Robles. Sánchez et al., 2013). Características físicas del recubrimiento El producto obtenido posee color trasparente con ligera turbidez que al ser aplicado sobre los frutos de fresa no alteran el color de éstas. Es de sabor ligeramente ácido, sin embargo al ser aplicado a la fresa no altera el sabor debido a que el sabor ligeramente acido es propio de esta tipo de fruta. Su aroma es neutro y posee una densidad mayor que la del agua. Resultados Efectividad del recubrimiento sobre frutos de fresa Las formulaciones de los recubrimientos se aplicaron sobre las muestras de fresa y se evaluó su efectividad mediante pruebas fisicoquímicas ( brix, ph y acidez) y sensoriales (color, sabor, aroma y textura), las cuales fueron medidos a los 3, 6, 9 y 11 días. También fueron sometidas muestras testigo para evaluar el comportamiento entre muestras con y sin recubrimiento. Los resultados se muestran en la tabla N 2. 8
Seguimiento visual a las fresas control y tratadas durante el almacenamiento a) b) Figura 2. Aspecto físico de frutos de fresa recubiertos (a) y no recubiertos b) a los 0 días. a) b) Figura 3. Aspecto físico de frutos de fresa recubiertos (a) y no recubiertos b) a los 6 días de almacenamiento a 6 C. 9
a) b) Figura 4. Aspecto físico de frutos de fresa recubiertos (a) y no recubiertos b) a los 9 días de almacenamiento a 6 C. Tabla 2: Tabla de parámetros evaluados ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS ph Brix Acidez Días Días Días 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 F 8.7 8.8 8.8 8.9 0.1312 0.1315 0.1338 0.1292 1 1 2 2 3 F 8.7 8.7 8.8 8.8 0.1309 0.1312 0.1325 0.1248 2 2 1 3 1 F 8.8 8.8 8.9 8.7 0.1318 0.1311 0.1335 0.1344 3 2 3 3 2 C 8.6 8.8 8.9 9.9 10 0.1208 0.1176 0.1203 0.1198 0.1148 6 7 5 6 6 10
Tabla 3. Análisis Sensoriales realizados en las formulaciones y muestra control Color Aroma Sabor Textura Días Días Días Días 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 0 3 6 9 11 F1 B B B A B B B A B B B A B B B A F2 B B B A B B B A B B B A B B B A F3 B B B A B B B A B B B A B B B A C B B M B B A M B B A B B M Grafica de Comparación de Brix entre Formulas y Testigo Grados Brix 10.5 10 9.5 9 8.5 8 7.5 0 3 6 9 11 Días de almacenamiento F1 F2 F3 T Figura 5. Efecto de los recubrimientos a base de grenetina en los Brix en frutos de fresa almacenados a 6 C. Fuente: Elaboración propia 11
8 Grafica de Comparación de ph entre Fórmulas y Testigo ph 6 4 2 F1 F2 F3 0 3 6 9 11 Días de almacenamiento T Figura 6. Efecto de los recubrimientos a base de grenetina en el ph en frutos de fresa almacenados a 6 C. Fuente: Elaboración propia Grafica de Comparaciónde acidez entre Formulas y Testigo 0.1400 Acidez 0.1200 0.1000 0 3 6 9 11 F1 F2 F3 T Días de almacenamiento Figura 7. Efecto de los recubrimientos a base de grenetina en el de acidez en frutos de fresa almacenados a 6 C. Fuente: elaboración propia Resultados y discusión En general los tratamientos con recubrimiento comestible presentan diferencias significativas en los resultados de color en comparación con las muestras testigo. 12
Los recubrimientos comestibles a base de polisacáridos como el almidón retrasan el pardeamiento en los productos recién cortados. Un recubrimiento de almidón de yuca (tapioca) y ácido cítrico ofrecen un efectivo mantenimiento de las características de color en las frutas, debido al efecto combinado del recubrimiento y el ácido cítrico. Así mismo el ácido ascórbico o vitamina C, minimiza la oxidación. Por otro lado, se observa disminución en los valores de ph debido a la aplicación de ácido cítrico y ácido ascórbico (Tabla 2). En el día 0 (sin aplicación de ácidos) la fresa presentaba un ph de 6 y al día 3 de almacenamiento con la presencia de ácidos en las formulas 1, 2 y 3 presentó un valor entre 1 y 2. Del día 3 al 11, el ph se mantiene entre 1y 3. Con respecto al parámetro de grados brix en el día 0 presento 8.6 grados y al día 3 con la aplicación del recubrimientos dio un valor entre 8.7 y 8.8. Al día 11 las muestras con recubrimiento se mantuvieron entre 8.7 y 8.9, mientras que las muestras testigo dieron un valor de hasta 10 brix. Con relación al parámetro de acidez, se observó disminución en muestras testigo durante el almacenamiento de la fresa, mientras que en las formulas 1, 2 y 3 no existe diferencia significativa. Debido a que la fruta continua su respiración después de la cosecha, los cambios fisicoquímicos avanzan, terminando en la senescencia y muerte del fruto. Los cambios que se dan se pueden generalizar en un decaimiento en la cantidad de 13
almidón que, por su desdoblamiento debido a actividad enzimática, culmina en un aumento en la cantidad de azúcares y por consiguiente disminución de acidez. Impactos del proyecto Social: Es un producto de fácil aceptación debido a que no altera el sabor de los frutos de fresa y solo actúa como una barrera contra la pérdida de humedad, además de hacerlas más resistentes contra daños mecánicos provocados por el transporte. Económico: Es un producto de bajo costo debido a que los materiales que son utilizados se adquieren fácilmente en la región, en comparación a otros que requieren de cierto proceso para su obtención, generando de esta manera gastos adicionales, y por lo tanto, un aumento en el costo total del producto. Ecológico: Es un producto elaborado con ingredientes naturales, que ayudará a prolongar la vida de anaquel de la fresa, sin necesidad de la aplicación de alta tecnología de empaque: envasado en atmosferas modificadas y/o el empleo de materiales de empaque como: cajas termoformadas de poliestireno biorientado (BOPs) y bandejas de poliestireno expandido (EPS) recubiertas con vinilpel (película plástica extensible), que si bien es cierto ayudan a prolongar la vida de anaquel de los frutos de fresas, sin embargo generan gastos adicionales, además de contaminar al medio ambiente cuando éstos son desechados. 14
Conclusión De acuerdo con los resultados obtenidos se determinó que los recubrimientos comestibles formulados con grenetina y aplicados sobre fresas frescas logran aumentar su vida útil hasta 11 días, disminuyendo las pérdidas de humedad, el índice de respiración, manteniendo la firmeza y produciendo mínimas variaciones perceptibles de color, en comparación con los frutos sin recubrimientos utilizados como muestras testigo. De acuerdo a las formulaciones evaluadas no se observan diferencias significativas en cuanto a los parámetros realizados, sin embargo al realizar un análisis de costos en cuanto a los materiales utilizados, se determinó que la formulación más viable es la fórmula No 1. Sensorialmente, las fresas con recubrimiento mantuvieron el atributo de sabor y jugosidad hasta el día 11, mientras las fresas control suscitan rechazo a los 6 días de almacenamiento. La conservación en frío reduce la tasa de respiración y la pérdida de humedad y retarda el crecimiento microbiano, permitiendo extender la vida útil y conservar la calidad de la fruta, por lo tanto, en conjunto con un recubrimiento comestible prolongará a un más la vida de anaquel de la fresa, además de hacerlas más resistentes a los daños mecánicos causados por el transporte. 15
Bibliografía Angulo, Rafael. 2009. Fresa. Bayer Cropscience S.A. Bogotá. 44p. Baldwin, E., Hagenmaier, R. y Bai, J. (2012). Recubrimientos comestibles y películas para mejorar la calidad de los alimentos. Falguera, V., Quintero, J. P., Jiménez, A., Muñoz, J. A. e Ibarz, A. (2011). Películas y recubrimientos comestibles: Estructuras, funciones activas y tendencias en su uso. Tendencias en Ciencia y Tecnología. Pascal, M. y Lin, S. J. (2013). La aplicación de películas de polímeros comestibles y revestimientos en la industria alimentaria. Alimentos, Procesamiento y Tecnología. Pérez --- Gago, M. B., Serra, M., Alonso, M., Mateos, M. del Río M. A. (2005). Efecto de la proteína de suero e hidroxipropilmetilcelulosa --- revestimientos compuestos comestibles a base de cambio de color de las manzanas recién cortadas. Biol Technol poscosecha. 16
Apéndice A Fotografías tomadas al día de las formulaciones y muestra testigo Fórmula 1 Formula 2 Fórmula 3 Testigo 17
Apéndice B Fotografías tomadas al día 11 Formula 1 Formula 2 Formula 3 18
Apéndice C Norma para la determinación de grados Brix en frutas 19
20
Apéndice D Norma para la determinación de acidez en frutas 21
22
23