agropecuarias para optar el tÍtulo profesional de

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

EFECTO DE LA TEMPERATURA Y TIEMPO DE

ALMACENAMIENTO SOBRE LA CONCENTRACION DE

FRUCTOOLIGOSACÁRIDOS EN YACÓN FRESCO

(smallanthus sonchifolius)

TESIS PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE

INGENIERO AGROINDUSTRIAL AUTOR : Br. ZAMUDIO VEJARANO, Daniel Leopoldo Asesor : Msc. LINARES LUJAN, Guillermo Alberto

Trujillo - Perú 2014

Biblioteca Digital - Dirección de Sistemas de Informática y Comunicación

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajola misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

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Universidad Nacional de Trujillo

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Escuela Académico Profesional de Ingeniería Agroindustrial

EFECTO DE LA TEMPERATURA Y TIEMPO DE ALMACENAMIENTO

SOBRE LA CONCENTRACION DE FRUCTOOLIGOSACÁRIDOS EN YACÓN

FRESCO (smallanthus sonchifolius)

Presentado por:

Br. Zamudio Vejarano Daniel Leopoldo

La presente tesis ha sido aprobada por el siguiente jurado:

M. Sc. Leslie Lescano Bocanegra

PRESIDENTA

M. Sc. Jesús Sánchez González

SECRETARIO

M. Sc. Guillermo Linares Luján

VOCAL

M. Sc. Guillermo Linares Lujan

ASESOR



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DEDICATORIA

A Dios que me ilumina, me

acompaña, me da fuerzas en el

día a día y guía mis pasos.

A Teresa y Leopoldo los autores de

mi vida, por su amor y

dedicación, por su apoyo

incondicional, y por enseñarme

a perseverar hasta cumplir mis

metas.



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AGRADECIMIENTOS

Mi más sincero agradecimiento:

Al Ing. Guillermo Linares, por su paciencia y

dedicación en todos los años de mi vida universitaria y por

contribuir activamente en mi realización personal.

Mi eterna gratitud:

A los docentes de la Escuela de Ing. Agroindustrial por todos sus conocimientos

brindados con el objetivo de hacernos cada vez mejores. Por ser, además de maestros,

nuestros amigos.



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RESUMEN

El presente trabajo de investigación tiene como objetivo evaluar el efecto de la

temperatura y tiempo de almacenamiento sobre la concentración de Fructooligosacáridos (FOS)

y Humedad en yacón (Smallanthus Sonchifolius) fresco.

Se empleó un diseño factorial 3 por 2 con 3 repeticiones para cada tratamiento. El yacón

fue almacenado a 8, 20 y 30°C por un tiempo de 4, 7 y 14 días de acuerdo a como correspondió

según el diseño experimental. Se analizó la humedad y el porcentaje de Fructooligosacáridos

presentes en las muestras; así mismo se realizaron 3 repeticiones a cada una de las muestras a

evaluar.

Se pudo observar que el contenido de FOS en el yacón disminuye con forme aumenta la

temperatura de almacenamiento, así mismo disminuye con respecto al tiempo de almacenamiento.

Por su parte, el porcentaje de humedad disminuye tanto por efecto de la temperatura de

almacenamiento (a mayor temperatura, menor porcentaje de humedad) y el tiempo de

almacenamiento (a mayor tiempo de almacenamiento, menor humedad).

Podemos concluir por ello en que las variables dependientes, temperatura y tiempo de

almacenamiento (en días), así como la interacción de ambas, afectan significativamente al

porcentaje de humedad y porcentaje de fructooligosacáridos presentes en el yacón y analizando

los resultados, se recomienda una temperatura de almacenamiento de 8°C con una humedad

inicial del yacón entre 80% y 90% para mantener por más tiempo el contenido de FOS.

Palabras claves: Fructooligosacáridos, Humedad Relativa, yacón (Smallanthus

Sonchifolius) fresco



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ABSTRACT

The present research has as an objective to evaluate the effect of temperature and storage

time in the yacon concentration of Fructooligosaccharides (FOS) and yacon humidity in fresh

product.

A factorial design 3 by 2, with 3 repetitions for each treatment, was used. The yacon was

storage at 8, 20 and 30°C by a time of 4, 7 and 14 days accord with the response at the

experimental design. Humidity and Fructooligosaccharides percent present in the samples was

analyzed, at the same time 3 repetitions where made for each of the samples.

It was possible to observe that the yacon FOS contain decrease when the storage

temperature increase, at the same time, it decrease when the storage time increase. In the case of

the humidity percent decrease for the storage temperature effect (more temperature, less humidity

percent) and the storage time effect (more storage time, less humidity percent).

For all of these, we can conclude that the dependent variables, the storage temperature,

the storage time (in days), and the interaction of both, affect in a significant way to the humidity

percent and the Fructooligosaccharides percent in the yacon, and analyzing the results, it is

recommended a storage temperature of 8°C, with a yacon initial humidity between 80 and 90

percent, to maintain for a longest time the yacon FOS contain.

Keywords: Fructooligosaccharides, relative humidity, yacon (Smallanthus Sonchifolius)

fresh



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INDICE

DEDICATORIA .............................................................................................................. i

AGRADECIMIENTO ................................................................................................... iii

RESUMEN ................................................................................................................... viii

ABSTRACT ................................................................................................................... iv

INDICE ........................................................................................................................... vi

INDICE DE FIGURAS ................................................................................................. vi

INDICE DE CUADROS .............................................................................................. vii

I. INTRODUCCIÓN ...................................................................................................... 1

II. MATERIALES Y MÉTODOS ................................................................................. 8

2.1 Lugar de ejecución............................................................................................... 8

2.2 Materiales ............................................................................................................ 8

2.2.1 Materia prima .............................................................................................. 8

2.2.2 Material de vidrio ......................................................................................... 8

2.2.3 Reactivos ...................................................................................................... 8

2.2.4 Equipos ........................................................................................................ 9

2.2.5 Otros ............................................................................................................ 9

2.3 Métodos ............................................................................................................... 9

2.3.1 Esquema experimental ................................................................................. 9

3.3.2 Descripción de los procesos ........................................................................ 10

3.3.3 Determinaciones analíticas ......................................................................... 11

3.3.4 Determinación del orden de reacción................. ¡Error! Marcador no definido.

3.3.5 Diseño experimental y análisis estadístico ................................................... 11

III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ........................................................................... 14

IV. DISCUSIÓN DE RESULTADOS ............................. ¡Error! Marcador no definido.

V. CONCLUSIONES ................................................................................................... 19

VI. RECOMENDACIONES ........................................................................................ 20

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 21

VIII. ANEXO ................................................................................................................ 25



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INDICE DE FIGURAS

Figura 1. Estructura química del FOS más simple (1 – Kestosa). .......................... ii4

Figura 2. Esquema experimental para evaluar el efecto de la temperatura y tiempo

de almacenamiento sobre la cinética de pérdida de Fructooligosacáridos y humedad

de FOS en yacón ......................................................................................................... iii9

Figura 3. Diagrama de flujo para el almacenamiento poscosecha de yacón

(Smallanthus sonchifolius) ........................................................................................... 10

Figura 4. Diseño experimental para comparar el efecto de la temperatura (8, 20 y

30ºC) sobre la cinética de perdida de humedad y FOS en yacón (Smallanthus

sonchifolius) ................................................................................................................... 11

Figura 5. Gráfico de líneas del porcentaje de humedad del yacón en el tiempo. ...... 8

Figura 6. Gráfico de Perfiles del contenido de FOS del yacón almacenado frente a la

temperatura y tiempo ................................................................................................... 14

Figura 7. Diagrama de Pareto para la variable dependiente porcentaje de humedad.

........................................................................................................................................ 17

Figura 8. Diagrama de Pareto para la variable dependiente .................................. 17



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INDICE DE CUADROS

Cuadro 1. Análisis de varianza. ................................................................................... ii4

Cuadro 2. Resultados promedio del porcentaje de humedad y FOS del yacón

almacenado en 3 diferentes condiciones ................................................................... iii9

Cuadro 3. Análisis de Varianza de la influencia de la temperatura de

almacenamiento y los días de almacenamiento sobre la pérdida de porcentaje de

Humedad. ...................................................................................................................... 10

Cuadro 4. Análisis de Varianza de la influencia de la temperatura de

almacenamiento y los días de almacenamiento sobre la pérdida de porcentaje de

FOS. ............................................................................................................................... 11



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I. INTRODUCCIÓN

El Perú, es el país de origen del yacón, por lo cual tenemos una ventaja comercial

frente a otros países que pueden comercializarlo en el mundo. Contamos con tierras

apropiadas para este cultivo, desarrollo agroindustrial impulsado por la inversión privada,

apertura de nuevos mercados para nuestros productos frescos, la coyuntura política, social

y de paz que se está viviendo en esta última década; además a nivel mundial estamos

viviendo una escasez de alimentos naturales, la mala y desequilibrada alimentación de las

personas ha traído como consecuencia una creciente cifra de personas con enfermedades

cardiovasculares, problemas de peso y de diabetes.

Debido a que el consumo del azúcar del yacón fresco (FOS) aporta pocas calorías

(1.5 Kcal/g), sin elevar el nivel de glucosa en la sangre, la raíz puede ser consumida por

diabéticos y personas que desean bajar de peso. A la vez, siendo los FOS un prebiótico

(reconstituyente de la microflora intestinal) y un tipo de fibra soluble, ayuda a prevenir el

estreñimiento y otras enfermedades.

Por lo tanto, el potencial de desarrollo del yacón es muy grande comenzando desde

el producto fresco: Para esto necesitamos estar seguros de ofrecer al mercado un producto

totalmente confiable no solo en salubridad y calidad, sino también que conserve sus

propiedades funcionales óptimas que le otorgan el valor agregado al yacón.

Con la cosecha de las raíces empieza un rápido proceso de degradación de los FOS

en azúcares simples. Después de un mes en almacenamiento a temperatura ambiente, el

contenido de FOS puede disminuir en un 30 a 40% (perdiendo con esto las propiedades

hipoglicemiantes antes descritas y el valor funcional del yacón). Así, con el fin de obtener

productos con el mayor contenido posible de FOS es necesario procesar las raíces

inmediatamente después de la cosecha o refrigerarlas para disminuir la tasa de

degradación de los FOS.



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Por otro lado, la costumbre tradicional de solear (exponer al sol) las raíces por

unos días para que se vuelvan más dulces, acelera el proceso de conversión de la

concentración de FOS en azúcares simples. Se han encontrado muchos problemas

referentes a esto, en el momento que se quería procesar y/o fermentar, frenando el

potencial de transformación del yacón, cerrando muchos futuros mercados potenciales en

todo el mundo.

Es por este motivo que en el campo de la investigación, los factores de poscosecha

influyen en la disminución de la concentración de fructooligosacáridos (FOS).Como el

yacón es sembrado generalmente en altitudes entre los 1,300 m. y los 3,500 (metros

sobre el nivel del mar), tiene que transcurrir un tiempo entre la cosecha, el transporte del

producto hacia las zonas de procesamiento, de consumo y/o exportación (las ciudades,

aeropuertos, puertos marítimos), por lo que el yacón va transformando sus azucares (FOS)

mediante una reacción de degradación en azucares simples(glucosa, fructuosa, sacarosa),

entonces el tratamiento en el almacenamiento debe ser implantado lo más pronto posible,

ya sea un almacenamiento , a refrigeración o a la exposición solar , cualquiera que nos

mantenga la mayor concentración de FOS, tomando en cuenta el tiempo en que dure la

cosecha, acopiado y almacenamiento de toda la cantidad de yacón que será transportado

al mercado de consumo directo o a una planta para su respectivo procesamiento tiene que

mantener las propiedades funcionales del yacón en un nivel óptimo, obteniéndose así un

producto fresco de calidad.

Por esta razón, el presente estudio busca determinar el efecto de la temperatura

sobre la cinética de perdida de fructooligoscáricos (FOS) y humedad en yacón fresco (

Smallanthus Sonchifolius ), se obtendrá datos de temperatura para el tratamiento

poscosecha del yacón, que se deberá implementar desde la cosecha hasta la llegada al

consumidor como producto fresco, o hasta la entrada como materia prima en la

elaboración de un producto procesado de yacón, manteniendo con esto un nivel óptimo

en sus propiedades funcionales.



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La planta contiene un sabor dulce debido a los Fructooligosacáridos (FOS), un

carbohidrato que el cuerpo humano no puede hidrolizar, por no contar con las enzimas

para esto. Los fructanos pasan a través de tracto digestivo sin ser metabolizado, por lo

tanto el yacón es considerado de valor para dietas y personas con diabetes (Seminario et

al. 2003).

Las plantas de este cultivo producen un tipo especial de raíz (conocida con el

nombre de yacón) la cual tiene una característica particular: se come en forma fresca (o

sea cruda) a pesar de ser una raíz como el camote o la yuca. El yacón tiene un agradable

sabor dulce y deja una sensación refrescante después de consumirlo, razón por la cual el

habitante andino lo considera una fruta. Esta cualidad se debe a que el yacón, a diferencia

de la mayoría de tubérculos y raíces que almacenan sus carbohidratos en forma de

almidón, lo almacena principalmente como fructooligosacáridos (FOS), un tipo especial

de azúcares con atributos enormemente beneficiosos para la salud humana (Salomón,

2007).

El yacón es una de las raíces reservantes comestibles con mayor contenido de

agua. Según diversos autores, entre 83 y 90% del peso fresco de las raíces es agua. En

términos generales, los carbohidratos representan alrededor del 90% del peso seco de las

raíces recién cosechadas, de los cuales entre 50 y 70% son fructooligosacáridos (FOS).

El resto de carbohidratos lo conforman la sacarosa, fructosa y glucosa (Anexo 1.1 y

Anexo 1.2). Sin embargo, la composición relativa de los diferentes azúcares varía

significativamente debido a diferentes factores como el cultivar, la época de siembra y

cosecha, tiempo y temperatura en poscosecha, entre otros.

Las raíces reservantes acumulan, además, cantidades importantes de potasio,

compuestos polifenólico derivados del ácido cafeico, sustancias antioxidantes como ácido

clorogénico y triptófano y varias fitoalexinas con actividad fungicida. (Seminario et al.

2003). El contenido de proteínas, lípidos, vitaminas y minerales es bastante bajo. (Anexo

1.1).



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Figura 1. Estructura química del FOS más simple (1 – Kestosa)

En el Perú, en casi todos los departamentos se siembra yacón, siendo Amazonas,

Cajamarca, Oxapampa, Huánuco y Puno los lugares con mayor área sembrada. En el Perú,

el área estimada de siembra con fines comerciales en el 2002 fue de 600 ha. En Bolivia y

Ecuador su cultivo es menor y se destina principalmente al autoconsumo. En Argentina

se siembra sólo en las provincias norteñas de Jujuy y Salta. Fuera de los Andes, Brasil

(Sao Paulo) y Japón (con 100 ha) son los países con mayor área de cultivo. (CIP, 2004).

Las estadísticas oficiales de áreas de siembra de yacón en el Perú son muy escasas.

En las últimas tres décadas el área de siembra anual de yacón fue mucho menor a 100 ha

en todo el país, según las estadísticas oficiales del ministerio de agricultura. Es a partir

del año 2000 que la siembra comercial de yacón comienza a incrementarse en diferentes

regiones del Perú.

En el Primer Curso Nacional de Yacón celebrado en Cajamarca en agosto del

2002, se estimó en no menos de 600 ha la superficie sembrada de yacón en las principales

zonas de producción. (Seminario et al. 2003).

El departamento de Cajamarca, situado a 560 Kms al noreste de Lima, lidera la

producción de yacón. A diferencia de otros lugares, donde se cultiva para subsistencia o

asociado a festividades religiosas, en la región andina se siembra con fines comerciales.



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Es vendido en los mercados locales con otras frutas multicolores y típicas de los Andes,

como chirimoyas, paltas, piñas y lúcumas (Anónimo, 2008).

Los FOS no pueden ser digeridos directamente por el organismo humano debido

a que carecemos de las enzimas necesarias para su metabolismo (Fructano Hidrolasa).

La mayoría de las propiedades que se asignan al yacón han sido identificadas de

manera indirecta. Casi toda la evidencia proviene de estudios realizados con FOS

purificados de la achicoria, una planta emparentada con el yacón que contiene inulina (un

polímero de moléculas de fructosa) y a partir de la cual se producen los FOS. La evidencia

científica de los últimos quince años ha demostrado que los FOS pueden tener

propiedades beneficiosas para la salud.

La evidencia científica disponible sustenta el reconocimiento de los FOS como

fibra dietética y como prebióticos. Un prebiótico se define como un alimento no digerible

que afecta favorablemente la salud del hospedero (es decir, del consumidor) al estimular

selectivamente la proliferación de un grupo de bacterias benéficas en el tracto digestivo,

mejorando así el balance intestinal. Se ha realizado muy poca investigación acerca del

efecto del yacón sobre la salud humana (Seminario et al. 2003).

Casi toda la evidencia asociada a los efectos promisorios que el yacón puede tener

sobre las personas es indirecta, proviene de estudios realizados con fructanos (FOS e

inulina) purificados de la achicoria.

En el colon habitan un grupo de bacterias putrefactivas de los alimentos

(bacteroides, fusobacterias, clostridios, etc.), las cuales al multiplicarse propician el

desarrollo de hongos, levaduras y otro grupo de bacterias patógenas (Escherichia coli,

Clostridium perfringens, Staphylococcus aureus, Candida albicans, Campylobacter

jejuni, entre las principales), responsables de la producción de toxinas y compuestos

potencialmente cancerígenos. Estas bacterias dañinas generan comúnmente cuadros de

diarrea y diferentes desórdenes gastrointestinales.



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Debido a que las bacterias putrefactivas y los probióticos comparten el mismo

hábitat, ambos grupos están permanentemente en competencia por poblar en mayor

número la microflora del colon.

El balance en favor de los probióticos o de las bacterias putrefactivas estará dado

en gran medida por el tipo de alimentos que se ingieren diariamente, pues según de los

que se trate serán mejor asimilados por uno u otro grupo.

La hidrólisis de los FOS en azúcares simples (glucosa, fructuosa y sacarosa),

puede llegar a tener una gran importancia en la comercialización del yacón, se sabe que

el contenido de FOS comienza a disminuir y se van transformando en azucares simples

inmediatamente después de la cosecha, la velocidad de esta conversión es más rápida en

los primeros días de poscosecha (Seminario et al. 2003).

Se encontró antecedentes donde dice que la temperatura es un factor que

condiciona la cantidad de FOS presente en el yacón fresco(Anexo 4), a una temperatura

alta de soleado generalmente 25 °C, la concentración de FOS se mantiene aún alta, pero

a refrigeración 5 °C la concentración de FOS es más alta que en soleado, pero por el

contrario en otras investigaciones encontramos que el valor de FOS en refrigeración y

soleado son iguales por lo tanto la temperatura y el tiempo de almacenamiento jugará un

gran rol en la conservación del yacón en poscosecha (Anexo 4).Por esto en necesario

realizar diferentes estudios en poscosecha para identificar las mejores alternativas de

almacenamiento del yacón.

Hasta hace menos de una década existía la idea de que el valor nutricional del

yacón era muy bajo. Por este motivo existe muy poca investigación realizada hasta la

fecha acerca de su forma y cuidado de poscosecha así como de las tecnologías de

almacenamiento que se requieren desarrollar para lograr su mejor aprovechamiento con

todas su cualidades funcionales optimas, como lo es el mayor contenido de FOS presenta

en el producto fresco , y la menor cantidad de azucares simples, ya que el público

consumidor tiene ya un conocimiento que al consumir yacón en fresco , se está

consumiendo azucares no dañinos (FOS) para diabéticos y personas con sobrepeso , por



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esto el yacón tiene un gran prestigio a nivel mundial como alimento funcional y con

propiedades que le dan un valor agregado , el cual tenemos que aprovechar pero de

manera responsable , brindando al consumidor , lo que espera; por esto hay un gran campo

para desarrollar en la investigación sobre el mejor tratamiento y cuidado al producto en

fresco para así poder obtener mercados para un mejor producto fresco y procesado.

(Seminario et al. 2003).

Teniendo todo lo expuesto presente, el presente trabajo de investigación tuvo a

bien resolver la interrogante: ¿Cuál será el efecto de la temperatura (8ºC, 20ºC y 30ºC)

sobre la perdida de Fructooligosacáridos (FOS) y pérdida de humedad, en yacón fresco

(Smallanthus sonchifolius)?, teniendo para esto como objetivo principal, el evaluar el

efecto de la temperatura (8°,20°,30º C) sobre la cinética de pérdida de

Fructooligosacáridos (FOS) y perdida de humedad, en yacón fresco (Smallanthus

sonchifolius); del cual podemos también tener algunos objetivos específicos, como son,

evaluar la cinética de perdida de fructooligoscáricos en el almacenamiento de yacón

fresco (Smallanthus sonchifolius) almacenado a diferentes temperaturas, así como evaluar

la cinética de perdida de humedad en el almacenamiento de yacón fresco (Smallanthus

sonchifolius) almacenado a diferentes temperaturas.



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III. MATERIALES Y MÉTODOS

3.1. Lugar de ejecución

Laboratorio de Tecnología de los Productos Agroindustriales de la Facultad de

Ciencias Agropecuarias de la Universidad Nacional de Trujillo

3.2. Materiales

3.2.1. Materia prima

Yacón (Smallanthus sonchifolius) variedad blanco procedente del Caserío La

Ramada del distrito de Usquil, provincia de Otuzco departamento de La Libertad.

3.2.2. Material de vidrio

Vasos de precipitados de 50 ml.

Matraz de 250 ml.

Pipetas de 10ml

Pipetas de 5ml

Embudo vástago corto

Fiola de 250ml

3.2.3. Reactivos

Hidróxido de Sodio 20%

Fehling A

Fehling B

Azul de metileno

Agua destilada

HCl 28%

Hipoclorito de sodio



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3.2.4. Equipos

Balanza analítica (precisión 0.0001g)

Balanza semianalítica (precisión 0.01g)

Estufa Memmert (precisión 1ºC)

Calentador (precisión 5ºC)

3.2.5. Otros

Cuchillos

Tablas de picar

Depósitos de plástico

Mortero con pilon

Cámara de vidrio forrada de polietileno expandido (Imagen en Anexo 9).

3.3. Métodos

3.3.1. Esquema experimental

El esquema experimental del presente trabajo de investigación se encuentra en

la figura 2.

Figura 2. Esquema experimental para evaluar el efecto de la temperatura y tiempo de

almacenamiento sobre la cinética de pérdida de Fructooligosacáridos y humedad de

FOS en yacón.

Yacón

Almacenamiento

Yacón Humedad % FOS

Humedad % FOS

Temperatura: 8ºC, 20ºC y 30ºC

Tiempo: 4, 7 y 14 días



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3.3.2. Descripción de los procesos

Para el desarrollo de la siguiente investigación se llevó a cabo el diagrama de

flujo de la (Figura 3).

Figura 3. Diagrama de flujo para el almacenamiento poscosecha de yacón (Smallanthus

sonchifolius)

3.3.2.1. Selección y Clasificación

El yacón variedad blanco procedente de los andes peruanos, fue seleccionado

eliminando los tubérculos defectuosos, que presenten alguna enfermedad o

desperfecto. Estos fueron clasificados de acuerdo a su tamaño, escogiendo los más

pequeños y poder homogenizar las muestras para los análisis.

3.3.2.2. Lavado y Desinfección

Los tubérculos de yacón fueron lavados y desinfectados con agua clorada

(Hipoclorito de sodio 1%).

Yacón

Selección y clasificación

Lavado y desinfección

Almacenamiento



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3.3.2.3. Almacenamiento

El yacón fue almacenado de acuerdo al diseño experimental. Para la temperatura

de 8ºC, se colocaron tubérculos de yacón en un refrigerador que cumplía con la

temperatura requerida en el compartimiento de refrigeración, el mismo se mantuvo a

75% de Humedad Relativa. Para mantener la temperatura de 20ºC, se mantuvo los

tubérculos en un refrigerador apagado cerrado, se controló la temperatura para

verificar que se mantenga a la temperatura indicada y se midió la Humedad Relativa

de 80%, procurando mantenerla contante ya que no puede ser modificada o alterada

manualmente. Para la temperatura de 30ºC, se mantuvo el yacón en una cámara de

vidrio forrada con polietileno expandido. La cámara presentaba paños humedecidos

en las paredes, los cuales se cambiaban periódicamente, esto lograba que la humedad

relativa se mantenga 60%, ya que la temperatura interna de 30°C podía lograr que el

ambiente reduzca su humedad relativa a niveles no aceptables.

3.3.3. Determinaciones analíticas

Los siguientes análisis fueron realizados para el yacón en los tres

Temperaturas de almacenamiento de interés.

3.3.3.1. Determinación de Humedad

Se empleó la metodología (AOAC: 925.10, 1995) mostrada en el Anexo 6.

3.3.3.2. Determinación de FOS

Se empleó la metodología basada en el método Lane Eynon mostrado en el

Anexo 5 (Díaz et al. 2008).

3.3.4. Diseño experimental y análisis estadístico

Se empleó el diseño comparativo longitudinal con 3 repeticiones para cada

tratamiento, cuyo modelo inicial es:



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8ºC

4 d 7 d 14 d

20ºC

4 d 7 d 14 d

30ºC

4 d 7 d 14 d

Determinación de humedad y porcentaje de FOS

Yacón

Figura 4. Diseño experimental para comparar el efecto de la temperatura (8, 20 y 30ºC)

sobre la cinética de perdida de humedad y FOS en yacón (Smallanthus sonchifolius).

Modelamiento Matemático:

Una vez obtenidas los datos, estos se graficaron en función del tiempo y ajustaron a un

modelo matemático lineal, obteniendo así las velocidades específicas de pérdida de

humedad y FOS.

Muestra: a diferentes temperaturas.

Observaciones: Contenido de humedad y porcentaje de FOS

Hipótesis Estadísticas:

Efecto de la temperatura y tiempo de almacenamiento

HO = α1 = α2 = α3

H1 = α1 ≠ α2 ≠ α3

Análisis de varianza (ANVA)

El análisis de varianza para el diseño comparativo es como sigue:



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Cuadro 1. Análisis de varianza

Fuente de

Variación

Suma de

Cuadrados

Grados de

Libertad

Cuadrados

Medios

Test F

Temperatura SCA CMA CMA/CME

Error SCE CME

Total SCT

(Montgomery D., 2004)

Para el cálculo estadístico se empleará el Software Statgraphic 5.0



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CAPÍTULO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Luego de realizada la parte experimental, se obtuvieron los siguientes resultados del

yacón:

Cuadro 2. Resultados promedio del porcentaje de humedad y FOS del yacón

almacenado en 3 diferentes condiciones

TEMPERATURA

(°C)

DÍAS

0 4 7 14

HUMEDAD (%)

8 86.70 85.76 84.44 81.28

20 86.70 84.55 83.06 80.24

30 86.70 83.78 82.07 77.93

FOS (%)

8 34.01 31.52 26.75 21.72

20 34.01 28.53 6.19 3.17

30 34.01 31.09 7.63 5.73

En el cuadro 2, podemos ver los contenidos iniciales de las variables dependientes,

en el caso del porcentaje de humedad con un valor inicial de humedad de 86.7% y un

porcentaje de FOS en base seca de 34.01%, diversos autores dan un rango de humedad

entre 83 y 90%, mientras que un porcentaje de Fructooligosacaridos de entre 50 y 70%.

(Ohyma et al. 1993, Asami et al. 1991, Nieto 1991, Collazos et al. 1993, Hermann et al.

1999); debido a esto podemos observar que el porcentaje de humedad obtenido se

encuentra dentro del rango, lo que no ocurre con el porcentaje de FOS, el cual se encuentra

muy por debajo del promedio dado por los autores, esto puede deberse al tiempo

transcurrido desde la cosecha hasta el análisis, Graefe et al. (2002) indican que la

velocidad de la conversión de los FOS en azúcares simples, llamada hidrólisis de FOS,

es especialmente rápida en los primeros días de poscosecha, y teniendo en cuenta que el

producto pasó un promedio de 5 días almacenado durante el transporte desde su lugar de

origen hasta la llegada al puesto de venta y posteriormente al laboratorio para realizar los

análisis.



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Figura 5. Gráfico de líneas del porcentaje de humedad del yacón en el tiempo.

En la figura 5, podemos observar un gráfico de líneas, en el cual se observa el

comportamiento del contenido de humedad frente al tiempo y temperatura de

almacenamiento. La pérdida de humedad del yacón tiene mucha relación con la

temperatura y el tiempo de almacenamiento, podemos ver que a mayor temperatura, el

yacón tiende a perder humedad, más aún, si el almacenamiento es dado por un tiempo

más prolongado y a temperaturas más altas.

y = -0.3972x + 87.025R² = 0.9832

y = -0.4576x + 86.499R² = 0.9941

y = -0.6195x + 86.491R² = 0.9971

76.00

78.00

80.00

82.00

84.00

86.00

88.00

0 2 4 6 8 10 12 14 16

Hu

me

dad

(%

)

Tiempo (días)

Humedad (%) vs Tiempo (días)

8ºC

20ºC

30ºC



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Figura 6. Gráfico de Perfiles del contenido de FOS del yacón almacenado frente a la

temperatura y tiempo

Como podemos observar en el gráfico, los FOS se conservan mejor a temperatura

de refrigeración con el tiempo, esto concuerda con lo reportado con Asami et al. (1991),

quien reportó que el contenido de FOS en raíces almacenadas a 5°C fue

significativamente mayor al de las almacenadas a temperaturas de 25°C, estos resultados

sugieren que la hidrólisis de los FOS es ocurre con menor velocidad cuando las raíces son

almacenadas a temperaturas de refrigeración. El proceso de hidrolisis es el proceso por el

cual los FOS se transforman en azúcares simples, aumenta su dulzor pero disminuye su

funcionalidad, normalmente se realiza mediante exposición al sol (Graefe, 2002).

Graefe et al. (2003) encontró que el yacón recién cosechado presenta un contenido

de FOS de entre 50% y 66%, lo cual nos muestra que el yacón analizado en el presente

trabajo empezó con un contenido bajo de estos carbohidratos, el cual podría ser

ocasionado por el almacenamiento previo a su compra, ya que el producto fue cosechado

un promedio de 5 días antes de su análisis y durante ese tiempo no fue almacenado en las

condiciones más adecuadas para conservar sus propiedades ni evitar la degradación de

los FOS.

0.00

5.00

10.00

15.00

20.00

25.00

30.00

35.00

40.00

0 5 10 15

FOS

(%)

Tiempo (días)

FOS (%) vs Tiempo (días)

8°C

20°C

30°C



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Cuadro 3. Análisis de Varianza de la influencia de la temperatura de almacenamiento y

los días de almacenamiento sobre la pérdida de porcentaje de Humedad.

SS Df MS F p

(1)T(°C) L+Q 10.30023 2 5.15011 42.9871 0.006191 (2)Dia L+Q 37.13760 2 18.56880 154.9906 0.000938 1*2 0.46038 1 0.46038 3.8427 0.144811 Error 0.35942 3 0.11981 Total SS 48.18736 8

Figura 7. Diagrama de Pareto para la variable dependiente porcentaje de humedad.

Según la figura 7, en la cual se muestra el gráfico de Pareto, podemos observar que la

variable tiempo (días) de almacenamiento y la variable temperatura de almacenamiento

afectan significativamente al porcentaje de humedad con respecto al tiempo. Aunque en

su interacción, podemos ver que no genera una variación significativa.



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Cuadro 4. Análisis de Varianza de la influencia de la temperatura de almacenamiento y

los días de almacenamiento sobre la pérdida de porcentaje de FOS.

SS Df MS F P

(1)T(°C) L+Q 367.350 2 183.6751 6.23294 0.085432 (2)Tiempo L+Q 691.067 2 345.5337 11.72555 0.038196

1*2 40.256 1 40.2555 1.36606 0.326917 Error 88.405 3 29.4684 Total SS 1172.883 8

Figura 8. Diagrama de Pareto para la variable dependiente FOS

Según el cuadro 4, que nos muestra el análisis de varianza y la figura 8, en la cual se

muestra el gráfico de Pareto, ambos para la influencia de las variables independientes

sobre la variable dependiente FOS, podemos observar que la variable tiempo (días) de

almacenamiento es la única que afecta significativamente al contenido de FOS, mientras

que la temperatura de almacenamiento y la interacción de las dos variables, no genera una

diferencia significativa entre los valores de las muestras.



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CAPITULO VI. CONCLUSIONES

Se evaluó el efecto de la temperatura y tiempo de almacenamiento sobre la concentración

de Fructooligosacáridos (FOS) y humedad en yacón, gracias a los resultados obtenidos,

podemos concluir que el porcentaje de FOS en el yacón, se conserva por un tiempo más

prolongado a temperaturas de refrigeración, teniendo al final de los 14 días de

almacenamiento, un porcentaje de FOS de 21.72%, lo cual representa una conservación

del 63,86% del contenido original, mientras que a temperaturas de almacenamiento de 20

y 30°C, se obtuvo valores de 3.17 y 5.73%, respectivamente.

En lo que respecta a los valores finales del porcentaje de FOS a temperaturas de 20 y

30°C, podemos ver que hay una reducción mayor en la temperatura de 20°C, que en la

temperatura de 30°C, esto puede deberse a la pérdida de humedad, lo cual genera que el

porcentaje de materia seca se incremente, esto concuerda con lo expresado por Graefe

(2002), quien determinó que la concentración de FOS en las raíces soleadas es la misma,

e incluso ligeramente superior, que en las raíces frescas. Ello se debe a que la proporción

de FOS que se convierte en azúcares simples, es compensada por la deshidratación de las

raíces; en nuestro caso, la pérdida de humedad fue mayor en las raíces almacenadas a

30°C, por ello el porcentaje de FOS en materia seca fue mayor con el tiempo en esta

temperatura.

La variable tiempo de almacenamiento, influye significativamente en el porcentaje de

FOS conservado (p<0.05)

Se concluye así mismo que la temperatura de refrigeración de 8°C, es la mejor para la

conservación de los FOS y la menor pérdida de humedad, hasta los días de evaluación

observados.



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CAPITULO VII. RECOMENDACIONES

Se recomienda evaluar el efecto de la altitud (presión atmosférica), luz solar y atmósferas

controladas sobre el contenido de FOS del yacón; así como las condiciones óptimas de

diferentes tubérculos andinos.

Estudiar la conservación del contenido de FOS utilizando mayor cantidad de variables

que afectan su contenido como tiempo, presión, temperatura, humedad relativa, luz, etc.

Estudiar el empleo de películas comestibles sobre el tubérculo para evitar las pérdidas de

FOS y humedad durante el almacenamiento de Yacón.



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CAPITULO VIII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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%20%20medio%20ambientales

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http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/724/72440105.pdf


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CAPITULO IX. ANEXO

Anexo 1. Composición nutricional y química del yacón

Anexo 1.1. Composición química promedio de 10 entradas de yacón procedentes de

Perú, Bolivia, Ecuador y Argentina (en relación a 1 Kg de materia comestible de

raíz fresca).

FUENTE: Seminario et al. 2003.

VARIABLE PROMEDIO RANGO

Materia Seca(g) 115 98 – 136

Carbohidratos Totales(g) 106 89 – 127

Fructanos(g) 62 31 -89

Glucosa libre(g) 3.4 2.3 – 5.9

Fructuosa libre(g) 8.5 3.9 – 21.1

Sacarosa Libre(g) 14 10 – 19

Proteína(g) 3.7 2.7 – 4.9

Fibra(g) 3.6 3.1 – 4.1

Lípidos(mg) 244 112 – 464

Calcio(mg) 87 56 - 131

Fósforo(mg) 240 182 – 309

Potasio(mg) 2282 1843 - 2946



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Anexo 1.2. Valor nutricional del yacón (100 g. de raíz fresca sin cascara).

COMPUESTO RANGO

Agua 85 – 90 g

Fructooligosacaridos(FOS) 6 – 12 g

Azucares Simples( glucosa, sacarosa,

fructuosa)

1.5 – 4 g

Proteínas 0.1 – 0.5 g

Potasio 185 – 295 mg

Calcio 6 – 13 mg

Calorías 14 – 22 Kcal




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Anexo 1.3. Valor calórico y poder edulcorante de los fructooligosacáridos (FOS) en

comparación con los azúcares más comunes y algunos edulcorantes sintéticos.

AZUCAR ORIGEN CONTENIDO

CALORIAS(Kcal/g)

PODER

EDULCORANTE

FOS Natural 1- 1.5 0.3

Glucosa Natural 4 0.7

Fructosa Natural 4 1.7

Sacarosa Natural 4 1

Esteviosidos Natural 0 30 - 320

Apártame Sintético 0 200

Sacarina Sintético 0 300 – 500

Sucralosa Sintético 0 600

Con la finalidad de hacer efectiva la comparación, se asigna el valor de “1” al poder

edulcorante de la sacarosa o azúcar de mesa




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Anexo 1.4. Contenido calórico de las raíces del yacón en comparación con otros

alimentos.

ALIMENTO CONTENIDO CALORIAS(Kcal/100g de

alimento)

YACON 15 – 20

Piña 40

Naranja 50

Manzana 60

Plátano 80

Papa 120

Carne de pollo 120

Arroz cocido 135

Carne de res 160

Pan 250

Helado 400

Chocolate 500




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Anexo 2. Estructura química de los Fructanos

Anexo 3.1.


Donde:

A. Los fructanos pueden polimerizar miles de moléculas de fructuosa (F) utilizando

enlaces glucosidicos ß (2→1) y/o ß (2→6) lo que permite la conformación

espacial de estructuras ramificadas. Obsérvese que al inicio de la cadena del

fructano se liga una molécula de glucosa (G).

B. Información detallada de la composición química de los FOS: Entre 2 y 10

moléculas de F unidas por enlaces ß (2→1).

C. La inulina y los FOS tienen en su estructura solo enlaces ß (2→1). Se diferencian

únicamente en el número de moléculas de F dentro de sus cadenas. En la inulina

pueden haber hasta 60 moléculas de F, mientras que los FOS tienen como máximo

hasta 10.

D. Estructura química del oligofructano más sencillo que se conoce (1 – Kestosa).



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Anexo 4. Contenido de carbohidratos en el yacón y su evolución durante el

almacenamiento.

Anexo 4.1. Contenido de azúcares en las raíces de yacón durante el soleado (valores

expresados en %de materia seca). Estudio realizado con un cultivar de Huánuco

conocido localmente con el nombre de “Variedad Blanca”

Tipo de Azúcar

Duración de

soleado(días)

0

Duración de

soleado(días)

2

Duración de

soleado(días)

4

Duración de

soleado(días)

6

Fructooligosacáridos 62.1 53.8 46.3 43.8

Glucosa 1.1 2 1.9 2.2

Fructuosa 10.5 14.2 17.1 20.2

Sacarosa 16.9 19.2 22.1 22.3

FUENTE: Graefe et al. (2003).



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Anexo 4.2. Influencia de la temperatura y el tiempo de almacenamiento sobre el

contenido de azucares y el grado de polimerización (GP) de los fructooligosacáridos

(valores expresados en % de materia seca). Adaptado de Asami et al. (1991)

Fecha de

evaluación

Fructooligosacaridos(FOS) Fructuosa Glucosa Sacarosa G.P.

11 de

noviembre

(cosecha)

67 1.2 1.3 4.4 4.3

Fecha de

evaluación


09 de

diciembre

45 21 8.3 5.9 4.0

27 de

diciembre

43 26 8.8 6.2 4.1

25 de

enero

36 29 10.5 6.7 4.0

27 de

febrero

30 42 12.4 5.5 3.8

26 de

marzo

28 34 12.1 9.8 3.3

24 de abril 13 36 16.6 6.4 3.2

Anexo 5. Método - fórmula para obtener el porcentaje de fructooligosacaridos

(FOS) en la muestra de yacon. (Díaz et al. 2008).

Fecha de

evaluación


12 de

diciembre

39 30 10.2 8.2 3.7

26 de

diciembre

32 26 11.6 11.2 3.4

24 de

enero

23 28 14.5 11.8 3.4



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Los fructooligosacáridos (FOS) se caracterizan por que están conformados por un único

residuo de glucosa unido a 2 hasta 10 residuos de Fructosa.

Recordemos que la glucosa y la fructosa son hexosas y por tanto tendrán formula global

C6H12O6 . La fructosa y la glucosa son azucares reductores, pues reducen al reactivo de

Fehling.

Durante el análisis, se secara la muestra de Yacón en estufa sin que se caramelice y

molerlo. Luego colocaremos 1 g del molido en un matraz erlenmeyer agregarle agua hasta

100 ml y 5 mL de Acido Clorhidrico concentrado (HCl). Conectaremos el matraz

erlenmeyer a un refrigerante de reflujo y llevarlo a calentamiento suave en baño María

durante 2 horas. Terminado dicho proceso retirar el refrigerante y enfriar la muestra.

El HCl sirve para romper los enlaces glucosídicos de las moléculas de los FOS y de esta

manera queden solamente los monosacáridos glucosa y fructosa que finalmente

reaccionaran con el reactivo de Fehling.

La fórmula para obtener el porcentaje de FOS se obtiene tomando en cuenta los siguientes

datos:



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Anexo 5.1. Datos a tomar en cuenta para el cálculo de FOS. Díaz et al. (2008)

Número de

Unidades de

Fructosa en el

FOS (UF)

Número de

Unidades de

hexosas en el

FOS (Glucosa

+ Fructosas)

Peso molecular

total de todas

las hexosas

libres o

azucares

reductores

libres (PHL)

(g)

Peso molecular

del FOS (PF):

PHL – (UF x

18)

(g)

Relación

PF/PHL

(%)

2 3 540 504 93.33

3 4 720 666 92,5

4 5 900 828 92

5 6 1080 990 91,67

6 7 1260 1152 91,43

7 8 1440 1314 91,25

8 9 1620 1476 91,11

9 10 1800 1638 91

10 11 1980 1800 90,91

Exactamente no sabemos cuáles son las FOS que predominan en el Yacón, ni tampoco lo

que representan cada una de ellas del global de FOS, por ello sacamos un promedio de

todas las relaciones PF/PHL, el cual es 91,69 que representa el porcentaje del peso del

FOS en relación al peso total de las moléculas de glucosa y fructosa después de realizada

la hidrólisis con el HCL. Por consiguiente la fórmula para el porcentaje de FOS

aproximado es el siguiente:

%FOS = % Azúcar reductor x 0.9169



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Anexo 6. Determinación de humedad (AOAC, 1995)

Método: Secado en Estufa

Procedimiento:

- Pesa aproximadamente 5 g. de muestra homogéneamente distribuida en una

capsula de porcelana seca, limpia y tarada.

- Coloque la capsula en la estufa a 105 °C por un tiempo mínimo de 3 horas, hasta

peso constante.

- Utilizando pinzas metálicas retirar la capsula de la estufa, luego dejar enfriar en

un desecador y pesar en la balanza analítica y anotar el peso.

- Realizar por duplicado.

- Para calcular el contenido de humedad se utiliza la siguiente formula:

% H= W1 – W2 x 100

------------

W1

Dónde:

W1= Peso de la muestra

W2= Peso de la muestra deshidratada



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Anexo 7. Valores y Resultados obtenidos en la Experimentación

Anexo 7.1. % Humedad y FOS iniciales del yacón. Día 0

Humedad (%) Humedad

Promedio (%) FOS (%)

FOS Promedio

(%)

86.61

86.70

34.04

34.01 86.68 35.69

86.81 32.30

Anexo 7.2. % Humedad y FOS a los 4 días de almacenamiento

Temperatura (°C)

Humedad (%)

Humedad Promedio (%)

FOS MS (%) FOS PROMEDIO (%)

8ºC

85.63

85.76

33.30

31.5243841 85.96 31.55

85.68 29.72

20ºC

78.78

84.55

27.56

28.5255851 86.81 28.97

88.07 29.04

30ºC

83.94

83.78

30.99

31.0880054 83.28 31.23

84.12 31.04



BIBL

IOTE

CA DE

AGROPE

CUARIA

S


36



Temperatura (°C)

Humedad (%) Humedad

Promedio (%) FOS MS (%)

FOS PROMEDIO (%)

8ºC

84.62

84.44

26.09

26.75 84.26 27.33

84.44 26.84

20ºC

80.11

83.06

6.64

6.19 77.28 4.68

91.79 7.25

30ºC

82.80

82.07

7.24

7.63 81.68 8.94

81.74 6.70


Temperatura (°C)

Humedad (%) Humedad

Promedio (%) FOS MS (%)

FOS PROMEDIO (%)

8ºC

81.81

81.28

23.17

21.72 80.80 21.71

81.21 20.28

20ºC

63.26

80.24

2.481

3.17 88.74 2.71

88.72 4.33

30ºC

78.70

77.93

5.55

5.73 77.53 4.95

77.55 6.70



BIBL

IOTE

CA DE

AGROPE

CUARIA

S


37


Anexo 9. Imágenes del proceso de almacenamiento del yacón.

Anexo 9.1. Almacenamiento de yacón a 20ºC.

Anexo 9.2. Almacenamiento de yacón a 30ºC



BIBL

IOTE

CA DE

AGROPE

CUARIA

S


38


Anexo 9.3. Cámara de almacenamiento de yacón a 30ºC.

Anexo 9.4. Almacenamiento de Yacón a 8ºC.



BIBL

IOTE

CA DE

AGROPE

CUARIA

S

agropecuarias para optar el tÍtulo profesional de

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