la molina
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anales científicos
de la Universidad
Nacional Agraria La Molina
Año 2007 Vol. 68 (3)
ISSN versión electrónica 1995-7246
Hecho el depósito legal 2003-0311
Anales Científicos
ISSN versión electrónica 1995-7246
Copyright 00401-2011
Publicación de La Universidad Nacional Agraria La Molina
Editor(a): Dra. Carmen Velezmoro Sánchez
investigació[email protected]
Oficina Académica de Investigación
Telf.348 5917 Anexo: 181-182
Apartado: 12-056, Lima 1.
www.lamolina.edu.pe/investigacion
Los artículos publicados son de entera responsabilidad de sus autores. Se permite la
reproducción parcial siempre y cuando se cite la fuente y se envíe a la editorial un
ejemplar de la publicación que incluye el texto reproducido de Anales Científicos
Vol.68 (3).
AUTORIDADES UNIVERSITARIAS
Dr. Jesús Abel Mejía Marcacuzco RECTOR
Dr. Jorge Aliaga Gutiérrez
VICERRECTOR ACADÉMICO
Mg. Sc. Efraín Malpartida Inouye VICERRECTOR ADMINISTRATIVO
DECANOS
Mg. Sc. Javier Arias Carbajal AGRONOMÍA
Mg. Sc. Diana Quinteros Carlos
CIENCIAS
Mg. Sc. Milo Bozovich Granados CIENCIAS FORESTALES
Mg. Sc. Fernando Rosas Villena ECONOMÍA Y PLANIFICACIÓN
Dr. David Campos Gutiérrez
INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
Mg. Sc. Rosa Miglio Toledo INGENIERÍA AGRÍCOLA
Ing. M.S. Anibal Verastegui Maita
PESQUERIA
Mg. Sc. Víctor Hidalgo Lozano ZOOTECNIA
Dr. Félix Camarena Mayta
DIRECTOR EPG
2007
ANALES CIENTIFICOS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA
MOLINA
Volumen 68, Número 3, 2007 ISSN 0255-0407
CONTENIDO
PÁGINAS
Industrias Alimentarias
1. Análisis multivariante aplicado a los resultados físico-químicos de los vinos tintos
de Ica
AMÉRICO VERGARA J. , MARCIAL SILVA J.
2. Concentración de gases en el espacio de cabeza del encase de col (Brassica
oleracea L.) en bolsas de polietileno
LUIS VARGAS D. , FRANCISCO SALAS V. , BRUCE WELT.
3. Elaboración de una mezcla pre cocida en base a quinua (Chenopodium quinoa
Willd), kiwicha (Amaranthus caudatus), frejol castilla (Vigna sinensis) saborizada
con frutas
GLADYS CORTEZ V. , RITVA REPO-CARRASCO
4. Caracterización físico-química y microbiológica de la leche de cabra
SILVIA PERALTA A. , FANNY LUDEÑA U. , CELSO GONZALES CH.
5. Determinación de la máxima retención de ácido ascórbico de la conserva de
Aguaymanto (Physalis peruviana) en almíbar aplicando el método Taguchi
CHRISTIAN ENCINA Z. , MILBER UREÑA P.
6. Deshidratado de papaya de monte (Carica pubescens L & K) por métodos
combinados de osmosis y secado convencional
JENY CORNEJO A. , AMÉRICO GUEVARA P.
7. Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de
dos variedades de manì (Arachis hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-
95/50
GLORIA PASCUAL CH. , SELIM MOLINA S.
8. Influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.) variedad FHIA - 21 en la
calidad de hojuelas fritas
CAROLINA RAMOS V. , AMÉRICO GUEVARA P. , BRUNO PORTILLO S.
9. Efecto del proceso de molienda y peletizado del pimiento páprika (Capsicum
annuum L.) en la pérdida de color extraíble ASTA
JUAN DÁVILA R. , MARCIAL SILVA JAIMES
10. Determinación de compuestos bioactivos del aguaymanto (Physalis peruviana,
Linnaeus, 1753) y de su conserva en almíbar maximizando la retención de ácido
ascórbico
CHRISTIAN ENCINA Z, MILBER UREÑA P. , RITVA REPO-CARRASCO
11. Elaboración de una mezcla alimenticia a base de maíz (Zea mays) y habas (Vicia
fava)
JOSÉ NATIVIDAD A. , CARLOS VÍLCHEZ P.
12. Cinética de secado durante la fritura de chips de ñame (Dioscórea sp.) y
estimación de vida útil por simulación
JUAN ARAUJO V. , ALBERTO HUAMANI H.
1- 7
8 - 17
18 - 24
25 - 31
32 - 38
39 - 49
50 - 57
58 - 67
68 - 74
75 - 81
82 - 87
88 – 97
13. Efecto del tratamiento térmico de la extrusión sobre la calidad proteica del frijol
(Phaseolus vulgaris L.) del tipo panamito.
GIOVANNA B. ROJAS B., MARÍA E. VILLANUEVA E.
Pesquería
14. Histopatología causada por larvas de Poecilancistrium caryophyllum (cestode:
Trypanorhyncha) en el músculo esquelético de la corvina Micropogonias furnieri
(Desmarest, 1823)
JULIO G. GONZALES FERNÁNDEZ , JOÃO C. BRAHM COUSIN
15. Influencia de dos niveles de proteína y energía digestible en el comportamiento
productivo de alevines de tilapia roja (Oreochromis spp.)
JESSIE VARGAS C. , JORGE MONTOYA , ELSA VEGA G.
16. Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río
Malinowsky causada por la minería aurífera aluvial, departamento de Madre de
Dios, Perú
HENRY ORREGO A. , GIANCARLO BARBIERI N.
17. Efecto de la inclusión de dos niveles de harina de maca (Lepidium peruvianum G.
Chacón) en el alimento de inicio de alevines de trucha arco iris (Oncorhynchus
mykiss)
FERNANDO GALECIO R. , VÍCTOR VERGARA R. , PABLO ROBLES S.
18. Evaluación del promotor de crecimiento orgánico SP604 en dietas de alevinos de
trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
FERNANDO GALECIO R. , VÍCTOR VERGARA R. , ANNA K.GAMBINI G.
19. Análisis de las exportaciones pesqueras tradicionales durante 1990 al 2005
MARÍA B. OLAYA M.
20. Cálculos para la implementación del sistema de propulsión de una embarcación
pesquera artesanal de 10 Ton de capacidad de carga en bodega
OSCAR MALPICA MORENO
21. Determinación de las propiedades termo físicas de concha de abanico (Argopecten
pupuratus), calamar (Loligo vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) y trucha
arco iris (Oncorhynchus mykiss)
DOMINGO SÁNCHEZ A. , FABIOLA OLIVARES
22. Distribución y abundancia del “calamar gigante” Dosidicus gigas registrada a
bordo de buques calamareros en el litoral peruano (abril 1992 – octubre 1995)
JUAN J. MANCILLA D. , HENRY ORREGO A.
23. Efecto del congelado sobre las características del músculo de la concha navaja
(Ensis macha)
ANDRÉS MOLLEDA ORDOÑEZ
24. Evaluación mediante el uso de cuatro criterios en la selección de caladeros para
una embarcación costera de pesca de arrastre de fondo
MIGUEL DELGADO GARCÍA
25. Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en almacenamiento
refrigerado
TEODOSIO SOLDEVILLA. , CÉSAR PIZARDI D.
26. Detección y enumeración de bacteriófagos F+ específicos como indicadores de
enterovirus en el choro (Aulacomya ater)
MILAGROS MIRANDA C. , CÉSAR PIZARDI D.
98 - 103
104 - 108
109 - 114
115 - 128
129 - 132
133 - 136
137 - 143
144 - 151
152 - 161
162 - 170
171 - 177
178 - 184
185 - 194
195 - 203
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 27/09/2005
ISSN 0255-0407 Aceptado: 02/10/2006
Análisis multivariante aplicado a los resultados físico-químicos de los vinos
tintos de Ica
Américo Vergara J. 1, Marcial Silva J.
2
Resumen
Los resultados de los análisis físicos-químicos de 10 muestras de vinos tintos de Ica fueron sometidos a técnicas
estadísticas multivariantes: Análisis de Componentes Principales y Análisis de Cluster. Al aplicar el análisis de
componentes principales se obtiene en los dos primeros componentes una representación acumulada del 67.39% del
total de la variación de datos, logrando distinguir que la muestra V10 fue totalmente diferente a las demás muestras.
Las variables que más influyeron en esta evaluación son la densidad, azúcares reductores, acidez volátil y tinte.
Mientras, que al aplicar el análisis de cluster también se observó que la muestra V10 no se agrupa con ninguna de
las 9 muestras. Los datos experimentales demuestran que las mejores muestras de vinos corresponden a los
comercializados por grandes empresas vitivinícolas de Ica teniendo una mejor calidad físico química, mientras que
los vinos de poca aceptación son provenientes de pequeñas empresas vitivinícolas.
Palabras clave: Características físico-químicas del vino tinto, análisis multivariante, análisis de components
principales, análisis de cluster
Abstract
The results of physico-chemical analyses of 10 red-wine samples from Ica were subjected to multivariate statistical
techniques: Principal Component Analysis and Cluster Analysis. In applying principal component analysis, in both
the primary and secondary components a cumulative score of 67.39% of the total data variance is obtained,
distinguishing V10 as the sample that was totally different from the rest of the samples. The most influencing
variables in this analysis were: density, reducing sugars, volatile acidity and reddiness. When Cluster Analysis was
applied, it was also observed that V10 sample does not group into the other 9 samples. The experimental data
demonstrated that the better samples of wine corresponds to those sold by large vinicultural enterprises from Ica,
having better physico-chemical quality; whilst the least acceptance samples were from little vinicultural ones.
Key Words: Red wines, red wines’s physico-chemical characteristics, multivariate analysis, principal component
analysis, cluster analysis.
1. Introducción
Los vinos producidos en Ica tienen una inmensa
heterogeneidad y las empresas productoras en su
mayoría se encuentran ubicadas en este
departamento, cada una de ellas tiene tecnologías
propias de proceso, por lo que las calidades no son
iguales y que éstas pueden ser clasificadas o
diferenciadas por sus análisis físicos químicos.
El análisis multivariante se refiere a todo los
métodos estadísticos que analizan simultáneamente
medidas múltiples de cada individuo u objeto
sometido a investigación, dentro de ello
mencionaremos al Análisis de Componentes
Principales que es una técnica multivarial para
examinar las relaciones entre conjunto de variables
cuantitativos a fin de reducir datos y detectar las
relaciones lineales existentes. El Análisis de Cluster
es una técnica cuyo propósito principal es agrupar
objetos basándose en las características que poseen,
de tal forma que los objetos del mismo conglomerado
son más parecidos entre sí que a los objetos de otros
conglomerados (Hair et al., 1999).
Grande y Abascal (1989), mencionan que el
Análisis de Componentes Principales (PCA) se puede
utilizar para test de productos, permitiendo con ello
una visión más matizada y real del producto en
relación con los demás.
1 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional de Ancash. Ancash, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
Kallithraka et al. (2001), indican que el análisis
multivariante es tradicionalmente empleado en la
evaluación de calidad de alimentos, así como para
vinos u otros productos. El PCA, es frecuentemente
empleado en el análisis estadístico y ha sido una
aplicación acertada en los resultados analíticos, para
compuestos individuales y combinación de
componentes a la vez. El PCA es aplicado a fin de
resumir la inmensa cantidad de datos con mínima
pérdida de información para la clasificación de
muestras.
Asimismo, Sancho et al. (2002) indican que el
Análisis de Componentes Principales puede resumir
la mayor parte de la variabilidad de un juego de datos
multicomponente a unas cuantas variables
importantes. En lugar de requerir 8 o 122 análisis
químicos para describir un producto alimenticio, el
Análisis de Componentes Principales reduce este
número a dos o tres componentes principales que
sirven para diferenciar entre dichos productos.
Sánchez (1983), aplicó el Análisis Multivariante a
los vinos del Priorato y del Bages para una
clasificación en base a los análisis físicos químicos.
En la misma concluye que las dos poblaciones
enológicas en estudio quedan diferenciadas por las
variables que ubican o informan a los ejes en los
distintos sentidos. Asimismo deduce que las dos
poblaciones no solo son diferentes entre sí, sino que
para vinos de la misma zona se pueden hacer
clasificaciones por edad, proximidad geográfica e
incluso forma de vinificación.
Análisis multivariante aplicado a los resultados físico-químicos de los vinos tintos de Ica
2
Johnson (2000), usó el procedimiento Cluster para
realizar un análisis por agrupación de los datos
reunidos a partir de muestras de jugos de naranja
provenientes de cinco países. Los elementos
químicos medidos fueron: boro, bario, calcio, potasio,
magnesio, manganeso, fósforo, rubidio y zinc.
Verdini y Rubiolo (2002), en un estudio realizado
con quesos congelados y refrigerados, compararon
los perfiles de los péptidos obtenidos por HPLC de
fase reversa, aplicando el PCA. Concluye que el PCA
aplicado a los 58 picos de las áreas seleccionadas de
los cromatogramas de cada una de las 12 muestras
proporcionó una distinguida organización en un
espacio de 2 dimensiones. Por lo tanto, el PCA no
solamente fue útil porque resumió una gran cantidad
de información obtenida de los cromatogramas en
solo 2 dimensiones, sino también porque mostró el
arreglo de las muestras en correspondencia con las
diferencias de tiempos de maduración y
características de los lotes.
Baik et al. (2003), aplicaron el PCA para observar
la relación del contenido de glucosinolato y el sabor
de diferentes cultivos de brócoli en estudio.
El presente trabajo tuvo como objetivo evaluar la
calidad de los vinos tintos de Ica, a partir de los
resultados físicos químicos, utilizando el Análisis de
Componentes Principales y Análisis de Cluster.
2. Materiales y métodos
El estudio se realizó con 10 calidades de vinos
tintos elaborados por las empresas vitivinícolas más
conocidas del departamento de Ica, que corresponden
a las marcas: Ocucaje, Vista Alegre, Tabernero,
Tacama, Alfredo Grimaldi y Vitivinícola Santa Cruz.
Los ocho primeros tipos de vino corresponden a
cuatro grandes empresas vitivinícolas y los dos
últimos a pequeñas empresas. Las muestras se
codificaron de la siguiente manera:
V1 : Ocucaje Cabernet Sauvignon Vino Tinto Fond
de Cave.
V2 : Ocucaje Vino Tinto Seco Tercera Generación.
V3 : Vista Alegre Gran Cosecha Vino Fino Tinto.
V4 : Vista Alegre Reserva Cabernet.
V5 : Tacama Gran Tinto.
V6 : Tacama Reserva Especial.
V7 : Tabernero Gran Tinto Fina Reserva.
V8 : Tabernero Fino Tinto Cabernet Sauvignon.
V9 : Alfredo Grimaldi. Reserva Tinto.
V10: Vitivinícola Santa Cruz.
2.1 Análisis físico-químicos Los análisis realizados fueron: densidad (g/cc),
grado alcohólico (% v/v), alcohol (g/l), extracto seco
(g/l), azúcares reductores (g/l), extracto reducido
(g/l), ceniza (g/l), anhídrido sulfuroso total (mg/l)
desglosada en anhídrido sulfuroso libre y combinado,
acidez total (g/l de ácido tartárico) desglosada en
acidez volátil y acidez fija, pH, taninos (g/l), Color
(absorbancia a 420 nm y 520 nm) y relaciones
enológicas como el índice de suavidad,
alcohol/extracto seco total y extracto reducido/ceniza,
de acuerdo a la metodología descrita por la AOAC
(1990) y Amerine (1976). Los colorantes sintéticos se
analizaron de acuerdo a la metodología de
INDECOPI. 212.023 (1970) y la antocianina según el
método descrito por Fuleki y Francis (1968).
2.2 Análisis estadístico Los resultados físico-químicos fueron sometidos al
Análisis de Componentes Principales (PCA) y
Análisis de Cluster (AC).
El PCA se procesó con el paquete estadístico
MINITAB versión 12, se calculó la media aritmética,
la desviación típica, el coeficiente de variabilidad
(CV) y los valores máximo y mínimo. Luego se
realizó la estandarización de los datos y el cálculo de
la matriz de correlación ®, se obtiene los autovalores
( ), igualando a cero el determinante de la matriz: R
- I = 0; donde “I” es la matriz identidad o matriz
unidad. Posteriormente se calculó los autovectores o
eigenvectores (a), utilizando la ecuación: Ra = a y la
ecuación:
12
1
2
11 paa
Los valores de la coordenada de la j-ésima
componente principal para el r-ésimo individuo se
calcula por yrj = â’j(xr - û), es decir se obtiene
utilizando los datos de los autovectores y las
variables originales, que también es llamada
calificaciones de las Componentes Principales para
cada individuo u observación del conjunto de datos.
Finalmente se realiza la representación gráfica y la
interpretación de las mismas (Johnson, 2000).
Para el caso de análisis de cluster, cuyo objetivo
principal es la búsqueda de grupos o marcas
relativamente homogéneo, se procesó con el paquete
estadístico SPSS versión 10, primero se efectuó la
detección de casos atípicos y luego la estandarización
de datos. Se efectúa el cálculo de las medidas de
similitud, utilizando las medidas de distancia, como
la Distancia Euclídea Simple, Distancia Euclídea al
Cuadrado, Distancia Métrica de Chebychev y
Distancia de Manhatan o City-Block. Posteriormente
se realiza el procedimiento de agrupación utilizando
el Método Jerárquico debido a que se caracteriza por
el desarrollo de una jerarquía o estructura en forma
de árbol. Dentro de este método se utilizó el método
de aglomeración que consiste en cada paso del
algoritmo se recalculan las distancias entre los grupos
existentes y se unen los 2 grupos más similares o
menos disimilares. Los algoritmos utilizados fueron:
1) método de encadenamiento simple o del enlace
simple o método del vecino más cercano, 2) enlace
completo o método del vecino más lejano, 3) enlace
promedio y 4) método de Ward. Finalmente se
construye el diagrama de árbol jerárquico o
dendograma, (Johnson, 2000).
3. Resultados y discusión
3.1 Análisis físico-químicos El valor promedio y la desviación estándar de los
resultados físico-químicos, se muestran en la Tabla 1.
Aquí se puede apreciar que la densidad de todas las
Américo Vergara J., Marcial Silva J.
An cient. 68(3) 2007, pp. 1-7 3
muestras son valores menores que 1.000, excepto de
la muestra V10 que tiene 1.0027. Al respecto Vogt
(1986) indica que la densidad de los vinos
completamente fermentados suelen estar por debajo
de 1.000, mientras que los vinos con elevada tasa de
azúcar pueden exhibir densidades superiores a 1.000.
Asimismo la muestra V10 tiene el 9.85 %v/v de
alcohol, estando por debajo del límite de 10.13% v/v,
establecido por INDECOPI (1985), sin embargo,
Peynaud (1989) sugiere que el grado alcohólico de
los vinos varía de 8 a 16. Las muestras V1, V3 y
V10, pasan el rango máximo de extracto seco que es
de 30 g/l sugerido por Pedrón et al. (1983), esto se
debe a que tienen mayor contenido de azúcares
reductores y acidez total que influyen en este
resultado.
Tabla 1. Resultado de los análisis fisicoquímicos de los vinos tintos de Ica (promedio ± desviación estándar). Cuadro 1: Resultados de los análisis físico-químicos de los vinos tintos de Ica (Promedio ± desviación estándar)
1 Densidad a 20/20 (g/cc) 0.9972 ± 0.002 0.9938 ± 0.001 0.9966 ± 0.002 0.9975 ± 0.001 0.9947 ± 0.003 0.9943 ± 0.001 0.9958 ± 0.004 0.9948 ± 0.001 0.9926 ± 0.001 1.0027 ± 0.002
2 Grado Alcohólico (% v/v) 11.04 ± 0.240 11.82 ± 0.042 11.48 ± 0.099 11.05 ± 0.028 11.72 ± 0.219 13.13 ± 0.806 10.70 ± 0.721 12.51 ± 0.085 11.48 ± 0.057 9.85 ± 0.184
3 Alcohol (g/L) 87.15 ± 1.202 93.30 ± 0.424 90.60 ± 2.404 87.20 ± 0.424 92.45 ± 1.768 103.60 ± 2.362 84.50 ± 2.729 98.80 ± 0.707 90.60 ± 2.150 77.80 ± 0.325
4 Extracto Seco (g/L) 31.80 ± 2.977 25.00 ± 0.127 32.45 ± 3.465 30.50 ± 0.636 27.25 ± 0.212 30.70 ± 0.877 25.65 ± 1.513 28.10 ± 0.141 22.20 ± 0.283 41.10 ± 1.556
5 Azucares Reductores (g/L) 6.52 ± 0.021 2.40 ± 0.028 5.81 ± 0.297 5.25 ± 0.042 3.59 ± 0.085 4.01 ± 1.230 4.43 ± 0.233 4.33 ± 0.099 2.14 ± 0.042 27.39 ± 1.372
6 Extracto reducido (g/L) 25.28 ± 2.956 22.60 ± 0.099 26.64 ± 3.762 25.25 ± 0.594 23.66 ± 0.127 26.69 ± 0.354 21.23 ± 1.280 23.77 ± 0.042 20.06 ± 0.325 13.71 ± 0.184
7 Ceniza (g/L) 3.27 ± 0.424 2.96 ± 0.028 3.40 ± 0.453 3.71 ± 0.127 3.19 ± 0.035 3.50 ± 0.141 2.89 ± 0.163 2.74 ± 0.042 2.80 ± 0.071 2.35 ± 0.127
8 Anh. Sulfuroso Total (mg/L) 110.40 ± 0.247 73.60 ± 0.141 118.40 ± 22.63 185.60 ± 1.556 64.00 ± 4.525 70.40 ± 2.220 41.60 ± 0.849 32.00 ± 2.687 41.60 ± 1.838 147.20 ± 1.344
9 Anh. Sulfuroso Libre (mg/L) 12.80 ± 0.127 10.24 ± 0.226 25.60 ± 0.523 23.04 ± 0.665 16.32 ± 5.883 17.92 ± 0.113 16.64 ± 0.057 15.36 ± 1.047 25.60 ± 0.707 19.20 ± 0.099
10 Anh. Sulfuroso combinado(mg/L) 97.60 ± 0.375 63.36 ± 0.085 92.80 ± 22.10 162.56 ± 2.220 47.68 ± 1.358 52.48 ± 2.333 24.96 ± 0.905 16.64 ± 3.734 16.00 ± 2.546 128.00 ± 1.442
11 Acidez Total (g/L, Ac. Tartarico) 5.93 ± 0.106 5.53 ± 0.594 8.93 ± 2.015 7.31 ± 0.382 6.01 ± 0.530 5.81 ± 0.198 6.88 ± 0.453 6.38 ± 0.113 6.56 ± 0.212 8.25 ± 1.103
12 Acidez Volátil (g/L, Ac. Acético) 0.382 ± 0.076 0.523 ± 0.018 0.559 ± 0.042 0.376 ± 0.049 0.310 ± 0.025 0.234 ± 0.023 0.327 ± 0.085 0.332 ± 0.011 0.671 ± 0.006 1.047 ± 0.018
13 Acidez fija (g/L, Ac. tartarico) 5.45 ± 0.011 4.88 ± 0.617 8.23 ± 1.962 6.84 ± 0.320 5.62 ± 0.561 5.52 ± 0.226 6.47 ± 0.559 5.97 ± 0.099 5.72 ± 0.205 6.94 ± 1.126
14 pH (20°C) 3.40 ± 0.113 3.55 ± 0.071 3.30 ± 0.042 3.45 ± 0.382 3.64 ± 0.057 3.81 ± 0.226 3.51 ± 0.057 3.65 ± 0.071 3.50 ± 0.057 3.16 ± 0.226
15 Taninos (g/L) 1.751 ± 0.006 1.266 ± 0.025 1.699 ± 0.003 1.792 ± 0.008 1.244 ± 0.008 1.893 ± 0.215 1.735 ± 0.007 1.703 ± 0.004 1.371 ± 0.004 0.198 ± 0.010
16 Antocianina (mg/L) 2.71 ± 0.010 3.13 ± 0.170 29.85 ± 0.016 5.90 ± 1.399 21.76 ± 5.239 22.55 ± 1.556 27.76 ± 0.085 9.60 ± 0.566 14.51 ± 3.394 0.00 ± 0.000
17 Color Amarillo: D.O. 420 nm 0.199 ± 0.007 0.17 ± 0.006 0.174 ± 0.006 0.096 ± 0.011 0.123 ± 0.025 0.211 ± 0.023 0.204 ± 0.018 0.17 ± 0.003 0.09 ± 0.007 0.199 ± 0.013
18 Color Rojo: D.O. 520 nm 0.246 ± 0.011 0.143 ± 0.010 0.205 ± 0.003 0.077 ± 0.010 0.125 ± 0.013 0.236 ± 0.008 0.236 ± 0.028 0.162 ± 0.004 0.084 ± 0.006 0.165 ± 0.016
19 Intensidad Colorante (420 + 520) 0.445 ± 0.018 0.313 ± 0.016 0.379 ± 0.008 0.173 ± 0.021 0.248 ± 0.039 0.447 ± 0.031 0.440 ± 0.047 0.332 ± 0.007 0.174 ± 0.013 0.364 ± 0.028
20 Tinte (420/520) 0.809 ± 0.008 1.190 ± 0.043 0.849 ± 0.016 1.248 ± 0.013 0.983 ± 0.098 0.893 ± 0.064 0.866 ± 0.026 1.050 ± 0.010 1.071 ± 0.012 1.208 ± 0.037
21 Detección de colorantes sintéticos ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( - ) ( + )
22 Indice de suavidad 5.42 ± 0.177 6.94 ± 0.456 3.95 ± 1.412 4.48 ± 0.230 6.55 ± 0.574 7.44 ± 0.720 4.47 ± 0.433 6.64 ± 0.007 5.83 ± 0.199 4.26 ± 0.546
23 Alcohol/Extracto Seco (en peso) 2.75 ± 0.296 3.73 ± 0.002 2.81 ± 0.374 2.86 ± 0.046 3.39 ± 0.091 3.37 ± 0.019 3.30 ± 0.088 3.52 ± 0.007 4.08 ± 0.149 1.89 ± 0.080
24 Extracto reducido/Ceniza 7.74 ± 0.100 7.64 ± 0.040 7.83 ± 0.064 6.81 ± 0.073 7.43 ± 0.043 7.63 ± 0.207 7.36 ± 0.029 8.68 ± 0.150 7.17 ± 0.065 5.84 ± 0.395
V7 V8 V9 V10Nº ANALISIS EFECTUADO
MUESTRAS
V1 V2 V3 V4 V5 V6
Las muestras V1, V3, V4, V5 y V6, tienen valores
de ceniza por encima 3 g/l, límite máximo sugerido
por Pedrón et al. (1983). Cuando el porcentaje de
cenizas es particularmente elevado, puede presumirse
una adulteración con vinos de fruta u orujo, en dichos
datos también influyen el clima y la región geográfica
(Vogt, 1986).
Las muestras V3, V4, V7 y V10, pasan el límite
máximo de acidez total que es de 6,5 g/l sugerido por
Pedrón et al. (1983) para este compuesto. La acidez
valorable se utiliza durante las operaciones de
elaboración y acabado para normalizar los vinos y
para descubrir alteraciones indeseables debidas a
bacterias, fermentos u otras alteraciones.
La muestra V10 tiene la más baja cantidad de
tanino (198 mg/l). Peynaud (1989) indica que existe
de 1 a 3 gramos por litro de esta sustancia en los
vinos tintos. El sabor amargo y astringente de los
vinos es debido también a estos compuestos.
El contenido de antocianina en las muestras
analizadas es bastante variable, van de cero hasta
29,85 mg/l, mostrando la muestra V10, que no posee
este compuesto, un indicio de falsificación. Las
antocianinas, que son los colorantes rojos, son
compuestos fenólicos cuyo contenido en los vinos
jóvenes según Peynaud (1989), va desde 200 a 500
mg/l de vino.
Las muestras que tienen mayor color amarillo
(absorbancia a 420 nm) son el V1, V6, V7 y V10;
mientras que los que tienen mayor color rojo
(absorbancia a 520 nm) son las muestras V1, V3, V6
y V7. Gonzáles y Duque (1993), indican que el tono
de color es la relación de los valores de absorción a
420 nm y a 520 nm (420/520). Cuando el vino es
joven, predomina el color rojo sobre el amarillo,
siendo la relación 420/520 menos de uno. Si el vino
es muy viejo, predomina el amarillo sobre el rojo y la
relación sobrepasa el valor uno. Los valores de las
muestras V2, V4, V8, V9 y V10, son mayores que
1.00; estos resultados se deben a que en ellos no
predomina el color rojo sobre el amarillo, por lo que
se confirma que son vinos viejos, mientras que en el
resto son ligeramente vinos jóvenes.
Finalmente, se puede expresar que de las diez
muestras analizadas, los vinos que cumplen con la
mayoría de los parámetros físicos y químicos son los
9 primeros, solo la muestra V10 tiene muchos datos
fuera de los parámetros comparados, catalogándose
así como la muestra de menor calidad.
3.2 Análisis de componentes principales
(PCA) Las variables que se utilizan en este procesamiento
de datos son todas ellas cuantitativas procedentes de
24 resultados de los análisis físico-químicos
mostrados en la Tabla 1.
Para el presente cálculo se utiliza solo 21 variables
cuantitativas excluyendo a los resultados de: color
amarillo, color rojo y detección de colorantes. Se
utilizó el paquete estadístico MINITAB 12.0. Las
variables se identificaron como sigue:
Análisis multivariante aplicado a los resultados físico-químicos de los vinos tintos de Ica
4
DEN Densidad
GAL Grado Alcohólico
ALP Alcohol en Peso
EST Extracto Seco
AZR Azúcares Reductores
ESR Extracto Seco Reducido
CNZ Ceniza
SO2T Anhídrido Sulfuroso Total
SO2L Anhídrido Sulfuroso Libre
SO2C Anhídrido Sulfuroso Combinado
ACT Acidez Total
ACV Acidez Volátil
ACF Acidez Fija
PH pH
TAN Taninos
ANT Antocianina
A1+2 Intensidad Colorante
A1/2 Matiz (tinte)
IDS Indice de Suavidad
AEST Alcohol/Extracto Seco
EXTC Extracto Reducido/Ceniza
Los resultados físico químicos no son comparables
entre sí dado que no tienen una misma unidad de
medida; por lo tanto para proceder al cálculo del PCA
se ha realizado la estandarización de los datos,
obteniéndose la media de cada columna igual a cero y
la desviación estándar (de cada columna), igual a uno
(Johnson, 2000). Verdini y Rubiolo (2002)
mencionan que la estandarización solo es aconsejable
cuando las variables son medidas en escalas con
rangos ampliamente diferidos o con unidades de
medidas no métricas.
En seguida se procedió al cálculo de la matriz de
coeficientes de correlación mostrada en la Tabla 2,
estos resultados nos proporciona la dirección e
intensidad de relación que existe entre las variables.
Así tenemos en la densidad que tiene una correlación
directamente proporcional y significativa con:
Extracto seco (0.918), Azúcares reductores (0.916),
Anhídrido sulfuroso total (0.714) y Anhídrido
sulfuroso combinado (0.723); y una correlación alta e
inversamente proporcional con Alcohol/Extracto seco
(-0.971), Grado alcohólico, Alcohol en peso, pH,
Indice de suavidad y Extracto reducido/Ceniza. Sin
embargo, es poco probable que la concentración de
Anhídrido sulfuroso y el pH influyan en la variación
de la densidad. Según Gonzáles y Peña-Méndez
(2000), existe una correlación estrecha de la densidad
con azúcares reductores y extracto seco, por que la
densidad se debe principalmente a estos dos
compuestos.
Tabla 2. Matriz coeficiente de correlación obtenida con datos del análisis fisicoquímico. Cuadro 2: Matriz de Coeficientes de Correlación obtenidas con datos del Análisis Físico Químico
DE
N
GA
L
ALP
ES
T
AZ
R
ES
R
CN
Z
SO
2T
SO
2L
SO
2C
AC
T
AC
V
AC
F
PH
TA
N
AN
T
A1+
2
A1/2
IDS
AE
ST
EX
TC
DEN 1.000
GAL -0.731 1.000
ALP -0.730 1.000 1.000
EST 0.918 -0.436 -0.436 1.000
AZR 0.916 -0.656 -0.655 0.868 1.000
ESR -0.516 0.667 0.665 -0.314 -0.744 1.000
CNZ -0.264 0.388 0.386 -0.125 -0.541 0.865 1.000
SO2T 0.714 -0.501 -0.503 0.680 0.498 -0.038 0.349 1.000
SO2L 0.085 -0.156 -0.157 0.089 0.074 -0.022 0.183 0.293 1.000
SO2C 0.723 -0.498 -0.499 0.688 0.504 -0.037 0.339 0.995 0.195 1.000
ACT 0.624 -0.539 -0.539 0.573 0.538 -0.258 -0.092 0.528 0.689 0.469 1.000
ACV 0.604 -0.654 -0.653 0.510 0.786 -0.817 -0.649 0.347 0.295 0.325 0.561 1.000
ACF 0.525 -0.411 -0.411 0.495 0.370 -0.041 0.095 0.494 0.694 0.434 0.967 0.330 1.000
PH -0.765 0.867 0.867 -0.600 -0.696 0.524 0.324 -0.614 -0.314 -0.597 -0.757 -0.786 -0.620 1.000
TAN -0.595 0.584 0.584 -0.500 -0.814 0.884 0.724 -0.221 0.025 -0.230 -0.294 -0.860 -0.069 0.562 1.000
ANT -0.390 0.309 0.308 -0.305 -0.424 0.401 0.308 -0.395 0.368 -0.444 0.191 -0.417 0.346 0.314 0.447 1.000
A1+2 0.220 0.060 0.062 0.353 0.179 0.132 -0.041 -0.149 -0.424 -0.108 -0.017 -0.166 0.031 0.011 0.153 0.223 1.000
A1/2 0.237 -0.241 -0.240 0.100 0.325 -0.487 -0.272 0.371 0.060 0.374 0.067 0.468 -0.067 -0.198 -0.526 -0.639 -0.681 1.000
IDS -0.657 0.807 0.807 -0.450 -0.465 0.284 0.048 -0.582 -0.519 -0.543 -0.852 -0.458 -0.829 0.844 0.198 -0.062 -0.007 -0.006 1.000
AEST -0.971 0.636 0.636 -0.952 -0.838 0.322 0.082 -0.754 -0.090 -0.764 -0.626 -0.481 -0.565 0.720 0.459 0.286 -0.327 -0.070 0.642 1.000
EXTC -0.664 0.733 0.734 -0.503 -0.720 0.699 0.250 -0.587 -0.303 -0.570 -0.405 -0.690 -0.247 0.586 0.705 0.313 0.230 -0.494 0.488 0.564 1.000
Lo mismo se observa para el Grado alcohólico que
tiene una correlación directamente proporcional con
el Alcohol en peso, pH, Índice de suavidad,
Alcohol/Extracto seco total, Extracto reducido/ceniza
y Extracto seco reducido; y una correlación
inversamente proporcional con Azúcares reductores y
Acidez volátil. El grado alcohólico también se debe
al alcohol en peso (Gonzáles y Peña-Méndez, 2000).
Así sucesivamente, se observa todas las correlaciones
existentes entre las variables. Esta correlación entre
variables también se puede apreciar en la Figura 2,
gráfica que corresponde a las 21 variables respecto a
los Componentes Principales CP1 vs CP2.
0
10
20
30
40
50
2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
COMPONENTES PRINCIPALES
% D
E V
AR
IAN
ZA
EX
PL
ICA
DA
.
Figura 1.Variación explicada por cada
componente con datos del análisis físico químicos.
Américo Vergara J., Marcial Silva J.
An cient. 68(3) 2007, pp. 1-7 5
Los valores propios o autovalores y la proporción
de la variación total explicada por cada uno de los
Componentes Principales se obtienen a partir de la
matriz de correlación R. Para este caso el primer
componente principal explica el 49.78% de la
variación total de datos tal como se muestra en la
Tabla 3 y la Figura 1.
-0.3 -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.2 0.3
-0.3
-0.2
-0.1
0.0
0.1
0.2
0.3
0.4
CP1
CP2
DENGALALP
EST
AZR
ESRCNZ
SO2T
SO2L
SO2C
ACT
ACV
ACF
PH
TAN ANT
A1+2
A1/2IDS
AEST
EXTC
Figura 2.Representación gráfica de los 21 análisis
físico químicos (variables), respecto a los
componentes principales: CP1 vs CP2.
Tabla 3. Valores propios (autovalores) y
proporción de la variación explicada obtenidos
con datos del análisis físico químicos.
Componentes
Valor
Propio
Absoluta (%) Acumulada (%)
1º 10.454 49.78 49.78
2º 3.698 17.61 67.39
3º 2.282 10.87 78.26
4º 2.220 10.57 88.83
5º 1.074 5.11 93.94
6º 0.598 2.85 96.79
7º 0.321 1.53 98.32
8º 0.199 0.95 99.27
9º 0.154 0.73 100.00
10º 0.000 0.00 100.00
21º 0.000 0.00 100.00
Proporción de la Varianza Total
Explicada
....
..
....
..
....
..
....
..
Esto significa que la combinación lineal de las
variables originales representada por el primer
Componente Principal representa casi el 50% de la
variación total de datos físico químicos, lo que indica
que podrían reemplazarse las 21 variables originales
solo por el primer componente (Pla, 1986). La
segunda componente principal explica el 17.61% de
la variación total de datos y las dos primeras alcanzan
el 67.39%. Periago et al. (1996) obtuvieron el 65% de
la variación total de datos en los dos primeros
componentes, en su trabajo realizado para determinar
las relaciones existentes entre los parámetros físico-
químicos y sensoriales de guisantes.
Para seleccionar el número de Componentes
Principales, Ponce (1997) establece que se puede fijar
alrededor de 80% como mínimo, mientras que Pla
(1986) indica que cuando se utiliza la matriz R, se
incluirán los componentes cuyos valores propios sean
mayores que 1, por lo que al considerar 4
componentes principales ya se alcanza el 88.83% de
la variación total de datos, mientras que si se incluye
los componentes cuyos valores propios sean mayores
que 1, se alcanza el 93.94% de la variación total de
datos.
En la Figura 1 se observa la variación del % de
varianza explicada vs componentes principales
(criterio de Cattell), teniendo el punto de inflexión en
el tercer y quinto componente, pudiéndose considerar
3 ó 5 componentes para alcanzar el 78.26% ó 93.94%
de la variación total explicada, respectivamente.
Al calcular los autovectores o vectores propios de
los cuatro primeros componentes se observa que el
valor positivo más elevado para la primera
componente es 0.285 que corresponde a la densidad
(DEN), para la segunda Componente es 0.383 (CNZ),
para la tercera Componente es 0.434 (SO2L) y para la
cuarta Componente es 0.457 (A1/2), dichas variables
son las que más se relacionan positivamente. Al
graficar cada variable en CP1 vs CP2, tal como se
muestra en la Figura 2, observamos que casi todas las
variables se encuentran muy cerca y alrededor al
origen, 10 variables están ubicadas al lado positivo de
CP1, solo la variable A1+2 esta junto al origen y el
resto esta en el lado negativo de CP1, lo que indica
que estos se correlacionan negativamente con el resto
de variables.
V10
V1
V4
V3
V7
V9
V2
V8
V5
V6
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
5
-4 -3 -2 -1 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
CP1 (49.78%)
CP
2 (
17
.61
%)
Figura 3.Representación gráfica de los 10 vinos
tintos de Ica respecto a los componentes
principales CP1 vs CP2.
En la Figura 3, se tiene la representación gráfica de
las 10 muestras de vinos tintos de Ica, utilizando el
primer Componente Principal vs segundo
Componente Principal. En esta gráfica que agrupa el
67.39% del total de la variación de datos, se puede
apreciar que solo la muestra V10 esta alejada del
resto de las muestras y se encuentra ubicada al lado
positivo de CP1, mientras, que el resto se encuentran
ubicadas alrededor del origen casi totalmente
agrupadas en un solo grupo. El alejamiento del grupo
de la muestra V10 se relaciona con los resultados de
sus análisis físicos químicos que también son
totalmente diferentes de los demás. Tal es así que en
esta gráfica se puede apreciar la existencia de dos
grupos de muestras bien remarcados: el primero
Análisis multivariante aplicado a los resultados físico-químicos de los vinos tintos de Ica
6
conformado solo por la muestra V10, que
correspondiente a una empresa vitivinícola pequeña y
el segundo grupo conformado por el resto de las
muestras (grandes empresas excepto la muestra V9).
Jaeger et al. (2003), indican que las muestras
también se posicionan junto a las variables que más
inducen, lo mismo coincide Baik et al. (2003), Drake
et al. (2001) y Morita et al. (2002). Es decir, si
observamos a la vez las Figuras 2 y 3 vemos que los
análisis de SO2L, ACF, ACT, SO2T, SO2C, EST,
DEN, AZR, ACV y A1/2 son las que más influyen
para fijar la posición al lado derecho de CP1 a las
muestras de vino V3, V4 y V10; es decir estas
muestras pueden ser caracterizados preferentemente
solo por dichas variables, tal como precisa
Kallithraka et al. (2001) en su trabajo de
investigación.
Finalmente, podemos expresar que aplicando el
análisis de Componentes Principales a los resultados
físicos químicos, se puede diferenciar rápidamente a
las muestras, tal es así como se observó en nuestro
caso dos grupos de vinos; una formado por la muestra
V10 y otro por las 9 muestras restantes.
3.3 Análisis de Cluster (AC) Con los mismos resultados de los análisis físicos
químicos mostrados en la Tabla 1, se procedió a
efectuar el Análisis de Cluster, utilizando el paquete
estadístico SPSS 10.0.
El cálculo de las medidas de similitud entre
observaciones o muestras de vinos, se realizó a partir
de los datos estandarizados; estos resultados se
presentan en forma de matriz de proximidad
(distancia), tal como se muestra en la Tabla 4. Aquí
se observa que existe una mayor proximidad entre las
muestras V2, V5 y V8, al obtener como resultado en
toda la matriz o entre las muestras, la menor distancia
entre ellos (3.1).
La agrupación de las muestras se realizó utilizando
el método jerárquico, a partir de la matriz de
Distancia Euclídea Simple (Hair et al. 1999), el
procedimiento de enlace se probó por 4 métodos; se
hizo con la finalidad de observar la diferencia de
métodos, pero finalmente solo se utilizó el método de
Ward. Morales et al. (2001), también utilizaron solo
el método de Ward como regla de fusión en su
trabajo de investigación.
Finalmente, al elaborar el dendograma mostrado en
la Figura 4, se puede apreciar que las primeras
muestras en agruparse son V2, V5 y V8, seguidos por
el resto de las muestras, pero la muestra V10 es la
que se une al final de todos y es una muestra atípica,
un atípico es una “rama” que no se unió hasta el final
(Hair et al. 1999), también se aprecia que las
muestras V1 y V7 se agrupan entre ellos, como
también las muestras V3 con V4. Pero en general se
puede apreciar solo dos grupos de conglomerado bien
definidos: una formada por las muestras del V1 al V9
y otro solo formado por la muestra V10. Fundira et
al. (2002) lograron clasificar diferentes enzimas
adicionadas al jugo de marula para la producción de
aromas (terpenos) durante el pre y post fermentación,
utilizando cluster por encadenamiento simple.
En este análisis cuyo procedimiento de agrupación
ha sido realizado a partir de los datos físico químicos
se observa que no hay grupos bien definidos, sin
embargo, las muestras V2, V5 y V8 son casi
parecidas y se agrupan primero aunándose a estos el
resto de las muestras; pero definitivamente la muestra
V10 no se agrupa con ninguno de ellos,
considerándose como una muestra atípica.
Tabla 4.Matriz de distancia Euclídea Simple a
partir de datos físico químicos estandarizados.
Muestra V1 V2 V3 V4 V5 V6 V7 V8 V9 V10
V1 0
V2 4.6 0
V3 5.6 7.6 0
V4 5.4 6.4 5.3 0
V5 4.2 3.1 5.9 5.6 0
V6 5.2 5.0 6.8 7.2 3.7 0
V7 4.2 5.2 4.9 6.4 3.7 5.5 0
V8 4.9 3.4 6.6 7.0 3.1 3.8 4.6 0
V9 6.3 4.3 6.6 6.4 3.7 6.2 4.7 4.5 0
V10 8.8 9.9 8.9 8.4 9.9 11.9 9.2 10.7 9.8 0
Figura 4. Dendograma del análisis Cluster
Jerárquico a partir de la Matriz de Distancia
Euclídea Simple (Agrupación mediante el Método
Ward).
4. Conclusiones
Al aplicar el análisis de componentes principales se
obtiene en los dos primeros componentes una
representación acumulada del 67.39% del total de la
variación de datos. Las variables que más influyeron
en esta evaluación son la densidad, azúcares
reductores, acidez volátil y tinte. Mediante este
método se logró distinguir que la muestra V10 fue
totalmente diferente a las demás muestras.
Pero al aplicar el análisis de cluster se observa que
las muestras V2, V5 y V8 se agrupan primero entre
ellos debido a la afinidad de sus análisis físico
químicos, así como también las muestras V1 con V7
y V3 con V4, pero la muestra V10 no se agrupa con
ninguna de las 9 muestras, considerándolo como una
muestra atípica.
Finalmente, aplicando el Análisis de Componentes
Principales y Análisis Cluster a los datos físico
químicos de los vinos, se pudo diferenciar la calidad
entre ellos, siendo las mejores los comercializados
por grandes empresas vitivinícolas (Ocucaje, Vista
Alegre, Tacama y Tabernero). Asimismo estos
Américo Vergara J., Marcial Silva J.
An cient. 68(3) 2007, pp. 1-7 7
métodos estadísticos permiten detectar rápida y
gráficamente muestras atípicas.
5. Referencias bibliográficas
AMERINE, A.M. 1976. Análisis de Vinos y Mostos.
Acribia. Zaragoza, 158p.
AOAC. 1990. Official methods of analysis. Asoc. of
O.A.C. 15 th. Ed. Virginia. USA.
BAIK, H.Y.; JUVIK, J.A.; JEFFERY, E.H.;
WALLING, M.A.; KUSHAD, M. and KLEIN,
B.P. 2003. Relating Glucosinolate Content and
Flavor of Broccoli Cultivars. Journal of Food
Science. Vol. 68. No. 3: 1043-1050.
DRAKE, M.A.; McINGVALE, S.C.; GERARD,
P.R.; CADWALLADER, K.R. and CIVILLE, G.V.
2001. Development of a Descriptive language for
Cheddar Cheese. Journal of Food Science. Vol. 66.
No. 9: 1422-1427.
FULEKI, T. and FRANCIS, F.J. 1968. Quantitative
Methods for Anthocyanins. 2. Determination of
Total Anthocyanins and Degradation Index for
Cranberry Juice. Journal of Food Science. 33: 78-
83.
FUNDIRA, M.; BLOM, M.; PRETORIUS, I.S. and
VAN RENSBURG, P. 2002. Comparison of
Commercial Enzymes for the Processing of
Marula Pulp, Wine and Spirits. Journal of Food
Science. Vol. 67. No. 6: 2346-2351.
GONZÁLES, G. y PEÑA-MÉNDEZ, E.M. 2000.
Multivariate data análisis in classification of must
and wine from chemical measurements. European
Food Research and Technology (2000). 212: 100-
107.
GONZÁLEZ, M. A. y DUQUE, M. C. 1993.
Conocimientos Básicos de la Cata. Rev.
Alimentación, Equipos y Tecnología, 89-95.
GRANDE, E.I. y ABASCAL, F.E. 1989. Métodos
Multivariantes para la Investigación Comercial:
Teoría y Aplicaciones y Programación Basic. Ariel
S.A. Barcelona, 219 p.
HAIR, J.; ANDERSON, R.; TATHAN, R. y
BLACK, W. 1999. Análisis Multivariante. 5ª
Edición. Prentice Hall. Madrid.
INDECOPI. 212.014. 1985. Bebidas Alcohólicas:
Vinos. Norma Técnica Nacional. INDECOPI.
Lima. 11 p.
INDECOPI. 212.023. 1970. Método para determinar
colorantes sintéticos. Norma Técnica Nacional.
INDECOPI. Lima.
JAEGER, S.R.; LUNA, C.M.; LAU, K. and
HARKER, F.R. 2003. In Search of the “Ideal” Pear
(Pyrus spp.): Results of a Multidisciplinary
Exploration. Journal of Food Science. Vol. 68.
No.3 :1108-1117.
JOHNSON, D.E. 2000. Métodos Multivariados
Aplicados al Análisis de Datos. Internacional
Thomson Editores. México. 563 p.
KALLITHRAKA, S.; ARVANITOYANNIS, I.S.;
KEFALAS, P.; EL-ZAJOULI, A.; SOUFLEROS,
E.; PSARRA, E. 2001. Instrumental and sensory
analysis of Greek wines: implementation of
principal component analysis (PCA) for
classification according to geographical origin.
Food Chemistry 73 (2001) 501-514.
MORALES, M.L.; GONZÁLES, G.A.; CASAS, J.A.
y TRONCOSO, A.M. 2001. Multivariate análisis
of comercial and laboratory produced Sherry wine
vinegars: influence of acetification and aging.
European Food Research and Technology (2001).
212: 676-682.
MORITA, K.; KUBOTA, K. and AISHIMA, T.
2002. Comparing Sensory and Gas
Chromatographic Profiles in Aromas of Boiled
Squid, Prawn, and Scallop using Full Factorial
Design. Journal of Food Science. Vol. 67. No. 9:
3456-3462.
PEDRÓN, A.D.; NAVARRO B., F.; ALEIXANDRE
B., J.L. y GUILLEM R., J.V. 1983.
Caracterización de Vinos de Calidad. La Semana
Vitivinícola, 2-9 julio, 2541-2559.
PERIAGO, M.J.; ROS, G.; MARTINEZ, C.;
RINCON, F.; LOPEZ, G.; ORTUNO, J.;
RODRIGO, J. 1996. Relationships between
physical-chemical composition of raw peas and
sensory attributes of canned peas. Journal-of-food-
quality (USA). (Apr 1996). v. 19(2) p. 91-106.
PEYNAUD, E. 1989. Enología Práctica,
Conocimiento y Elaboración del Vino. Mundi-
Prensa. Madrid. 403 p.
PLA, L.E. 1986. Análisis Multivariado: Método de
Componentes Principales. OEA. Programa
Regional de Desarrollo Científico y Tecnológico.
Washington, D.C. Serie de Matemática.
Monografía No. 27.
PONCE VALENCIA, E. 1997. Análisis Multivariado
aplicado a datos censales. Tesis UNMSM. 64 p.
SANCHEZ, D. M. 1983. El Análisis Multivariante
Aplicado a los Vinos del Priorato y del Bages. La
Semana Vitivinícola, 5 de noviembre. 4367-4378.
SANCHO, J.; BOTA, E. and DE CASTRO, J.J. 2002.
Introducción al Análisis Sensorial de los
Alimentos. Alfaomega Grupo Editores, S.A. de
C.V. 336 p.
VERDINI, R.A. and RUBIOLO, A.C. 2002. Effect of
Frozen Storage Time on The Proteolysis of Soft
Cheeses Studied by Principal Component Analysis
of Proteolytic Profiles. Journal of Food Science.
Vol. 67. No. 3: 963-967.
VOGT, E. 1986. El Vino: Obtención, Elaboración y
Análisis. Zaragoza. Acribia. 294 p.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 23/01/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 21/10/2006
Concentración de gases en el espacio de cabeza del encase de col (Brassica
oleracea L.) en bolsas de polietileno
Luis Vargas D. 1, Francisco Salas V.
2, Bruce Welt.
3
Resumen
Se envasó col picada fresca en bolsas de polietileno de baja densidad y se almacenaron en cámaras de refrigeración
a 0, 3, 6 y 9 °C durante siete días, tiempo en el cual se midió el porcentaje de oxígeno y anhídrido carbónico en el
espacio de cabeza. Los datos experimentales fueron utilizados para determinar modelos matemáticos empíricos
capaces de predecir los niveles de oxígeno y anhídrido carbónico como una función del tiempo y temperatura de
almacenamiento, y para estimar la velocidad de respiración de la col bajo dichas condiciones. Se encontró que el
nivel de oxígeno en el espacio de cabeza disminuye y el anhídrido carbónico aumenta durante el tiempo de
almacenamiento siguiendo ambos tendencias exponenciales con parámetros variables y dependientes de la
temperatura. Los modelos matemáticos propuestos permitieron estimar porcentajes de oxígeno y anhídrido
carbónico bastante cercanos a los experimentales, arrojando errores promedios de 3.31% y 6.66% para el oxígeno y
anhídrido carbónico, respectivamente. Las velocidades de respiración de la col en función al oxígeno y al anhídrido
carbónico fueron estimadas entre 6 y 19 cm3/h-kg, dependiendo de la temperatura, y se obtuvo un coeficiente
respiratorio entre 1.03 y 1.15.
Palabras clave: envase, polietileno, espacio de cabeza, col, concentración de gases
Abstract
Fresh-cut cabbage was packed in low density polyethylene bags and stored in controlled environmental chambers at
0, 3, 6 and 9 °C for seven days. Headspace oxygen and carbon dioxide concentrations were measured periodically
during storage. Experimental data were used to obtain empirical mathematical models in order to be able to predict
oxygen and carbon dioxide concentrations and cabbage respiration rates as a function of storage time and
temperature. It was found that the oxygen concentration decreased and carbon dioxide concentration increased
during storage. Trends appeared to have been exponential with temperature dependant parameters. Resulting
mathematical models allowed close estimation of oxygen and dioxide carbon concentrations with average errors of
3.1% and 6.66% for the oxygen and carbon dioxide, respectively. Cabbage respiration rates as functions of oxygen
and dioxide carbon were estimated to be between 6 and 19 cm3/h-kg, depending on temperature with a respiratory
quotient between 1.03 and 1.15.
Key words: Packaging, polyethylene, headspace, cabbage, gas concentration
1. Introducción
El consumo mundial per-cápita de ensaladas ha
venido creciendo anualmente en 7%
(www.efranquicias.com). La razón más importante
para ello es la toma de conciencia de los
consumidores que ven a los vegetales frescos como la
mejor opción de una buena alimentación dadas sus
bondades nutritivas y medicinales. Particularmente,
la col contiene compuestos nutritivos importantes
como la alanina, arginina, ácido ascórbico, cisteína,
ácido fólico, ácido glutámico, leucina, niacina y
tirosina, y posee propiedades medicinales como el ser
diurético, antidiarreico, anti-bronquial y antiácido
(www.botanical-online.com). Su uso principal es en
la preparación de encurtidos y ensaladas.
Por otra parte, el reto más importante de la
tecnología de alimentos es el de extender el tiempo
de vida de los productos lo mayor posible. En
vegetales frescos, este tiempo depende básicamente
de su velocidad de respiración la que al ser mayor
acelera la descomposición del producto y al ser
menor, la desacelera. Dicha propiedad se ve afectada
por factores internos como el tipo de vegetal y su
1 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 3 Profesor Asistente, Programa de Ciencias de Empaque, Universidad de
Florida. Florida, Estados Unidos.
estado de madurez, y de factores externos como la
temperatura y la composición de gases en la
atmósfera que los rodea (Del Nobile et al., 2005).
Por lo tanto, todo intento por lograr una extensión
del tiempo de vida de vegetales frescos debe
considerar minimizar el efecto de cada uno de esos
factores, lo cual implica diseñar un sistema de
empacado eficaz y aplicar temperaturas de
almacenamiento adecuadas. El tipo de tecnología más
usado para tal fin es el envasado en atmósfera
modificada usando películas plásticas selectivas a la
transmisión de gases y bajo estrictas condiciones de
almacenamiento a temperaturas de refrigeración. Para
el diseño de estas tecnologías es importante conocer
la velocidad de respiración del vegetal a diferentes
temperaturas, la permeabilidad del empaque a
diferentes gases y la variación en la composición
gaseosa en el espacio de cabeza del producto
envasado.
Se planteó como objetivos de este trabajo de
investigación:
1. Encontrar modelos matemáticos empíricos capaces
de predecir el porcentaje de oxígeno y anhídrido
carbónico en el espacio de cabeza de col envasada
en bolsas de polietileno para diferentes valores de
tiempo y temperatura.
2. Estimar la velocidad de respiración en función al
oxígeno y al anhídrido carbónico, y el cociente
Luis Vargas D., Francisco Salas V., Bruce Welt
9
respiratorio a las temperaturas de 0 °C, 3 °C, 6 °C
y 9 °C.
2. Materiales y métodos
2.1 Materia prima e insumos La materia prima fue col fresca adquirida en un
mercado local. No se utilizaron otros insumos.
2.2 Materiales de envase Se usaron envases de polietileno de baja densidad
de la marca Ziploc adquiridas en un mercado local.
2.3 Métodos de análisis
2.3.1 Gramaje (G) Se pesaron muestras cuadradas de la película
plástica con dimensiones de 5x5 cm y se dividieron
dichos pesos entre el área respectiva. El valor final
fue tomado del promedio de 10 muestras y se expresó
en unidades de g/m2.
2.3.2 Espesor (E) Se utilizó un micrómetro manual. Se montaron 32
muestras de película plástica una sobre la otra y se
midió el espesor total; luego, se determinó el espesor
promedio de una película, expresándolo en unidades
de mil (0.001 pulg.). La densidad ( ) se calculó
mediante la ecuación (1), convirtiéndose las unidades
y expresándose en kg/m3.
E
G (1)
2.3.3 Permeabilidad al oxígeno (PO) Se usó el determinador de velocidad de transmisión
al oxígeno Mocon® modelo Oxtran 2/20 ST a las
temperaturas de 10, 20 y 30 °C, en muestras plásticas
de espesor y área conocidas. A partir de los valores
de velocidad de transmisión obtenidos se calcularon
los valores de permeabilidad al oxígeno a dichas
temperaturas usando la ecuación (2).
O
OO
p
ETP (2)
donde :
PO: Permeabilidad al O2 (cm3-mil / h-cm
2-atm).
TO: Velocidad de transmisión al O2 (cm3 / h-
cm2).
E: Espesor de la película plástica (mil).
pO: Diferencia de presiones parciales de O2 en el
equipo. pO = 1atm.
Los valores experimentales de permeabilidad al
oxígeno (PO) y sus temperaturas absolutas fueron
ajustadas al modelo de Arrhenius (Ecuación 3), de
acuerdo a lo recomendado por Hernandez (1997),
determinándose la constante pre-exponencial “a” y la
energía de activación “Ea”.
)exp(abs
ORT
EaaP (3)
donde:
PO : Permeabilidad al O2 (cm3-mil / h-cm
2-atm).
a : Constante pre-exponencial (cm3-mil / h-
cm2-atm).
Ea : Energía de activación (J/mol).
R : Constante Universal de los gases. R=8.314
J / mol-°K.
Tabs : Temperatura absoluta (°K).
Finalmente, se usó esta relación para determinar las
permeabilidades al oxígeno a 0 °C, 3 °C, 6 °C y 9 °C.
2.3.4 Permeabilidad al anhídrido carbónico
(PC) Se usó el método cuasi-isostático explicado por
Auras y Tanprasert (2002), para lo cual se montó el
sistema mostrado en la Figura 1 y se acondicionó a
las temperaturas de 0 °C, 24 °C y 38 °C.
Un dispositivo cilíndrico fue separado en dos
celdas por medio de la película plástica de espesor y
área conocidos, y se hizo pasar CO2 por una de las
celdas y N2 por la otra. El CO2 logra permear a través
del plástico y es arrastrado por el N2 hacia un
medidor de flujo donde se determina el flujo total y
posteriormente al detector de gases donde se mide el
porcentaje de CO2 en la mezcla. El flujo de CO2
permeado a través de la película plástica se determinó
usando la ecuación (4) y su permeabilidad usando la
ecuación (5).
100
%FF t
C (4)
donde:
FC: Flujo de CO2 ( cm3 / min).
Ft: Flujo total de N2 + CO2 permeado (cm3
/
min).
%: Porcentaje de CO2 en la mezcla.
C
CC
pA
EFP (5)
donde :
PC : Permeabilidad al CO2 (cm3-mil / h-cm
2-
atm).
FC : Flujo de CO2 ( cm3 / min).
E : Espesor de la película plástica (mil).
A : Área de la película plástica (cm2).
pC : Diferencia de presiones parciales de CO2
en el dispositivo. pC = 1atm.
De acuerdo a la Ley de Dalton, la presión parcial
de un gas es igual a su fracción molar por la presión
total de la mezcla. Como en una de las celdas hay
100% de CO2 y en la otra hay 0% de CO2, entonces
sus presiones son respectivamente 1atm y 0atm, y se
cumple que pC = 1atm.
De igual forma que para la permeabilidad al
oxígeno, se hizo un ajuste al modelo de Arrhenius y
se estimaron los valores de permeabilidad al
anhídrido carbónico a 0 °C, 3 °C, 6 °C y 9 °C.
Concentración de gases en el espacio de cabeza del encase de col (Brassica oleracea L.) en bolsas de polietileno
An cient. 68(3) 2007, pp. 8-17
10
Figura 1. Sistema usado para la determinación de la permeabilidad al anhídrido carbónico.
2.3.5 Determinación de los porcentajes de
oxígeno y anhídrido carbónico en el espacio
de cabeza Se usó el analizador de gases Mocon Pac Check
Model 650.
2.4 Operaciones seguidas La col fresca fue mínimamente procesada
siguiendo las recomendaciones de Singh y
Mannapperuma (2000). Las operaciones llevadas a
cabo se muestran en la Figura 2 y se describen con
mayores detalles a continuación:
a. Lavado: Se llevó a cabo por inmersión y chorro
abundante de agua potable.
b. Picado: Se realizó manualmente con la ayuda de
un cuchillo y una tabla de picar, obteniéndose tiras
de tamaño uniforme (0.5 cm x 5 cm
aproximadamente).
c. Desinfectado: Las tiras de col fueron sumergidas
en agua clorada (200 ppm) por un tiempo de 5
minutos. Se usó hipoclorito de sodio al 5%(P/V)
como agente, el cual está permitido en los Estados
Unidos según consta en el Código de Regulaciones
Federales y no menciona límites de uso (21CFR
173.315). Asimismo, la FDA/CFSAN recomienda
concentraciones entre 50 y 200 ppm para fines
industriales (FDA/CFSAN, 1998).
d. Escurrido: Se utilizó una coladera a fin de
remover el exceso de agua.
e. Llenado: Se pesó 40 g de muestra y se llenaron
en las bolsas (14.5 cm x 16.5 cm) de polietileno
debidamente pre-formadas.
f. Sellado: Se utilizó una termo-selladora Sencorp
Systems modelo 12SC/1 la cual fue programada a
la presión de 50 psi y 12 voltios, con tiempos de
calentamiento y enfriamiento de 2 y 3 segundos,
respectivamente.
g. Almacenamiento: Las muestras se almacenaron
en cámaras de refrigeración a 0 °C, 3 °C, 6 °C y 9
°C por un tiempo de 7 días.
2.5 Parte experimental Las muestras de col se almacenaron a 0 °C, 3 °C, 6
°C y 9 °C por un tiempo de 7 días. Durante ese
tiempo se determinaron por triplicado los porcentajes
de oxígeno y anhídrido carbónico cada 8 horas los
dos primeros días, cada 12 horas los dos días
siguientes y cada 24 horas los últimos tres días. En la
Figura 3 se aprecia el esquema experimental.
Figura 2. Operaciones de proceso para la
preparación de col mínimamente procesada.
Pre-tratamiento de col
Envasado
Almacenamien
to
0°C 3°C 6°C 9°C
Análisis:
% O2
% CO2
Lavado
Cortado
Desinfectado
Escurrido
Llenado
Sellado
Almacenamiento
CO2
N2
CO2
N2 + CO2 permeado
Detector de gases,
%
Medidor de flujo,
Ft
T
Luis Vargas D., Francisco Salas V., Bruce Welt
11
Figura 3. Esquema experimental.
2.6 Modelamiento de los porcentajes de
oxígeno y anhídrido carbónico en el espacio
de cabeza
Los datos experimentales fueron vaciados al
Software Computacional Sigma Plot v9.0 y se
evaluaron diferentes expresiones matemáticas. El uso
de datos por triplicado para cada observación
permitió al programa optimizar el ajuste. El proceso
computacional se realizó en tres etapas tanto para el
porcentaje de oxígeno como para el de anhídrido
carbónico.
2.6.1 Estimación del porcentaje de gases en
función del tiempo Se ensayaron diferentes ecuaciones para cada
temperatura hasta obtener expresiones con la misma
regla de correspondencia, siendo % = f (parámetros,
tiempo).
2.6.2 Expresión de los parámetros en función
de la temperatura De igual modo se ensayaron ecuaciones para
expresar los parámetros en términos de la
temperatura que dejó de ser constante para
convertirse en variable. Parámetros = f (T).
2.6.3 Modelo final Insertando los resultados de (b) en (a) se
obtuvieron los modelos matemáticos finales para el
O2 y el CO2 donde % = f (t, T).
2.7 Determinación de la velocidad de
respiración de la col
En la Figura 4 se esquematiza el proceso de
transferencia de masa en el estado estacionario para
el sistema col embolsada. En este estado existe un
equilibrio másico al interior del sistema por lo que no
hay acumulación de gases en el espacio de cabeza y
se asume idealmente que: (a) el oxígeno permeado al
interior a través del plástico es igual al oxígeno
consumido por la col durante la respiración, (b) el
anhídrido carbónico liberado por la col durante la
respiración es igual al anhídrido carbónico permeado
al exterior a través del plástico.
Figura 4. Esquema del proceso de transferencia
de masa en el estado estacionario para el sistema
col embolsada.
2.7.1 Velocidad de respiración en función al
O2 Robertson (1993) presenta el planteamiento del
balance de oxígeno que se muestra a continuación:
respiradoOpermeadoO 22
OOO WR
E
pAP
WE
pAPR OO
O (6)
donde:
RO : Velocidad de respiración en función al O2
(cm3 / h-kg).
PO : Permeabilidad al O2 (cm3-mil / h-cm
2-atm).
A : Área de la bolsa expuesta al oxígeno
ambiental.
pO : Diferencia de presiones de O2 (atm).
W : Peso de la col en cada bolsa. W = 0.04 kg.
E : Espesor de la película plástica (mil).
2.7.2 Velocidad de respiración en función al
CO2 A partir del planteamiento del balance de anhídrido
carbónico se tiene:
permeadoCOcollaporliberadoCO 22
E
pAPWR CC
C
WE
pAPR CC
C (7)
donde:
RC : Velocidad de respiración en función al CO2
(cm3 / h-kg).
PC : Permeabilidad al CO2 (cm3-mil / h-cm
2-
atm).
A : Área de la bolsa expuesta al oxígeno
ambiental.
pC : Diferencia de presiones de CO2 (atm).
W : Peso de la col en cada bolsa. W = 0.04 kg.
E : Espesor de la película plástica (mil).
2.7.3 Cociente respiratorio (QR) El cociente respiratorio se define como la razón de
la velocidad de respiración en función al CO2 (RC)
con respecto a la velocidad de respiración en función
al O2 (RO) (Fonseca et al., 2002).
O
CR
R
RQ (8)
3. Resultados y discusión
3.1 Ramaje, espesor y densidad del polietileno En la Tabla 1 se muestran los resultados de
gramaje, espesor y densidad para la película de
polietileno evaluada.
Tabla 1. Características físicas del polietileno.
Característica Valor
Gramaje (g/m2) 28.1
Película plástica de área y espesor conocidos
Col picada (W)
O2 permeado al interior CO2 permeado al exterior O2 consumido
en respiración
CO2 liberado en respiración
Concentración de gases en el espacio de cabeza del encase de col (Brassica oleracea L.) en bolsas de polietileno
An cient. 68(3) 2007, pp. 8-17
12
Espesor (mil) 1.2
Densidad (kg/m3) 920
De acuerdo con la clasificación de la American
Society for Testing and Materials (ASTM) el
polietileno evaluado se clasifica como un Polietileno
de Baja Densidad (PEBD) tipo I ya que se encuentra
en el rango de 910 kg/m3 a 925 kg/m
3 (Robertson,
1993). Este polímero se caracteriza en lo general por
su resistencia al rasgado, a la tracción, baja
permeabilidad al vapor de agua, buena
termosellabilidad y es el más barato de los polímeros
(Soroka, 2002).
El espesor calculado de 1.2 mil coincide con las
especificaciones técnicas del proveedor y es una
dimensión muy comercial, permitiendo que la
película plástica sea lo suficientemente flexible y
translúcida pero sin llegar a cantidades que afecten
sus propiedades de resistencia mecánica.
3.2 Permeabilidad al oxígeno En la Tabla 2 se muestran los resultados de
permeabilidad al oxígeno a las temperaturas de 10
°C, 20 °C y 30 °C, las cuales fueron calculadas
usando los valores de velocidad de transmisión al
oxígeno en la ecuación 2.
Tabla 2. Permeabilidad al oxígeno – resultados
experimentales.
Temperatura
T (°C)
Velocidad de
transmisión al
oxígeno, TO
(cm3 / h-cm
2)
Permeabilidad al
oxígeno, PO (cm3
mil / h cm2 atm)
10
20
30
0.012179
0.018637
0.025029
0.014615
0.022365
0.030035
Los resultados coinciden con los rangos de
permeabilidad al oxígeno reportados por la ASTM D-
1434 que deben estar comprendidos entre 0.016 y
0.054 cm3-mil/h-cm
2-atm a 22.8 °C (Rosato et al.,
2004). Se observa una relación directa entre la
permeabilidad al oxígeno y la temperatura lo cual se
debe a que la permeabilidad de gases a través de
películas plásticas es el producto de la solubilidad y
la difusividad, y ambos se incrementan con la
temperatura (Singh and Heldman, 2001; Rogers C.,
1986).
Los resultados experimentales fueron usados para
hallar las constantes de la Ecuación de Arrhenius, y
posteriormente se calculó la permeabilidad a 0 °C, 3
°C, 6 °C y 9 °C. En la Tabla 3 se presentan los
resultados.
Tabla 3. Permeabilidad al oxígeno – ecuación de
Arrhenius.
Temperatura
T (°C)
PO = a exp(-Ea/RTabs)
a=634 cm3mil/h-cm
2-atm
Ea=25571 J/mol, R=8.314 J/mol°K
0
3
6
9
0.009961
0.011267
0.012710
0.014301
3.3 Permeabilidad al anhídrido carbónico
Los valores calculados de permeabilidad al
anhídrido carbónico a las temperaturas de 0 °C, 24 °C
y 38 °C usando el método cuasi-isostático se
presentan en la Tabla 4. Estos resultados están en el
rango ASTM D-1434 a 22.8 °C que reportan de 0.032
a 0.322 cm3-mil/h-cm
2-atm (Rosato et al., 2004).
Tabla 4. Permeabilidad al CO2 – método cuasi-
isostático.
Temperatura
T (°C)
Permeabilidad al CO2,
PC
(cm3 mil / h cm
2 atm)
0
24
38
0,035165
0,052420
0,075485
Estos resultados fueron usados para hallar las
constantes de la ecuación de Arrhenius, y
posteriormente se calculó la permeabilidad a 0 °C, 3
°C, 6 °C y 9 °C. En la Tabla 5 se presentan los
resultados. Se observa que la energía de activación
para el caso del CO2 es menor que la del O2, lo cual
matemáticamente indica que para el PEBD, un
pequeño cambio en la temperatura afecta más a la
permeabilidad al CO2 que a la permeabilidad al O2.
Tabla 5. Permeabilidad al CO2 – ecuación de
Arrhenius.
Temperatura
T(°C)
PC = a exp(-Ea/RTabs)
a=12.16 cm3mil / h-cm
2-atm
Ea=13796 J/mol, R=8.314
J/mol°K
0
3
6
9
0.034361
0.036705
0.039154
0.041708
Asimismo, en la Tabla 6 se muestran los ratios
Pc/Po hallados a las diferentes temperaturas. Dichos
valores se encuentran dentro del rango para el
polietileno que es entre 2 y 7 (Rosato et al., 2004;
Ashley R., 1986). A pesar que la molécula de CO2 es
más grande que la de O2, permea más rápido a través
del polietileno lo cual se debe a que su solubilidad en
dicho polímero es mucho mayor que la del oxígeno, y
la permeabilidad está ligada a esta propiedad
(Robertson, 1993). La variación inversa de dichos
ratios con la temperatura hace suponer que la
permeabilidad al O2 es más sensible a un incremento
de temperatura que la permeabilidad al CO2.
Tabla 6. Ratio PC / PO en el polietileno.
Temperatura, T(°C) PC / PO
0
3
6
9
3.45
3.26
3.08
2.92
Luis Vargas D., Francisco Salas V., Bruce Welt
13
3.4 Determinación del porcentaje de O2 y CO2
en el espacio de cabeza.-
En las Tablas 7 y 8 se presentan dichos resultados
experimentales para las bolsas de col durante el
tiempo y temperaturas de almacenamiento.
Tabla 7. Datos experimentales de porcentaje de O2 en col embolsada.
Tiempo, t Porcentaje de oxígeno (%)
(h) 0 °C 3 °C 6 °C 9 °C
0 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9 20.9
8 17.8 18.9 17.2 18.9 17.5 17.7 17.1 14.7 17.3 17.1 16.4 17.6
16 17.9 18.4 18.2 17.2 16.8 15.5 15.9 16.6 16.4 13.9 14.5 13.8
24 17.7 18.1 17.0 15.4 16.6 16.6 15.9 15.5 15.5 13.7 12.8 13.0
32 15.4 17.2 17.8 17.7 16.3 15.5 12.5 15.4 13.2 11.3 11.3 11.3
40 17.3 16.5 15.9 15.7 15.7 15.7 12.2 14.0 11.5 13.2 9.1 7.1
50 18.0 17.0 16.4 14.1 13.9 14.0 14.1 10.3 11.3 10.0 9.7 10.3
62 16.9 15.7 16.4 14.8 14.7 12.1 12.2 13.4 12.1 10.6 7.3 8.8
74 15.6 15.4 15.8 13.8 13.9 13.2 10.7 10.0 10.4
86 15.5 15.1 16.1 13.1 13.4 13.4
110 16.3 16.4 14.7 13.1 13.8 17.4
134 14.7 14.2 13.7 13.9 13.8 13.0
158 14.7 14.5 15.2 12.0 11.7 13.9
Tabla 8. Datos experimentales de porcentaje de CO2 en col embolsada.
Tiempo, t Porcentaje de anhidrido carbónico (%)
(h) 0 °C 3 °C 6 °C 9 °C
0 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03
8 2.7 2.1 2.8 1.9 2.6 2.4 3.0 4.5 3.2 3.2 4.0 3.1
16 2.1 2.0 2.2 2.5 2.5 3.0 3.4 3.1 3.3 4.4 4.1 4.3
24 1.9 2.1 2.3 3.0 2.7 2.5 3.2 3.3 3.3 4.1 4.2 4.0
32 2.5 1.9 1.8 1.6 2.4 2.9 3.7 3.4 4.1 4.2 4.2 4.2
40 2.1 2.1 2.3 2.7 2.7 2.6 4.2 3.1 3.9 4.2 5.6 5.7
50 1.9 1.9 2.0 3.2 3.2 3.2 2.9 4.3 4.3 4.2 4.4 4.8
62 1.7 1.6 1.8 2.8 2.7 3.1 3.1 2.9 4.0 3.9 4.9 4.9
74 2.1 2.0 1.6 2.8 3.0 2.9 3.6 3.7 3.9
86 1.9 2.0 1.6 2.9 2.5 2.7
110 1.5 1.5 2.0 2.6 2.3 2.2
134 2.1 2.1 2.2 2.1 2.0 2.4
158 1.9 1.9 1.8 2.5 2.6 2.1
A las temperaturas de 9 y 6 °C, se descontinuaron
las lecturas después de 62 y 74 horas
respectivamente, puesto que a partir de ese momento
el producto empezó a oscurecerse. A las temperaturas
de 0 y 3 °C, la col aún estaba en buenas condiciones
después de las 158 horas.
Como se puede apreciar, el nivel de O2 disminuye
mientras que el nivel de CO2 aumenta en el espacio
de cabeza, fenómeno que confirma que el proceso
respiratorio está ocurriendo aunque tratan de
estabilizarse en el tiempo dado el proceso de
permeación a través del empaque (Catalá y Gavara,
2000). Asimismo, se observa que a temperaturas
menores el cambio en el porcentaje de gases es
menos acentuado y viceversa, lo que puede
interpretarse como una inhibición gradual del
fenómeno respiratorio. Lee et al. (1991) señalaron la
posibilidad de que el proceso respiratorio fuera
gobernado por una reacción enzimática por lo que
esto puede explicar dicha inhibición.
Makino (1999), estudió la composición de gases en
el espacio de cabeza de col rayada envasada en
polietileno bajo diferentes concentraciones iniciales
de O2 y CO2, y almacenada a 10 °C por tres días. Sus
resultados fueron similares a los de este trabajo para
el caso de la producción de CO2 pero sus niveles de
O2 fueron menores. Esta variación se debió al efecto
de la temperatura que fue mayor y al daño sufrido por
el rayado de la col que acelera la velocidad de
respiración (Brecht, 1995, citado por Fonseca et al.,
2002).
3.5 Modelamiento de los porcentajes de O2 y
CO2 en el espacio de cabeza
3.5.1 Porcentaje de gases en función al tiempo Los ajustes a los datos experimentales de
porcentajes de O2 y CO2 en función del tiempo se
muestran en las Figuras 5-12. Se encontró que el
porcentaje de oxígeno en el espacio de cabeza
disminuye en el tiempo siguiendo una tendencia
Concentración de gases en el espacio de cabeza del encase de col (Brassica oleracea L.) en bolsas de polietileno
An cient. 68(3) 2007, pp. 8-17
14
CO2 vs t at 6°Cf=a*(1-exp(-b*x))
Time, t (hours)
0 20 40 60 80
%C
O2
0
1
2
3
4
5
CO2 vs t at 9°Cf=a*(1-exp(-b*x))
Time, t (hours)
0 20 40 60
%C
O2
0
1
2
3
4
5
6
7
Fig.12 Fig.11
exponencial de tres parámetros y el porcentaje de
anhídrido carbónico aumenta siguiendo una tendencia
exponencial de dos parámetros. Los valores de los
correspondientes parámetros asumiéndose constantes
para cada temperatura evaluada y el coeficiente de
correlación se presentan en las Tablas 9 y 10.
O2 vs t at 0°Cf=y0+a*exp(-b*x)
Time, t (hours)
0 50 100 150
%O
2
12
14
16
18
20
22
O2 vs t at 3°Cf=y0+a*exp(-b*x)
Time, t (hours)
0 50 100 150
%O
2
10
12
14
16
18
20
22
Fig.5 Fig.6
O2 vs t at 6°Cf=y0+a*exp(-b*x)
Time, t (hours)
0 20 40 60 80
%O
2
8
10
12
14
16
18
20
22
O2 at 9°Cf=y0+a*exp(-b*x)
Time, t (hours)
0 20 40 60
%O
2
6
8
10
12
14
16
18
20
22
Fig.8 Fig.7
CO2 vs t at 0°Cf=a*(1-exp(-b*x))
Time, t (hours)
0 50 100 150
%C
O2
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
CO2 vs t at 3°Cf=a*(1-exp(-b*x))
Time, t (hours)
0 50 100 150
%C
O2
0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
Fig.10 Fig.9
Luis Vargas D., Francisco Salas V., Bruce Welt
15
Tabla 9. Constantes del modelo para estimación
del %O2.
Temperat
ura
T (°C)
)btexp(ayoO%̂ 2 a, b, yo: parámetros; t: horas
Coeficiente
de
correlación,
R a b yo
0
3
6
9
5.14
6.9955
9.9219
12.6522
0.0248
0.0373
0.0334
0.0441
14.8394
13.4038
10.28
8.19
0.9989
0.9978
0.9968
0.9968
Tabla 10. Constantes del modelo para estimación
del %CO2.
Temperatura
T (°C)
))btexp(1(aCO%̂ 2 a, b: parámetros ; t:
horas
Coeficiente
de
correlación,
R a B
0
3
6
9
2
2.6357
3.5583
4.5372
33.9616
0.2648
17.5204
0.1696
0.98
0.9906
0.9911
0.9940
Los coeficientes de correlación arrojados por el
software computacional Sigma Plot v9.0 se acercan
mucho a la unidad lo cual demuestra estadísticamente
la precisión de los modelos seleccionados. Durante
este proceso, se encontraron otros modelos como el
hiperbólico y el hiperbólico modificado tipo I, que
arrojaban valores de r más tentadores, sin embargo
las tendencias no justificaban su elección.
El modelo propuesto para predecir el porcentaje de
oxígeno es:
)btexp(ayoO%̂ 2 (9)
Se observa que este modelo respeta las condiciones
inicial y final del fenómeno físico de transferencia de
masa. Es decir, al reemplazar para un tiempo t=0, se
obtiene que el %O2 = yo + a, y en todos los casos
esta suma se acerca bastante al nivel atmosférico de
oxígeno igual a 20,9%. Asimismo, al reemplazar para
un tiempo que tiende al infinito, se obtiene %O2 =
yo, que representaría los porcentajes de oxígeno de
equilibrio en el espacio de cabeza.
Para el porcentaje de anhídrido carbónico, el
modelo propuesto es:
))btexp(1(aCO%̂ 2 (10)
En este caso, el parámetro a representa el
porcentaje de anhídrido carbónico de equilibrio en el
espacio de cabeza y también se cumple que para
tiempos iniciales de t=0 el %CO2 obtenido es 0%
que coincide prácticamente con la del nivel
atmosférico.
En la Tabla 11, se presentan tabulados los valores
de %O2 y %CO2 de equilibrio en el espacio de cabeza
a las temperaturas ensayadas.
Tabla 11. Porcentajes de equilibrio de O2 y CO2 en
el espacio de cabeza.
Temperatura,
T (°C)
%O2 de
equilibrio
%CO2 de
equilibrio
0
3
6
9
14.84
13.40
10.28
8.19
2.00
2.64
3.56
4.54
3.5.2 Parámetros en función de la
temperatura Los parámetros del modelo exponencial usados
para describir el porcentaje de oxígeno y anhídrido
carbónico fueron expresados en términos de la
temperatura bajo las ecuaciones mostradas en las
Tablas 12 y 13.
Tabla 12. Parámetros del modelo de porcentaje de
O2.
Parámetro Ecuación R
Yo
a
b
yo = -0.7691T + 15.139
a = 0.8488T + 4.858
b = 0.0018T + 0.0268
0.9912
0.9958
0.8654
Tabla 13. Parámetros del modelo de porcentaje de
CO2.
Parámetro Ecuación R
a
b
a = 0.2845T + 1.9027
b = -0.5281T3 + 7.584T
2
– 29.231T + 33.962
0.9956
1
La pendiente negativa de la ecuación lineal para yo
obedece la interpretación formulada en la que este
parámetro representa el % O2 en el equilibrio y por lo
tanto es inversamente proporcional con la
temperatura. Para el caso del anhídrido carbónico, la
pendiente positiva del parámetro a obedece la
interpretación formulada en la que este parámetro
representa el % CO2 en el equilibrio y
consiguientemente es directamente proporcional a la
temperatura.
3.5.3 Modelo final Insertando los parámetros en términos de la
temperatura en los modelos iniciales, se obtuvieron
los modelos finales para la concentración de oxígeno
y anhídrido carbónico, respectivamente:
)t0.0268) 0.0018T(exp()4.858 0.8488T(15.139 0.7691T- O%̂ 2
)t)962.3329.231T-7.584T281Texp(-(-0.5-1.9027)(1(0.2845T CO%̂ 23
2
Las Figuras 13 y 14 muestran los resultados finales
de la simulación de los porcentajes de O2 y CO2 en el
espacio de cabeza de col envasada en bolsas de
polietileno como una función del tiempo y
temperatura de almacenamiento. Los errores
porcentuales promedio fueron de 3,31% y 6,66%,
respectivamente.
Concentración de gases en el espacio de cabeza del encase de col (Brassica oleracea L.) en bolsas de polietileno
An cient. 68(3) 2007, pp. 8-17
16
3.6 Determinación de la velocidad de
respiración de la col
3.6.1 Velocidad de respiración en función al
O2 Reemplazando los correspondientes valores de
permeabilidad al oxígeno, área del empaque (478.5
cm2), diferencia de presiones de oxígeno, peso de la
col y espesor del envase en la ecuación (6) se
estimaron los valores de velocidad de respiración en
función al oxígeno para el estado estacionario, los
cuales se reportan en la Tabla 14.
Tabla 14. Velocidad de respiración de la col en
función al O2 (RO).
T
(
°C)
%O2
en
equilib
rio
Presión
interna
(atm)
PO
(cm3 mil / h
cm2 atm)
RO
(cm3 /
h-kg)
0 14.84 0.1484 0.009961 6.02
3 13.40 0.1340 0.011267 8.42
6 10.28 0.1028 0.012710 13.46
9 8.19 0.0819 0.014301 18.12
Reportes anteriores (Ryalll y Lipton, 1978, citado
por Kim et al., 2004) señalan que la velocidad de
respiración de la col está comprendida
aproximadamente entre 5 y 25 cm3/h-kg, y Wilson et
al. (1999) clasifican a este producto como un vegetal
de velocidad de respiración moderada.
Se observa además que existe una relación directa
y acelerada entre la velocidad de respiración y la
temperatura, lo cual coincide con los reportes de
muchos autores. Haagar et al. (1992) estudiaron este
efecto y Fonseca et al. (2002) resume los resultados
de varios autores que propusieron relaciones tipo
Arrhenius o factores Q10.
3.6.2 Velocidad de respiración en función al
CO2 Reemplazando los correspondientes valores de
permeabilidad al anhídrido carbónico, área del
empaque (A=478,5 cm2), diferencia de presiones
parciales de anhídrido carbónico, peso de la col y
espesor del envase en la ecuación (7) se estimaron los
valores de velocidad de respiración en función al
anhídrido carbónico, los cuales se reportan en la
Tabla 15.
Tabla 15. Velocidad de respiración de la col en
función al CO2 (RC).
T
(°
C)
%CO2 en
equilibrio
Presión
interna
(atm)
PC
(cm3 mil / h
cm2 atm)
RC
(cm3 /
h-kg)
0 2.00 0.0200 0.034361 6.85
3 2.64 0.0264 0.036705 9.66
6 3.56 0.0356 0.039154 13.90
9 4.54 0.0454 0.041708 18.88
Cantwell et al. (1996) encontraron valores de
velocidad de respiración de la col en función al CO2
comprendidos entre 8 y 25 cm3/h-kg los que se
acercan mucho a los resultados de este trabajo. Es
importante, además mencionar que variables como
origen de la col, el estado de madurez, el tipo de
corte, la humedad relativa, la intensidad luminosa,
entre otros factores, pueden ser la causa de esta
mínima diferencia (Riquelme et al., 1994; Song et
al.,1992 y Brecht, 1995, citados por Fonseca, 2002).
3.6.3 Cociente respiratorio (QR)
Después de obtener la velocidad de respiración en
función al oxígeno y al anhídrido carbónico, estos
valores se reemplazaron en la ecuación (8) para hallar
los correspondientes valores de cocientes
respiratorios, los que se reportan en la Tabla 16.
Dependiendo del sustrato metabólico, estos valores
deben fluctuar entre 0.7 y 1.3 (Kader et al., 1987,
citado por Lee et al., 1991) y debe acercarse mucho a
1 cuando el sustrato es un carbohidrato (Fonseca,
2002).
Tabla 16. Cociente respiratorio de la col.
Temperatura
T (°C)
RO
(cm3O2
/ h-kg)
RC
(cm3CO2/
h-kg)
QR = RC /RO
(cm3CO2/cm
3O2)
0 6.02 6.85 1.14
3 8.42 9.66 1.15
6 13.4
6 13.90 1.03
9 18.1
2 18.88 1.04
4. Conclusiones
Fig.14- %CO2 en función de tiempo y temperatura
0
1
2
3
4
5
6
0 50 100 150
Tiempo, t (h)
%C
O2
0°C
3°C
6°C
9°C
Error =
6.66
%
Fig.13- %O2 en función de tiempo y temperatura
0
5
10
15
20
25
0 50 100 150
Tiempo, t (h)
%O
2
0°C
3°C
6°C
9°C
Error =
3.31%
Luis Vargas D., Francisco Salas V., Bruce Welt
17
Los valores de permeabilidad al oxígeno del PEBD
a temperaturas entre 0 y 9 °C oscilan entre 0.0099 y
0.0143 cm3-mil / h-cm
2-atm.
Los valores encontrados de permeabilidad al
anhídrido carbónico del PEBD a temperaturas entre 0
y 9 °C estuvieron comprendidas entre 0.0344 y
0.0417 cm3-mil / h-cm
2-atm.
Se encontraron los siguientes modelos empíricos
capaces de predecir el porcentaje de oxígeno y
anhídrido carbónico en el espacio de cabeza de col
envasada en bolsas de polietileno en función del
tiempo y temperatura de almacenamiento: )t0.0268) 0.0018T(exp()4.858 0.8488T(15.139 0.7691T- O%̂ 2
)t)962.3329.231T-7.584T281Texp(-(-0.5-1.9027)(1(0.2845T CO%̂ 23
2
La velocidad de respiración de la col en el estado
estacionario y expresado como consumo de oxígeno a
temperaturas entre 0 y 9 °C osciló entre 6.02 y 18.12
cm3/h-kg.
La velocidad de respiración de la col en el estado
estacionario y expresado como liberación de
anhídrido carbónico a temperaturas entre 0 y 9 °C
osciló entre 6.85 y 18.88 cm3/h-kg.
El cociente respiratorio hallado para la col estuvo
comprendido entre 1.03 y 1.15.
5. Referencias bibliográficas
ASHLEY R., 1986. Permeability and Plastic
Packaging. In: Polymer Permeability Ch.7. Ed. by
Comyn J. USA.
AURAS R., TANPRASERT K. 2002. Permeation
of Water Vapor, Carbon Dioxide and Oxygen in
Polymeric Materials (A brief introduction and
principles of testing using Mocon Machine). School
of Packaging. MSU. USA.
CANTWELL, M., NIE X., ZONG R.J. y
YAMAGUCHI M. 1996. Asian vegetables: Selected
Fruit and Leafy Types. In J. Janick (ed.), Progress in
new crops. ASHS Press, Arlington, VA. p. 488-495.
USA.
CATALÁ R. y GAVARA R. 2000. Plastic
Materials for Modified Atmosphere Packaging. In:
Trends in Food engineering Ch21. Ed. by Lozano J.,
Añón C., Parada-Arias E. y Barbosa-Cánovas G.
USA.
Code of federal regulations. 1998. 21CFR173.315-
- Sec. 173.315 Chemicals used in washing or to assist
in the peeling of fruits and vegetables. USA.
DEL NOBILE M., BAIANO A., BENEDETTO A.
y MASSIGNAN L. 2006. Respiration Rate of
Minimally Processed Lettuce as Affected by
Packaging. J. Food Engineering. 74(1): 60-69. USA.
FDA/CFSAN. 1998. Guidance for industry. Guide
to Minimize Microbial Food Safety Hazards for
Fresh Fruit and Vegetables.
http://www.cfsan.fda.gov/~dms/prodguid.html.
(ultima fecha de acceso: 26 de Junio 2006). USA.
FONSECA S., OLIVEIRA F. y BRECHT J. 2002.
Modeling Respiration Rate of Fresh Fruits and
Vegetables for Modified Atmosphere Packages: a
Review. J. Food Engineering. 52(2): 99-119. USA.
HAAGAR P., LEE D. y YAM K. 1992.
Application o fan Enzime Kinetics Based Respiration
Model to Closed System Experiments for Fresh
Produce. J. Food Process Engineering. 15: 143-157.
USA.
HERNANDEZ R. 1997. Food Packaging,
Materials, Barrier Properties and Selection. In:
Handbook of Food Engineering Practice Ch8. Ed. by
Valentas K., Rotstein E. y Singh R.P. USA.
KIM J.G., LUO Y. y GROSS K. 2004. Quality and
Shelf Life of Salad Savoy Under Different Storage
Temperatures. J. Korean Society of Horticultural
Science. 46(6):307-311. Korea.
LEE D., HAAGAR P., LEE J. y YAM K. 1991.
Model for Fresh Produce Respiration in Modified
Atmospheres Based on Principles of Enzime
Kinetics. J. Food Sciences. 56(6): 1580-1585. USA.
MAKINO Y. 1999. Development of Respiration
Models for Modified Atmosphere Packaging of
Horticultural Commodities. Japan Agricultural
Research Quarterly. 33(3). Japan.
RIQUELME F., PRETEL M., MARTINEZ G.,
SERRANO M., AMORÓS A., ROMOJARO F. 1994.
Packaging of Fruits and Vegetables. In: Food
Packaging and Preservation Ch.8. Ed. By Mathlouthi
M. Chapman& Hall. USA.
ROBERTSON G. 1993. Food Packaging,
principles and practice. Ed. Marcel & Decker. USA.
ROGERS C. 1986. Permeation of Gases and
Vapours in Polymers. In: Polymer Permeability Ch.2.
Ed. by Comyn J. USA.
ROSATO DOMINICK, ROSATO DONALD and
ROSATO M. 2004. Plastic Product Material &
Process Selection Handbook. Elsevier Ltd. United
Kingdom.
SINGH R.P. y HELDMAN, D. 2001. Introduction
to Food engineering. Academic Press Inc. USA.
SINGH R.P. y MANNAPPERUMA J. 2000.
Minimal Processing of Fruits and Vegetables. In:
Trends in Food engineering Ch15. Ed. by Lozano J.,
Añón C., Parada-Arias E. y Barbosa-Cánovas G.
USA.
SOROKA W. 2002. Fundamentals of Packaging
Technology. Institute of Packaging Professionals.
USA.
WILSON L., BOYETTE M. y ESTES E. 1999.
Postharvest Handling and Cooling of Fresh Fruits,
Vegetables and Flowers for Small Faros. In:
Horticultural Information Leaflet 800. NCSU. USA.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 25/04/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 01/04/2007
Elaboración de una mezcla pre cocida en base a quinua (Chenopodium quinoa
Willd), kiwicha (Amaranthus caudatus), frejol castilla (Vigna sinensis)
saborizada con frutas
Gladys Cortez V. 1, Ritva Repo-Carrasco
2
Resumen
Se elaboró una mezcla base a partir de quinua (61%), kiwicha (19%) y frejol castilla (20%), donde la variable en
estudio fue el contenido de sólidos totales (24%, 27%, 30%, 33% y 36% respectivamente) secada en un tambor
rotatorio a una presión de 35 psi y temperatura de 140 °C. Para determinar la mezcla óptima, se evaluó el porcentaje
de gelatinización, el contenido de humedad, el índice de absorción y solubilidad, dando como resultado que la
muestra con 30% de sólidos totales era la mejor. Posteriormente se procedió a saborizarla con plátano (Musa
paradisiaca) y lúcuma (Pouteria lucuma) por separado; se adicionó la fruta antes del secado, en forma fresca, y
después del secado, en forma de harina, comparándose los resultados. Se realizó una evaluación sensorial de escala
no estructurada para evaluar las características de cada muestra. Posteriormente, mediante una prueba Ranking se
determinó que la mezcla con la mayor aceptación fue la mezcla saborizada con lúcuma, finalmente, una prueba
triangular determinó que la mejor manera de adicionarla es en forma de harina. Finalmente, se realizó una
evaluación microbiológica y biológica, obteniéndose una mezcla apta para el consumo humano con un PER de 1.74,
una digestibilidad aparente de 82% y un porcentaje de hematocritos de 45%.
Palabras clave: Mezcla, quinua, kiwicha, frejol castilla, valor nutritivo.
Abstract
A blend of quinua (61%), kiwicha (19%) and cowpea (20%), was processed being the different total solids (24%,
26%,30%, 33% and 36%, each case) the studied variable and dried in a drum dryer with a pressure of 35 psi and a
temperature of 140 °C. The percentage of gelatinization, water solubility index, water absorption index and moisture
were evaluated to determinate the optimal blend. The best properties were obtained in the mixture with 30% of total
solids. This blend was saborizated with fruits, the fruits added separately were banana (Musa paradisica) and
lucuma (Pouteria lucuma). In both cases, a blend in which the fruit was added fresh before drying was sensory
compared with a dried blend in which the fruit was added as a flour. They were sensorially evaluated, first to
determinate their sensorial properties with a None Structural Scale Assay. Then a Ranking assay was used to
determinate which fruit gave the best flavor and a triangular test to determinate the best way of addition the fruit to
the blend. The best result was obtained with addition of lucuma as a meal after drying. This treatment gave the best
flavor intensity. The blend was evaluated microbiologically and biologically and showed that the blend was suitable
for human consumption and showed a PER of 1.74, an apparent digestibility of 82% and 45% of hematocrites.
Key words: Mixture, quinoa, kiwicha, bean, nutritional, value.
1. Introducción
El problema de la desnutrición es un problema aún
por resolver en nuestro país, el nivel nutricional de
una población es indicado en forma cercana por la
prevalencia de desnutrición crónica en niños. La
desnutrición crónica deteriora el desarrollo
cognoscitivo de los niños, reduce la productividad
económica de los adultos e incrementa las
posibilidades que desarrollen males crónicos,
elevando los costos de la salud pública.
Los resultados del Censo Nacional de Talla para
Escolares 1993 y 1999, indican que se produjo una
disminución en los niveles de desnutrición crónica
infantil de 40% a 30%. Sin embargo, pese al
importante descenso en los niveles observados de
desnutrición crónica, éste no se presenta de modo
homogéneo en el país.
La FAO/OMS (1992) indica que para que una
proteína se aproveche bien se requiere determinadas
proporciones de cada aminoácido esencial, lo que
ocurre con los alimentos de origen animal.
1 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
La mayoría de las proteínas de origen vegetal carece
de esta proporción ideal, pero esto se soluciona
consumiendo mezclas de cereales y leguminosas.
Los granos andinos se prestan ventajosamente para
realizar mezclas con leguminosas o cereales, se
recomienda una proporción de 1 parte de
leguminosas y 2 partes de granos, cereales o
tubérculos. Según los Archivos Latinoamericanos de
Nutrición (1994) en general una proporción de
alrededor del 75% de cereales con 25% de
leguminosas proporcionan un buen patrón de
aminoácidos.
Candiotti (1976), mencionado por Alvarez (1991),
especifica que las semillas de leguminosas son ricas
en lisina, pero deficientes en aminoácidos azufrados;
los cereales en cambio presentan adecuadas
cantidades de aminoácidos azufrados siendo
deficientes en lisina. Para lograr el mejor balance
posible en el contenido de aminoácidos esenciales las
harinas de leguminosas pueden complementarse
favorablemente con las harinas o cereales.
Repo-Carrasco (1992), realizó estudios sobre
formulaciones de mezclas orientadas a la
alimentación infantil en forma de papilla utilizando
cultivos andinos. En dicho trabajo empleó una
regresión lineal y obtuvo 56 combinaciones las cuales
Gladys Cortez V., Ritva Repo-Carrasco
19
fueron evaluadas según su contenido de aminoácidos
y costos, siendo la mezcla de quinua, kiwicha y frejol
castilla (Q-K-F) la que tuvo el mayor valor de
cómputo químico, PER corregido y NPU, en una
proporción de 61%, 19% y 20% respectivamente,
razón por la cual se escogió dicha formulación para
realizar el presente trabajo de investigación.
Los objetivos planteados son:
- Obtener una mezcla alimenticia a partir de quinua
(Chenopodium quinoa Willd), kiwicha (Amaranthus
caudatus) y frejol castilla (Vigna sinensis) saborizada
con frutas.
- Evaluar sensorialmente la mezcla saborizada y
determinar la mezcla saborizada con mayor
aceptación.
2. Materiales y métodos
2.1 Lugar de ejecución El presente trabajo se elaboró en la Planta de
Frutas y Hortalizas del Instituto de Desarrollo
Agroindustrial, la Planta de Alimentos Balanceados
de la Facultad de Zootecnia y los Laboratorios de la
Facultad de Industrias Alimentarias todos
pertenecientes a la Universidad Nacional Agraria La
Molina.
2.2 Materia prima Quinua (Chenopodium quinoa W.) y kiwicha
(Amaranthus caudatus), provenientes del Programa
de Cereales de la Universidad Nacional Agraria La
Molina.
Frejol Castilla (Vigna sinensis), plátano de seda
(Musa paradisiaca), y lúcuma, Pouteria lucuma
(Lucuma obovata) variedad seda, adquiridas en el
mercado mayorista.
Harina de plátano y harina de lúcuma obtenidas por
medio de un secado y molienda, a partir de plátano de
seda verde y lúcuma de seda, adquiridas en el
mercado mayorista local.
2.3 Materiales, reactivos y equipos
2.3.1 Materiales Papel mantequilla, utensilios de cocina (cocina,
baldes, ollas, cuchillos), mesa de acero inoxidable,
material de vidrio y, bolsas plásticas de polietileno de
alta densidad N°2.
2.3.2 Reactivos Reactivos para los análisis físico-químicos,
microbiológicos y sensoriales.
2.3.3 Equipos De planta: limpiadora y seleccionadora de granos
Glasblaserei - Berlin 65 para cebada, machacadora,
molino de martillos, balanza, molino coloidal (
KORUMA tipo 4 de 3 HP de potencia con una
capacidad de 33 a 130 libras por hora), secador de
tambor rotatorio de doble rodillo OVERTON,
marmita con chaqueta de vapor, secador de bandeja,
selladora.
De laboratorio: estufa, balanza analítica, mufla,
soxhlet, baño María, centrífuga, bomba de vacío.
2.4 Acondicionamiento de la materia prima Cada materia prima requirió las siguientes
operaciones de acondicionamiento:
La quinua: selección y clasificación, limpieza,
desaponificado en húmedo, secado y molienda,
entrando al proceso en forma de harina.
La kiwicha fue seleccionada, limpiada y molida,
entrando al proceso en forma de harina.
El frejol castilla fue seleccionado y limpiado,
pelado mecánicamente, remojado durante 8 horas,
pre-cocido y, finalmente, oreado, entrando al proceso
como grano pre-cocido.
El plátano fue seleccionado y clasificado,
escaldado y finalmente pelado.
La lúcuma fue seleccionada, pelada y despepitada.
2.5 Métodos de análisis
2.5.1 Análisis químico proximal El análisis proximal se realizó empleando los
métodos de la AOAC (1984).
2.5.2 Isotermas de adsorción Se siguió el método descrito por Martínez (1967)
citado por Buendía (1992), empleándose soluciones
saturadas a 37 °C.
2.5.3 Determinación del índice de adsorción y
solubilidad en el agua Según Salazar de Buckle y Pardo (1973), en donde
se determinó la cantidad de muestra que es
solubilizada en un tiempo determinado, sometiéndolo
posteriormente a una centrifugación.
2.5.4 Porcentaje de gelatinización Se realizó siguiendo la metodología dada por el
CENAN (1996), para determinar el grado de
gelatinización de la mezcla utilizando la enzima
amiloglucosidasa.
2.5.5 Determinación de rendimientos Se efectuaron pesadas de la cantidad de materia a
utilizar antes y después del proceso de
acondicionamiento y del secado.
2.5.6 Análisis microbiológicos Se hicieron los siguientes análisis: numeración de
coliformes totales, numeración de hongos y
levaduras, numeración de microorganismos aerobios
viables. Los métodos seguidos fueron los descritos
por Elliot et al., (1983).
2.5.7 Análisis biológicos Índice de eficiencia proteica (PER)
Se realizó de acuerdo al método de la AOAC
(1984). Se utilizaron 10 ratas machos recién
destetados con una dieta basal isocalórica e
isoproteica, en donde la fuente de proteína es la
muestra a evaluar, a los cuales se les ofreció la dieta y
el agua ad libitum durante cuatro semanas, en jaulas
individuales. Siendo la proteína el único limitante
del crecimiento se llevó su control y al final se
comparó con el valor estándar obtenido con caseína
de referencia.
El PER para cada alimento bajo prueba se calculó
como sigue.
Digestibilidad aparente
Elaboración de una mezcla pre cocida en base a quinua (Chenopodium quinoa Willd), kiwicha (Amaranthus
caudatus), frejol castilla (Vigna sinensis) saborizada con frutas
An cient. 68(3) 2007, pp. 18-24
20
Según Ordoñez (1985), en el que se utilizan 6 ratas
machos destetadas de 21 días cada una, colocados en
jaulas metabólicas independientes durante 7 días,
recolectándose la orina y heces diariamente.
Determinación de hematocritos.
El hematocrito (volumen de glóbulos rojos
empaquetados) se midió directamente por
centrifugación de la sangre para determinar la
proporción de eritrocitos, siguiendo la técnica del
microhematocrito (Hocking, 1987), en la cual se
emplean tubos capilares llenos con sangre
anticuagulada y centrifugados a alta velocidad; esta
técnica tiene la ventaja de proporcionar de inmediato
los resultados.
2.5.8 Análisis sensorial
Prueba Ranking
Se realizó según la ISO 8587 (International
Organization for Standardization, 1988). Se
presentaron simultáneamente diferentes muestras
para que los panelistas las ordenen, según un criterio
específico (por ejemplo, la impresión total, un
atributo particular o una característica específica).
Los resultados se evalúan estadísticamente mediante
la prueba no paramédica de Fridman.
Escala no estructurada
Según el método descrito por Pedrero y Pangborn
(1989), consiste en presentar la muestra al panelista
con una escala donde sólo se definen los extremos,
para cuantificar las respuestas de las escalas se asigna
un valor numérico para estructurar un cuadro de
muestras contra panelistas y repeticiones
analizándose estadísticamente mediante un Análisis
de varianza.
Prueba triangular
Se realizó según la International Organization for
Standarization ISO 4120 (1983), en donde se presenta
simultáneamente a los panelistas un set de 3
muestras, dos de las cuales son idénticas, para que se
identifique la muestra diferente, los resultados se
interpretan según la tabla correspondiente.
2.6 Análisis estadístico
Para la evaluación estadística de las mezclas se
utilizó un DBA, donde se hizo un análisis de varianza
para las mezclas secadas a diferentes concentraciones
de sólidos totales.
2.7 Metodología experimental
Para la elaboración de la mezcla alimenticia
saborizada con frutas se procedió primero a
determinar la mejor concentración de sólidos totales
(24 %,27%,30%,33% y 36 %) según la Figura 1, para
lo cual se acondicionó previamente la materia prima.
Una vez determinada la mejor concentración de
sólidos totales se procedió a evaluar la fruta que le da
a la mezcla las mejores características sensoriales
siguiendo la Figura 2 y en la Figura 3 la elaboración
de la mezcla saborizada con harina de frutas.
Figura 1. Flujo de operaciones para la elaboración
de la mezcla base.
Figura 2. Flujo de operaciones para la elaboracion
de la mezcla saborizadacon frutas.
Gladys Cortez V., Ritva Repo-Carrasco
21
Figura 3. Flujo de operaciones para la elaboración
de la mezcla saborizada con frutas.
3. Resultados y discusión
3.1 Características de la materia prima En la Tabla 1 se presenta el análisis proximal de las materias primas.
Tabla 1. Análisis químico proximal de las materias primas (g/100 g en b. h.).
Componente
Quinua
Kiwicha
Frejol Castilla
Lúcuma
Plátano
Humedad 8.05 12.8 13.56 65.2 66.40
Carbohidratos 64.60 58.95 58.23 30.61 30.05
Fibra 4.30 3.03 2.15 1.41 0.63
Proteína 15.88 13.57 21.46 1.56 1.8
Grasa 5.23 10.10 1.80 0.6 0.32
Ceniza 1.94 1.55 2.8 0.62 0.8
Como se puede observar el Frejol Castilla
(21.46%) es el que presenta el mayor contenido de
proteína, seguido por la Quinua (15.88%) y la
Kiwicha (13.57%), a pesar de que dicho contenido es
inferior al reportado por Kay (1979) de 23.4%.
Para el caso de la quinua su contenido de proteína
es mayor que el obtenido por Sanchez (1980) quien
señala un valor de 14.6% y del valor promedio dado
por Cardoso y Tapia (1979), mencionado por Elias
(1990). Sin embargo, se encuentra dentro del rango
de 7.47% - 22.08% obtenido por ellos. En cuanto al
contenido de carbohidratos éstos son de 64.80%,
también superior al promedio (59.7%), pero dentro
del rango dado de 38.72%- 71.3% dado por Cardozo
y Tapia (1979), mencionado por Elias (1990). Se
tiene pues, una quinua de valor proteico y contenido
de carbohidratos por encima de los promedios, siendo
apropiados para la elaboración de mezclas
alimenticias.
De acuerdo con los análisis realizados a la kiwicha
se tiene que el nivel de proteína (13.57%) es
ligeramente superior al obtenido por Sumar (1990) de
13.17%, siendo el contenido de grasa ligeramente
inferior (0.23% menos) al obtenido por él, mientras
que en los carbohidratos (58.95%) es menor al
obtenido por Huapaya (1990) (66.87%).
En cuanto al plátano y lúcuma se encontró que sus
valores de humedad, 66.40% y 65.2%
respectivamente, son superiores a los reportados
siendo los que tienen el menor contenido de
carbohidratos (30.05 y 30.61%) que el resto de las
materias primas que ingresan a la formulación.
Rendimientos obtenidos después del
acondicionamiento de la materia prima
Para la quinua se encontró un rendimiento de
limpieza de 98% y de molienda de 96.5%.
Para la kiwicha se encontró un rendimiento de
molienda 92.57%.
Para el frejol castilla obtuvo una eficiencia de
pelado de 94%.
3.2 Obtención de la mezcla base
En la Tabla 2 se muestran las características de las
mezclas obtenidas con los diferentes porcentajes de
sólidos totales (ST).
Como se puede observar, en el caso del contenido
de humedad existieron diferencias significativas,
siendo la muestra de 24 ST la que presento un menor
contenido de humedad, para el índice de absorción y
la solubilidad no se encontraron diferencias
significativas.
En el caso del porcentaje de gelatinización se
encontraron diferencias significativas, siendo la
muestra de 33 ST la que tiene el mayor valor seguido
de la de 30 ST.
Tabla 2. Estudio comparativo de los diferentes tratamientos.
Sólidos totales (%) Humedad (%) Índice Absorción Solubilidad (%) Gelatinización (%) Rendimiento (%)
24 3.8 7.13 12.4 76.90 95
27 4.3 6.68 14.4 79.35 93
30 4.7 6.88 13.9 83.56 90
33 4.5 6.85 16.7 87.59 56
36 4.3 6.77 14.8 79.40 52
En cuanto al rendimiento de las mezclas después
del secado, como se puede observar, se encontraron
diferencias significativas entre ellas, siendo la de
mayor redimiento (95%), la de 24 ST,
disminuyendo el rendimiento a medida que se
aumentaba el contenido de ST, encontrándose que la
de menor rendimiento (52%) fue la de 36 ST. De
acuerdo a esto y tomando como criterio de selección
otras características fisicoquímicas evaluadas como el
índice de absorción, se eligió la muestra de 30 ST
como la más adecuada.
3.3 Obtención de la mezcla saborizada
Elaboración de una mezcla pre cocida en base a quinua (Chenopodium quinoa Willd), kiwicha (Amaranthus
caudatus), frejol castilla (Vigna sinensis) saborizada con frutas
An cient. 68(3) 2007, pp. 18-24
22
En la Tabla 3 se muestra el análisis proximal de las
mezclas obtenidas.
Tabla 3. Análisis proximal de las mezclas
obtenidas.
Componente Mezcla sin
saborizar
Mezcla
saborizada
con plátano
Mezcla
saborizada
con lúcuma
Humedad
Proteína
Grasa
Carbohidratos
Ceniza
Fibra
5.20
17.06
5.03
67.35
1.99
3.37
4.92
16.30
4.4
68.94
2.03
3.41
5.12
16.90
4.66
66.74
3.09
3.49
Como se puede observar la mezcla sin saborizar
presenta un mayor contenido de proteína (17.06%),
que las muestras saborizadas, esto se debe a que en
las frutas el contenido de humedad es alto, 65% para
la lúcuma y 66.4% para el plátano respectivamente,
siendo el contenido de proteína bajo, de 1.56% para
la lúcuma y 1.8% para el plátano. De las mezclas
saborizadas con frutas, la saborizada con lúcuma fue
la que obtuvo un mayor valor de proteína (16.90%).
3.4 Características sensoriales de las mezclas Se encontró para la prueba Ranking que habían
diferencias altamente significativas entre los
tratamientos (los sabores de las muestras). Se obtuvo
en primer lugar de preferencia la mezcla saborizada
con lúcuma, luego le siguió la mezcla saborizada con
plátano y finalmente en tercer lugar la mezcla sin
saborizar. Por lo que se concluye que la mezcla
saborizada con lúcuma fue la de mayor aceptación.
En la Tabla 4, se muestran los resultados de la
prueba no estructurada. Se puede observar el color
de la muestra saborizada con plátano tuvo un valor
promedio (7) mayor que el de la muestra saborizada
con lúcuma (5), mientras que para el olor (5) y sabor
(4) fueron menores que la muestra saborizada con
lúcuma (6). Siendo la muestra con lúcuma la que tuvo
el mayor puntaje.
Tabla 4. Resultados de la prueba de la escala no
estructurada.
Atributo
(promedio)
Mezcla
saborizada con
lucuma
Mezcla
saborizada con
plátano
Color 5 7
Olor 6 5
Sabor 6 4
Textura 6 6
Promedio 5.75 5.5
Para la prueba Triangular se encontraron
diferencias significativas entre las muestras
saborizadas con la harina y la fruta fresaca para
ambas frutas, siendo el contraste mayor en el caso d
ela mezcla saborizada con plátano.
3.5 Características del producto final
3.5.1 Isotermas de adsorción
Se obtuvo un valor de monocapa de 4.1 g agua en
100 g muestra seca para el método de BET y para
GAB de 4.7 g agua/100 g muestra seca.
3.5.2 Características microbiológicas Comparando los valores obtenidos con la Norma
Técnica Peruana NTP 209.260 (INDECOPI, 2004) se
encontró que el contenido de aerobios mesófilos
(menor a 10 ufc/g), coliformes (ausencia) y mohos y
levaduras (menor a 102 ufc/g) en la papilla fue menor
que el máximo permitido en la norma (hasta 105 ufc/g
en aerobios mesófilos, 102 en coliformes, hongos 10
4
ufc/g, lo cual asegura su inocuidad.
3.5.3 Características biológicas Relación de eficiencia proteica (PER) y
Digestibilidad aparente (Da)
En la Tabla 5 se muestran los valores de PER y la
digestibilidad aparente (Da) de la mezcla.
Tabla 5. Cuadro comparativo de PER y
digestibilidad aparente.
Mezcla PER
corregido
Digestibilidad
Caseina 2.5 ----
Quinua-Kiwicha-
Frejol Castilla(1)
2.59 79.39%
Quinua-Kiwicha-
Frejol Castilla
1.74 82%
Fuente: (1) Repo- Carrasco (1992).
Como se puede observar el valor del PER
corregido obtenido fue menor que el de la caseina y
que el obtenido por Repo-Carrasco (1992) el cual
parte de la misma materia prima y las mismas
proporciones pero fue sometida a cocción antes de
evaluarla biológicamente; lo que aseguró la
gelatinización del almidón y cocción de proteínas,
por otro lado no sufrió el tratamiento de secado por
tambor, el cual según Cheftel y Cheftel (1980),
presupone un tratamiento térmico más enérgico, ya
que origina un acusado pardeamiento y motiva un
descenso de disponibilidades de lisina, mientras que
el secado por atomización o liofilización no afecta el
valor nutritivo de las proteínas y durante la extrusión
las pérdidas de lisina disponible se da en pequeñas
cantidades (Harper, 1981).
En cuanto a su digestibilidad aparente se obtuvo un
valor de 82%, razonablemente alto ya que la
digestibilidad de las mezclas vegetales es mucho
menor que de las animales; según Cheftel et al.,
(1989) las proteínas animales se digieren y absorben
en una proporción del 90%, mientras que los de
algunas proteínas vegetales solo pueden ser liberados
y absorbidos en un 60 a 70%, siendo además mayor
que el valor obtenido por Repo-Carrasco (1992).
3.5.4 Valor de hematocrito de ratas
alimentadas con la mezcla
Las ratas alimentadas con la mezcla dieron un valor
promedio de 45% de contenido de hematocrito en la
Gladys Cortez V., Ritva Repo-Carrasco
23
sangre, valor inferior al testigo de 46.4% y al
promedio obtenido por Curacu y Faura (1970) de
48.8%. De la misma manera, Faura y Reynafarge
(1970) señalan un valor promedio de 45.77% a partir
de 120 ratas.
Debido a que el valor obtenido es inferior para
todos los casos, se deduce que la dieta administrada
provoca una disminución de hierro en la sangre. Esto
se puede deber a que la cocción de la mezcla es
parcial (porcentaje de gelatinización de 83.56%) lo
que no permitió una completa asimilación de los
nutrientes suministrados.
4. Conclusiones
1. La Quinua fue la materia prima que aportó mayor
contenido de proteína a la mezcla pues participó en
un 61%, siendo la quinua y kiwicha las que
aportaron el mayor contenido de carbohidratos
(64.60% y 58.95% respectivamente).
2. Se obtuvieron buenos rendimientos después del
acondicionamiento de las materias primas, por
encima del 90% en todos los casos.
3. La mezcla con 30% de sólidos totales fue la mejor
pues presentó un mayor índice de absorción
(6.88%), una mayor gelatinización (13.9%) y un
mayor rendimiento (90%) sin que se tuvieran
problemas en el secado.
4. La mejor mezcla saborizada, desde el punto de
vista biológico y sensorial, fue la de lúcuma cuya
formulación fue: quinua, kiwicha, frejol castilla y
lúcuma (57%, 18%, 19% y 6%)
5. La mezcla saborizada presentó un PER de 1.74 y.
una digestibilidad aparente de 82%, siendo además
microbiológicamente adecuada para el consumo.
5. Referencias bibliográficas
ALVAREZ, C. 1991. “Elaboración de una mezcla
base instantánea para consumo humano”. Tesis
para optar el titulo de Ingeniero en Industrias
Alimentarias. Universidad Nacional del Centro.
Huancayo. Perú.
ARCHIVOS LATINOAMERICANOS De
NUTRICIÓN, 1994. “La alimentación del niño
menor de 6 años en América Latina, bases para el
desarrollo de guías de alimentación”. Informe de la
reunión taller celebrada en la Isla Margarita del 15
al 20 de Marzo de 1994.Vol. 44.N°3.
BUENDIA, S. 1992. “Elaboración y evaluación de
una mezcla instantánea a base de maíz, arveja y
papa fortificada con carne”. Tesis para optar el
titulo de Magister en Tecnología de Alimentos.
Escuela de Post grado. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima. Perú.
A.O.A.C. 1984. “Official Methods of Analisys of
Official Analytical Chemistry” Virgina. U.S.A.
CANDIOTTI, M. 1976. “Estudio técnico para la
elaboración de harinas pre-cocidas a partir de los
frijoles Caraota y Castilla”. Tesis para optar el
titulo de Ingeniero en Industrias Alimentarias.
Facultad de Industrias Alimentarias Universidad
Nacional Agraria La Molina. Lima. Perú.
CENTRO NACIONAL DE ALIMENTACIÓN Y
NUTRICIÓN, 1996. “Técnica para la
determinación del índice de gelatinización de
muestras de papilla”. CENAN- INS.
CHEFTEL, J. y CHETEL, H. 1980. “Introducción a
la Bioquímica y Tecnología de los Alimentos”.
Editorial Acribia. Zaragoza. España.
CHEFTEL, J; CUQ, J. y LORIENT D. 1989.
“Proteínas Alimentarias”. Ed. Acribia. Zaragoza.
España.
CURACU, P. y FAURA, J. 1970. “Efectos
hematológicos de la gastrectomía total y la sangre
en ratas albinas”. Arch. Inst. Bdina. Vol. 3, Pág.
133. Universidad Nacional Mayor de San Marcos.
Lima. Perú.
ELIAS, C. 1990. “Desarrollo de un método
esptrofotométrico para la determinación del ácido
oleanoico en quinua (Chenopodium quinoa willd).
Tesis para optar el titulo de Ingeniero en Industrias
Alimentarias. Universidad Nacional Agraria . la
Molina. Lima. Peru.
ELLIOT, R.; CLARCK, D.; LEWIS, K.;
LUNDBECK, H.; OLSON, J. y SIMONSEN, Jr.B.
1983. “Microorganismos de los Alimentos,
Técnicas de análisis microbiológicos”. Volumen I.
Segunda edición. Editorial Acribia. Zaragoza.
España.
FAO/OMS, 1992. “Manual sobre utilización de los
cultivos andinos sub explotados en la
alimentación”. Oficina regional de la FAO para
America Latina y el Caribe.
FAURA, J. y REYNAFARGE, C. 1970. “Enteroides
anabolizantes y tri-yoditina en la adaptación
heritropoyética a la altura, experiencia en ratas”.
Arch. Inst. Biol. Andina. Vol 3 . U.N.M.S.M.
Lima. Perú.
HARPER, J. 1981. “Extrusion of Foods” Vol. II.
CRC Press, Inc. Boca Raton : Florida. Estados
Unidos.
HOCKING W. 1987. “Manual de Hematologia
Clínica”. Ed. Limusa. Mexico.
HUAYAPA, N. 1990. “Elaboración de una mezcla
proteica en base a arroz, kiwicha, soya y frutas” .
Tesis UNA La Molina. Lima. Perú.
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR
STANDARDIZATION, 1983. “ISO 4120 Sensory
- Analysis - Methodology-Triangular Test”. Suiza.
International Organization for Standardization
(1988). “ISO 8587 Sensory - Analysis -
Methodology-Ranking”. Suiza.
KAY, D. 1979. “Legumbres Alimenticias”. Ed.
Acribia. Zaragoza. España.
MINISTERIO De EDUCACIÓN; UNICEF;
FONCODES; PMA, 1993. “ I Censo Nacional de
Talla en Escolares” . Ed. PROPACEB. Lima. Perú.
INDECOPI. 209.260 2004. Norma Técnica Peruana.
Alimentos cocidos de reconstitución instantánea.
Papilla. Requisitos.
ORDOÑEZ, P. 1985. “Manual de prácticas de
Nutrición Avanzada”. Universidad Nacional José
Faustino Sánchez Carrión. Perú.
PEDRERO, D. y PANGBORN R.M. 1989.
“Evaluación sensorial de los Alimentos Métodos
analíticos” . Ed. Alhambra Mexicana. Mexico.
Elaboración de una mezcla pre cocida en base a quinua (Chenopodium quinoa Willd), kiwicha (Amaranthus
caudatus), frejol castilla (Vigna sinensis) saborizada con frutas
An cient. 68(3) 2007, pp. 18-24
24
REPO-CARRASCO, R. 1992. “Cultivos Andinos y
la Alimentación Infantil”. Servicios Editoriales
Didi de Arteta S.A. Lima. Perú.
SALAZAR DE BURCKLE, T y PARDO, C. 1973.
“Estudios de seis métodos analíticos para la medida
del grado de modificación de las harinas
precocida”. Revista de Investigaciones
tecnológicas del ITT. Colombia.
An cient. UNALM 68 (3), 2007 Recibido: 07/09/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 03/05/2007
Caracterización físico-química y microbiológica de la leche de cabra
Silvia Peralta A. 1, Fanny Ludeña U.
2, Celso Gonzales Ch.
3
Resumen
Las características físico-químicas y microbiológicas de la leche de cabra de raza criolla fueron estudiadas a través
de un período de lactación. A continuación se presentan los valores promedios obtenidos a través de una lactación
completa de 18 semanas de duración: acidez titulable (14.48+1.99ºD), pH (6.71+0.08) densidad
(1.0293+0.002g/ml), grasa (4.83+1.29%), proteína (3.88+0.58%), lactosa (3.97+0.44%), sólidos totales
(13.23+1.59%), estabilidad al alcohol (49.08+4.92), bacterias aerobias mesófilas viables (3.62+1.13 log ufc/ml),
coliformes totales (1.79+1.00 log ufc/ml). No se presentaron muestras con un tiempo de reducción del azul de
metileno menor a 5 horas.
Palabras clave: Leche de cabra, lactación, caracterización física química.
Abstract
The physical-chemical and microbiological characteristics of goat’s milk from criolla breed were studied throughout
lactation period. The following average values were obtained in lactations from 14 to 18 weeks: titratable acidity
(14.48 +1.99ºD), pH (6.71+0.08), density (1.0293+0.002), fat (4.83+1.29%), protein (3.88+0.58%), lactose
(3.97+0.44%), total solids (13.23+1.59%), alcohol stability (49.08+4.92), viable mesophilic aerobic bacteria
(3.62+1.13 log ufc/ml) and total coliform bacteria (1.79+1.00 log ufc/ml). There were not samples with a reduction
time of methylene blue less than 5 hours.
Key words: Goat milk, characterization, lactation.
1. Introducción
En los últimos años la leche de cabra ha sido objeto
de diversos estudios, los cuales han demostrado una
serie de ventajas con respecto a la leche de otras
especies, incluyendo a la leche bovina. No obstante, a
pesar de que la explotación de caprinos en el país
tiene una gran importancia social y económica, ya
que involucra una especie animal con los criadores de
menores recursos y más marginales (2)
, y de que su
producción anual ha ido aumentando en los últimos
años siendo para el 2004 de 20,600 TM (8)
, no se
conocen las bondades ni características de la leche de
cabra criolla criada en nuestro país. Esto ocasiona,
entre otras cosas, una serie de dificultades en la
elaboración de derivados lácteos caprinos, ya que se
emplean erróneamente los parámetros de control de
calidad de leche de vaca o cabra producida, esta
última, en países donde la crianza es más desarrollada
y se tienen diferentes tipos de razas. Es por este
motivo que, el objetivo del presente trabajo de
investigación fue el de caracterizar físico-química y
microbiológicamente la leche de cabra durante un
período completo de lactación.
2. Revisión de literatura
2.1 Leche de cabra La leche es un sistema natural de una mezcla
compleja de lípidos, proteínas, carbohidratos,
vitaminas y minerales cuya composición varía de
acuerdo a la raza, edad, alimentación, condiciones
ambientales, estado de lactación, etc.
1 Ingeniera en Industrias Alimentarias, Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima,
Perú. 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 3 Facultad de Economía y Planificación, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
La leche de cabra, en particular, es recomendada por
su alto valor nutricional y también porque es una
importante fuente para esas personas alérgicas a la
leche de vaca (4)
.
2.1.1 Factores que influyen en la composición
de la leche de cabra
Estado de lactación
El porcentaje graso de la leche es alto al comienzo
de la lactación, ya que la cabra consume sus reservas
grasas, pero luego disminuye rápidamente durante el
segundo mes: la cabra para entonces habrá perdido
sus recursos y las consecuencias se pondrán pronto de
manifiesto. Al final del período de lactación el
porcentaje de materia grasa aumenta, en razón de la
menor producción de leche (6)
. La proteína cruda
alcanza los niveles más bajos en la lactación antes
que la grasa, alrededor del cuarto mes. Al final de la
lactación sus valores son más altos que los iniciales
debido a una evolución en la glándula mamaria al
final de la lactación, en donde ocurre una alteración
en las proporciones relativas entre diferentes
compuestos nitrogenados el cual es verificado por
una reducción en la síntesis de proteínas en la mama
y por un incremento de la infiltración de proteínas de
la sangre (5)
. En lo referido a la lactosa se tiene que es
el componente de la leche de cabra más estable, pues
permanece prácticamente constante en el curso de la
lactación (4)
. Con respecto a otras características, la
acidez decrece hasta el tercer mes, en donde se
mantiene en bajos niveles. Aproximadamente desde
el quinto mes este excede a los niveles iniciales de
lactación. Los sólidos totales tienen un
comportamiento similar a la grasa la cual se reduce
hasta el quinto mes alcanzando los mínimos valores y
al final de la lactación algunos puntos son recobrados
en sus índices pero aun más bajos que el índice inicial
de lactación (5)
. La concentración de minerales en
leche de cabra varía con los meses, observándose una
Caracterización físico-química y microbiológica de la leche de cabra
26
bajada en junio y un ascenso en octubre, debidos a
efectos fisiológicos (ciclo de reproducción). El
estudio del ácido cítrico está ligado al de los
minerales, pues está estrechamente relacionado con
ellos en forma de citrato tricálcico, citrato de
magnesio y citrato de potasio. La concentración de
citrato en la leche de cabra es de 177 mg/100 ml,
valor inferior al de la leche de vaca (19)
. No se
encontraron diferencias significativas en cuanto a la
calidad microbiológica (recuento estándar en placa,
levaduras, coliformes, enterococos, lactococos,
lactobacilos y bacterias halotolerantes) en los
distintos meses de lactación en leche de cabra (9)
.
Raza
La producción de leche caprina está regida por
factores genéticos que influyen significativamente
sobre la cantidad y la calidad de la leche producida (4)
.
Por ejemplo, cabras de raza Nubian produjeron leche
con mayor contenido en grasa, proteína y sólidos no
grasos que cabras de raza Alpina (29)
.
Época de partos
En general, con un ritmo reproductivo de un parto
al año, la época en que se producen los partos afecta a
la producción total de leche y a las cantidades de
grasa, proteína y extracto seco, de forma que las
cabras paridas en el otoño presentan valores más
elevados en grasa, proteína y extracto seco que las
paridas durante el invierno y éstas mayores a la de
primavera (4)
.
Edad y número de lactación
La edad de la cabra, expresada normalmente por el
número de lactación influye sobre cantidad de leche
producida y sus componentes, en el sentido de que las
mayores cantidades de leche, grasa, proteína y
extracto seco producido se consiguen alrededor de la
6ª lactación y las menores en la primera y en las más
viejas (4)
.
Alimentación
Las variaciones en la alimentación de energía y
proteína en cabras Barbari y Jamunapari tienen una
pequeña influencia en la composición de la leche
pero no afectan considerablemente a la producción.
En contraposición, infusiones de glucosa o caseina en
cabras de raza Saanen afectaron la producción de la
leche pero no la composición a excepción del
decrecimiento de grasa (de 4.6% a 3.8%) (21)
.
La producción de cabras en ayuno por 24 horas
decrecieron drásticamente pero crecieron la cantidad
de sodio, cloro, grasa y proteína La lactosa y potasio
decrecieron(21)
.
Estado sanitario
La primera consecuencia de la mastitis es una
disminución de la producción de la leche. Además se
observa un ligero incremento en el porcentaje de
proteína (provocado por un aumento considerable de
las proteínas solubles). Los resultados obtenidos
sobre la variación de la grasa son contradictorios (4)
.
El ordeño
Diferentes fuentes (6), (29)
mencionan que la hora y
la forma en que el ordeño es realizado influyen en las
características finales de la leche de cabra. En la
mayor parte de los casos la producción de la leche en
la mañana es mayor pero menos rica en materia grasa
que la leche de la tarde lo cual parece ser debido al
tipo de alimentación y al descanso de los animales
durante la noche (25)
. Con respecto a esto, se afirma
que un intervalo exagerado (15 h o más) entre los
ordeños sucesivos, producirá un descenso en dicha
riqueza grasa, en tanto que las proteínas se verán
poco afectadas(6)
.
Condiciones ambientales
En los Alpes Británicos el contenido de grasa es
más bajo en cabras Anglo-Nubians y Saanens que en
climas tropicales al comparar las mismas razas.
Asimismo se menciona que la composición de la
leche de cabra dwarf en el oeste de África aparenta
una marcada diferencia en composición con respecto
a la misma raza de cabra en otros lugares ya que se
obtiene una leche de mayor contenido de grasa,
proteína y especialmente lactosa (21)
.
2.1.2 Características físico-químicas y
microbiológicas en leche de cabra Algunas de las características físico-químicas y
microbiológicas de la leche de cabra se detallan
respectivamente en las Tablas 1 y 2.
Tablas 1. Características fisicoquímicas.
Característica (22) (5)
pH 6.77 6.69
Acidez (ºD) 12.96 12.96
Densidad (mg.cm-3) 1.026 1.030
Grasa (%) 3.62 3.83
Sólidos Totales (g.100g-1) 11.95 12.25
Tabla 2. Características microbiológicas.
Característica (26) (28)
Recuento de Células
Somáticas (ufc/ml)
9.08 x 105 1.23x106
Recuento total de bacterias
(ufc/ml)
2.54 x 104 9.55x103
Coliformes (ufc/ml) 0.966 x 103 -
3. Materiales y métodos
Las granjas caprinas evaluadas estuvieron ubicadas
en diferentes localidades de la cuenca media y baja
del río Chillón: Cerro Puquio, Macas, Huatocay y
Trapiche. El número de granjas seleccionadas se
determinó con un muestreo estratificado (27)
basado en
el número de las cabras lecheras de cada granja. Se
escogió al azar 1 cabra próxima a parir de cada granja
seleccionada.
La toma de muestra se realizó una vez a la semana
hasta el final de la lactación. El tiempo de seca se
determinó por producciones de leche menores a 0.3
litros por un período de 2 semanas seguidas (24)
. Los
análisis fueron ejecutados en la planta de lácteos de
PROCABRA (Carabayllo, Lima) y consistieron en
los siguientes: acidez titulable(13)
, pH
(potenciómetro), densidad(14)
, prueba del alcohol(15)
,
grasa(16)
, proteína(17)
, lactosa(18)
, sólidos totales
(fórmula de Richmond), tiempo de reducción del azul
de metileno(19)
y recuento de mesófilos(20)
y
coliformes(21)
. La prueba del alcohol se utilizó para
medir la estabilidad al alcohol (ETOH) de las
Silvia Peralta A., Fanny Ludeña U., Celso Gonzales Ch.
An cient. 68(3) 2007, pp. 25-31 27
muestras de leche de cabra, utilizándose para ello
diferentes soluciones etanol/agua (40%, 44%, 48%,
52%, 56%, 60% y 64%).
El resultado final de estas pruebas, es decir la
ETOH, se encuentra definido como aquella
concentración etanol/agua que no causó coagulación
a un volumen igual de leche. Todos los análisis se
realizaron en cada toma de muestra a excepción de la
lactosa, proteína, tiempo de reducción del azul de
metileno, recuento de mesófilos y coliformes los
cuales se ejecutaron una vez por mes. Se desarrolló
un diseño de bloques completamente al azar para
poder determinar si existieron diferencias
significativas entre diferentes estados de lactación.
Además, se calculó la media, desviación estándar,
coeficiente de variación y rango en cada una de las
características estudiadas.
4. Resultados y discusión
En la Tabla 1 se presenta el análisis proximal de las
materias primas. El comportamiento de las
características evaluadas en el transcurso de la
lactación son presentadas en las Figuras 1 a la 10. En
la Tabla 3 se presentan, para cada característica
evaluada, las medias y desviaciones estándar de
cuatro diferentes estados de lactación. Las medias,
desviaciones estándares, coeficientes de variación y
rangos de toda la lactancia son presentados en la
Tabla 4.
Tabla 3. Evaluación de los cambios de las características físico-químicas y microbiológicas de la leche de
cabra en el período de lactación.
Característica Estado I1 Estado II2 Estado III3 Estado IV4
Acidez (ºD)
pH
ETOH5
Densidad (g/ml)
Grasa (%)
Proteína (%)
Lactosa (%)
Sólidos Totales (%)
B.a.m.v.6 (log ufc/ml)
Coliformes (log ufc/ml)
15.50+1.25a
6.64+0.03a
47.38+2.88a
1.032+0.001a
4.33+0.66a
3.36+0.25a
4.50+0.21a
13.35+1.14a
3.98+0.73a
1.83+0.87a
12.70+1.18b
6.72+0.05b
51.50+1.76b
1.029+0.001b
4.18+0.93a
3.50+0.33a
4.14+0.18b
12.42+1.04b
3.11+1.26a
1.87+0.83a
14.14+0.71c
6.71+0.04b
49.63+3.93c
1.029+0.002b
4.70+1.01a
4.00+0.35b
3.54+0.34c
12.93+1.29a,b
3.32+1.29a
1.84+1.03a
15.71+0.68a
6.74+0.02b
47.60+6.28d
1.029+0.002b
5.97+1.12b
4.64+0.21c
3.71+0.17c
14.50+1.47c
3.67+1.18a
1.82+1.20a 1Leche obtenida entre la 1ra a la 4ta semana de lactación. 2Leche obtenida entre la 5ma a la 9na semana de lactación. 3Leche obtenida entre la 10ma a la 13va semana de lactación. 4Leche obtenida entre la 14va a la 18va semana de lactación. 5ETOH, estabilidad al alcohol, máxima concentración de una solución de alcohol que no causa coagulación
a un volumen igual de leche. 6B.a.m.v., Bacterias aerobias mesófilas viables. a,b,cLetras similares en la misma fila indica carencia de diferencias significativas (p>0.01).
Tabla 4. Media y variaciones de las características físico-químicas y microbiológicas de las muestras de leche
de cabra estudiadas en el transcurso del período de lactación.
Característica Media Desviación
estándar
Coeficiente
de variación Rango
Acidez (ºD)
pH
ETOH1
Densidad (g/ml)
Grasa (%)
Proteína (%)
Lactosa (%)
Sólidos Totales (%)
B.a.m.v.2 (ufc/ml)
Coliformes (ufc/ml)
14.48
6.71
49.08
1.0293
4.83
3.88
3.97
13.32
3.52
1.79
1.99
0.08
4.92
0.0022
1.29
0.58
0.44
1.59
1.13
1.00
13.75
1.13
10.03
0.222
26.68
14.92
11.12
12.04
32.24
55.96
10-20
6.53-6.91
36-64
1.024-1.039
2.05-8.30
3.1-4.9
3.2-4.9
10.13-18.35
1.48-5.19
0-3.64 1ETOH, estabilidad al alcohol. Máxima concentración de una solución de alcohol que no causa
coagulación a un volumen igual de leche. 2B.a.m.v., bacterias aerobias mesófilas viables.
La acidez alcanzó sus más altos valores en la
primera y última semana siendo de 18.13ºD y 17.0ºD
respectivamente mientras que su más bajo valor fue
de 12.25ºD obtenido en la sétima semana (Figura 1).
El cambio de acidez se debe a los cambios químicos
que ocurren en la leche al pasar los días,
principalmente de la caseína (22)
. No existieron
diferencias significativas (p>0.01) entre el Estado I y
el Estado IV (Tabla 3) del período de lactación. El
promedio fue de 14.48 ºD (Tabla 4) siendo este valor
mayor a los obtenidos en otras investigaciones (5), (22)
.
Caracterización físico-química y microbiológica de la leche de cabra
28
FIGURA 1: COMPORTAMIENTO DE LA ACIDEZ A
TRAVÉS DEL PERÍODO DE LACTACIÓN
10.00
12.00
14.00
16.00
18.00
20.00
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
Ac
ide
z (º
Do
rnic
)
En la Figura 2 se muestra que el menor valor de pH
fue obtenido en la primera semana de lactación
siendo este de 6.56. A partir de la segunda semana se
encontraron mayores valores los cuales variaron entre
6.64 y 6.80. Con respecto a esto se sabe que leches de
principio de lactación son ligeramente ácidas (pH de
6.5 a 6.6), mientras que luego, durante el curso del
ciclo de lactación y bajo la influencia de la
alimentación, el pH puede variar (1)
. El Estado I tuvo
un pH estadísticamente menor (p<0.01) que los
demás estados (Tabla 3). En promedio se obtuvo un
valor de pH de 6.71 (Tabla 4) el cual coincide con los
resultados obtenidos en otras investigaciones (5), (22)
.
Al comparar la Figura 2 con la Figura 1 se aprecia
a que si bien en la última semana del período de
lactación la acidez incrementó, el pH no descendió.
Probablemente esto se debe a que el incremento de la
acidez titulable es producto de un aumento en el
contenido de caseínas (22)
, las cuales al ser ácidos
débiles e intervenir en el poder tampón de la leche no
modifican los valores de pH en la misma magnitud y
forma.
FIGURA 2: COMPORTAMIENTO DEL pH A
TRAVÉS DEL PERÍODO DE LACTACIÓN
6.50
6.55
6.60
6.65
6.70
6.75
6.80
6.85
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
pH
La menor estabilidad promedio de la leche de cabra
se presentó al inicio y al final de la lactación siendo
estos de 46.5% y 46.0% respectivamente. La mayor
estabilidad fue de 53% y ésta presentó en la sétima
semana (Figura 3). La fuerza iónica o balance de
sales es uno de los factores que influyen en la
estabilidad coloidal de las micelas de caseína (11)
; por
lo tanto debido a que las sales dependen, entre otros
factores, de la alimentación y del estado de lactación (3)
, la ETOH de la leche de cabra puede presentar
variaciones a través de la lactación tales como las
apreciadas en la Figura 3. Las diferencias entre
estados de lactación resultaron ser no significativas
(p>0.01) (Tabla 3). En promedio la estabilidad al
alcohol fue de 49.08% (Tabla 4) lo cual muestra que
la leche de cabra es inestable en comparación a la de
vaca (12)
; por tanto, no es posible utilizar el estándar
de 74% de la leche de vaca 12
para la prueba del
alcohol en leche de cabra, ya que la baja estabilidad
al alcohol de este tipo de leche no está relacionada
con la frescura o calidad microbiológica.
FIGURA 3: COMPORTAMIENTO DE LA
ESTABILIDAD AL ALCOHOL A TRAVÉS DEL
PERÍODO DE LACTACIÓN
38.00
43.00
48.00
53.00
58.00
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
Esta
bilid
ad
al alc
oh
ol (%
)
La densidad promedio de la primera semana de
lactación fue de 1.034 g/ml decreciendo
gradualmente hasta la sétima semana. A partir de esta
semana hasta la semana diecisiete, la densidad se
mantuvo relativamente constante, ya que en la última
semana de lactación se incrementó a 1.030 g/ml
(Figura 4). La densidad depende del extracto seco y
la grasa (22)
los cuales son variables a través de la
lactación provocando, una variación en la densidad.
El Estado I fue el único que presentó diferencias
significativas (p<0.01) con respecto a los otros
estados de lactación (Tabla 3). La densidad promedio
fue de 1.030 g/ml (Tabla 4) siendo similar a leche de
cabra cruzada Saanen (5)
pero mayor al de cabras
white short- haired (22)
.
FIGURA 4: COMPORTAMIENTO DE LA
DENSIDAD A TRAVÉS DEL PERÍODO DE
LACTACIÓN
1.025
1.027
1.029
1.031
1.033
1.035
1.037
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
De
ns
ida
d (
g/m
l)
En la primera semana de lactación la grasa fue de
4.89% la cual decreció hasta 3.73% en la tercera
semana para luego no variar hasta la sétima semana y
registrarse luego un crecimiento hasta el final de la
lactación (Figura 5). La grasa de la leche es alta al
comienzo de la lactación ya que la cabra consume sus
reservas, pero luego disminuye rápidamente al perder
estos recursos.
Silvia Peralta A., Fanny Ludeña U., Celso Gonzales Ch.
An cient. 68(3) 2007, pp. 25-31 29
Al final del período la grasa aumenta, en razón de
la menor producción de leche (6)
. El Estado IV
presentó valores estadísticamente más altos (p<0.01)
con respecto a los otros estados (Tabla 3). El
porcentaje graso medio fue de 4.83% (Tabla 4)
siendo este apreciablemente mayor a obtenidos en
otras investigaciones (5), (22), (30)
.
FIGURA 5: COMPORTAMIENTO DE LA GRASA A
TRAVÉS DEL PERÍODO DE LACTACIÓN
2.50
3.50
4.50
5.50
6.50
7.50
8.50
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
Gra
sa
(%
)
La proteína a partir del primer mes hasta el final de
la lactación aumentó desde 3.36% a 4.64 %
respectivamente debido a una evolución en la
glándula mamaria (5)
y a la menor producción de
leche al final de la lactación (6)
(Figura 6). Los dos
últimos estados de lactación presentaron valores
estadísticamente más altos (Tabla 3). El valor medio
fue de 3.88% el cual es ligeramente superior al
máximo reportado en otros trabajos los cuales varían
desde 2.79% (30)
a 3.8% (28)
.
FIGURA 6: COMPORTAMIENTO DE LA PROTEÍNA A
TRAVÉS DEL PERÍODO DE LACTACIÓN
3.00
3.50
4.00
4.50
5.00
5.50
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
Pro
teín
a(%
)
El mayor contenido de lactosa se obtuvo al primer
mes siendo este de 4.5%. Después, este componente
decreció a 3.54% en el tercer mes siendo este el valor
más bajo ya que en el último mes el promedio
ascendió a 3.71% (Figura 7). El primer estado de
lactación presentó valores estadísticamente mayores
que el resto (Tabla 3). El promedio de la lactosa fue
de 3.97% (Tabla 4) siendo este menor a los
encontrados en otros trabajos (22), (23), (5)
.
Los sólidos totales descendieron durante las
primeras tres semanas disminuyendo desde 14.60% a
12.31%. De la tercera a la décima semana los valores
se mantuvieron relativamente constante, mientras que
luego se aprecia un gradual crecimiento hasta la
finalización del período, siendo el valor más alto
registrado el de 15.30% (Figura 8). Existieron
diferencias significativas (p<0.01) entre estados de
lactación a excepción del Estado III, el cual fue
estadísticamente similar al Estado I y al Estado II. El
promedio fue de 13.23% (Tabla 4) siendo este mayor
a los obtenidos en otros trabajos (5), (22),
(30)
.
FIGURA 7: COMPORTAMIENTO DE LA LACTOSA
A TRAVÉS DEL PERÍIODO DE LACTACIÓN
3.00
3.20
3.40
3.60
3.80
4.00
4.20
4.40
4.60
4.80
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
Lacto
sa(%
)
FIGURA 8: COMPORTAMIENTO DE LOS
SÓLIDOS TOTALES A TRAVÉS DEL PERÍODO DE
LACTACIÓN
11.00
12.00
13.00
14.00
15.00
16.00
17.00
18.00
0 4 8 12 16 20
Semanas en lactación
Só
lid
os t
ota
les (
%)
El mayor recuento promedio de bacterias aerobias
mesófilas fue de 3.98 log ufc/ml el cual se presentó
en la tercera semana de lactancia. El menor valor
reportado fue en la semana ocho, siendo este de 3.11
log ufc/ml. Finalmente, en la semana trece y
dieciocho hay un ascenso siendo estos valores de
3.32 log ufc/ml y 3.67 log ufc/ml respectivamente.
No existieron diferencias significativas (p>0.01) entre
estados (Tabla 3). El promedio obtenido en todo el
período de lactación fue de 3.52 log ufc/ml (Tabla 4)
estando este valor por debajo del límite máximo
permitido en leche de cabra (7)
.
El menor recuento promedio de coliformes totales
se presentó en la semana ocho, siendo este de 1.65
log ufc/ml, mientras que en las otras semanas de
lactancia estos variaron entre 1.82 log ufc/ml y 1.85
log ufc/ml. No existieron diferencias significativas
(p>0.01) entre estados evaluados (Tabla 3). El
recuento medio de coliformes en toda la lactación fue
de 1.79 log ufc/ml (Tabla 4).
Con respecto al tiempo de reducción del azul de
metileno no se presentaron muestras con un tiempo
menor a 5 horas.
Caracterización físico-química y microbiológica de la leche de cabra
30
FIGURA 9: COMPORTAMIENTO DEL RECUENTO
DE BACTERIAS AEROBIAS MESÓFILAS
VIABLES A TRAVÉS DEL PERÍODO DE
LACTACIÓN
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
5.00
6.00
0 3 6 9 12 15 18 21
Semanas en lactación
b.a
.m.v
. (l
og
ufc
/ml)
FIGURA 10. COMPORTAMIENTO DEL
RECUENTO DE COLIFORMES TOTALES A
TRAVÉS DEL PERÍODO DE LACTACIÓN
0.00
1.00
2.00
3.00
4.00
0 3 6 9 12 15 18 21
Semanas de lactación
Co
lifo
rmes t
ota
les
(lo
g u
fc/m
l)
5. Conclusiones
Los valores medios de las variables estudiadas
durante una lactación de 18 semanas de duración
fueron los siguientes: acidez titulable
(14.48+1.99ºD), pH (6.71+0.08), estabilidad al
alcohol (49.08+ 4.97%), densidad
(1.0293+0.002g/ml), grasa (4.83+1.29%), proteína
(3.88+0.58%), lactosa (3.97+0.44%), sólidos totales
(13.23+1.59%), bacterias aerobias mesófilas viables
(3.62+1.13 log ufc/ml), coliformes totales (1.79+1.00
log ufc/ml). No se presentaron muestras con un
tiempo de reducción del azul de metileno menor a
cinco horas en todo el período de lactación.
6. Referencias bibliográficas
ALAIS, CH. 1985. Ciencia de la leche. Principios de
tecnología lechera. Editorial Reverté S.A. España.
ARROYO, O. 1998. Producción de caprinos.
Ediciones PROCABRA. Lima. Perú.
BARBERIS, S. 2002. Bromatología de la leche.
Editorial Hemisferio Sur. Buenos Aires. Argentina.
BUXADÉ, C. 1996. Zootecnia: Bases de producción
animal. Ediciones Multi Prensa. Madrid. España.
CHORNOBAI, C., Damasceno, J., Visentainer, J.,
Souza, N., Matsushita, M. 1999 Physical-chemical
composition of in natura goat milk from cross
Saanen throughout lactation period. Archivos
Latinoamericanos de Nutrición (Venezuela) 49(3):
283-286.
CORCY, CH. 1993. La cabra. Aedos Editorial.
Barcelona. España
DIRECTRIZ 92/46/EEC del 16 de junio de 1992.
FAO. 2005. Datos agrícolas faostat.
FOSCHINO, R., INVERNIZZI, A., BARUCCO, R.,
STRADIOTTO, D. 2002. Microbial composition,
including the incidence of pathogens, of goat milk
from the Bergamo region of Italy during a lactation
year. Journal of dairy research 69 213-225.
GOMES, V., MELVILLA, Al, LIBERA, D.,
MADUREIRA. K, K, ARAÚJO, W. 2004.
Influence of lactation stage on goat (Capra hircus)
milk composition. Brazilian Journal of Veterinary
Research and Animal Science. 41: 339-342.
GUO, M., WANG, S., Li, Z. QU, J. JIN, L.,
KINDSTEDT, P. 1998. Ethanol stability of goat’s
milk. Int. Dairy Journal 8: 57-60.
INDECOPI (10) 1998. NTP 202.001. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda.
Requisitos.
INDECOPI (1) 1998. NTP 202.116. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda.
Determinación de acidez de la leche. Método
volumétrico.
INDECOPI (2) 1998. NTP 202.008. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda. Ensayo
de determinación de la densidad relativa. Método
usual.
INDECOPI (3) 1998. NTP 202.030. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche cruda. Ensayos
preliminares: ebullición, alcohol y alizarol.
INDECOPI (4) 1998. NTP 202.028. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda. Ensayo
de materia grasa. Técnica de Gerber.
INDECOPI (5) 1998. NTP 202.138. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche en polvo
determinación de proteína
INDECOPI (6) 2000. NTP 202.187. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda.
Determinación del contenido de lactosa en leche.
Método volumétrico.
INDECOPI (3) 1998. NTP 202.014. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda. Ensayo
de reductasa o de azul de metileno.
INDECOPI (8) 1998. NTP 202.183. LECHE Y
PRODUCTOS LACTEOS. Leche Cruda. Recuento
de bacterias y coliformes. Métodos de la película
rehidratable seca. Placa para recuento de aerobios
petrifilm y placa para recuento de coliformes
petrifilm.
JENNESS, R. 1980. Composition and characteristics
of goat milk: Review 168-1979. Journal of Dairy
Science. 63: 1605-1630.
KUCHTÍK, J., SEDLÁCKOVÁ, H. 2003.
Composition and properties of milk in White
Short-haired gotas on the third lactation. Czech J.
Anim. Sci., 48 (12): 540-550.
LUQUET, F.M., KEILLING J., De WILDE, R. 1991.
Leche y productos lácteos: vaca, oveja, cabra.
Editorial Acribia. Zaragoza. España.
MORI G. 2002. Evaluación del ganado caprino
criollo - mejorado bajo dos sistemas de crianza en
la cuenca media del río Chillón. Tesis para optar el
título de ingeniero Zootecnista. UNALM. Lima.
Perú.
Silvia Peralta A., Fanny Ludeña U., Celso Gonzales Ch.
An cient. 68(3) 2007, pp. 25-31 31
MUJICA, J. 1994. Estudio de los parámetros de
elaboración artesanal de queso fresco a partir de
leche de cabra. Tesis Ing. Industrias alimentarias.
UNALM. Lima. Perú.
PARK, Y.W. HUMPHREY, R.D. 1986. Bacterial
cell counts in goat milk and their correlations with
somatic cell counts, percent fat, and protein.
Journdal Dairy Science. 69: 32-37.
SCHEAFER, R. 1987. Elementos de muestreo.
Grupo Editorial Iberoamericana. México.
ZENG, S.S., ESCOBAR, E.N. 1995. Effect of parity
and milk production on somatic cell count,
Standard plate count and composition of goat milk.
Small Ruminant Research. 17: 269-274.
ZENG, S.S., ESCOBAR, E.N. 1996. Effect of breed
and milking method on somatic cell count,
Standard plate count and composition of goat milk.
Small Ruminant Research. 19: 169-175.
ZENG, S.S., ESCOBAR, E.N., POPHAM T. 1997.
Daily variations in somatic cell count, composition,
and production of Alpine goat milk. Small
Ruminant Research 26: 253-260.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 08/08/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 04/05/2007
Determinación de la máxima retención de ácido ascórbico de la conserva de
Aguaymanto (Physalis peruviana) en almíbar aplicando el método Taguchi
Christian Encina Z. 1, Milber Ureña P.
2
Resumen
Se determinaron parámetros de descerado y de tratamiento térmico que hacen máxima la retención de ácido
ascórbico en la conserva de aguaymanto (Physalis peruviana) en almíbar, mediante la aplicación del método
Taguchi (p<0,05), en base al criterio de calidad “mayor es mejor” y un arreglo ortogonal L8(2)7, con lo que se
evaluaron 7 factores con sólo 8 tratamientos en lugar de los 128 correspondientes a un arreglo factorial 27. Se ensayó
con frutos provenientes del valle del Mantaro (Huancayo-Perú). El pH del almíbar y la temperatura del tratamiento
térmico resultaron ser los factores de mayor influencia en la retención del ácido ascórbico. Los niveles con los que
se retuvo mayor cantidad de ácido ascórbico fueron: tiempo de descerado (90 s), temperatura del descerado (80 °C)
concentración del NaOH en el descerado (0,05%), pH del almíbar (2,5), grados Brix del almíbar (30), temperatura
(95 °C) y tiempo (11,52 min) del tratamiento térmico. Así mismo, se realizó la evaluación del tratamiento térmico
en la que se determinaron las características de penetración de calor en el punto de más lento calentamiento (a 4,8
cm de la base del envase) encontrándose los siguientes resultados: fh = 8,14 minutos, jh = 1,59; Tpsih = 26,36°C, fc
= 6,54 minutos, jc = 1,57 y Tpsic = 145,52 °C y los tiempo de procesamiento, mediante el método de Stumbo, a las
temperaturas de 85, 90, 93, 95 y 100 °C, encontrándose los tiempos de 29,69; 20,90; 13,98; 11,52 y 8,07 minutos
respectivamente, para obtener en todos los casos un mismo valor de Po = 5,00 minutos.
Palabras clave: Aguaymanto, ácido ascórbico, método de Ball, método Taguchi.
Abstract
Parameters of wax-off and of heat treatment were determined that makes the retention of ascorbic acid maximum in
the conserve of golden-berry (Physalis peruviana) in syrup, by means of the application of Taguchi method
(p<0,05), on the basis of criterion of quality “major it is better” and an orthogonal arrangement L8(2)7, with which 7
factors were evaluated just by 8 treatments instead of the 128 corresponding ones to a factorial arrangement 27. It
was tried with fruits originate of the Mantaro´s valley (Huancayo-Peru’). The pH value in the syrup and the
temperature of the heat treatment turned out to be the factors of greater influence in the retention of ascorbic acid.
The levels with which greater amount of ascorbic acid was retained were: wax-off time (90 s), wax-off temperature
(80 °C) the concentration of the sodium hydroxide in the wax-off (0,05%), pH value in the syrup (2,5), Brix degrees
in the syrup (30), temperature (95 °C) and time (11,52 min) in the heat treatment. Also, the evaluation of the heat
treatment was made in which the characteristics of heat penetration were determined in the point of slower heating
(4,8 cm of the base of the glass package) being the following results: fh = 8.14 minutes, jh = 1,59; Tpsih = 26,36 °C,
fc = 6.54 minutes, jc = 1.57 and Tpsic = 145,52 °C and the time of processing, by means of the Stumbo´s method, to
the temperatures of 85, 90, 93, 95 and 100 °C, being the times of 29,69; 20,90; 13,98; 11,52 and 8,07 minutes
respectively, to obtain in all the cases a same value of Po = 5,00 minutes.
Key words: Golden berry, ascorbic acid, Ball’s method, Taguchi’s method.
1. Introducción
El aguaymanto (Physalis peruviana), uchuva,
uvilla o también conocida como golden berry
(Alarcón, 2002), que está siendo introducido
paulatinamente en el mercado internacional,
principalmente por su sabor y características
medicinales que la hacen muy atractivo para su
mercadeo y comercialización. En el Perú, según
Bernal (1986), se cultiva principalmente en los
departamentos de Cajamarca, Junín y Cusco.
En otras zonas, como en el valle del Mantaro, se
les conoce como capulí (y su posible confusión con el
Capuli prunus o guinda).
Según el MINAG (2005), es una buena fuente de
vitamina C (20 – 40 mg/100 g), provitamina A (3
000 U.I. de caroteno por 100 g) y vitaminas del
complejo B. Además, la proteína (0,3%) y el fósforo
1 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
(0,55 mg/100 g) que contiene son excepcionalmente
altos para una fruta. Asimismo, es utilizada con fines
terapéuticos. A pesar de estas cualidades el cultivo de
aguaymanto no se ha desarrollado mucho en el Perú,
restringiéndose a cantidades mínimas que sólo se
expenden en las ferias locales. El desarrollar nuevas
propuestas para su procesamiento puede propiciar su
revalorización y producción a mayor escala, además
de poner al alcance de las personas sus propiedades
nutritivas y medicinales.
Es así que esta investigación tuvo como objetivos:
determinar los parámetros, aplicando el método de
Taguchi (Marfil, 1991), de las operaciones de
descerado y tratamiento térmico, así como la
composición del almíbar en la conserva de
aguaymanto, que maximizan la retención de ácido
ascórbico.
Asímismo, calcular el tiempo de proceso de
tratamiento térmico por el método de Stumbo (1973)
de la conserva de aguaymanto en almíbar, para lo
cual previamente se determinó el punto más frío del
autoclave y producto envasado.
Christian Encina Z., Milber Ureña P.
33
2. Materiales y métodos
2.1 Materia prima y equipos Se trabajó con aguaymanto (Physalis peroviana)
procedente del Valle del Mantaro, azúcar blanca
refinada, envases de vidrio de 393 ml de capacidad
(C-246) con tapas metálicas de 63 mm, acido cítrico
grado alimentario con 99,5% de pureza. Los análisis
se realizaron en los laboratorios de Físico-Químico,
Instrumentación y Biotecnología, Microbiología y
Planta Piloto de Alimentos; instalaciones
pertenecientes a la Facultad de Industrias
Alimentarias de la Universidad Nacional. Para el
tratamiento térmico se empleó un autoclave de
fabricación nacional, con vapor como medo de
calentamiento, con capacidad para 20 envases tipo C-
246.
2.2 Preparación del producto Para obtener el producto, se utilizó un equipo
autoclave vertical (Modelo 12AA 10, Serie 67013) de
fabricación nacional, en el cual se introdujo el
producto con el Sistema DATATRACE TEMP®
SYSTEM, el cual está constituido por un dispositivo
que registra la temperatura y el tiempo, llamado
TRACER MICROPACK®, un módulo PC Interface
utilizado para programar y leer los tracers, y el
Software Datatrace para Windows 95®.
2.3 Análisis fisico-químicos Se realizó el análisis proximal a la materia prima y
a la conserva de aguaymanto, el que consistió en la
determinación de humedad, proteína, grasa, fibra,
ceniza, acidez total, pH, sólidos solubles, azúcares
reductores, todos según las metodologías descritas
por la AOAC (1995), adicionalmente se determinó el
índice de madurez según la norma técnica
Colombiana JCONTEC (1999).
Entre los análisis físicos realizados a la materia
prima tenemos el de tamaño y peso según las normas
ITINTEC (1993) e ICONTEC (1999), mientras que a
la conserva se le realizaron la medición del peso
bruto, peso neto y peso escurrido, medición del
volumen de líquido de gobierno y del vacío según la
metodología de la AOAC (1995). Para los análisis
microbiológicos se realizó el recuento total de
microorganismos aerobios y recuento total de mohos
y levaduras según la ICMSF (2000). Para la
cuantificación del ácido ascórbico se siguió la
metodología descrita por la AOAC (1995) entre los
cuales necesitamos los reactivos como el 2,6
Diclorofenol-indofenol, ácido ascórbico estándar.
2.4 Metodología experimental Para lograr los objetivos planteados se siguieron las
etapas que se presentan en la Figura 1.
2.4.1 Caracterización de la materia prima Análisis físico-químico
Se determinó la composición físico-química de los
frutos mediante análisis proximal, determinación de
ácido ascórbico, pH, azúcares reductores, sólidos
solubles y acidez total.
Análisis físico
Se determinó el estado de madurez más aceptable
para el fruto en almíbar, según Norma Técnica NTC
4580 (Icontec, 1999), para lo cual también se
realizaron otros análisis físicos del fruto.
Análisis microhiológico
Se realizó un análisis microbiológico de la materia
prima antes de su ingreso al tratamiento térmico. El
cálculo de este valor dio a conocer el grado de
contaminación microbiana de la materia prima y, a
partir de él, se determinó el valor del tiempo de
tratamiento térmico (P0 o UP) requerido para el
procesamiento de la conserva en almíbar; para tal fin
se determinó la cantidad total de mohos (ICMSF,
2000).
Figura 1. Etapas de la investigación.
2.4.2 Determinación de las características de
penetración de calor y del tratamiento
térmico A. Determinación del punto más frío
Se halló el punto de más lento calentamiento en el
autoclave al colocarse sensores en su centro
geométrico y en tres posiciones diferentes en función
de su altura (parte inferior, intermedia y superior de
la autoclave). Asimismo, el punto más frío en la
conserva al colocar los tres sensores en diferentes
posiciones en el envase: en el centro geométrico, a ⅓
de la base y en un punto equidistante entre los dos
anteriores, y someterla a un tratamiento térmico
estándar de 100 ºC por 15 minutos. Mediante el
análisis de los datos de temperatura y tiempo
registrados por el sensor, se consideró el punto más
frío el que tuvo mayor valor de fh, según lo
recomendado por Ball y Olson (1957).
B. Determinación del tiempo de tratamiento térmico
“Po” requerido
El valor de “Po” (UP) requerido fue determinado en
función al Byssochlamys fulva que se consideró como
microorganismo de referencia cuyo valor de D93,3 °C
es de un minuto con un Z = 8,9 °C (Hurtado, 1987).
El “Po” deseado a la temperatura de referencia (93,3
Determinación de la máxima retención de ácido ascórbico de la conserva de Aguaymanto (Physalis peruviana) en
almíbar aplicando el método Taguchi
An cient. 68(3) 2007, pp. 32-38
34
°C), fue determinado en función a la cantidad de
microorganismos iniciales y al nivel de reducción
requerido (Ranganna, 1977). Para su determinación
se tomó el recuento total de hongos realizado en la
caracterización microbiológica de la materia prima.
C. Determinación de los parámetros de penetración
de calor
Posteriormente el producto se trató térmicamente a
una temperatura de 100 °C por quince minutos,
registrándose los datos de tiempo-temperatura del
punto de calentamiento más lento determinado
anteriormente; esta prueba se realizó por duplicado.
D. Determinación del tiempo de procesamiento
Fue determinado con las características cinéticas de
destrucción del microorganismo Byssochlamys fulva
(D, Z) y los valores fh, fc, jh, jc, Tpsih, Tpsic de la
curva de penetración de calor de la conserva hallada,
así como la tabla de relaciones fh/U:g para Z = 8,9 °C
(16 °F) tomada de Stumbo (1973).
2.4.3 Determinación de los factores que
influyen en la retención del ácido ascórbico
durante el proceso de elaboración de la
conserva de aguaymanto en almíbar Se determinaron los factores que influyen
significativamente (p<0,05), mediante la metodología
“Taguchi” (Marfil, 1991), en la retención del ácido
ascórbico durante el proceso de elaboración de
aguaymanto en almíbar. Para cumplir con tal
objetivo, se realizaron pruebas preliminares para
poder determinar cuáles son los niveles mínimo y
máximo para cada una de las variables que se
muestran en el flujo de procesamiento (Figura 2),
niveles que independientemente cumplían con
propósito de acuerdo al proceso unitario para el cual
era utilizado, además se realizó el análisis de la
interacción tiempo de tratamiento térmico y pH del
almíbar, factores que según investigaciones son las
variables que tienen mayor efecto en la retención de
la vitamina mencionada.
<Figura 2. Diagrama de flujo propuesto para la
elaboración de la conserva de aguaymanto en
almíbar.
2.5 Diseños experimentales y análisis
estadístico Mediante el Método Taguchi, el que permitió
reducir de 128 de un arreglo factorial 27
a 8
tratamientos de un arreglo ortogonal L8(2)7 (Tabla 1),
se determinaron los factores que significativamente
(p<0,05) influyeron en la retención de ácido
ascórbico durante el proceso de elaboración de la
conserva de aguaymanto. Los tratamientos se
realizaron por duplicado y se empleó el paquete
estadístico Statistica
para los cálculos
correspondientes.
Tabla 1. Factores y niveles considerados en el
diseño experimental taguchi L8(27) aplicado a la
retención de ácido ascórbico.
Factores
Niveles
1
(mínimo)
2
(máximo)
F1 pH del líquido de
gobierno (almíbar)
F2 Tiempo de inmersión en
el descerado (seg)
F3 Temperatura de la
solución para el descerado (°C)
F4 Grados Brix del líquido
de gobierno
F5 Concentración de NaOH
de la solución de descerado (%)
F6 Temperatura del
tratamiento térmico (°C)
F7 F1xF6
2,5
30
80
15
0,05
85
--
3,5
90
100
30
0,2
95
--
3. Resultados y discusión
3.1 Caracterización de la materia prima
3.1.1 Análisis proximal Los resultados de la composición físico-química
del aguaymanto se presentan en la Tabla 2. El
contenido de humedad se encuentra dentro del rango
reportado por los autores Tapia (2000) y la
Comunidad Andina (2004), e inferior al reportado por
Bernal (1986); diferencias debidas quizás por los
distintos ecotipos del fruto que existen en toda la
región de los Andes. Los contenidos de proteínas y
grasa son relativamente bajos, de 1,2 y 0,2
respectivamente. Al respecto Davies y Albrigo
(1994) señalan que los frutos en especial los que
poseen características cítricas tienen un bajo
contenido de proteína y de grasa, dentro de los cuales
se puede considerar al aguaymanto.
El contenido de carbohidratos totales (14,9 g/100 g
de parte comestible) son menores a los reportados por
Tapia (2000), pero están dentro del rango de
contenido de glúcidos presentados por otros autores.
Davies y Albrigo (1994) señalan que los
carbohidratos en los frutos especialmente los que
Christian Encina Z., Milber Ureña P.
35
poseen características cítricas están conformados por
monosacáridos (glucosa y fructosa).
El porcentaje de sólidos solubles promedio fue de
12,5. Morín et al. (1985), indican que la cantidad de
sólidos solubles que contiene el jugo de una fruta
cítrica es también un índice del grado de madurez de
la misma. La norma técnica de Colombia (Icontec,
1999) del aguaymnato establece como un grado Brix
mínimo para el estado de madurez intermedia (“color
dos y tres”) de entre 13,2 y 14,1; mostrando así que el
fruto del Perú tiene un menor contenido de sólidos
solubles, lo que posiblemente se deba a las
diferencias entre el aguaymanto producido en
Colombia y con el proveniente del valle del Mantaro.
Tabla 2. Composición físico-química del
aguaymanto (Physalis peruviana) por 100 g de
parte comestible.
Componentes Cantidad
Humedad (%) 80,8 ± 0,02
Proteína (g) 1,2 ± 0,01
Grasa (g) 0,2 ± 0,01
Carbohidratos totales (g) 14,9 ± 0,01
Fibra (g) 1,78 ± 0,02
Ceniza (g) 1,12 ± 0,01
Acidez total (g ácido
cítrico/100 ml fruto) 2,28 ± 0,03
pH 4,08 ± 0,01
Sólidos Solubles (grados
Brix) 12,5 ± 0,05
Azúcares Reductores (g) 2,52 ± 0,04
Índice de madurez
(Sólidos solubles/Acidez
total)
5,48 ± 0,02
Ácido Ascórbico
(mg/100 g de fruto) 28,55 ± 0,10
Análisis realizados por triplicado.
3.1.2 Determinación de las características de
penetración de calor y evaluación del
tratamiento térmico Determinación del punto más frío en el autoclave y
en la conserva
En la Tabla 3 se presentan los resultados de la
determinación del punto más frío del autoclave así
como los resultados de la determinación del punto
más frío en la conserva de aguaymanto en almíbar
(envases de vidrio C-246) de 393 ml de capacidad, en
base a los valores fh de las curvas de calentamiento de
los puntos analizados. En la Figura 3 se observa que
el punto equidistante fue el de más lento
calentamiento.
Tabla 3. Valores de fh, para la determinación de
los puntos más fríos del autoclave y de la conserva
de aguaymanto en almíbar.
Ubicación donde se realizó la
medida fh (min)
En el
Autoclave
Punto superior 13,09
Punto medio 12,92
Punto inferior 11,21
En la
Conserva
Punto equidistante (a 4,8 cm
de la base) 10,83
A 1/3 de la base (a 3,8 cm) 9,72
En el centro geométrico (a 5,8
cm) 8,50
FIGURA 3: DETERMINACIÓN DEL PUNTO MÁS FRÍO DE LA CONSERVA DE
AGUAYMANTO EN ALMÍBAR EN ENVASES DE VIDRIO 393 ml.
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25Tiempo (minutos)
Tem
pera
tura
(°C
)
Temp. en el pto. equidistante
Temp. a 1/3 de la base
Temp. en el centro geométrico
Figura 3. Determinación del punto más frío de la
conserva de aguaymanto en almíbar en envases de
vidrio 393 de ml.
Es necesario conocer que Tr se refiere a la
temperatura de retorta (de la autoclave) y que Ti es la
temperatura inicial de la conserva de aguaymanto el
almíbar al ingresar a la autoclave, para un tiempo
inicial igual a cero, y Tw es la temperatura del agua
de enfriamiento.
3.1.3 Determinación de los parámetros de
penetración de calor Las curvas de calentamiento y enfriamiento
obtenidas por regresión lineal (R2=0,99), fueron
utilizadas para determinar los parámetros de
penetración de calor que se presentan en la Tabla 4.
Tales parámetros se obtienen después de igualar
ecuaciones, y despejarlas en función al intercepto y la
pendientes de las curvas de regresión ya sea por
ejemplo para el calentamiento la ecuación de
regresión es: Log (Tr-T) = -0,1229 (Tiempo) +
1,8671; donde el valor de fh es igual a la inversa
negativa de la pendiente (-1/-0,1229) y el valor de
Log (Tr-Tpsih) es igual al intercepto (1,867), donde
después de aplicar la teoría de logaritmos y
conociendo el valor de Tr que es conocido, se puede
obtener el valor de Tpsih.
Tabla 4. Parámetros de las curvas de
calentamiento y enfriamiento de la conserva de
aguaymanto en almíbar.
Parámetros de
calentamiento
Parámetros de
enfriamiento
fh = 8,14 minutos
Tpsih = 26,36°C
jh = 1,59
To = 53,6°C
fc = 6,54 minutos
Tpsic = 145,52°C
jc = 1,57
Tg = 99,1°C
donde:
fh = Inversa negativa de la pendiente de la curva
de calentamiento.
fc = Inversa negativa de la pendiente de la curva
de enfriamiento.
Tpsih = Temperatura pseudoinicial de
calentamiento.
Determinación de la máxima retención de ácido ascórbico de la conserva de Aguaymanto (Physalis peruviana) en
almíbar aplicando el método Taguchi
An cient. 68(3) 2007, pp. 32-38
36
Tpsic = Temperatura pseudoinicial de
enfriamiento.
jh = Factor de retraso en la curva de
calentamiento, obtenida del cociente: (Tpsih-
To)/(Tr-To).
jc = Factor de retraso en la curva de
enfriamiento, obtenida del cociente: (Tpsic-
Tw)/(Tg-Tw)
To = Temperatura inical de la conserva antes de
realizar el tratamiento térmico.
Tg = Temperatura que alcanza la conserva al
momento de cumplir con el tiempo de Ball.
3.1.4 Determinación del tiempo de
procesamiento Se determinó en primer lugar el valor del tiempo de
tratamiento térmico (Po o UP) requerido para el
proceso, considerando una carga inicial de 1 020
ufc/g para reducirlo a una probabilidad de 0,01 ufc/g,
obteniéndose un C
CP 9,8
3,93 = C
CUP 9,8
3,93 = 5,00 minutos.
Este valor está de acuerdo con Ranganna (1977),
quien indica un nivel de reducción de 3 a 5 ciclos
logarítmicos para conservas de pH menor a 4,5;
según el nivel de contaminación en el que llegue la
materia prima. En la Figura 4 de muestra como varió
la temperatura en el punto más frío de la conserva
con respecto al tiempo. A partir de este valor, se
realizaron los cálculos de los tiempos equivalentes a
diferentes temperaturas de proceso como se puede
apreciar en la Figura 5, empleando el método de
Stumbo (1973).
3.2 Determinación de los factores y niveles
que hacen máxima la retención de ácido
ascórbico Los factores que influyeron significativamente se
muestran en la Tabla 5, lo que llevó a considerar que
los niveles que se presentan hacen posible la máxima
retención de ácido ascórbico en el producto final. El
análisis de los resultados obtenidos al aplicar el
método de Taguchi puede ser interpretado a partir de
la Figura 6 de la siguiente manera:
1. El factor pH del almíbar tuvo una de los dos más
altos valores de ETA significativos,
correspondiendo el menor valor de ETA al nivel
menor (2,5), por lo que fue seleccionado.
2. El factor temperatura del Tratamiento Térmico
tuvo el mayor valor de ETA significativo,
correspondiéndole al nivel mayor (95 °C), siendo
por ello seleccionado.
3. La interacción pH del almíbar-tratamiento térmico
fue significativa. A un mayor nivel de interacción
de tales factores se obtuvo un ETA mayor.
Son muchos los investigadores que afirman que el
ácido ascórbico es un compuesto muy inestable y
rápidamente se oxida en presencia de aire y por
efecto de la temperatura. Kirk et al. (1996),
mencionan que el ácido ascórbico está sujeto a una
degradación aerobia catalizada (presencia de oxígeno,
metales y enzimas), una degradación anaeróbia
(flavonoides) y pérdida por lixiviación.
Al respecto, Badui (1984) menciona que de todas
las vitaminas, la C es la más lábil e inestable y puede
ser degradada a través de muchas vías; siendo las de
oxidación y degradación térmica son las más
importantes. En la Tabla 6 se presenta el tratamiento
óptimo aplicado para la elaboración de la conserva de
aguaymanto en almíbar según Taguchi.
FIGURA 4: TEMPERATURA Y TIEMPO EN EL PROCESO DE PASTEURIZACIÓN DE
LA CONSERVA DE AGUAYMANTO EN ALMÍBAR.
0
20
40
60
80
100
0 5 10 15 20 25
TIEMPO (min)
TE
MP
ER
AT
UR
A (
°C)
RETORTA (AUTOCLAVE)
CONSERVA DE AGUAYMANTO EN
ALMÍBAR
Figura 4. Temperatura y tiempo en el proceso de
pasteurización de la conserva de aguaymanto en
almíbar.
5
10
15
20
25
30
35
84 86 88 90 92 94 96 98 100 102
Temperatura (°C)
Tie
mp
o (
min
uto
s)
Figura 5. Curva de letalidad equivalente para
Byssochlamys fulva en la conserva de aguaymanto
en almíbar.
Tabla 5. Tratamientos según diseño experimental taguchi L8(27) y sus resultados de concentración de ácido
ascórbico.
Factores de control Ácido ascórbico
(mg/100g)
Trata-
mien-
tos
pH del
Almíbar
(1)F_1
Tiempo de
Descerado
(s) (2)F_2
Temperatura
del
Descerado (°C) (3)F_3
Grados Brix
del Almíbar
(4) F_4
Concentraci
ón NaOH en
el descerado (%) (5)F_5
Temp.
Tratamiento
Térmico (°C) (6)F_6
Interacción
pH-Trat
Térmico (7)F_7
N1 N2
1 2,5 60 80 15 0,05 85 -- 13,43 13,51
2 2,5 60 80 30 0,2 95 -- 19,58 19,73
3 2,5 90 100 15 0,05 95 -- 19,35 19,67
Christian Encina Z., Milber Ureña P.
37
4 2,5 90 100 30 0,2 85 -- 13,31 13,48
5 3,5 60 100 15 0,2 85 -- 11,21 11,33
6 3,5 60 100 30 0,05 95 -- 15,23 15,54
7 3,5 90 80 15 0,2 95 -- 15,11 15,96
8 3,5 90 80 30 0,05 85 -- 12,32 12,41
Average Eta by Factor Levels
Mean=23.4059 Sigma=1.69922 MS Error=.019291 df=8
(Dashed line indicates ±2*Standard Error)
F_1 F_2 F_3 F_4 F_5 F_6 F_7
ETA = -10*log1
0(1/N*Sum(1/y²
))
21.5
22.0
22.5
23.0
23.5
24.0
24.5
25.0
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
(1)F_1 (2)F_2 (3)F_3 (4)F_4 (5)F_5 (6)F_6 (7)F_7
Figura 6. Valores señal/ruido (eta) de cada factor evaluada para maximizar la retención de ácido ascórbico,
aplicando taguchi L8(27).
Tabla 6. Tratamiento óptimo aplicado para la
elaboración de la conserva de aguaymanto en
almíbar según taguchi.
Factores Parámetro Nivel
seleccionado
Concentración del NaOH
en el Descerado (%) 0,05 1
Temperatura del
Descerado (°C) 80 1
Tiempo del Descerado (s) 90 2
Grado Brix del Almíbar 30 2
pH del Almíbar 2,5 1
Temperatura del
Tratamiento Térmico (°C) 95 2
Tiempo del Tratamiento
Térmico (min) 11,52 --
4. Conclusiones
El punto de más lento calentamiento en la conserva
de aguaymanto en almíbar se encontró a 4,8 cm de la
base del envase de vidrio de 393 ml (C-246).
Los parámetros de penetración de calor que
caracterizan el tratamiento térmico de la conserva de
aguaymanto en almíbar fueron: fh = 8,14 minutos, fc
= 6,54 minutos, jh = 1,59; jc = 1,57; Tpsih = 26,36 °C,
Tpsic = 145,52 °C, To = 53,60 °C y Tg = 99,10 °C.
Los tiempos de procesamiento equivalente para C
CP 9,8
3,93 = C
CUP 9,8
3,93 de 5,00 minutos, determinado
a las temperaturas de 85, 90, 93, 95 y 100 °C fueron:
29,69; 20,90; 13,98; 11,52 y 8,07 minutos,
respectivamente.
Para la máxima retención de ácido ascórbico,
empleando el Método Taguchi fue de 69,11%, el que
se halló con los siguientes parámetros: pH del
almíbar (2,5); concentración de NaOH, tiempo y
temperatura del descerado (0,05%, 90 s y 80 °C);
grados Brix del almíbar (30); temperatura y tiempo
del tratamiento térmico (95 °C y 11,52 min).
5. Referencias bibliográficas
ALARCÓN, J. 2002. Caracterización Citogenética y
Respuesta al Cultivo in Vitro de Tres Accesiones
de Physalis peruviana L. Tesis UNALM.
AOAC., 1995 Official Methods of Analysis, 16TH
edition. Association of Official Analytical
Chemists. Washington DC.
BADUI, D. 1984. Química de los Alimentos.
Segunda edición. Editorial Alhambra Mexicana
S.A. México.
BALL, C. Y OLSON, F. 1957. Sterilization in Food
Technology. McGraw-Hill. New York.
BERNAL, J. 1986 Ciencia y Agricultura:
“Generalidades sobre el cultivo de la Uchuva”.
Facultad de Ciencias Agropecuarias UPTC -
TUNJA. Editorial Rana y el Águila. Colombia.
COMUNIDAD ANDINA, Frutas y Hortalizas
Andinas para el Mundo. Disponible en:
www.comunidadandina.org Consultada el 14 de
marzo del 2004.
DAVIES, F. Y ALBRIGO, G. 1994. Cítricos.
Editorial Acribia. Zaragoza. España.
ICMSF. 2000. Microorganismos de los Alimentos, su
significado y métodos de numeración. Segunda
edición. Tomo II. Editorial Acribia. Zaragoza.
España.
ICONTEC 1999, Norma Técnica NTC 4580. Uchuva
( Physalis peruviana), para el consumo fresco o
destinadas al procesamiento industrial. Colombia.
Donde:
- F_1: pH del
Almíbar.
- F_2: Tiempo de
Descerado.
- F_3: Temperatura
del Descerado.
- F_4: Grados Brix
del Almíbar.
- F_5:
Concentración del
NaOH.
- F_6: Temperatura
del Tratamiento
Térmico.
- F_7: Interacción
pH-Temperatura
del Tratamiento
Térmico.
Determinación de la máxima retención de ácido ascórbico de la conserva de Aguaymanto (Physalis peruviana) en
almíbar aplicando el método Taguchi
An cient. 68(3) 2007, pp. 32-38
38
Kirk, R.; Sawyer, E.g.a.. 1996. Composición y
análisis de alimentos de Pearson. Segunda edición.
Editorial Continental, S.A. México.
MARFIL, R. 1991. Una herramienta para el
mejoramiento de la calidad. Tecnología de
Alimentos. Vol. 25, N°5. México.
MINAG. 2005. Pagina web del Ministerio de
Agricultura www.minag.gob.pe Visitada el 06 de
febrero del 2005.
MORÍN, CH.; SALAS, F. y SAN MARTÍN, A.
1985. El cultivo de los cítricos. Departamento de
Horticultura. UNALM. Lima-Perú.
RANGANNA, S. 1977. Manual of Análisis of Fruti
and Vegetable Products. McGraw-Hill Publishing
Company.
STUMBO, C.R. 1973 Thermobacterioíogy in Food
Processing. Academic Press INC. USA.
TAPIA, M. E. 2000. Cultivos andinos subexplotados
y su aporte a la alimentación. Oficina Regional de
la FAO para América Latina y el Caribe. Santiago,
Chile.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 09/02/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 06/05/2007
Deshidratado de papaya de monte (Carica pubescens L & K) por métodos
combinados de osmosis y secado convencional
Jeny Cornejo A. 1, Américo Guevara P.
2
Resumen
El presente trabajo de investigación permitió obtener papaya de monte osmodeshidratada, para lo cual se siguió el
flujo de operaciones: selección-clasificación, lavado-desinfectado, pelado químico (6% de hidróxido de sodio por 5
minutos), lavado, cortado-despepitado, lavado, precocción (8 minutos a temperatura de ebullición), inmersión en
jarabe, drenado, lavado, secado y envasado. Para determinar la influencia del estado de madurez, la fruta fue
clasificada en 4 grupos: semipintón, pintón, maduro y sobre maduro; luego de someterlos a un confitado estándar,
las muestras fueron evaluadas sensorialmente donde el máximo puntaje en todas las características le correspondió a
la confitada en estado maduro. En el tratamiento osmótico la materia prima fue sometida a tres presiones de trabajo:
985, 44.1 y 88.1 KPa; tres tipos de jarabes: sacarosa, fructosa y glucosa y tres concentraciones: 50, 60 y 70º Brix. La
evaluación sensorial calificó como de mejor calidad a la obtenida con jarabe de fructosa a una concentración de 60º
Brix y presión de vacío de 88.1 KPa por 5 horas. El producto obtenido bajo esta modalidad presentó la siguiente
caracterización en porcentaje: humedad 22.6, proteína 1.21, grasa 0.56, ceniza 0.70, fibra 2.52, carbohidratos 72.41,
sólidos solubles 54.60, azúcares reductores 68.60, acidez (ácido cítrico) 0.47, pH 4.64, vitamina C 31.66 mg/100g y
valor de monocapa 8.4412 g H2O/100 g m.s. Llevado a cabo el almacenamiento se determinó que las muestras
almacenadas en envases laminados mostraron mayor estabilidad.
Palabras clave: Osmodeshidratado, papaya de monte, osmótico.
Abstract
The present research work permited to obtain osmotic dehydrated mountain papaya through the following flow of
operations: Selection-clasification, washing-desinfection, chemical peeling (6% of hydroxide sodium for 5 min.),
washing, cutting-out seed, washing, pre-cooking (8 min. under boiling temperature), inmersion in syrup, drainage,
washing, drying and packaying. To determinate influence of the ripeness state, the fruit was sorted in 4 ripeness
states of: semi-colored, colored, mature and over mature; then they were put under a standardized stewed syrup, the
samples were evaluate by sensory analysis. The highest score obtained in all the evaluated characteristics
corresponded to fruit sample under a mature state. In the osmotic treatment, the raw material was tested on three
pressures: 985, 44.1 and 88.1 KPa; on three types of syrup: sucrose, fructose and glucose y three concentrations: 50,
60 and 70º Brix. According to the sensory evaluation the best quality corresponded to fructose syrup to a
concentration of 60º Brix and vacuum pressure of 88.1 KPa for 5 hours. The product obtained in this research
showed the following characteristics: humity 22.6%, protein 1.12%, fat 0.56%, ash 0.70%, fiber 2.52%
carbohydrates 72.41%, soluble solids 54.60, reducing sugar quantities 68.60, acidity 0.70 (citric acid), pH 4.64,
vitamin C 31.66 mg/100 g and value of monolayer 8.4412 g H2O/100 g d s. Once the storing was carried out, it was
determined that the storing sample in aluminium packing showed the highest stability.
Key words: Osmosdehydrated osmotic, paw paw.
1. Introducción
La creciente demanda de consumo de frutas y
vegetales frescas y con características similares a la
materia prima, hacen que se investiguen tecnologías
de transformación apropiadas para obtener productos
que conserven sus características nutricionales y
sensoriales y que a su vez conlleven a un menor
consumo de energía para su estabilización,
almacenamiento y distribución.
Entre estas técnicas se encuentra la
osmodeshidratación, que consiste en la eliminación
parcial del agua del alimento en dos etapas: 1.
mediante sustancias osmóticas, 2. por secado. Según
Chirife (1986), existen dos razones principales por las
cuales la deshidratación parcial en una solución de
azúcar permite obtener una fruta osmodeshidratada
de excelente calidad:
1 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.
E-mail: [email protected]
- La alta concentración de azúcar que rodea a los
trozos de fruta es un excelente inhibidor del
pardeamiento enzimático que ocurre en frutas
cortadas; esto permite obtener un muy buen color en
el producto final sin necesidad de adicionar un
aditivo tal como el dióxido de azufre,
- El incremento en la concentración de sólidos
solubles en la fruta que ocurre como resultado de la
eliminación de agua y la incorporación de soluto de
la solución, influye positivamente en la retención de
volátiles aromáticos durante el secado final.
Los productos osmodeshidratados tienen una
humedad que oscila entre 18 – 25% (Barbosa; Welti-
Chanes, 1995), las alteraciones microbiológicas
también se ven limitadas tanto por la Aw y por la
acidez presente. Respecto a la acidez, la Papaita de
monte es una fruta ácida, que también contribuye
como una barrera en la conservación cuyo tiempo
dependerá del empaque.
La papaya de monte (Carica pubescens L & K), es
una fruta que presenta condiciones apropiadas para su
procesamiento bajo esta modalidad, su estructura
Influencia de las condiciones de proceso para osmodeshidratar papaya de monte (Carica pubescens L & K)
40
celular y sus características sensoriales y
nutricionales, permiten obtener productos agradables
y de muy buena calidad.
Tomando en cuenta las consideraciones expuestas
se decidió llevar a cabo el presente trabajo de
investigación planteando los siguientes objetivos:
- Determinar los parámetros de procesamiento para
obtener papaya de monte “osmodeshidratado”.
- Evaluar la estabilidad del producto final en
almacenamiento.
2. Materiales y métodos
2.1 Lugar de ejecución
Laboratorio de Físico Química y Planta Piloto de
Alimentos de la Facultad de Industrias Alimentarias
Universidad Nacional Agraria La Molina-Lima, entre
los años 2002 y 2004.
2.2 Materia prima e insumos
Papaya de monte (Carica pubescens L & K),
proveniente del departamento de Arequipa. Los
insumos fueron: azúcar blanca refinada, fructosa
cristalina KRISTAR 300 y glucosa líquida.
2.3 Equipos y materiales
Anemómetro digital Sper Scientific, Balanza
analítica Ohaus Explorer, Bomba de vacío Membran-
Vakuumpumpe Diaphragm-Vacuusmpump,
Colorímetro MINOLTA CR-200, Espectrofotómetro
Spectronic 20 Genesys, Estufa al vacío Labor
Muszeripari Muvek TYP LP-402, Penetrómetro de
mano Fruit Pressure Tester, pH-metro Handylab
Germany, Refractómetro Universal Abbe de mesa
aus JENA, Secador de túnel.
Materiales de vidrio, termómetro y los indicados en
cada metodología de análisis.
2.4 Métodos de análisis
2.4.1 Análisis físico-químico
Proximal: Humedad, ceniza, grasa total, fibra bruta,
proteína y carbohidratos (A.O.A.C., 1995).
Acidez titulable, sólidos solubles y pH (A.O.A.C.,
1995).
Vitamina C. Método espectrofotométrico con 2-6
diclorofenol-indofenol propuesto por el
Departamento de Agricultura del Canadá (1976);
citado por Mendoza (1993).
Azúcares Reductores, utilizando DNS,
metodología descrita por Whistler (1964); citado por
Iwamoto (1995).
Rendimiento fruta pelada/materia prima, por
método gravimétrico, según recomendación de
Salazar (1999).
Determinación de textura: Teniendo en cuenta las
recomendaciones de Concha (2001), la medición de
la textura consistió en determinar la resistencia de
compresión en Kg-F de la fruta a la penetración de
una aguja de forma cilíndrica de ½ pulg., adaptado al
penetrómetro de mano Fruti Pressure Tester.
Determinación de color: Se obtuvo las coordenadas
de color CIE-L*a*b*: L* a* y b*. A partir de estas
coordenadas de color y siguiendo las
recomendaciones de Cháfer et al. (2000), se
estimaron las coordenadas psicrométricas tono (h*ab)
y croma o saturación (C*ab) mediante las siguientes
ecuaciones:
(2) baC
(1) *a
*barctgh
22ab
*
ab*
Cambios Durante la Deshidratación Osmótica: Se
calculó la pérdida de peso (PP), pérdida de agua (PA)
y ganancia de sólidos solubles (GS), según
recomendación de López et al. (1998), mediante las
siguientes expresiones:
(3) 100*Mo
Mf-MoPP
(4) 100*Mo
Hf*Mf-Ho*MoPA
(5) 100*M o
So*M o-Sf*M fGS
donde: Mo = Peso inicial de la muestra, Mf = Peso
de la muestra tratada a tiempo t, Ho = Humedad
inicial de la muestra, Hf = Humedad final de la
muestra, So = Sólidos solubles de la muestra inicial,
Sf = Sólidos solubles de la muestra tratada a tiempo t.
Para cada muestra de papaya se determinó por
medición gravimétrica la PP, PA y GS.
Curvas de secado: Se realizó en la mejor muestra
osmodeshidratada. Para evaluar el comportamiento
de secado en la etapa de velocidad decreciente y
determinar el mecanismo de transferencia de
humedad, se aplicó las recomendaciones de
Geankoplis (1986), graficando Ln ((Xs-Xse)/(Xsc-
Xse)) frente al tiempo. Donde: Xs = Humedad en
cada tiempo, Xse = Humedad de equilibrio, Xsc =
Humedad crítica o promedio de las dos primeras
humedades del período de velocidad decreciente.
Isotermas de Adsorción: Calculada a 25 ºC y en el
producto final, según la metodología descrita por Bell
y Labuza (2000). Los valores de Xm, C y K fueron
ajustados al modelo de G.A.B (Bell y Labuza, 2000),
el cual tiene la siguiente expresión:
(6)
waCK waK 1waK 1
wa omK Cm
donde: m = Contenido de humedad de equilibrio
del producto (g agua/g m.s.), C = Constante de
Guggenheim relacionada con el calor de sorción de la
primera capa, K = Factor de corrección de las
propiedades de las moléculas en multicapa con
respecto al seno del líquido, mo = Contenido de
humedad de la monocapa (g agua/g m.s.), aw =
Actividad de agua. Para los cálculos respectivos de
los datos experimentales, se recurrió al uso del
software Statgraphics Plus. Con la constante C se
calculó el calor de sorción mediante la siguiente
ecuación:
(7) CLn T R Qs
Donde: Qs = Calor de sorción (KJ/mol), R =
Constante universal de los gases (8,314x103KJ/mol
ºK), T = Temperatura absoluta (ºK).
Jeny Cornejo A., Américo Guevara P.
An cient. 68(3) 2007, pp. 39-49 41
Para evaluar la calidad de ajuste de la predicción
del modelo de G.A.B. se empleó el estadístico RMS
% o Raíz Cuadrada Medio del Error (Saravacos et al.,
1986), aplicando la ecuación siguiente:
(8) N
2expX/preX-expX
100 % RMS
Donde: Xexp = Contenido de humedad
experimental, Xpre= Contenido de humedad
predecido, N = Número de puntos experimentales.
2.4.2 Análisis microbiológicos Recuento total y numeración de mohos y levaduras
(I.C.M.S.F., 1986) y (A.O.A.C., 1995).
2.4.3 Evaluación sensorial y estadística
A. En la materia prima: para determinar la influencia
del estado de madurez de la papaya de monte en el
proceso de osmodeshidratado. Se aplicó una prueba
del nivel de preferencia (nueve niveles). Los
resultados (color, sabor, textura y apariencia general),
fueron analizados mediante la prueba no paramétrica
de Friedman ( =0.05) (Pedrero y Pangborn, 1996),
para lo cual se empleó el software System Analysis
Statistics (SAS).
Para determinar si existieron diferencias
significativas en color entre las muestras procesadas a
diferentes estados de madurez; se empleó un diseño
de factor simple. El análisis estadístico realizado a los
resultados colorimétricos fue el ANVA ( = 0.05) y la
prueba de Tukey para las comparaciones de medias
(Steel y Torrie, 1997).
B. Para determinar la influencia del tiempo de
precocción en la textura del producto
osmodeshidratado: se utilizó una prueba de
preferencia (9 niveles). Los resultados obtenidos se
procesaron mediante la prueba no paramétrica de
Friedman ( =0.05) utilizando el software System
Analysis Statistics (SAS) (Anzaldúa-Morales, 1994).
C. Para determinar el tiempo en el proceso de
ósmosis aplicando presiones: se aplicó un arreglo
factorial simple, el factor fue: presión de trabajo
durante el proceso de osmosis y las respuestas fueron:
PP, PA y GS. El análisis estadístico aplicado fue el
ANVA ( =0.05) y pruebas múltiples de comparación
de Tukey para seleccionar el mejor tratamiento
(Pedrero y Pangborn, 1996).
D. Para determinar la influencia del jarabe,
concentración y presión durante el proceso de
osmosis: se evaluó la PP, PA y GS, valores que
fueron tabulados mediante un arreglo factorial de 33,
donde los factores fueron: presión de trabajo con tres
niveles: 985, 44.1 y 88.1 KPa; jarabe con tres
niveles: sacarosa, fructosa y glucosa y concentración
del jarabe con tres niveles: 50, 60 y 70º Brix. El
análisis estadístico fue el ANVA ( =0.05) y para
comparaciones de medias la prueba de Tukey; para el
procesamiento de los datos se utilizó el software
Statgraphics Plus (Steel y Torrie, 1997).
La evaluación sensorial se llevó a cabo en las
siguientes etapas:
Primera etapa: para decidir la influencia de la
concentración para cada tipo de jarabe (sacarosa,
fructosa y glucosa) y para cada presión (985, 44.1 y
88.1 KPa).
Segunda etapa: para comparar las tres mejores
muestras obtenidas una para cada tipo de jarabe, en
cada presión de trabajo. Obteniéndose de este modo
una respuesta por presión.
Tercera etapa: para someter a evaluación las tres
mejores muestras obtenidas en la fase anterior.
Se utilizó una prueba del nivel de preferencia
(nueve niveles). Los resultados (color, sabor, textura
y apariencia general), fueron analizados mediante la
prueba no paramétrica de Friedman ( =0.05),
empleándose el software System Analysis Statistics
(SAS).
2.5 Metodología experimental En la Figura 1 se muestra el esquema experimental
seguido en la presente investigación, a saber:
2.5.1 Materia prima Evaluación de las Características de Madurez de la
Papaya en Almacenamiento: Los frutos fueron
recolectados teniendo en cuenta el tamaño y color.
Luego se almacenaron a temperatura ambiente 23 2
ºC y 93 3% de humedad relativa; realizándose cada
dos días controles de acidez, pH, sólidos solubles,
azúcares reductores y textura, durante 24 días.
Determinación de la Influencia del Estado de
Madurez en el Proceso de Osmodeshidratado: Con la
finalidad de determinar la influencia del estado de
madurez en el proceso de osmodeshidratado de
papaya de monte, se dividió al lote en 4 grupos de 20
kg c/u: semi-pintón, pintón, maduro y sobre maduro
en función al color y textura; se aplicó el proceso de
confitado sugerido por (Guevara y Cacho, 1993). La
evaluación sensorial y del color en los productos
obtenidos se evaluó según lo detallado en el ítem
2.4.3.A, la mejor muestra obtenida sirvió para
continuar con la investigación.
2.5.2 Caracterización de la materia prima Se realizaron los siguientes controles: análisis
proximal, sólidos solubles, vitamina C, azúcares
reductores, acidez titulable, y pH.
2.5.3 Determinación del método de pelado Se evaluaron dos métodos: pelado manual
(utilizando cuchillos de acero inoxidable) y químico,
el cual consistió en sumergir la fruta en soluciones de
hidróxido de sodio a temperatura de ebullición a
diferentes concentraciones: 4, 6, 8, 10 y 12% por 1, 2,
3, 4, 5 y 6 minutos, respectivamente. La mejor
muestra se escogió teniendo en cuenta el rendimiento
y aspecto general de la fruta.
2.5.4 Determinación de la influencia del
tiempo de precocción en la textura del
producto osmodeshidratado Con la finalidad de ablandar el tejido vegetal, lotes
de papaya de 10 kg fueron sometidos a una
precocción en agua a ebullición a diferentes tiempos:
4, 6, 8,10 y 12 minutos, seguidos de un confitado
bajo similares condiciones indicadas en el ítem 2.5.A.
Para escoger la mejor muestra se realizó una
Influencia de las condiciones de proceso para osmodeshidratar papaya de monte (Carica pubescens L & K)
42
evaluación sensorial indicada en el ítem 2.4.3.B. El
mejor tratamiento fue seleccionado para continuar
con la investigación.
2.5.5 Determinación de parámetros en el
proceso de osmodeshidratado E.1 Determinación del tiempo de deshidratación
osmótica a presión atmosférica y presión de vacío
Con el propósito de fijar un tiempo para el proceso
de ósmosis a presión atmosférica (985KPa) y presión
de vacío (44.1 KPa), se procedió de la siguiente
manera: las muestras fueron sumergidas en un jarabe
de sacarosa de 50º Brix en una relación fruta: jarabe
1:1.5, a una temperatura de 40 ºC. Las muestras
sometidas a presión de 985 KPa, se retiraron de la
estufa a diferentes tiempos: 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 6,
7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 y 16 horas. Mientras
que las muestras sometidas a presión de 44.1 KPa se
retiraron a: 0.5, 0.75, 1, 2, 3, 4, 5, 6 y 7 horas. Las
muestras tratadas osmóticamente fueron escurridas y
enjuagadas con agua a una temperatura de 80 ºC por
30 s con el propósito de eliminar el exceso de jarabe
adherido a la fruta (Guevara y Cacho, 1993).
Seguidamente se procedió a retirar el agua superficial
con papel secante y se les determinó la humedad y
sólidos solubles para calcular la pérdida de peso,
pérdida de agua y ganancia de sólidos solubles, según
las ecuaciones 3, 4 y 5 (López et al.1998) presentadas
en el ítem 2.4.1. Los resultados fueron analizados
estadísticamente según lo indicado en el ítem 2.4.3.C.
E.2 determinación de la influencia del tipo de
jarabe, concentración y presión de vacío en el
proceso de osmodeshidratado
En esta etapa se evaluaron las siguientes variables:
tres presiones 98.5, 44.1 y 88.1 KPa, tres tipos de
jarabes: sacarosa, glucosa y fructosa a tres
concentraciones: 50, 60 y 70º Brix. Durante el
tratamiento osmótico se mantuvieron los siguientes
parámetros: relación fruta: jarabe 1:1.5 y temperatura
del proceso 40 ºC. Las muestras fueron sometidas a
un control de peso, humedad y sólidos solubles para
calcular la PP, PA y GS, según las ecuaciones 3, 4 y
5. Los resultados fueron analizados estadística y
sensorialmente, tal como se indicó en el ítem 2.4.3.D
2.5.6 Caracterización del producto final Se llevó a cabo en la mejor muestra seleccionada,
analizando: vitamina C, sólidos solubles, pH, acidez
titulable, azúcares reductores, análisis proximal e
isoterma de adsorción.
2.5.7 Evaluación del tipo de empaque durante
el almacenamiento La mejor muestra osmodeshidratada se envasó en
dos empaques: bolsas de polipropileno (40 de
espesor) y bolsas de aluminio trilaminadas
constituidas por poliéster, polietileno y aluminio las
que fueron almacenadas 60 días a temperatura
ambiente (23 ºC), realizando controles: análisis
proximal, vitamina C, azúcares reductores, pH,
acidez titulable y microbiológicos: numeración de
mohos, levaduras y microorganismos mesófilos
viables, al inicio, 30 y 60 días.
Materia Clasificación Pelado Pre cocción Tiempo de Inmersión en Jarabe Secado Caracterización Almacenamiento
prima Inmersión en T = 60°C Empacado
Selección Jarabe
0.5´
0.75´
Semi pintón 1´
Manual 2´
3´
Pinton t1 4´
5´
t2 6´
7´
t3 8´
9´
t4 10´
Maduro 11´
t5 12´
Químico 13´
Sobre maduro 14´
15´
16´ Bolsa de Polipropileno
0.5´0.75´
1´ Bolsa laminada
2´ de aluminio3´4´5´
6´
7´
CONTROLES
Acidez Rendimiento Eval. Pérdida de peso °Brix Temperatura Análisis Proximal Análisis Proximal
pH Aspecto general de la fruta Sensorial Perdida de agua Pérdida de peso Velocidad de Acidez Acidez
°Brix Ganancia de sólidos Pérdida de agua aire pH pH
Vit. C solubles Ganancia de sólidos solubles Tiempo de °Brix °Brix
Textura Eval. Sensorial secado Vit. C Vit. C
Azúcares Reductores Peso Azúcares Azúcares
Color Isoterma de Reductores Reductores
Eval. Sensorial adsorción Microbiológico Microbiológico
Análisis proximal Control de sellado
ti = tiempos de precocción (min) P1 = 985 KPa J1 = Jarabe Sacarosa
4,6,8,10,12 P2 = 44.1 KPa J2 = Jarabe Fructosa
P3 = 88.1 KPa J3 = Jarabe Glucosa
OPERACIONES
FIGURA 1: ESQUEMA EXPERIMENTAL PARA OBTENER OSMODESHIDRATADO DE PAPAYA DE MONTE AREQUIPEÑA
P1
P2
P1
J1
J2
J3
P2
P3
J1
J2
J3
J1
J2
J3
Figura 1. Esquema experimental para obtener osmodeshidratado de papaya de monte Arequipeña.
Jeny Cornejo A., Américo Guevara P.
An cient. 68(3) 2007, pp. 39-49 43
3. Resultados y discusión
3.1 Clasificación y caracterización de la
materia prima
3.1.1 Evaluación de las características de
madurez de la papaya en almacenamiento
En la Tabla 1, se reportan los resultados de la
evaluación físico-química llevados a cabo en lotes de
papaya monte durante el desarrollo de su madurez.
Como se observa la papaya a medida que transcurre
el tiempo va madurando, evidenciándose un cambio
de color desde un verde amarillento a un amarillo
ocre.
Otro cambio evidente que se observó fue la textura,
donde la resistencia de compresión en Kg-F
disminuyó de 4.80 a 1.60 a los 24 días. Además el
fruto se hace menos ácido y los sólidos solubles no
muestran variación, constituyéndose en una
excepción toda vez que los sólidos solubles son
indicadores del estado de madurez en frutas
climatéricas y específicamente en la Carica papaya
L.
Se determinó que el color externo de la fruta y la
textura varían con el tiempo por lo que pueden ser
considerados indicadores del estado de madurez de la
papaya de monte.
Tabla 1. Resultados de la evaluación físico-química de papaya de monte almacenada a temperatura ambiente
23 2 ºC y 93 3 % de humedad relativa.
Días Color Textura
(kg-F)
Acidez (%)
(g ac. Cítrico / 100g pulpa) pH ºBrix
Azúcares Reductores (%)
(g glucosa / 100g pulpa)
3 Verde-amarillento 4.80 0.72 4.00 5.0 2.81
5 Verde-amarillento 4.60 0.60 4.04 5.0 3.30
7 Verde-amarillento 4.20 0.59 4.07 5.1 3.50
9 Amarillo-verdoso 3.80 0.44 4.12 5.1 3.60
11 Amarillo-verdoso 3.20 0.41 4.13 5.3 3.62
13 Amarillo-verdoso 3.00 0.38 4.15 5.3 3.65
15 Amarillo-claro 2.90 0.35 4.18 5.3 3.68
17 Amarillo-claro 2.50 0.34 4.23 5.4 3.69
19 Amarillo-claro 2.20 0.39 4.20 5.6 3.78
21 Amarillo-ocre 2.00 0.40 4.19 5.5 3.83
22 Amarillo-ocre 1.80 0.42 4.17 5.4 3.85
24 Amarillo-ocre 1.60 0.45 4.15 5.8 3.89
3.1.2 Determinación de la influencia del
estado de madurez de la papaya de monte en
el proceso de osmodeshidratado Evaluación Sensorial de los Productos
Osmodeshidratados: Al realizar las evaluaciones
sensoriales de preferencia, los jueces calificaron con
mayor ponderación a la muestra confitada en estado
maduro tanto en color, sabor y apariencia general,
mientras que en textura la prueba estadística no
encontró diferencias significativas. Los jueces
asignaron puntajes bajos, atribuidos a la textura de la
fruta, por ello se consideró realizar una precocción
antes del confitado, para ablandarla.
Evaluación del Color de los Productos
Osmodeshidratados: El análisis de varianza indicó
que existe influencia significativa del estado de
madurez en las coordenadas psicrométricas. La
muestra en estado maduro reportó los siguientes
valores de luminosidad, tono y croma,
respectivamente: 61.20, 1.52 y 21.59 y presentó un
mayor color amarillo grisáceo con respecto a las
demás. Teniendo en cuenta los resultados antes
expuestos, se determinó que para osmodeshidratar
papaya de monte la fruta debe estar madura.
3.1.3 Composición físico-química
En la Tabla 2 se aprecian los resultados del análisis
físico-químico de pulpa de papaya de monte en
estado maduro.
Comparando los valores informados con los
reportados por Kasahara (1986) y Vargas (1987), se
puede observar mínimas diferencias, las cuales son
atribuibles a la heterogeneidad propia de la fruta, que
varía su composición química incluso dentro de la
misma especie, siendo los principales factores que
definen esta variación la composición del suelo,
clima, tiempo de cosecha, grado de madurez y
técnicas de cultivo empleados (Pantastico, 1984).
Influencia de las condiciones de proceso para osmodeshidratar papaya de monte (Carica pubescens L & K)
44
Tabla 2. Composición físico química de papaya de monte en estado maduro.
Componente
Valores Reportados
(g/100g pulpa)
Kasahara G.I.
1986
(g/100g
pulpa)
Vargas
1987
(g/100g
pulpa) b.h. b.s.
Humedad 91.28 1046.8 92.43 91.00
Proteínas (N*6.25) 0.65 7.45 0.61 0.60
Grasa 0.07 0.80 0.06 0.30
Ceniza 0.63 7.22 0.83 0.80
Fibra bruta 1.54 17.66 1.46 1.47
Carbohidratos 5.83 66.86 4.61 4.78
Sólidos solubles 5.60 - - 5.00
Vitamina C (mg/100g) 34.39 - - 30.65
Azúcares reductores (g/100g) 3.75 - - 1.80
Acidez titulable (g Ac. cítrico/100 g muestra) 0.34 - - 0.57
pH 4.20 - - 4.5
3.2 Determinación del método de pelado
3.2.1 Pelado químico En la Tabla 3 se presentan los resultados del pelado
químico.
Se obtuvo un buen pelado a concentraciones de 6%
por 5 a 6 minutos; 8% por 4 minutos; 10% por 3
minutos y 12% por 2 minutos. Cabe señalar que
concentraciones superiores al 8% de hidróxido de
sodio afecta el sabor y color de la pulpa.
Tabla 3. Resultados del pelado químico de papaya
de monte.
Concentración
de Hidróxido
de Sodio (%)
Tiempo de Inmersión (min.)
1 2 3 4 5 6
4 I I II II II II
6 I II II II III III
8 II II II III III; IV III; IV
10 II II III III;IV III;IV IV
12 II III III;IV III;IV III; IV IV
I : No pela III : Buen pelado;
II : Pelado insuficiente
IV : Pulpa reblandecida
3.2.2 Pelado manual Se determinó que la fruta al ser sometida a un
pelado manual, por su forma sui géneris se afecta al
tejido parenquimático; por lo que su presentación no
es apropiada.
Al evaluar el rendimiento de los dos métodos de
pelado, con el químico se obtuvo el mayor (85.68%),
además de una mejor presentación, por lo que para
efectos de continuar con la investigación se tomó
como parámetro 6% de hidróxido de sodio por 5
minutos.
3.3 Influencia del tiempo de precocción en la
textura del producto osmodeshidratado En la Tabla 4, se muestran los resultados de la
evaluación estadística para evaluar la influencia del
tiempo de precocción en la textura de papaya de
monte osmodeshidratada. Como se aprecia, no existió
diferencias significativas en las muestras sometidas a
8, 10 y 12 minutos, por lo que se escogió como
tiempo apropiado 8 minutos a temperatura de
ebullición.
3.4 Determinación de parámetros en el
proceso de osmodeshidratado Determinación del Tiempo de Deshidratación
Osmótica a Presión Atmosférica y de Vacío: En las
Figuras 2, 3 y 4 se presentan las curvas de la
variación e intensidad en las pérdidas de peso, agua
y ganancia de sólidos solubles, respectivamente
durante el tratamiento osmótico de papaya de monte,
a presión atmosférica y de vacío.
Tabla 4. Resultados de la evaluación senssorial y
estadística para evaluar la influencia del tiempo
de precocción en la textura de papaya de monte
osmodeshidratada.
Tiempos de Precocción
(min.) a Temperatura de Ebullición
Rangos Promedio
4 36.0 c 1.20
6 54.5 b 1.82
8 121.0 a 4.03
10 118.5 a 3.95
12 120.0 a 4.00
Los cambios de pérdidas de peso, de agua y
ganancia de sólidos solubles se producen en las
primeras horas de tratamiento osmótico en ambos
tratamientos.
En las dos primeras horas del proceso se observa
una transferencia de masa importante entre la papaya
y la solución osmótica, hasta que tiende a llegar al
equilibrio; en el tratamiento a presión atmosférica se
da a partir de las 13 horas, pero en el de a presión de
vacío a partir de la cuarta hora.
Al respecto Barbosa y Welti-Chanes (1995),
manifiestan que durante los primeros momentos de
tratamiento a presión de vacío sucede una entrada de
solución osmótica a los poros de la fruta mediante un
mecanismo hidrodinámico, incrementando la
superficie sólido-líquido, favoreciendo así la
transferencia de agua; mientras que en un tratamiento
a presión atmosférica la trasferencia se da por un
mecanismo de difusión.
Jeny Cornejo A., Américo Guevara P.
An cient. 68(3) 2007, pp. 39-49 45
0
2
4
6
8
10
12
14
0,5 1 3 5 7 9 11 13 15
Tiempo (horas)
Pér
dida
de
Pes
o (%
)
32
33
34
35
36
37
38
39
40
Pes
o (g
.)
Presión de vacío
Presión atmosférica
Figura 2. Variación del peso (g) e intensidad de la
pérdida de peso (%) en función del tiempo
durante el tratamiento osmótico a presión
atmosférica y de vacío.
0
5
10
15
20
25
30
35
0,5 1 3 5 7 9 11 13 15
Tiempo (horas)
Pérd
ida d
e A
gua (
%)
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
Hum
edad (
%)
Presión de vacío
Presión atmosférica
Figura 3. Variación del contenido de humedad
(%) e intensidad de la pérdida de agua (%) en
función del tiempo durante el tratamiento a
presión atmosférica y de vacío.
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
0,5 0,75 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16
Tiempo (horas)
Gan
anci
a de
Sól
idos
Sol
uble
s (%
)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
Gra
dos
Bri
x
Presión de Vacío
Presión atmosférica
Figura 4. Variación de los grados Brix e
intensidad de ganancia de sólidos solubles (%) en
función del tiempo durante el tratamiento
osmótico a presión atmosférica y de vacío.
El análisis de varianza reportó, que el tiempo tiene
un efecto significativo sobre la pérdida de peso,
pérdida de agua y ganancia de sólidos solubles. La
Tabla 5 muestra la comparación de medias de Tukey
del tratamiento a presión atmosférica; como se
aprecia existen diferencias significativas entre las
doce y trece horas de tratamiento osmótico, pero no
entre trece y catorce, para las tres variables
analizadas. Por lo que se decidió elegir 13 horas
como tiempo de tratamiento osmótico a presión
atmosférica.
Tabla 5. Resultados de la evaluación estadística de
pérdida de peso, pérdida de agua y ganancia de
sólidos solubles en función del tiempo, durante el
tratamiento osmótico a presión atmosférica.
Tiempo
(horas)
Valores de las Medias
Pérdida de Peso
(%)
Pérdida de Agua
(%)
Ganancia de
Sólidos Solubles
(%)
0.5 12.82 a 17.96 l 7.89 m
0.75 12.63 a 17.84 l 8.17 m
1 12.11 b 18.90 k 9.97 l
2 9.27 c 20.42 j 13.59 k
3 8.54 d 21.17 i 15.12 j
4 8.12 e 21.95 h 15.99 i
5 7.83 e 22.45 gh 16.40 h
6 7.18 f 22.92 fg 16.88 g
7 6.87 f 23.13 f 17.01 g
8 6.23 g 23.81 e 17.57 f
9 5.76 h 24.18 de 17.98 e
10 4.23 i 24.74 d 18.83 d
11 3.59 j 25.45 c 19.49 c
12 2.84 k 26.39 b 19.88 b
13 2.28 l 27.51 a 20.90 a
14 2.14 l 27.54 a 21.10 a
15 2.10 l 27.58 a 21.16 a
16 2.09 l 27.63 a 21.21 a
En la Tabla 6, se muestra la comparación de
medias de Tukey aplicada a las pérdidas de peso, de
agua y ganancia de sólidos solubles en función del
tiempo durante el tratamiento osmótico a presión de
vacío. Se aprecia diferencias significativas entre la
cuarta y quinta hora de tratamiento, y no ente la
quinta y sexta. En función a estos resultados, se
decidió escoger cinco horas como tiempo de
tratamiento osmótico a presión de vacío.
Tabla 6. Resultados de la evaluación estadística de
pérdida de peso, pérdida de agua y ganancia de
sólidos solubles en función del tiempo, durante el
tratamiento osmótico a presión de vacío.
Tiempo
(horas)
Valores de Medias
Pérdida de Peso
(%)
Pérdida de Agua
(%)
Ganancia de
Sólidos Solubles
(%)
0.5 13.22 a 23.44 f 8.25 g
0.75 12.38 a 24.17 ef 12.88 f
1 10.65 b 24.53 e 15.83 e
2 8.74 c 27.95 d 19.01 d
3 5.17 d 29.51 c 22.02 c
4 3.41 e 30.93 b 23.36 b
5 2.27 f 32.08 a 24.98 a
6 2.12 f 32.14 a 25.23 a
7 1.98 f 32.21 a 25.75 a
3.4.1 Determinación de la influencia del tipo
de jarabe, concentración y presión de vacío
en la calidad del producto osmodeshidratado Evaluación sensorial: determinación de la
Influencia de la Concentración, Tipo de Jarabe y
Presión del Tratamiento Osmótico.
Influencia de las condiciones de proceso para osmodeshidratar papaya de monte (Carica pubescens L & K)
46
En la Tabla 7 se presentan los resultados de la
evaluación estadística de las mejores muestras
obtenidas en la primera, segunda y tercera etapas de
la evaluación sensorial (ítem 2.4.3 –D). Los jueces
calificaron con el mayor puntaje promedio 65.75 a la
muestra confitada con jarabe de fructosa a 60º Brix y
88.1 KPa; la que fue escogida como el mejor
tratamiento.
Tabla 7. Resultados de la evaluación estadística de los atributos color, sabor, textura y apariencia general de
los mejores tratamientos.
Muestra Rangos Promedio
Presión Jarabe Concentración Color Sabor Textura Apa. General
985 Kpa Fructosa 70 59.5 a 58.0 ab 61.0 a 60.0 ab 59.63
44.1 Kpa Fructosa 60 56.5 a 54.0 b 56.0 a 52.0 b 54.63
88.1 Kpa Fructosa 60 64.0 a 68.0 a 63.0 a 68 a 65.75
Evaluaciones de las Pérdidas de Peso, Agua y
Ganancia de Sólidos Solubles producidos durante el
Tratamiento Osmótico: En la Tabla 8 se presenta los
resultados de la evaluación estadística de la pérdida
de peso. El análisis de variancia en los tres factores:
jarabe, concentración y presión, reportó efectos
significativos sobre la pérdida de peso, durante el
tratamiento osmótico. La prueba de comparación de
medias de Tukey para el factor tipo de jarabe ratificó
los resultados. En el jarabe de sacarosa se observó
una menor pérdida de peso respecto a los demás. En
el factor concentración, se encontró diferencias
significativas entre las muestras evaluadas,
aumentando la pérdida de peso a medida que aumenta
la concentración del jarabe. La pérdida de peso es
mayor en tratamientos a presiones de vació 44.1 y
88.1 KPa respecto a los tratados a presión
atmosférica 985 KPa.
Tabla 8. Resultados de la evaluación estadística de
la pérdida de peso.
Factor Tratamiento Media Agrupación
de Tukey
Glucosa 20.14 a
Jarabe Fructosa 14.33 b
Sacarosa 4.47 c
70 15.77 a
Concentración 60 12.87 b
50 10.31 c
88.1 14.89 a
Presión 44.1 13.28 b
985 10.77 c
En la Tabla 9, se presentan los resultados de la
evaluación estadística de la pérdida de agua.
El ANVA aplicado a los tres factores: jarabe,
concentración y presión, reportó diferencias
significativas en la pérdida de agua, durante el
tratamiento osmótico.
Las comparaciones de medias de Tukey ratificaron
tales diferencias en todos los factores evaluados;
observándose que la muestra con jarabe de glucosa
pierde mayor cantidad de agua.
Asimismo, se visualiza que la pérdida de agua de
las muestras aumenta conforme se incrementan las
concentraciones de los jarabes. El mismo efecto se
puede apreciar en la presión, en el que se dan
mayores pérdidas de agua al aplicar presiones de
vacío en comparación con la presión atmosférica.
Al respecto Torreggiani et al. (1997), refieren que
los intercambios de masa son favorecidos usando
soluciones de alta concentración, incrementándose la
pérdida de agua más que la ganancia de sólidos
solubles.
Tabla 9. Resultados de la evaluación estadística de
la pérdida de agua.
Factor Tratamiento Media Agrupación de
Tukey
Glucosa 56.36 a
Jarabe Fructosa 46.21 b
Sacarosa 38.29 c
70 52.35 a
Concentración 60 47.41 b
50 41.10 c
88.1 51.16 a
Presión 44.1 48.42 b
985 41.28 c
En la Tabla 10 se presentan los resultados de la
evaluación estadística de la ganancia de sólidos
solubles. Los resultados del ANVA indican que los
sólidos solubles durante el tratamiento osmótico de
papaya, se ven afectados significativamente por el
tipo de jarabe, concentración y presión de trabajo.
La prueba de comparación de medias encontró
diferencias significativas en los tres factores
evaluados. La mayor ganancia de sólidos solubles se
obtuvo con el jarabe de fructosa. Al respecto
Torreggiani et al. (1997), refieren que sacáridos de
bajo peso molecular favorecen la ganancia de azúcar,
debido a la alta penetración de sus moléculas.
La mayor ganancia de sólidos solubles reportó la
muestra trabajada a 70º Brix. Por otro lado, se
determinó que al aplicar presiones de vacío se
obtienen mayores ganancias de sólidos solubles
respecto a la presión atmosférica, y que al trabajar
con una presión de vacío de 88.1 KPa la ganancia es
mayor. Fito y Chiralt (1995), manifiestan que durante
la deshidratación osmótica al vacío se incrementa la
Jeny Cornejo A., Américo Guevara P.
An cient. 68(3) 2007, pp. 39-49 47
transferencia de agua sin modificar la ganancia de
azúcares, como consecuencia del mecanismo
hidrodinámico.
Tabla 10. Resultados de la evaluación estadística
de la ganancia de sólidos solubles.
Factor Tratamiento Medi
a
Agrupación de Tukey
Fructosa 31.18 A
Jarabe Glucosa 29.31 B
Sacarosa 28.64 C
70 33.65 A
Concentración 60 30.00 B
50 25.48 C
88.1 32.05 A
Presión 44.1 30.38 B
985 26.70 C
Teniendo en cuenta los resultados obtenidos, se
seleccionó como tratamiento apropiado a las muestras
obtenidas con jarabe de fructosa a 60º Brix y una
presión de vacío de 88.1 KPa.
3.5 Caracterización del producto final En la Tabla 11 se muestra los análisis
fisicoquímicos de la mejor muestra seleccionada de
papaya de monte osmodeshidratada.
El producto reportó una humedad de 22.6% que lo
clasifica como un alimento de humedad intermedia.
Los contenidos de proteína, fibra, ceniza y grasa se
incrementaron relativamente respecto a la materia
prima, como consecuencia del proceso de ósmosis y
secado posterior.
El contenido de sólidos solubles de 54.6, indica
que durante el proceso de ósmosis, se produjo una
difusión del jarabe de fructosa hacia la fruta y a su
vez del agua contenida en la fruta hacia el jarabe
(Chirife, 1986).
Asimismo se aprecia un incremento de los azúcares
reductores en relación con la materia prima. Los
valores de acidez y pH, indican que el producto se
ubica dentro de los alimentos de acidez media
(Arthey y Dernis, 1992).
La vitamina C fue de 31,66 mg/100g, inferior a la
hallada en la materia prima (34.39 mg/100g), debido
a las pérdidas ocasionadas en el proceso.
Tabla 11. Resultados de los análisis fisicoquímicos
de papaya de monte osmodeshidratada.
Componente Contenido
b.h. b.s.
Humedad 22.60 29.20
Proteína 1.21 1.56
Grasa 0.56 0.72
Ceniza 0.70 0.90
Fibra 2.52 3.26
Carbohidratos 72.41 93.56
Sólidos solubles 54.60 -
Azúcares reductores (g/100g) 68.60 -
Acidez titulable (g Ac. cítrico/100 g muestra) 0.47 -
pH 4.64 -
Vitamina C (mg/100g) 31.66 -
En la Figura 5 se presenta la isoterma de adsorción
realizada a 25 ºC, se observa que presentó una curva
de forma tipo III, típica de sustancias cristalinas puras
como la sucrosa. Aplicando el modelo de ajuste de
G.A.B. se obtuvo un valor de monocapa de 8.4412 g
H2O/100 g m.s. Asimismo, el valor del %RMS para
el modelo de G.A.B. fue de 8.97, indicativo de un
buen ajuste de la curva de adsorción según Mc
Laughlin y Magee (1998), quienes consideran que el
%RMS hasta 10% es bueno.
Las curvas de humedad respecto al tiempo de
secado y la de velocidad de secado en función a la
humedad libre, indicaron que el proceso de secado
presentó un período de velocidad decreciente.
Teniendo en cuenta las recomendaciones de
Geankoplis (1986), se graficó Ln ((Xs-Xe)/(Xsc-Xe))
versus tiempo de secado, obteniéndose una línea
recta, indicando que el fenómeno de transferencia de
humedad se da por difusividad. Realizados los
cálculos respectivos en la mejor muestra, se
determinó que el tiempo de secado con aire caliente
fue de 3.12 horas para obtener un producto final con
una humedad de 22.6%.
FIGURA 16 : ISOTERMA DE ADSORCIÓN A 25ºC DE PAPAYA DE MONTE "AREQUIPEÑA"
OSMODESHIDRATADA
0,0
10,0
20,0
30,0
40,0
50,0
60,0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1Aw
Hu
med
ad
de
Eq
uil
ibri
o (
g a
gu
a/1
00 g
m.s
.)
Experimental
G.A.B.
Figura 5. Isoterma de adsorción a 25 ºC de papaya
de monte Arequipeña osmodeshidratada.
3.6 Almacenamiento En la Tabla 12 se reportan los resultados de los
análisis fisicoquímicos del mejor tratamiento
almacenado durante 60 días a temperatura ambiente.
Como se visualiza, los contenidos de humedad y
vitamina C de las muestras empacadas en laminados
tienden a permanecer estables, en comparación a las
envasadas en polipropileno
que varía en el transcurso del
almacenamiento.
Al respecto Cheftel et al. (1980), refieren que la
vitamina C puede ser destruida por oxidación la que
no se produce en medio ácido pero se cataliza por la
luz.
En términos generales en los empaques laminados
las variaciones fisicoquímicas son mínimas, debido a
su conformación: aluminio, poliestireno y polietileno
que protege a los alimentos de los factores externos
causantes de deterioro.
En la Tabla 13 se muestran los resultados de los
análisis microbiológicos del mejor tratamiento
almacenado durante 60 días. Se aprecia que los
resultados fueron negativos.
Influencia de las condiciones de proceso para osmodeshidratar papaya de monte (Carica pubescens L & K)
48
Al respecto Mossel y Quevedo (1987), indican
recuentos para aerobios mesófilos viables entre 102 a
4 x 106 UFC/g y para mohos y levaduras 10
4 y 10
3
UFC/g. El resultado obtenido es indicativo de las
buenas prácticas de manufactura durante el proceso
tecnológico.
Tabla 12. Resultados de los análisis fisicoquímicos de papaya de monte osmodeshidratada durante el
almacenamiento.
Componente 0 Días 30 Días 60 Días
Laminado Polipropileno Laminado Polipropileno
Humedad % 22.60 22.61 23.73 22.63 24.31
Grasa % 0.56 0.47 0.09 1.14 0.33
Fibra % 2.52 2.74 2.51 2.93 2.89
Ceniza % 0.70 0.95 0.68 0.56 0.58
Proteína % 1.21 1.35 1.09 1.69 1.74
Carbohidratos % 72.41 71.86 71.90 71.05 70.15
pH 4.64 4.52 4.62 4.46 4.59
Acidez (g Ac. Cítrico/100 g muestra) 0.47 0.50 0.52 0.51 0.54
º Brix 54.6 54.0 51.0 53.0 50.2
Azúcares Reductores (g/100g) 68.60 67.84 56.68 65.20 50.92
Vitamina C (mg/100g) 31.66 29.51 25.78 28.36 21.90
Tabla 13. Resultados de los análisis microbiológicos de papaya de monte osmodeshidratada durante el
almacenamiento.
Muestra
0 Días
Número de Aerobios
Mesófilos Viables (UFC/g)
Número de Mohos y
Levaduras (UFC/g)
30 Días 60 Días 30 Días 60 Días
Laminado 10 10 10 100 100
Polipropilen
o 10 10 10 100 100
4. Conclusiones
El flujo de operaciones recomendado para obtener
papaya de monte osmodeshidratada es: selección-
clasificación, lavado-desinfectado, pelado químico,
lavado, cortado-despepitado, lavado, precocción (8
minutos a temperatura de ebullición), inmersión en
jarabe, drenado, lavado, secado y envasado.
Para osmodeshidratar papaya de monte, la fruta
debe estar madura y reunir las siguientes
características: color amarillo claro de la pared
celular, sólidos solubles 5.3 - 5.8º Brix y 2.3 - 2.9 Kf-
F de penetración.
En el pelado de la fruta, se obtuvieron mejores
resultados, utilizando 6% de hidróxido de sodio a
temperatura de ebullición por 5 minutos; bajo estas
condiciones se obtuvo el mejor rendimiento (85.68%)
y presentación.
El mejor tratamiento osmótico fue llevado a cabo a
presión de vació de 88.1KPa, utilizando jarabe de
fructosa a 60º Brix por 5 horas.
El producto obtenido reportó las siguientes
características en porcentaje: humedad 22.6, proteína
1.21, grasa 0.56, ceniza 0.70, fibra 2.52,
carbohidratos 72.41, sólidos solubles 54.60, azúcares
reductores 68.60, acidez (ácido cítrico) 0.47, pH 4.64,
vitamina C 31.66 mg/100g y valor de monocapa
8.4412 g H2O/100 g m.s. correspondiente a una
actividad de agua de 0.53.
Las muestras envasadas en laminados, durante el
almacenamiento mostraron mayor estabilidad
fisicoquímica y microbiológica.
5. Referencias bibliográficas
A.O.A.O. 1995. Oficial Methods of Analysis of the
Association the Official Agricultural Chemists. De
Board. U.S.A.
ANZALDÚA, A. 1994. La Evaluación Sensorial de
los Alimentos en la Teoría y la Práctica. Editorial
Acribia. Zaragoza-España.
ARTHEY, D.; DENNIS, C. 1992. Procesado de
Hortalizas. Editorial Acribia. Zaragoza-España.
BARBOSA, C. y WELTI-CHANES, J. 1995. Food
Preservation by Moisture Control. Fundamentals
and Applications. U.S.A.
BELL, L. y LABUZA, T. 2000. Moisture Sorption.
Practical Aspects of Isotherm Measuremente and
Use. Second Edition. U.S.A.
CHAFER, M.; ORTOLA, M.; CHIRALT, A.; FITO,
P. 2000. Aprovechamiento de la Corteza de
Cítricos Mediante Deshidratación Osmótica con
Pulso de Vacío. Revista Alimentación Equipos y
Tecnología. España.
Jeny Cornejo A., Américo Guevara P.
An cient. 68(3) 2007, pp. 39-49 49
CHEFTEL, J. y CHEFTEL, H. 1980. Introducción a
la Bioquímica y Tecnología de los Alimentos. Vol.
1. Editorial Acribia. Zaragoza-España.
CHIRIFE, J. 1986. Principios de la Deshidratación
Osmótica de Frutas. Curso en Perfeccionamiento
en Ciencia y Tecnología de Alimentos.
Universidad Santiago de Chile. Chile.
CONCHA, J. 2001. Obtención de Polvo de Papaya de
Monte (Carica pubecens). Tesis para optar el
Grado de Magister Scientiae. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima-Perú.
FITO, P.; CHIRALT, A. 1995. An Update on
Vacuum Osmotic Dehydration. Universidad
Politécnica de Valencia. Spain.
GEANKOPLIS, C. 1986. Procesos de Transporte y
Operaciones Unitarias. Compañía Editorial
Continental. S.A. México.
GUEVARA, A. y CACHO, R. 1993. Fruta Confitada,
Néctar y Fruta en Almíbar. Facultad de Industrias
Alimentarias-TTA. UNALM. Lima –Perú.
ICMSF. 1986. Internacional .Comission
Microbiological Specifications Foods. Editorial
Acribia. Zaragoza-España.
IWAMOTO, C. 1995. Estudio de la Influencia de
Enzimas en la Obtención de Jarabe de Malta de
Cebada (Hordeum vulgare). Tesis para optar el
Título de Ingeniero en Industrias Alimentarias.
Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima-
Perú.
KASAHARA, G. 1986. Tópicos en Transferencia de
Calor y Propiedades Termofísicas en Refrigeración
y Congelación de Alimentos. Editora. Imprenta
Naval. Universidad Católica de Valparaiso-Chile.
Facultad de Recursos Naturales Escuela de
Alimentos. Chile.
LOPEZ, O.; SERNA, L.; MORALES, J. 1998.
Deshidratación Osmótica de la Mora. Segundo
Seminario Frutales de Clima Frío Moderado.
Centro de Desarrollo Tecnológico de Frutales.
Colombia.
Mc. LAUGHLIN, C.; MAGEE, T. 1998. The
Determination of Sorption Isotherm and the
Isosteric Heats of Sorption for Potatoes. Journal of
Food Science. Vol. 35. U.S.A.
MENDOZA, F. 1993. Evaluación y Optimización del
Tratamiento Térmico en una Crema a Base de
Olluco (Ullucus tubero sus Loz) enlatada. Tesis
para optar el Título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima-Perú.
MOSSEL, D.; QUEVEDO, F. 1987. Control
microbiológico de los alimentos. Central de
Enseñanza e Investigación Bacteriológica
Alimentaria. Editorial CLEIBA. Universidad
Nacional de San Marcos. Lima-Perú.
PANTASTICO, B. 1984. Fisiología de la Post
Recolección de Manejo y Utilización de Frutas y
Hortalizas Tropicales y Subtropicales. Compañía
Editorial Continental. S.A. México.
PEDRERO, D.; PANGBORN, R. 1996. Evaluación
Sensorial de los Alimentos. Métodos Analíticos.
Editorial Alhambra. Mexico.
SALAZAR, L. 1999. Obtención de Carambola
(Averrhoa carambola L.) Deshidratado por
Osmosis. Tesis para optar el Título de Ingeniero en
Industrias Alimentarias. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima-Perú.
SARAVACOS, G.; TSIOURVAS, D.; TSAMI, E.
1986. Effect of temperature on the water adsorption
isotherms of sultana raisins. Journal of Food
Science. Vol. 51. Nº2. U.S.A.
STEEL, R. y TORRIE, J. 1997. Bioestadística:
Principios y Procedimientos. Segunda Edición.
Editorial McGrau-Hill. U.S.A.
TORREGGIANI, D.; MALTINI, E.; FONI, E. 1997.
Osmotic Pretreatments: A New Way to Directly
Formulate Fruit and Vegetable Ingredients.
Dipartimento di Scienze Alimentari. Università di
Udine. Italy.
VARGAS, M. 1987. Estudio Químico de la Especie
(Carica papaya arequipensis) fresca. Tesis para
optar el Título de Ingeniero Químico. Universidad
Nacional San Agustín. Arequipa-Perú.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 09/01/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 11/06/2007
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a
partir de dos variedades de manì (Arachis hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v.
Colec I-95/50
Gloria Pascual Ch. 1, Selim Molina S.
2
Resumen
Se determinó los parámetros de extracción de aceite de 2 variedades distintas de maní (Arachis hypogaea): Casma
Italiano y Colec I-95/50, mediante pruebas de extracción mecánica y por solventes. Se encontró que para ambas
variedades el diámetro promedio de las partículas óptimo antes de la extracción por prensado fue de 0.0522
pulgadas. La mayor cantidad de aceite extraído de la variedad Casma Italiano se obtuvo a una temperatura de
tratamiento térmico de 105 ºC, durante 30 minutos, razón por la cual la cual se procedió a utilizar ésta temperatura
para calentar la variedad Colec I-95/50. Las extracciones realizadas a diferentes porcentajes de humedad, arrojaron
un máximo de rendimiento de 28%, en ambas variedades, a la humedad de 11% (base húmeda) de semilla
descascarada, descuticulada con 0.0522 pulgadas de diámetro y 105 ºC de calentamiento. Se realizó la extracción
por solvente (hexano), de las semillas acondicionadas, obteniéndose en ambas variedades una total extracción de la
grasa en los 40 minutos de iniciado el proceso. Los análisis fisico químicos del aceite crudo de ambas variedades
mostraron similares resultados. La composición en ácidos grasos determinada por cromatografía de gases reveló un
alto grado de insaturación destacando el ácido oleico (40.76% en el aceite de maní Casma Italiano y 51.68% en el
aceite de maní Colec I-95/50) seguido del ácido linoleico (36.40% en el aceite de maní Casma Italiano y 28.82% en
el aceite de maní Colec I-95/50). Entre los ácidos grasos saturados el de mayor porcentaje fue el ácido palmítico
(10.43% en el aceite de maní Casma Italiano y 9.46% en el aceite de maní Colec I-95/50).
Palabras clave: Maní, aceite, extracción, composición, ácidos grasos.
Abstract
We evaluated characteristics, composition and extraction of two peanut kernel crude oils: Casma Italiano, and
COLEC I-95/50. Oil extraction was assayed by mechanic and solvent extraction. Three different parameters of pre-
treatment to the extraction were needed: temperature, size of particle and humidity. In hydraulic pressing, the
kernels were crushed and heated under 400 kg/cm² steam pressure for about 40 minutes. The size of particle for two
peanut kernels was stabilized at 11% moisture and pressed at 105 ºC. Oil extracted of beans was of 28%. The
solvent extraction method involved milling of the kernel and dissolving in hexane. Oil fatty acids composition
determinated by gas chromatography revealed a high degree of insaturacion, oleic acid was remarked, and linoleic
acid. Physical and chemical character stics of both beans and oils were chuck word similar to another peanut beans
and oils.
Key words: Peanut kernel, oil, extraction, compositium, fatty acids.
1. Introducción
La economía de los aceites y grasas en el Perú
arrastra el problema de no satisfacer la demanda
creciente debido a la poca disposición de materia
prima.
El Perú, es un país que ha venido importando
grandes cantidades de aceites y grasas en general en
muchos años, situación que podría revertirse si se
difundiera masivamente cultivos potencialmente
productores de insumos oleaginosos, entre ellos el
maní.
Estudios realizados demuestran que el porcentaje
de aceite en la semilla de maní (40-45%) es mayor al
de la soya (16-19%) así como a otras oleaginosas
como el girasol (32-45%) y el cártamo (30-45%).
Además, este aceite presenta un alto contenido de
ácidos grasos insaturados por lo que es considerado
bajo en colesterol.
1 Facultad de Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail:
[email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.
Nuestro país cuenta con las condiciones
edafoclimáticas necesarias para el cultivo de maní,
por lo cual es importante y necesario el aporte de éste
trabajo para de ésta manera poder contribuir con
información útil al productor de aceite, y a la vez
reflejar el esfuerzo que se realiza en el mejoramiento
de la semilla de maní a través del Instituto Nacional
de Investigación y Extensión Agraria (INIEA).
Los objetivos del presente trabajo de investigación
fueron:
- Determinar los parámetros de extracción mecánica
y por solventes de aceite a partir de 2 variedades de
maní a nivel planta piloto.
- Determinación de la calidad y características del
aceite crudo de ambas variedades de maní.
2. Materiales y métodos
Los ensayos experimentales se llevaron a cabo en
las instalaciones de los Laboratorios de Análisis de
Alimentos e Instrumentación de la Facultad de
Industrias Alimentarias y el Laboratorio de
Resistencia de Materiales de la Facultad de Ingeniería
Agrícola de la Universidad Nacional Agraria La
Molina, Lima y, en el Laboratorio de Química del
Instituto Tecnológico Pesquero del Perú (ITP).
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
51
2.1 Materia prima
Se trabajó con 2 variedades de semillas de maní
(Arachis hypogaea): Casma Italiano (Tipo
Ayacuchano), procedente de un mercado local y,
Maní (Colec I-95/50), procedente de la Estación
Experimental Donoso del Instituto Nacional de
Investigación y Extensión Agraria (INIEA) ubicado
en la ciudad de Huaral, provincia de Lima.
2.1.1 Materiales y equipos
a. Materiales
Mesas de trabajo, tamices serie ASTM, tela
filtrante, probetas de vidrio de 100 ml, matraz
kitasato de 100 ml. para filtración al vacío, papel
filtro Whatman Nº 2, bolsas plásticas de polietileno;
matraces de 50, 125 y 250 ml, buretas de 25 ml,
pipetas de 5 y 10 ml, cápsulas de porcelana,
campanas desecadoras, termómetros, termómetro
digital, balones con tapa esmerilada, papel filtro
Whatman Nº 40, placas de vidrio y de metal, peras
decantadoras, vasos de precipitado.
b. Equipos
Balanza marca PENN SCALZ. MF6.COING
(Capacidad: 9 kg Philadelphia P.A.); Bomba de
vacío. VACUUBRAND MEZ; Estufa eléctrica
marca HERAUS KT 500; Molino de Discos
(manual); Tamices ASTM TYLER; Prensa hidráulica
marca APEX (Presión máxima 400 kg/cm² y
capacidad 1 kg); Zaranda vibratoria (SOILTESTCL-
390-K); Balanza eléctrica marca AND FR-300 MK II
(Capacidad: 310 g d=0.1 mg Voltios: 110 v.);
Campana extractora EL; Cocina con termostato;
Congelador; Cromatógrafo de gases PERKIN
ELMER; Cronómetro; Digestor semi micro Kjeldahl;
Marca JP Selecta; Digestor de fibra cruda marca
GERHARDT; Equipo Soxhlet de laboratorio; Equipo
de baño maría VVVR BRAND (Circulación de agua
13LI.); Licuadora eléctrica; Mufla Eléctrica Marca
LMIM (Modelo LR-201/A); Refractómetro de mesa
AUSJENA (Modelo I); Refrigerador.
2.1.2 Métodos analíticos de control
a. De la materia prima y la torta
Las semillas de maní y la torta residual fueron
sometidos a los siguientes análisis:
Humedad: Método AOAC-1990 925.40.
Proteína: Método AOAC-1990 984.13.
Fibra Cruda: Método AOAC-1990.
Grasa Total: Método AOAC-1990 948.22.
Cenizas: Método AOAC-1990 950.49.
Carbohidratos: Se determinó por diferencia.
b. Del aceite extraído
Para análisis del aceite obtenido se utilizaron los
siguientes métodos:
Humedad: Método AOAC-1990 984.20.
Índice de Acidez: Método AOAC-1990 940.28.
Índice de Yodo: Método AOAC-1990 920-159.
Índice de Peróxido: Método AOAC-1990 965.33.
Índice de refracción: Método AOAC-1990 921-08-
c.
Densidad: Método AOAC-1990 920-212.
Materia insaponificable: Método AOAC-1990 933-
08.
Determinación de ácidos grasos por cromatografía
de gases: Método de ensayo LABS-ITP-FQ-002-98,
Rev. 4, 2003. Método validado por el Laboratorio
Físico-Químico LABS-ITP.
Punto de humo: Método sugerido por
Mehlenbacher (1970).
Prueba del frío: American Oil Chemists´ Society.
Official and Tentative Methods. Cc 11-42. Método
sugerido por Madrid (1997).
2.2 Metodología experimental
2.2.1 Extracción del aceite de maní
El diseño experimental para la extracción de aceite
para las 2 variedades de maní mediante prensado
hidráulico, se realizó de acuerdo a los flujos
mostrados en la Figura 1 y Figura 2.
Pesado. Las dos variedades de maní una vez
recepcionadas, fueron pesadas en una Balanza
MARCA PENN SCALZ (capacidad 9 kg).
Descascarado. El descascarado del maní, consistió en
la separación de la cáscara de las semillas, se realizó
mediante golpe utilizando un combo de madera. Esta
etapa no se realizó para el caso de la variedad Casma
Italiano (ayacuchano) debido a que fue adquirido ya
descascarado.
Limpieza y selección. Se realizó manualmente
tomando las semillas en buen estado. La limpieza
implicó la separación de piedras, pajas, metales, etc.
Descuticulado. Se procedió a llevar las semillas a un
secador de túnel, y luego calentarlas a 80 ºC por
alrededor de 45 minutos, de modo, que la cutícula
pueda ser retirada posteriormente, de forma manual,
sin deteriorar el aceite de la semilla.
Molienda. Los granos descuticulados fueron
triturados en una moledora manual de tornillo sin fin,
con la finalidad de reducir el tamaño de partícula y
facilitar el drenaje del aceite durante la extracción.
Los diferentes tamaños de partículas, se clasificaron,
mediante Tamices marca TYLER en un Zaranda
Vibratoria marca SOILTEST por un tiempo de 4
minutos.
Acondicionamiento. Los diferentes tamaños de
partículas, se calentaron a cocción, en una Estufa
marca HERAUSK KT 500, a las temperaturas de 95
y 105ºC durante 30 minutos, con la finalidad de
obtener un mayor rendimiento de aceite durante la
extracción. Estas partículas se acondicionaron a
humedades de 9, 11 y 13%, mediante la agregación
de agua caliente, para lo cual se utilizó la siguiente
fórmula:
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de dos variedades de manì (Arachis
hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-95/50
An cient. 68(3) 2007, pp. 50-57
52
Prensado. Esta operación se realizó utilizando una
prensa hidráulica APEX, capacidad 1 kg. La cual
tiene una presión máxima de de trabajo de 400
kg/cm², a la cual se llegó aumentando la presión de
100 en 100 kg/cm² por cada 10 minutos de drenado.
El prensado se realizó en caliente (95 y 105 ºC),
obteniéndose en el mejor ensayo un chorro continuo
de aceite, el aceite extraído se recogió en una probeta
graduada, con el fin de calcular el rendimiento y la
velocidad de drenaje del aceite. Todas las
combinaciones de extracción (tamaño, temperatura y
humedad) se realizaron por triplicado.
Extracción por solventes. Los diferentes tamaños de
partícula obtenidos en la molienda y tamizado, fueron
acondicionados, para posteriormente realizar la
extracción por solventes en un equipo Soxhlet
utilizando como solvente hexano químicamente puro.
El flujo experimental para la extracción por solventes
para las dos variedades de maní se muestra en la
Figura 3.
4. Resultados y discusión
4.1 De la materia prima
En la Tabla 1, se muestra las características físicas
de las dos variedades de maní.
Tabla 1. Características físicas de las 2 variedades
de maní.
Características físicas Casma
italiano
Colec 1-
95/50
Color de Cutícula
Peso de 100 semillas (gr.)
Diámetro mayor del grano (cm.)
Tamaño
Relación Vaina-Grano
(%)
Rojo
64.4
0.8
Mediano
--
Rojo Claro
99
1.1
Grande
72
En las Tablas 2 y 3 se muestra la composición
química de los granos de ambas variedades.
Tabla 2. Composición química del grano de maní
Casma Italiano (tipo ayacuchano) (sin cáscara).
Componentes Base húmeda
( % )
Base seca
( % )
Humedad
Proteína
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
8.59
25.3
50.13
2.84
2.71
10.43
----
27.68
54.84
3.11
2.96
11.41
Total 100 --
Tabla 3. Composición química del grano de maní
colec I-95/50 (sin cáscara).
Componentes Base húmeda
( % )
Base seca
( % )
Humedad
Proteína
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
6.23
26.07
53.45
1.48
2.7
10.07
----
27.80
57
1.58
2.88
10.74
Total 100 --
Se puede apreciar que el contenido de humedad de
ambas variedades está en el rango reportado por
Camarena y Montalvo (1994) que indica que el
trillado se debe realizar cuando la humedad de los
frutos de la planta de maní es de un 8 ó 10% para su
posterior descascarado y almacenaje.
4.2 Análisis granulométrico Se han considerado en el presente trabajo de
investigación cuatro tipos de Molienda, utilizando
tamices de denominación ASTM 20, 16, 14, y 8.
Los nombres adoptados para los diferentes tipos de
molienda, se basan en las normas de la A.S.T.M. la
cual especifica de que la serie A.S.T.M. (American
Society for Testing and Materials) gruesa de razón √2
comienza en el tamiz de 1.05 pulgadas de abertura y
termina en el de 0.0328 pulgadas. La serie fina,
comienza con la abertura de 0.0226 pulgadas termina
con la de 0.0029 pulgadas. (Vian y Ocón, 1969,
citado por Núñez, 1976)
Tabla 4. Tamaños de las partículas obtenidas en la molienda de las 2 variedades de maní.
Tipo de Molienda
Nº de Malla
(ASTM)
Diámetro de Malla
(pulgadas)
Diámetro Promedio
de Partícula
(pulgadas) Atraviesa Retenida Atraviesa Retenida
Extragruesa
Gruesa
Media
Fina
8
14
16
20
14
16
20
---
0.0937
0.0555
0.0489
0.0331
0.0555
0.0489
0.0331
---
0.0746
0.0522
0.0410
menor a 0.0331
Para el proceso de extracción, se procedió a
subdividir la serie gruesa en: extragruesa, gruesa, y
media.
Debido a la naturaleza grasosa del producto, no fue
posible obtener suficiente cantidad de molienda fina.
Además, su consistencia pulverulenta, dificultaría el
prensado ya que la muestra escaparía por los orificios
de la prensa por donde sale el aceite.
4.3 Acondicionamiento y extracción de aceite
de maní Casma italiano (tipo Ayacuchano) Los diferentes tamaños de partícula de la variedad
Casma Italiano fueron acondicionados a las
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
53
temperaturas de 95 y 105 ºC y a las humedades de 9,
11 y 13%, y sometidos a extracción a una presión
máxima de 400 kg/cm² a un mismo tiempo de
drenaje.
Los resultados de extracción se muestran en las
Tablas 5, 6, 7, 8, 9, y 10.
Tabla 5. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 9% (b.h.) y
temperatura de 95 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
5.6
8.8
12
14.4
12.4
16.4
22.8
25.6
7.6
13.6
18.4
22
Tabla 6. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 11% (b.h.) y
temperatura de 95 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
6.8
13.6
18
21.6
15.6
21.6
26
28.4
13.6
20.8
25.2
28
Tabla 7. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 13% (b.h.) y
temperatura de 95 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de
drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
6
9.6
12.4
15.2
10
15.2
19.6
23.2
8.8
16.8
22.8
26.4
Se puede apreciar que de las extracciones a 95 ºC
y 105 ºC de temperatura, los porcentajes de aceite
extraídos de tamaños gruesos y humedades de 11%
son similares en ambos casos (28.4% y 28%
respectivamente).
Es por eso, que para elegir la temperatura más
conveniente, se procedió a sacar un promedio de
todos los rendimientos de extracción para cada
temperatura.
Tabla 8. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 9% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
6
10.4
14.4
18
7.6
13.6
20
24
6.8
12.4
16.8
20.4
Tabla 9. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 11% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
10
16.8
21.2
25.2
13.6
20
24.4
28
11.6
18.8
24
26.4
Tabla 10. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 13% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(% )
10
20
30
40
6.8
13.6
18
21.6
12
19.2
23.2
26.4
10.4
15.6
20.8
24.8
Se puede observar que las partículas Extragruesas,
Gruesas, y Medias acondicionadas a 95 ºC de
temperatura, humedades de 9, 11 y 13% (b.h.), y 40
minutos de drenaje proporcionan en promedio un
porcentaje de aceite extraído de 22.76% en base
húmeda.
Mientras que las partículas extragruesas, gruesas, y
medias acondicionadas a 105 ºC de temperatura,
humedades de 9, 11 y 13% (b.h.), y 40 minutos de
drenaje presentaron en promedio un porcentaje de
aceite extraído de 23.87% en base húmeda existiendo
una diferencia de 1.11% de rendimiento de aceite
extraído entre ambas temperaturas de
acondicionamiento Las partículas gruesas y medias
acondicionadas a 105 ºC presentan un porcentaje de
aceite extraído de 28% y 26.4% respectivamente a la
humedad de 11%.
En cambio, a la humedad de 13%, las partículas
gruesas tienen un rendimiento de 26.4% y las
partículas medias 24.8%.
Mientras que, las partículas Extragruesas presentan
un rendimiento de aceite extraído en un promedio de
21.6% a los 40 minutos de drenaje, el cual es mucho
menor que las dos moliendas anteriores (gruesas y
medianas).
4.4 Acondicionamiento y extracción de aceite
de maní COLEC I– 95/50
Para la extracción de aceite de MANÍ COLEC I-
95/50, se procedió a acondicionar los diferentes
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de dos variedades de manì (Arachis
hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-95/50
An cient. 68(3) 2007, pp. 50-57
54
tamaños de partícula a la temperatura de 105 ºC (por
ser la que mayor rendimiento de aceite se obtuvo con
la variedad anterior). Los resultados se muestran en
las Tablas 11, 12 y 13.
Tabla 11. Rendimiento de prensado del aceite de
maní colec i-95/50 con humedad de 9% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extra
gruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
8
12.4
15.6
18.8
7.6
13.6
18.8
21.2
9.2
15.6
20
24
Tabla 12. Rendimiento de prensado del aceite de
maní colec i-95/50 con humedad de 11% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extra
gruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
10.8
16
20.8
24.8
12.4
18.8
24
28
11.6
16.4
20.8
26.8
Tabla 13. Rendimiento de prensado del aceite de
maní colec I-95/50 con humedad de 13% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extra
gruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
8.8
13.2
16.8
20.4
11.6
19.2
23.6
26.8
10.4
17.2
22
25.6
Para esta variedad, la extracción, se obtuvo que las
partículas Extragruesas, gruesas y medias,
humedades 9, 11 y 13% y 40 minutos de drenaje,
presentaron un promedio de aceite extraído de 24%,
ligeramente mayor al obtenido en la extracción de
aceite del maní Casma Italiano (23.87%).
El hecho de que no se obtuviera un mayor
rendimiento en la extracción de aceite del maní
COLEC I-95/50, se debe a factores como la
eficiencia de la prensa hidráulica, que según U. de
Lima (1987), es del tipo prensa abierta puesto que el
maní se encuentra encerrado dentro de una tela a
modo de filtro lo que hace que no se pueda trabajar a
presiones superiores a diferencia de las prensas
cerradas, que son más apropiadas para semillas de
alto contenido de aceite como el maní.
Las partículas gruesas y medias de maní COLEC I-
95/50, presentan un porcentaje de aceite extraído a
los 40 minutos de drenaje de 28% y 26.8% a una
humedad de 11%.
Mientras que a la humedad de 13% las partículas
gruesas tienen un rendimiento en aceite a los 40
minutos de drenaje de 26.8% y las medias de 25.6%.
Por otro lado, las partículas extragruesas arrojan un
rendimiento promedio de 21.33% a un tiempo de 40
minutos de drenaje. Todos los rendimientos de aceite
extraídos están expresados en base húmeda.
Bernardini, (1981), afirma que para obtener el
máximo rendimiento de aceite de maní, en un
prensado continuo, se tiene que calentar la semilla y
al mismo tiempo aumentar su humedad hasta
aproximadamente el 15%, y rebajándola
seguidamente hasta alcanzar valores próximos al 10-
11%.
En el presente trabajo de investigación, las
humedades con las que se obtuvo mayor rendimiento
de aceite extraído para las 2 variedades, con ambas
temperaturas de acondicionamiento (95 y 105 ºC),
fueron 11% y 13%. Estas humedades,
correspondientes para un prensado discontinuo tienen
cierta similitud con lo anteriormente afirmado.
Anteriormente, se hicieron pruebas preliminares
con humedades por debajo de 9% y por encima de
15% en las cuales hubo mayor dificultad de drenado
de aceite debido a excesiva sequedad y excesiva
cantidad de agua, respectivamente.
En la Tabla 14 se muestran las características
físico-químicas de los aceites crudos de las dos
variedades de maní.
Tabla 14. Características físico-químicas del aceite crudo de maní Casma italiano y maní Colec I – 95/50.
DETERMINACIÓN Maní Casma Italiano Maní COLEC I-95/50
Humedad (%)
Índice de Acidez (mg KOH / g de aceite)*
% a.g.l.
Índice de Iodo – Wijs
Índice de Peróxido(meq.O2 / kg. de aceite)
Materia Insaponificable– (%)
Índice de Refracción – 15 ºC
Densidad (g/c.c.) – 20 ºC
Prueba de Frío
Punto de Humo (ºC)
Color (U. rojo Lovibond)
0.105
0.3622
0.1821
95.51
2.82
0.57
1.4705
0.9146
Positiva
165
0.2704
0.09
0.5594
0.2802
91.36
1.5
0.49
1.4724
0.9
Positiva
172
0.6684
Expresado en términos de ácido oleico
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
55
El índice de acidez fue de 0.3622 y 0.5594 mg de
KOH / g de aceite para las variedades Casma Italiano
y Colec I-95/50 respectivamente. Ninguno de éstos
valores superó el límite de calidad para que un aceite
crudo sea refinado, el cual según FAO (1992) es de
1.98% a.g.l., con lo cual ambos aceites presentan
buena calidad.
El índice de iodo es una medida de la insaturación
de los aceites y grasas y se define como la cantidad
de gramos de yodo que son absorbidos por 100 gr. de
grasa. Esta es una propiedad característica de los
ácidos grasos que poseen doble ligadura, es decir de
la serie oleica (ácido graso predominante en el aceite
de maní), el linoleico, linolénico, etc. Los índices de
yodo encontrados en ambos aceites se acercan al
valor reportado por Mehlenbacher (1979), lo cual
indica su alta capacidad de halogenación.
Según FAO (1992), el límite permitido es de 10
meq O2 / kg de aceite para el índice de peróxido de un
aceite vegetal. En ambas variedades se encontró que
el índice de peróxido se encuentra por debajo de ésta
cantidad, con lo cual el aceite extraído de ambas
variedades presenta un nivel bajo de rancidez
oxidativa.
Según Lawson (1999), el índice de refracción es
muy útil para fines de identificación, comprobación
de la pureza y observación del progreso de reacciones
como la hidrogenación catalítica. Los índices de
refracción de los aceites de maní furon de 1.4705 y
1.4724 para las variedades Casma Italiano y Colec I-
95/50 respectivamente, los cuales se encuentran
dentro del rango reportado por Mehlenbacher (1979)
para un aceite crudo de maní de buena calidad.
Según U. de Lima (1987), la determinación de la
densidad es de gran utilidad para detectar
adulteraciones, pues la no conformidad del peso
específico indica una adulteración aún cuando la
conformidad no confirma en ningún caso la pureza
del aceite. Las densidades de ambos aceites se
encuentran en el rango reportado por Mehlenbacher
(1979) para el aceite de maní: 0.917-0.921g /c.c.
Según Madrid (1997), la determinación del punto
de frío es de mucha importancia sobre todo para los
procesos de desmargarización. Ambas muestras de
aceite dieron positivo, puesto que hubo
enturbiamiento del aceite y una posterior formación
de cristales.
Según Mehlenbacher (1979), el punto de humo es
un criterio de cierta importancia empleado
especialmente para el refrito de las grasas. El punto
de humo de los aceites de ambas variedades se
encuentran dentro del rango de temperaturas
establecido por Kirk y Othmer (1962) para un
porcentaje de ácidos grasos libres de 0.1 – 1, los
cuales concuerdan con los % de ácidos grasos libres
determinados por análisis.
En términos generales, mediante las expresiones
numéricas obtenidas por espectrofotometría, tanto el
aceite de maní Casma Italiano, como el aceite de
maní Colec I-95/50 son de intensidad débil.
En la Tabla 15, se muestran la composición de los
ácidos grasos de los aceites de las 2 variedades de
maní en estudio determinadas por cromatografía de
gases.
Tabla 15. Composición de los ácidos grasos del
aceite crudo de maní: cv casma italiano y Colec I-
95/50.
Compuestos Maní casma
italiano (%)
Maní colec
I – 95/50(%)
Ácido palmítico. 10.43 9.46
Ácido oleico. 40.76 51.68
Ácido linoleico.. 36.40 28.82
Ácido α-linolenico 0.08 0.06
Ácido esteárico. 3.45 3.28
Ácido palmitoléico 0.04 1.19
Ácido araquídico 1.64 1.48
Ácido behénico 4.02 2.68
Ácido lignocérico 1.58 1.20
Existe una diferencia significativa en la proporción
del ácido oleico entre los aceites de las variedades de
maní, siendo el aceite de maní Colec I-95/50
(51.68%) el que se encuentra en mayor cantidad que
el de Casma Italiano (40.76%), estando ambos por
debajo del rango determinado para el aceite de oliva
(65-85), pero siendo igualmente grandes aportadores
de éste ácido graso monoinsaturado tan beneficioso
para la salud. Ambas variedades contienen una
significativa cantidad de ácido graso esencial
linoleico, siendo el maní Casma Italiano (36.40%)
con un mayor porcentaje que el maní Colec I-95/50
(28.82%), pudiendo aprovecharse ambos como fuente
de energía para la alimentación humana.
4.5 Características de las tortas de prensado En las Tablas 16 y 17, se muestran los resultados
del análisis proximal realizado a las tortas de maní
después de realizado el prensado a 105 ºC y 11% de
humedad. Según Jacquot (1959), la composición de
las tortas de maní dependen del procedimiento de
extracción del aceite.
Tabla 16. Composición química de la torta de
maní casma italiano después del prensado.
Componentes Base húmeda (%) Base seca (%)
Humedad
Proteína
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
10.44
52.03
17.49
3.07
3.71
13.26
----
58.10
19.53
3.43
4.14
14.81
Total 100 --
Tabla 17. Composición química de la torta de
maní Colec I-95/50 después del prensado.
Componentes Base húmeda (%) Base seca (%)
Humedad
Proteína
Grasa
9.13
45.47
23.77
----
50.04
26.16
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de dos variedades de manì (Arachis
hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-95/50
An cient. 68(3) 2007, pp. 50-57
56
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
3.05
3.93
14.65
3.36
4.32
16.12
Total 100 --
En los resultados obtenidos se puede apreciar que
existe aún una apreciable cantidad de aceite residual
en las tortas de prensado de ambas variedades
(17.49% de aceite en la torta de maní Casma Italiano
y 23.77% de aceite en la torta de maní Colec I-95/50)
debido a que la permeabilidad al flujo de aceite de las
paredes celulares de ambas variedades durante la
extracción no permite un drenado mucho mayor.
Los diferentes tamaños de molienda de las 2
variedades de maní fueron acondicionados a la
humedad de 11% por ser ésta con la que se obtuvo un
mayor rendimiento de aceite y, posteriormente,
llevadas a extracción en un equipo Soxhlet utilizando
como solvente hexano.
La extracción para cada uno de los diferentes
tamaños de partícula (extragrueso, grueso y mediano)
para ambas variedades tuvo una duración de 40
minutos.
Los resultados de éste proceso se pueden apreciar
en las Tablas 18 y 19.
Tabla 18. Aceite extraído (%) por solventes en la
variedad casma italiano.
Tipo de
molienda 20
Tiempo en minutos
30 40
Extragruesa
Gruesa
Media
35.47
44.83
45.22
37.75
46.44
48.83
38.37
49.45
49.76
Tabla 19. Aceite extraído (%) por solventes en la
variedad colec I-95/50.
Tipo de
molienda
20
Tiempo en minutos
30
40
Extragruesa
Gruesa
Media
39.13
46.44
50.86
41.66
48.24
52.23
43.43
52.11
52.99
Según Bernardini (1981), para un proceso óptimo
de extracción, las semillas ricas en aceite deben ser
sometidas a un proceso de molienda para ser
reducidas a partículas de 1-2 m.m. para después ser
sometidas a un proceso de extracción por solventes
en un extractor de percolación a temperatura de 40-50
ºC por un periodo de 30 a 50 minutos dependiendo
del tipo de semilla, para después ser sometido a
extracción en un extractor por inmersión.
Debido a que en el equipo de extracción Soxhlet se
realiza una extracción mixta percolación-inmersión,
es que en esta operación se obtiene el mayor
rendimiento de aceite posible.
En ambas Tablas se puede apreciar que para ambas
variedades el mayor rendimiento se obtuvo durante
los primeros 20 minutos de iniciada la extracción;
luego la cantidad de grasa extraída disminuye hasta
ser casi constante después de los 40 minutos.
5. Conclusiones
Las semillas de maní Casma Italiano y Colec I-
95/50 poseen un alto rendimiento de aceite: 50.13 y
53.45% respectivamente.
La extracción por prensado de aceite de maní para
ambas variedades, debe realizarse a una temperatura
de acondicionamiento de 105 ºC por 30 minutos, con
un tamaño de partícula promedio de 0.0522 pulgadas,
y a la humedad de 11% (base húmeda); obteniéndose
a éstas condiciones un rendimiento promedio de
extracción de aceite de 28% tanto para el maní
Casma Italiano como para el maní Colec I-95/50.
El mayor rendimiento de aceite mediante la
extracción por solventes durante 40 minutos se dio
para las moliendas gruesa y media, obteniéndose en
promedio 49.61% para la variedad Casma Italiano, y
52.55% para la variedad Colec I-95/50.
Las tortas de maní de ambas variedades contienen
un alto porcentaje de proteína: 58.09% (b.s.) para la
variedad Casma Italiano, y 50.04% (b.s.) para la
variedad Colec I-95/50.
Las propiedades físico-químicas determinadas para
el aceite crudo de de maní Colec I-95/50 son:
humedad (0.09%), acidez (0.559 mg.KOH/g grasa),
índice de peróxido (1.5 meq.02/kg aceite), índice de
yodo (91.36 g de Yodo/100 g grasa) , densidad a 20º
C (0.9 g/cc), color (0.66 84 U. rojo loribond), índice
de regracción a 15 ºC (1.4724), manteria
insaponificable (0.49 g insaponificable/100 g. grasa),
prueba de frío (positiva), punto de humo (172 ºC).
El aceite de maní de ambas variedades es una
importante fuente de energía para la alimentación
humana por poseer cantidades significativas de ácido
graso monoinsaturado oleico (40.76% el aceite de
Casma Italiano y 51.68% el aceite de Colec I-95/50);
y ácido graso esencial linoleico (36.4% el aceite
de Casma Italiano y 28.82% el aceite de Colec I-
95/50).
6. Referencias bibliográficas
ACOSTA, E. 1987. Ensayo Experimental de
Extracción y Refinación de Aceite de Fruto de
Ungurahui (Jessenia polycarpa). Tesis para optar el
Título de Ingeniero en Industrias Alimentarias,
Universidad Nacional del Centro, Huancayo.
ANGELES, J. 2002. Determinación de la Estabilidad
del Aceite Crudo y Semi-Refinado de la semilla de
Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) sometido a
temperaturas variables de almacenamiento. Tesis
para optar el Título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias, UNALM, Lima.
A.O.A.C. 1990. Manual of Official Methods of
Analysis of the Association of Official Analytical
Chemist.
ARBAIZA, E. 1998. Riesgos de la Contaminación
con Aflatoxinas en Maní (Arachis hypogaea) de
Producción Nacional. Universidad Nacional Mayor
de San Marcos.
BAILEY, A.E. 1961. Aceites y Grasas Industriales.
Reverte, Primera Edición, Barcelona.
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
57
BERNARDINI, E.1981. Tecnología de Aceites y
Grasas. Editorial Alambra .S. A. Madrid.
CALZADA, J.1982. Métodos Estadísticos para la
Investigación. Cuarta Edición. Editorial Milagros
S.A., Lima.
CAMARENA, F. y MONTALVO, R.1981.
Oleaginosas: Diagnóstico, Lima.
CAMARENA, F.y MONTALVO, R.1994.
Oleaginosas: Diagnóstico, Lima.
Centro de Desarrollo de Investigación, Educación y
Desarrollo (C.I.E.D.). 2001. “Procesados de Maní”.
Procesamiento de Alimentos para pequeñas y
micro empresas Agroindustriales.
CALVO, C. y DURÁN, L. 1997. “Opticas y Color”.
Temas en Tecnología de Alimentos. Instituto
Politécnico Nacional, México D.F.
FAO, 1971. Tecnología de la Producción de harinas
Comestibles y Productos Proteínicos del Cacahuete
(Maní). Roma.
FAO.2004.www.fao.org. Datos Nacionales sobre
Cultivos de maní.
FENNEMA, O. 2000. Introducción a la ciencia de los
alimentos. Editorial Reverté S.A., Zaragoza.
GLORIO, P; REPO CARRASCO, R.;
VELEZMORO, C., CASTILLO, L., MARTÍNEZ,
P., MELGAREJO, S., ANTICONA, S.,
ASTUHUAMAN, L., HUAMÁN, N., ICOCHEA,
J., PEÑA, J.C. y QUIROZ, N.R. 2005. Dietary
Fiber in Peruvian Foods. UNALM, Lima.
JACQUOT, R. 1959. Las Tortas Alimenticias.
Editorial Acribia. Zaragoza.
KIRK y OTHMER. 1961.Enciclopedia de tecnología
Química. Tomo 1. Primera edición. Editorial
Hispano Americana, México D. F.
LAWSON, H. 1999. Aceites y Grasas Alimentarios.
Tecnología, utilización y nutrición. Editorial
Acribia S.A., Zaragoza.
MADRID, A. 1997. Manual de Aceites y Grasas
Comestibles. A.M.V. Ediciones. Primera Edición,
Madrid.
MEHLENBACHER, V. 1979.Análisis de Grasas y
Aceites. Ediciones Urmo S.A., Bilbao.
MEJÍA, M. 1997. Extracción y Refinación de Aceite
de Sacha Inchi (Plukenetia volubilis). Tesis para
optar el título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias, UNALM, Lima.
MELO, J. 1994. Aceites y grasas, Índices de
Genuinidad, Índices de calidad. Marzo. A y G
Técnica, Buenos Aires.
Ministerio de Agricultura.2003. www.minag.gob.pe.
NÚÑEZ, C. 1976. Estudio Técnico de la Extracción y
refinación del aceite de la semila de girasol
(Helianthus annuus, variedades Peredovik y
Nandubay Inta). Tesis para optar el título de
Ingeniero en Industrias Alimentarias, UNALM,
Lima.
OYINLOLA, A.; OJO, A. y ADEKOYA, L. 2004.
Journal of Food Engineering 64. p.p.221-227.
Development of a laboratory model screw press for
peanut oil expression.
PALACIOS, J. 1997. Plantas Medicinales Nativas del
Perú. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
Lima, Perú.
PALMA DEL ESPINO. Domingo 26 de Setiembre
de 2004. Suplemento Contratado. Diario El
Comercio. Lima.
SAAVEDRA, C.H. 1998. Extracción y
Caracterización de Aceite de Castaña (Bertholletia
exelsa). Tesis para optar el Título de Ingeniero en
Industrias Alimentarias, UNALM, Lima.
SKOOG, D. A. 2001. Química Analítica. Mc Graw-
Hill. Séptima Edición, México D.F.
UNIVERSIDAD DE LIMA. 1987. Aceites y Grasas.
Proyecto Ciencia y Tecnología de los Alimentos,
Lima.
URDAY, H.1994. Efecto del Aporque y Tres
Modalidades de Siembra en el Cultivo de Maní
(Arachis hypogea) c.v. Italiano Casma en La
Molina.Tesis para optar el título de Ingeniero
Agrónomo. UNALM, Lima.
WONG, J.2001.Comparativo de Control de Malezas
en el cultivo de Maní (Arachis hypogaea L.) c.v.
Italiano Casma. Tesis para optar el Título de
Ingeniero Agrónomo. Facultad de Agronomía.
UNALM, .Lima.
ZILLER, S. 1994. Grasas y Aceites Alimentarios.
Editorial Acribia S.A., Zaragoza.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 09/01/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 11/06/2007
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a
partir de dos variedades de manì (Arachis hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v.
Colec I-95/50
Gloria Pascual Ch. 1, Selim Molina S.
2
Resumen
Se determinó los parámetros de extracción de aceite de 2 variedades distintas de maní (Arachis hypogaea): Casma
Italiano y Colec I-95/50, mediante pruebas de extracción mecánica y por solventes. Se encontró que para ambas
variedades el diámetro promedio de las partículas óptimo antes de la extracción por prensado fue de 0.0522
pulgadas. La mayor cantidad de aceite extraído de la variedad Casma Italiano se obtuvo a una temperatura de
tratamiento térmico de 105 ºC, durante 30 minutos, razón por la cual la cual se procedió a utilizar ésta temperatura
para calentar la variedad Colec I-95/50. Las extracciones realizadas a diferentes porcentajes de humedad, arrojaron
un máximo de rendimiento de 28%, en ambas variedades, a la humedad de 11% (base húmeda) de semilla
descascarada, descuticulada con 0.0522 pulgadas de diámetro y 105 ºC de calentamiento. Se realizó la extracción
por solvente (hexano), de las semillas acondicionadas, obteniéndose en ambas variedades una total extracción de la
grasa en los 40 minutos de iniciado el proceso. Los análisis fisico químicos del aceite crudo de ambas variedades
mostraron similares resultados. La composición en ácidos grasos determinada por cromatografía de gases reveló un
alto grado de insaturación destacando el ácido oleico (40.76% en el aceite de maní Casma Italiano y 51.68% en el
aceite de maní Colec I-95/50) seguido del ácido linoleico (36.40% en el aceite de maní Casma Italiano y 28.82% en
el aceite de maní Colec I-95/50). Entre los ácidos grasos saturados el de mayor porcentaje fue el ácido palmítico
(10.43% en el aceite de maní Casma Italiano y 9.46% en el aceite de maní Colec I-95/50).
Palabras clave: Maní, aceite, extracción, composición, ácidos grasos.
Abstract
We evaluated characteristics, composition and extraction of two peanut kernel crude oils: Casma Italiano, and
COLEC I-95/50. Oil extraction was assayed by mechanic and solvent extraction. Three different parameters of pre-
treatment to the extraction were needed: temperature, size of particle and humidity. In hydraulic pressing, the
kernels were crushed and heated under 400 kg/cm² steam pressure for about 40 minutes. The size of particle for two
peanut kernels was stabilized at 11% moisture and pressed at 105 ºC. Oil extracted of beans was of 28%. The
solvent extraction method involved milling of the kernel and dissolving in hexane. Oil fatty acids composition
determinated by gas chromatography revealed a high degree of insaturacion, oleic acid was remarked, and linoleic
acid. Physical and chemical character stics of both beans and oils were chuck word similar to another peanut beans
and oils.
Key words: Peanut kernel, oil, extraction, compositium, fatty acids.
1. Introducción
La economía de los aceites y grasas en el Perú
arrastra el problema de no satisfacer la demanda
creciente debido a la poca disposición de materia
prima.
El Perú, es un país que ha venido importando
grandes cantidades de aceites y grasas en general en
muchos años, situación que podría revertirse si se
difundiera masivamente cultivos potencialmente
productores de insumos oleaginosos, entre ellos el
maní.
Estudios realizados demuestran que el porcentaje
de aceite en la semilla de maní (40-45%) es mayor al
de la soya (16-19%) así como a otras oleaginosas
como el girasol (32-45%) y el cártamo (30-45%).
Además, este aceite presenta un alto contenido de
ácidos grasos insaturados por lo que es considerado
bajo en colesterol.
1 Facultad de Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail:
[email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.
Nuestro país cuenta con las condiciones
edafoclimáticas necesarias para el cultivo de maní,
por lo cual es importante y necesario el aporte de éste
trabajo para de ésta manera poder contribuir con
información útil al productor de aceite, y a la vez
reflejar el esfuerzo que se realiza en el mejoramiento
de la semilla de maní a través del Instituto Nacional
de Investigación y Extensión Agraria (INIEA).
Los objetivos del presente trabajo de investigación
fueron:
- Determinar los parámetros de extracción mecánica
y por solventes de aceite a partir de 2 variedades de
maní a nivel planta piloto.
- Determinación de la calidad y características del
aceite crudo de ambas variedades de maní.
2. Materiales y métodos
Los ensayos experimentales se llevaron a cabo en
las instalaciones de los Laboratorios de Análisis de
Alimentos e Instrumentación de la Facultad de
Industrias Alimentarias y el Laboratorio de
Resistencia de Materiales de la Facultad de Ingeniería
Agrícola de la Universidad Nacional Agraria La
Molina, Lima y, en el Laboratorio de Química del
Instituto Tecnológico Pesquero del Perú (ITP).
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
51
2.1 Materia prima
Se trabajó con 2 variedades de semillas de maní
(Arachis hypogaea): Casma Italiano (Tipo
Ayacuchano), procedente de un mercado local y,
Maní (Colec I-95/50), procedente de la Estación
Experimental Donoso del Instituto Nacional de
Investigación y Extensión Agraria (INIEA) ubicado
en la ciudad de Huaral, provincia de Lima.
2.1.1 Materiales y equipos
a. Materiales
Mesas de trabajo, tamices serie ASTM, tela
filtrante, probetas de vidrio de 100 ml, matraz
kitasato de 100 ml. para filtración al vacío, papel
filtro Whatman Nº 2, bolsas plásticas de polietileno;
matraces de 50, 125 y 250 ml, buretas de 25 ml,
pipetas de 5 y 10 ml, cápsulas de porcelana,
campanas desecadoras, termómetros, termómetro
digital, balones con tapa esmerilada, papel filtro
Whatman Nº 40, placas de vidrio y de metal, peras
decantadoras, vasos de precipitado.
b. Equipos
Balanza marca PENN SCALZ. MF6.COING
(Capacidad: 9 kg Philadelphia P.A.); Bomba de
vacío. VACUUBRAND MEZ; Estufa eléctrica
marca HERAUS KT 500; Molino de Discos
(manual); Tamices ASTM TYLER; Prensa hidráulica
marca APEX (Presión máxima 400 kg/cm² y
capacidad 1 kg); Zaranda vibratoria (SOILTESTCL-
390-K); Balanza eléctrica marca AND FR-300 MK II
(Capacidad: 310 g d=0.1 mg Voltios: 110 v.);
Campana extractora EL; Cocina con termostato;
Congelador; Cromatógrafo de gases PERKIN
ELMER; Cronómetro; Digestor semi micro Kjeldahl;
Marca JP Selecta; Digestor de fibra cruda marca
GERHARDT; Equipo Soxhlet de laboratorio; Equipo
de baño maría VVVR BRAND (Circulación de agua
13LI.); Licuadora eléctrica; Mufla Eléctrica Marca
LMIM (Modelo LR-201/A); Refractómetro de mesa
AUSJENA (Modelo I); Refrigerador.
2.1.2 Métodos analíticos de control
a. De la materia prima y la torta
Las semillas de maní y la torta residual fueron
sometidos a los siguientes análisis:
Humedad: Método AOAC-1990 925.40.
Proteína: Método AOAC-1990 984.13.
Fibra Cruda: Método AOAC-1990.
Grasa Total: Método AOAC-1990 948.22.
Cenizas: Método AOAC-1990 950.49.
Carbohidratos: Se determinó por diferencia.
b. Del aceite extraído
Para análisis del aceite obtenido se utilizaron los
siguientes métodos:
Humedad: Método AOAC-1990 984.20.
Índice de Acidez: Método AOAC-1990 940.28.
Índice de Yodo: Método AOAC-1990 920-159.
Índice de Peróxido: Método AOAC-1990 965.33.
Índice de refracción: Método AOAC-1990 921-08-
c.
Densidad: Método AOAC-1990 920-212.
Materia insaponificable: Método AOAC-1990 933-
08.
Determinación de ácidos grasos por cromatografía
de gases: Método de ensayo LABS-ITP-FQ-002-98,
Rev. 4, 2003. Método validado por el Laboratorio
Físico-Químico LABS-ITP.
Punto de humo: Método sugerido por
Mehlenbacher (1970).
Prueba del frío: American Oil Chemists´ Society.
Official and Tentative Methods. Cc 11-42. Método
sugerido por Madrid (1997).
2.2 Metodología experimental
2.2.1 Extracción del aceite de maní
El diseño experimental para la extracción de aceite
para las 2 variedades de maní mediante prensado
hidráulico, se realizó de acuerdo a los flujos
mostrados en la Figura 1 y Figura 2.
Pesado. Las dos variedades de maní una vez
recepcionadas, fueron pesadas en una Balanza
MARCA PENN SCALZ (capacidad 9 kg).
Descascarado. El descascarado del maní, consistió en
la separación de la cáscara de las semillas, se realizó
mediante golpe utilizando un combo de madera. Esta
etapa no se realizó para el caso de la variedad Casma
Italiano (ayacuchano) debido a que fue adquirido ya
descascarado.
Limpieza y selección. Se realizó manualmente
tomando las semillas en buen estado. La limpieza
implicó la separación de piedras, pajas, metales, etc.
Descuticulado. Se procedió a llevar las semillas a un
secador de túnel, y luego calentarlas a 80 ºC por
alrededor de 45 minutos, de modo, que la cutícula
pueda ser retirada posteriormente, de forma manual,
sin deteriorar el aceite de la semilla.
Molienda. Los granos descuticulados fueron
triturados en una moledora manual de tornillo sin fin,
con la finalidad de reducir el tamaño de partícula y
facilitar el drenaje del aceite durante la extracción.
Los diferentes tamaños de partículas, se clasificaron,
mediante Tamices marca TYLER en un Zaranda
Vibratoria marca SOILTEST por un tiempo de 4
minutos.
Acondicionamiento. Los diferentes tamaños de
partículas, se calentaron a cocción, en una Estufa
marca HERAUSK KT 500, a las temperaturas de 95
y 105ºC durante 30 minutos, con la finalidad de
obtener un mayor rendimiento de aceite durante la
extracción. Estas partículas se acondicionaron a
humedades de 9, 11 y 13%, mediante la agregación
de agua caliente, para lo cual se utilizó la siguiente
fórmula:
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de dos variedades de manì (Arachis
hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-95/50
An cient. 68(3) 2007, pp. 50-57
52
Prensado. Esta operación se realizó utilizando una
prensa hidráulica APEX, capacidad 1 kg. La cual
tiene una presión máxima de de trabajo de 400
kg/cm², a la cual se llegó aumentando la presión de
100 en 100 kg/cm² por cada 10 minutos de drenado.
El prensado se realizó en caliente (95 y 105 ºC),
obteniéndose en el mejor ensayo un chorro continuo
de aceite, el aceite extraído se recogió en una probeta
graduada, con el fin de calcular el rendimiento y la
velocidad de drenaje del aceite. Todas las
combinaciones de extracción (tamaño, temperatura y
humedad) se realizaron por triplicado.
Extracción por solventes. Los diferentes tamaños de
partícula obtenidos en la molienda y tamizado, fueron
acondicionados, para posteriormente realizar la
extracción por solventes en un equipo Soxhlet
utilizando como solvente hexano químicamente puro.
El flujo experimental para la extracción por solventes
para las dos variedades de maní se muestra en la
Figura 3.
4. Resultados y discusión
4.1 De la materia prima
En la Tabla 1, se muestra las características físicas
de las dos variedades de maní.
Tabla 1. Características físicas de las 2 variedades
de maní.
Características físicas Casma
italiano
Colec 1-
95/50
Color de Cutícula
Peso de 100 semillas (gr.)
Diámetro mayor del grano (cm.)
Tamaño
Relación Vaina-Grano
(%)
Rojo
64.4
0.8
Mediano
--
Rojo Claro
99
1.1
Grande
72
En las Tablas 2 y 3 se muestra la composición
química de los granos de ambas variedades.
Tabla 2. Composición química del grano de maní
Casma Italiano (tipo ayacuchano) (sin cáscara).
Componentes Base húmeda
( % )
Base seca
( % )
Humedad
Proteína
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
8.59
25.3
50.13
2.84
2.71
10.43
----
27.68
54.84
3.11
2.96
11.41
Total 100 --
Tabla 3. Composición química del grano de maní
colec I-95/50 (sin cáscara).
Componentes Base húmeda
( % )
Base seca
( % )
Humedad
Proteína
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
6.23
26.07
53.45
1.48
2.7
10.07
----
27.80
57
1.58
2.88
10.74
Total 100 --
Se puede apreciar que el contenido de humedad de
ambas variedades está en el rango reportado por
Camarena y Montalvo (1994) que indica que el
trillado se debe realizar cuando la humedad de los
frutos de la planta de maní es de un 8 ó 10% para su
posterior descascarado y almacenaje.
4.2 Análisis granulométrico Se han considerado en el presente trabajo de
investigación cuatro tipos de Molienda, utilizando
tamices de denominación ASTM 20, 16, 14, y 8.
Los nombres adoptados para los diferentes tipos de
molienda, se basan en las normas de la A.S.T.M. la
cual especifica de que la serie A.S.T.M. (American
Society for Testing and Materials) gruesa de razón √2
comienza en el tamiz de 1.05 pulgadas de abertura y
termina en el de 0.0328 pulgadas. La serie fina,
comienza con la abertura de 0.0226 pulgadas termina
con la de 0.0029 pulgadas. (Vian y Ocón, 1969,
citado por Núñez, 1976)
Tabla 4. Tamaños de las partículas obtenidas en la molienda de las 2 variedades de maní.
Tipo de Molienda
Nº de Malla
(ASTM)
Diámetro de Malla
(pulgadas)
Diámetro Promedio
de Partícula
(pulgadas) Atraviesa Retenida Atraviesa Retenida
Extragruesa
Gruesa
Media
Fina
8
14
16
20
14
16
20
---
0.0937
0.0555
0.0489
0.0331
0.0555
0.0489
0.0331
---
0.0746
0.0522
0.0410
menor a 0.0331
Para el proceso de extracción, se procedió a
subdividir la serie gruesa en: extragruesa, gruesa, y
media.
Debido a la naturaleza grasosa del producto, no fue
posible obtener suficiente cantidad de molienda fina.
Además, su consistencia pulverulenta, dificultaría el
prensado ya que la muestra escaparía por los orificios
de la prensa por donde sale el aceite.
4.3 Acondicionamiento y extracción de aceite
de maní Casma italiano (tipo Ayacuchano) Los diferentes tamaños de partícula de la variedad
Casma Italiano fueron acondicionados a las
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
53
temperaturas de 95 y 105 ºC y a las humedades de 9,
11 y 13%, y sometidos a extracción a una presión
máxima de 400 kg/cm² a un mismo tiempo de
drenaje.
Los resultados de extracción se muestran en las
Tablas 5, 6, 7, 8, 9, y 10.
Tabla 5. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 9% (b.h.) y
temperatura de 95 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
5.6
8.8
12
14.4
12.4
16.4
22.8
25.6
7.6
13.6
18.4
22
Tabla 6. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 11% (b.h.) y
temperatura de 95 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
6.8
13.6
18
21.6
15.6
21.6
26
28.4
13.6
20.8
25.2
28
Tabla 7. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 13% (b.h.) y
temperatura de 95 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de
drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
6
9.6
12.4
15.2
10
15.2
19.6
23.2
8.8
16.8
22.8
26.4
Se puede apreciar que de las extracciones a 95 ºC
y 105 ºC de temperatura, los porcentajes de aceite
extraídos de tamaños gruesos y humedades de 11%
son similares en ambos casos (28.4% y 28%
respectivamente).
Es por eso, que para elegir la temperatura más
conveniente, se procedió a sacar un promedio de
todos los rendimientos de extracción para cada
temperatura.
Tabla 8. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 9% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
6
10.4
14.4
18
7.6
13.6
20
24
6.8
12.4
16.8
20.4
Tabla 9. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 11% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
10
16.8
21.2
25.2
13.6
20
24.4
28
11.6
18.8
24
26.4
Tabla 10. Rendimiento de prensado del aceite de
maní casma italiano con humedad de 13% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extragruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(% )
10
20
30
40
6.8
13.6
18
21.6
12
19.2
23.2
26.4
10.4
15.6
20.8
24.8
Se puede observar que las partículas Extragruesas,
Gruesas, y Medias acondicionadas a 95 ºC de
temperatura, humedades de 9, 11 y 13% (b.h.), y 40
minutos de drenaje proporcionan en promedio un
porcentaje de aceite extraído de 22.76% en base
húmeda.
Mientras que las partículas extragruesas, gruesas, y
medias acondicionadas a 105 ºC de temperatura,
humedades de 9, 11 y 13% (b.h.), y 40 minutos de
drenaje presentaron en promedio un porcentaje de
aceite extraído de 23.87% en base húmeda existiendo
una diferencia de 1.11% de rendimiento de aceite
extraído entre ambas temperaturas de
acondicionamiento Las partículas gruesas y medias
acondicionadas a 105 ºC presentan un porcentaje de
aceite extraído de 28% y 26.4% respectivamente a la
humedad de 11%.
En cambio, a la humedad de 13%, las partículas
gruesas tienen un rendimiento de 26.4% y las
partículas medias 24.8%.
Mientras que, las partículas Extragruesas presentan
un rendimiento de aceite extraído en un promedio de
21.6% a los 40 minutos de drenaje, el cual es mucho
menor que las dos moliendas anteriores (gruesas y
medianas).
4.4 Acondicionamiento y extracción de aceite
de maní COLEC I– 95/50
Para la extracción de aceite de MANÍ COLEC I-
95/50, se procedió a acondicionar los diferentes
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de dos variedades de manì (Arachis
hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-95/50
An cient. 68(3) 2007, pp. 50-57
54
tamaños de partícula a la temperatura de 105 ºC (por
ser la que mayor rendimiento de aceite se obtuvo con
la variedad anterior). Los resultados se muestran en
las Tablas 11, 12 y 13.
Tabla 11. Rendimiento de prensado del aceite de
maní colec i-95/50 con humedad de 9% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extra
gruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
8
12.4
15.6
18.8
7.6
13.6
18.8
21.2
9.2
15.6
20
24
Tabla 12. Rendimiento de prensado del aceite de
maní colec i-95/50 con humedad de 11% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extra
gruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
10.8
16
20.8
24.8
12.4
18.8
24
28
11.6
16.4
20.8
26.8
Tabla 13. Rendimiento de prensado del aceite de
maní colec I-95/50 con humedad de 13% (b.h.) y
temperatura de 105 ºC con diferentes tipos de
molienda.
Tiempo de drenaje
(minutos)
Extra
gruesa
(%)
Gruesa
(%)
Media
(%)
10
20
30
40
8.8
13.2
16.8
20.4
11.6
19.2
23.6
26.8
10.4
17.2
22
25.6
Para esta variedad, la extracción, se obtuvo que las
partículas Extragruesas, gruesas y medias,
humedades 9, 11 y 13% y 40 minutos de drenaje,
presentaron un promedio de aceite extraído de 24%,
ligeramente mayor al obtenido en la extracción de
aceite del maní Casma Italiano (23.87%).
El hecho de que no se obtuviera un mayor
rendimiento en la extracción de aceite del maní
COLEC I-95/50, se debe a factores como la
eficiencia de la prensa hidráulica, que según U. de
Lima (1987), es del tipo prensa abierta puesto que el
maní se encuentra encerrado dentro de una tela a
modo de filtro lo que hace que no se pueda trabajar a
presiones superiores a diferencia de las prensas
cerradas, que son más apropiadas para semillas de
alto contenido de aceite como el maní.
Las partículas gruesas y medias de maní COLEC I-
95/50, presentan un porcentaje de aceite extraído a
los 40 minutos de drenaje de 28% y 26.8% a una
humedad de 11%.
Mientras que a la humedad de 13% las partículas
gruesas tienen un rendimiento en aceite a los 40
minutos de drenaje de 26.8% y las medias de 25.6%.
Por otro lado, las partículas extragruesas arrojan un
rendimiento promedio de 21.33% a un tiempo de 40
minutos de drenaje. Todos los rendimientos de aceite
extraídos están expresados en base húmeda.
Bernardini, (1981), afirma que para obtener el
máximo rendimiento de aceite de maní, en un
prensado continuo, se tiene que calentar la semilla y
al mismo tiempo aumentar su humedad hasta
aproximadamente el 15%, y rebajándola
seguidamente hasta alcanzar valores próximos al 10-
11%.
En el presente trabajo de investigación, las
humedades con las que se obtuvo mayor rendimiento
de aceite extraído para las 2 variedades, con ambas
temperaturas de acondicionamiento (95 y 105 ºC),
fueron 11% y 13%. Estas humedades,
correspondientes para un prensado discontinuo tienen
cierta similitud con lo anteriormente afirmado.
Anteriormente, se hicieron pruebas preliminares
con humedades por debajo de 9% y por encima de
15% en las cuales hubo mayor dificultad de drenado
de aceite debido a excesiva sequedad y excesiva
cantidad de agua, respectivamente.
En la Tabla 14 se muestran las características
físico-químicas de los aceites crudos de las dos
variedades de maní.
Tabla 14. Características físico-químicas del aceite crudo de maní Casma italiano y maní Colec I – 95/50.
DETERMINACIÓN Maní Casma Italiano Maní COLEC I-95/50
Humedad (%)
Índice de Acidez (mg KOH / g de aceite)*
% a.g.l.
Índice de Iodo – Wijs
Índice de Peróxido(meq.O2 / kg. de aceite)
Materia Insaponificable– (%)
Índice de Refracción – 15 ºC
Densidad (g/c.c.) – 20 ºC
Prueba de Frío
Punto de Humo (ºC)
Color (U. rojo Lovibond)
0.105
0.3622
0.1821
95.51
2.82
0.57
1.4705
0.9146
Positiva
165
0.2704
0.09
0.5594
0.2802
91.36
1.5
0.49
1.4724
0.9
Positiva
172
0.6684
Expresado en términos de ácido oleico
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
55
El índice de acidez fue de 0.3622 y 0.5594 mg de
KOH / g de aceite para las variedades Casma Italiano
y Colec I-95/50 respectivamente. Ninguno de éstos
valores superó el límite de calidad para que un aceite
crudo sea refinado, el cual según FAO (1992) es de
1.98% a.g.l., con lo cual ambos aceites presentan
buena calidad.
El índice de iodo es una medida de la insaturación
de los aceites y grasas y se define como la cantidad
de gramos de yodo que son absorbidos por 100 gr. de
grasa. Esta es una propiedad característica de los
ácidos grasos que poseen doble ligadura, es decir de
la serie oleica (ácido graso predominante en el aceite
de maní), el linoleico, linolénico, etc. Los índices de
yodo encontrados en ambos aceites se acercan al
valor reportado por Mehlenbacher (1979), lo cual
indica su alta capacidad de halogenación.
Según FAO (1992), el límite permitido es de 10
meq O2 / kg de aceite para el índice de peróxido de un
aceite vegetal. En ambas variedades se encontró que
el índice de peróxido se encuentra por debajo de ésta
cantidad, con lo cual el aceite extraído de ambas
variedades presenta un nivel bajo de rancidez
oxidativa.
Según Lawson (1999), el índice de refracción es
muy útil para fines de identificación, comprobación
de la pureza y observación del progreso de reacciones
como la hidrogenación catalítica. Los índices de
refracción de los aceites de maní furon de 1.4705 y
1.4724 para las variedades Casma Italiano y Colec I-
95/50 respectivamente, los cuales se encuentran
dentro del rango reportado por Mehlenbacher (1979)
para un aceite crudo de maní de buena calidad.
Según U. de Lima (1987), la determinación de la
densidad es de gran utilidad para detectar
adulteraciones, pues la no conformidad del peso
específico indica una adulteración aún cuando la
conformidad no confirma en ningún caso la pureza
del aceite. Las densidades de ambos aceites se
encuentran en el rango reportado por Mehlenbacher
(1979) para el aceite de maní: 0.917-0.921g /c.c.
Según Madrid (1997), la determinación del punto
de frío es de mucha importancia sobre todo para los
procesos de desmargarización. Ambas muestras de
aceite dieron positivo, puesto que hubo
enturbiamiento del aceite y una posterior formación
de cristales.
Según Mehlenbacher (1979), el punto de humo es
un criterio de cierta importancia empleado
especialmente para el refrito de las grasas. El punto
de humo de los aceites de ambas variedades se
encuentran dentro del rango de temperaturas
establecido por Kirk y Othmer (1962) para un
porcentaje de ácidos grasos libres de 0.1 – 1, los
cuales concuerdan con los % de ácidos grasos libres
determinados por análisis.
En términos generales, mediante las expresiones
numéricas obtenidas por espectrofotometría, tanto el
aceite de maní Casma Italiano, como el aceite de
maní Colec I-95/50 son de intensidad débil.
En la Tabla 15, se muestran la composición de los
ácidos grasos de los aceites de las 2 variedades de
maní en estudio determinadas por cromatografía de
gases.
Tabla 15. Composición de los ácidos grasos del
aceite crudo de maní: cv casma italiano y Colec I-
95/50.
Compuestos Maní casma
italiano (%)
Maní colec
I – 95/50(%)
Ácido palmítico. 10.43 9.46
Ácido oleico. 40.76 51.68
Ácido linoleico.. 36.40 28.82
Ácido α-linolenico 0.08 0.06
Ácido esteárico. 3.45 3.28
Ácido palmitoléico 0.04 1.19
Ácido araquídico 1.64 1.48
Ácido behénico 4.02 2.68
Ácido lignocérico 1.58 1.20
Existe una diferencia significativa en la proporción
del ácido oleico entre los aceites de las variedades de
maní, siendo el aceite de maní Colec I-95/50
(51.68%) el que se encuentra en mayor cantidad que
el de Casma Italiano (40.76%), estando ambos por
debajo del rango determinado para el aceite de oliva
(65-85), pero siendo igualmente grandes aportadores
de éste ácido graso monoinsaturado tan beneficioso
para la salud. Ambas variedades contienen una
significativa cantidad de ácido graso esencial
linoleico, siendo el maní Casma Italiano (36.40%)
con un mayor porcentaje que el maní Colec I-95/50
(28.82%), pudiendo aprovecharse ambos como fuente
de energía para la alimentación humana.
4.5 Características de las tortas de prensado En las Tablas 16 y 17, se muestran los resultados
del análisis proximal realizado a las tortas de maní
después de realizado el prensado a 105 ºC y 11% de
humedad. Según Jacquot (1959), la composición de
las tortas de maní dependen del procedimiento de
extracción del aceite.
Tabla 16. Composición química de la torta de
maní casma italiano después del prensado.
Componentes Base húmeda (%) Base seca (%)
Humedad
Proteína
Grasa
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
10.44
52.03
17.49
3.07
3.71
13.26
----
58.10
19.53
3.43
4.14
14.81
Total 100 --
Tabla 17. Composición química de la torta de
maní Colec I-95/50 después del prensado.
Componentes Base húmeda (%) Base seca (%)
Humedad
Proteína
Grasa
9.13
45.47
23.77
----
50.04
26.16
Determinación de parámetros de extracción y caracterización de aceite a partir de dos variedades de manì (Arachis
hipogaea) c.v. Casma Italiano y c.v. Colec I-95/50
An cient. 68(3) 2007, pp. 50-57
56
Fibra
Cenizas
Carbohidratos
3.05
3.93
14.65
3.36
4.32
16.12
Total 100 --
En los resultados obtenidos se puede apreciar que
existe aún una apreciable cantidad de aceite residual
en las tortas de prensado de ambas variedades
(17.49% de aceite en la torta de maní Casma Italiano
y 23.77% de aceite en la torta de maní Colec I-95/50)
debido a que la permeabilidad al flujo de aceite de las
paredes celulares de ambas variedades durante la
extracción no permite un drenado mucho mayor.
Los diferentes tamaños de molienda de las 2
variedades de maní fueron acondicionados a la
humedad de 11% por ser ésta con la que se obtuvo un
mayor rendimiento de aceite y, posteriormente,
llevadas a extracción en un equipo Soxhlet utilizando
como solvente hexano.
La extracción para cada uno de los diferentes
tamaños de partícula (extragrueso, grueso y mediano)
para ambas variedades tuvo una duración de 40
minutos.
Los resultados de éste proceso se pueden apreciar
en las Tablas 18 y 19.
Tabla 18. Aceite extraído (%) por solventes en la
variedad casma italiano.
Tipo de
molienda 20
Tiempo en minutos
30 40
Extragruesa
Gruesa
Media
35.47
44.83
45.22
37.75
46.44
48.83
38.37
49.45
49.76
Tabla 19. Aceite extraído (%) por solventes en la
variedad colec I-95/50.
Tipo de
molienda
20
Tiempo en minutos
30
40
Extragruesa
Gruesa
Media
39.13
46.44
50.86
41.66
48.24
52.23
43.43
52.11
52.99
Según Bernardini (1981), para un proceso óptimo
de extracción, las semillas ricas en aceite deben ser
sometidas a un proceso de molienda para ser
reducidas a partículas de 1-2 m.m. para después ser
sometidas a un proceso de extracción por solventes
en un extractor de percolación a temperatura de 40-50
ºC por un periodo de 30 a 50 minutos dependiendo
del tipo de semilla, para después ser sometido a
extracción en un extractor por inmersión.
Debido a que en el equipo de extracción Soxhlet se
realiza una extracción mixta percolación-inmersión,
es que en esta operación se obtiene el mayor
rendimiento de aceite posible.
En ambas Tablas se puede apreciar que para ambas
variedades el mayor rendimiento se obtuvo durante
los primeros 20 minutos de iniciada la extracción;
luego la cantidad de grasa extraída disminuye hasta
ser casi constante después de los 40 minutos.
5. Conclusiones
Las semillas de maní Casma Italiano y Colec I-
95/50 poseen un alto rendimiento de aceite: 50.13 y
53.45% respectivamente.
La extracción por prensado de aceite de maní para
ambas variedades, debe realizarse a una temperatura
de acondicionamiento de 105 ºC por 30 minutos, con
un tamaño de partícula promedio de 0.0522 pulgadas,
y a la humedad de 11% (base húmeda); obteniéndose
a éstas condiciones un rendimiento promedio de
extracción de aceite de 28% tanto para el maní
Casma Italiano como para el maní Colec I-95/50.
El mayor rendimiento de aceite mediante la
extracción por solventes durante 40 minutos se dio
para las moliendas gruesa y media, obteniéndose en
promedio 49.61% para la variedad Casma Italiano, y
52.55% para la variedad Colec I-95/50.
Las tortas de maní de ambas variedades contienen
un alto porcentaje de proteína: 58.09% (b.s.) para la
variedad Casma Italiano, y 50.04% (b.s.) para la
variedad Colec I-95/50.
Las propiedades físico-químicas determinadas para
el aceite crudo de de maní Colec I-95/50 son:
humedad (0.09%), acidez (0.559 mg.KOH/g grasa),
índice de peróxido (1.5 meq.02/kg aceite), índice de
yodo (91.36 g de Yodo/100 g grasa) , densidad a 20º
C (0.9 g/cc), color (0.66 84 U. rojo loribond), índice
de regracción a 15 ºC (1.4724), manteria
insaponificable (0.49 g insaponificable/100 g. grasa),
prueba de frío (positiva), punto de humo (172 ºC).
El aceite de maní de ambas variedades es una
importante fuente de energía para la alimentación
humana por poseer cantidades significativas de ácido
graso monoinsaturado oleico (40.76% el aceite de
Casma Italiano y 51.68% el aceite de Colec I-95/50);
y ácido graso esencial linoleico (36.4% el aceite
de Casma Italiano y 28.82% el aceite de Colec I-
95/50).
6. Referencias bibliográficas
ACOSTA, E. 1987. Ensayo Experimental de
Extracción y Refinación de Aceite de Fruto de
Ungurahui (Jessenia polycarpa). Tesis para optar el
Título de Ingeniero en Industrias Alimentarias,
Universidad Nacional del Centro, Huancayo.
ANGELES, J. 2002. Determinación de la Estabilidad
del Aceite Crudo y Semi-Refinado de la semilla de
Sacha Inchi (Plukenetia volubilis L.) sometido a
temperaturas variables de almacenamiento. Tesis
para optar el Título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias, UNALM, Lima.
A.O.A.C. 1990. Manual of Official Methods of
Analysis of the Association of Official Analytical
Chemist.
ARBAIZA, E. 1998. Riesgos de la Contaminación
con Aflatoxinas en Maní (Arachis hypogaea) de
Producción Nacional. Universidad Nacional Mayor
de San Marcos.
BAILEY, A.E. 1961. Aceites y Grasas Industriales.
Reverte, Primera Edición, Barcelona.
Gloria Pascual Ch., Selim Molina S.
57
BERNARDINI, E.1981. Tecnología de Aceites y
Grasas. Editorial Alambra .S. A. Madrid.
CALZADA, J.1982. Métodos Estadísticos para la
Investigación. Cuarta Edición. Editorial Milagros
S.A., Lima.
CAMARENA, F. y MONTALVO, R.1981.
Oleaginosas: Diagnóstico, Lima.
CAMARENA, F.y MONTALVO, R.1994.
Oleaginosas: Diagnóstico, Lima.
Centro de Desarrollo de Investigación, Educación y
Desarrollo (C.I.E.D.). 2001. “Procesados de Maní”.
Procesamiento de Alimentos para pequeñas y
micro empresas Agroindustriales.
CALVO, C. y DURÁN, L. 1997. “Opticas y Color”.
Temas en Tecnología de Alimentos. Instituto
Politécnico Nacional, México D.F.
FAO, 1971. Tecnología de la Producción de harinas
Comestibles y Productos Proteínicos del Cacahuete
(Maní). Roma.
FAO.2004.www.fao.org. Datos Nacionales sobre
Cultivos de maní.
FENNEMA, O. 2000. Introducción a la ciencia de los
alimentos. Editorial Reverté S.A., Zaragoza.
GLORIO, P; REPO CARRASCO, R.;
VELEZMORO, C., CASTILLO, L., MARTÍNEZ,
P., MELGAREJO, S., ANTICONA, S.,
ASTUHUAMAN, L., HUAMÁN, N., ICOCHEA,
J., PEÑA, J.C. y QUIROZ, N.R. 2005. Dietary
Fiber in Peruvian Foods. UNALM, Lima.
JACQUOT, R. 1959. Las Tortas Alimenticias.
Editorial Acribia. Zaragoza.
KIRK y OTHMER. 1961.Enciclopedia de tecnología
Química. Tomo 1. Primera edición. Editorial
Hispano Americana, México D. F.
LAWSON, H. 1999. Aceites y Grasas Alimentarios.
Tecnología, utilización y nutrición. Editorial
Acribia S.A., Zaragoza.
MADRID, A. 1997. Manual de Aceites y Grasas
Comestibles. A.M.V. Ediciones. Primera Edición,
Madrid.
MEHLENBACHER, V. 1979.Análisis de Grasas y
Aceites. Ediciones Urmo S.A., Bilbao.
MEJÍA, M. 1997. Extracción y Refinación de Aceite
de Sacha Inchi (Plukenetia volubilis). Tesis para
optar el título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias, UNALM, Lima.
MELO, J. 1994. Aceites y grasas, Índices de
Genuinidad, Índices de calidad. Marzo. A y G
Técnica, Buenos Aires.
Ministerio de Agricultura.2003. www.minag.gob.pe.
NÚÑEZ, C. 1976. Estudio Técnico de la Extracción y
refinación del aceite de la semila de girasol
(Helianthus annuus, variedades Peredovik y
Nandubay Inta). Tesis para optar el título de
Ingeniero en Industrias Alimentarias, UNALM,
Lima.
OYINLOLA, A.; OJO, A. y ADEKOYA, L. 2004.
Journal of Food Engineering 64. p.p.221-227.
Development of a laboratory model screw press for
peanut oil expression.
PALACIOS, J. 1997. Plantas Medicinales Nativas del
Perú. Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología.
Lima, Perú.
PALMA DEL ESPINO. Domingo 26 de Setiembre
de 2004. Suplemento Contratado. Diario El
Comercio. Lima.
SAAVEDRA, C.H. 1998. Extracción y
Caracterización de Aceite de Castaña (Bertholletia
exelsa). Tesis para optar el Título de Ingeniero en
Industrias Alimentarias, UNALM, Lima.
SKOOG, D. A. 2001. Química Analítica. Mc Graw-
Hill. Séptima Edición, México D.F.
UNIVERSIDAD DE LIMA. 1987. Aceites y Grasas.
Proyecto Ciencia y Tecnología de los Alimentos,
Lima.
URDAY, H.1994. Efecto del Aporque y Tres
Modalidades de Siembra en el Cultivo de Maní
(Arachis hypogea) c.v. Italiano Casma en La
Molina.Tesis para optar el título de Ingeniero
Agrónomo. UNALM, Lima.
WONG, J.2001.Comparativo de Control de Malezas
en el cultivo de Maní (Arachis hypogaea L.) c.v.
Italiano Casma. Tesis para optar el Título de
Ingeniero Agrónomo. Facultad de Agronomía.
UNALM, .Lima.
ZILLER, S. 1994. Grasas y Aceites Alimentarios.
Editorial Acribia S.A., Zaragoza.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 20/03/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 15/10/2007
Influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.) variedad FHIA - 21
en la calidad de hojuelas fritas
Carolina Ramos V. 1, Américo Guevara P.
2, Bruno Portillo S.
3
Resumen
El presente trabajo de investigación permitió obtener hojuelas fritas de plátanos híbrido FHIA-21 mediante el
siguiente flujo de operaciones: selección-clasificación, lavado y desinfectado, pelado, rodajeado (1,5 mm de
espesor), fritado (170 ± 3 °C por 5 ± 0,5 min, aceite: hojuelas 4:1), escurrido, salado (1,5%), enfriado, selección y
envasado. El plátano fue recepcionado a los 2 días de su recolección (tiempo 0 de almacenaje) y acondicionado a 14
± 1 °C y 90% H.R. Posteriormente la materia prima fue sometida a una evaluación físico-química y los productos
obtenidos además a una sensorial. Los resultados de la evaluación sensorial de las hojuelas fritas de plátanos híbrido
FHIA-21 determinaron que los mejores resultados en cuanto a preferencia general, sabor y color, se obtienen al freír
plátanos con 9 días de almacenaje, muestra que a su vez presentó el segundo mejor rendimiento (25,17%). Los
plátanos híbridos FHIA-21 con 9 días de almacenaje reportaron las siguientes características: relación pulpa/cáscara
1,65; humedad 65,43 %; sólidos solubles 4,4° Brix; azúcares totales 3,30 g/100 g; azúcares reductores 1,10 g/100 g;
almidón 25 %; peso específico 1,02 g/cm3; y sus hojuelas fritas la siguiente composición (%): humedad 1,81;
carbohidratos 61,4; grasa 32,26; proteína 3,15; ceniza 1,57 y fibra 0,87.
Palabras clave: Hojuelas, fritura, calidad.
Abstract
The present research work allowed to obtain fried chips from FHIA-21 hybrid banana processed with the following
flow of operations: selection-classification, washing-disinfection, peeling, slicing (1.5 mm thick), frying (170±3 °C
by 5±0.5 min, oil: slices 4:1), draining, salting (1.5%), cooling, selection and packaging. The bananas were received
2 days after their harvest (time 0 of storage), and stored at 14±1°C y 90% H.R. Subsequently, the raw material
passed physical and chemical tests, and the obtained products also were subjected to sensorial evaluation. The
sensorial tests found better results in general preference, taste and color when frying banana after 9 days of storage,
sample that also showed the second best yield (25.17%). The FHIA-21 banana with 9 days of storage showed the
following characteristics: pulp/peel ratio 1.65, humidity 65.43 %, soluble solids 4.4° Brix, total sugar 3,30 g/100g,
reducing sugar 1.10 g/100g, starch 25%, specific weight 1.02 g/cm3, and their fried chips had the following
composition (%): humidity 1,81, carbohydrates 61.4, fat 32.26, protein 3.15, ashes 1.57 and fiber 0.87.
Key words: Fried chips, frying, quality, soil.
1. Introducción
Las hojuelas fritas obtenidas a partir plátano,
comúnmente llamadas chifles, son alimentos de gran
consumo como bocaditos en el Perú y en el mundo en
general, constituyéndose en un mercado de
importancia económica que se podría aprovechar al
futuro.
El Perú cuenta con mucha área de cultivo tropical y
subtropical, tiene ventajas comparativas para producir
plátano por lo que la disponibilidad de esta materia
prima está asegurada para la producción industrial. Es
importante resaltar que el fomento a cualquier
actividad económica que involucre al trópico peruano
y sea intensiva en mano de obra, como lo es la
producción e industrialización del plátano es de gran
ayuda al país en su búsqueda de desarrollo socio-
económico descentralizado y sostenido.
El procesamiento del plátano bajo la forma de
chifles, como cualquier otro proceso, requiere de una
base científica para afrontar los problemas
tecnológicos, y así obtener un producto de calidad.
En el Perú, a pesar de que estos productos se
procesan, no existe investigación sobre esta actividad 1, 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú.
E-mail: [email protected] 3 Ingeniero en Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú.
económica, situación limitante para nuevos
emprendedores. La selección del plátano híbrido
FHIA-21 como materia prima, por sus ventajas de
cultivo como la resistencia a la sigatoka negra y los
altos rendimientos de producción, podría dar ventajas
para una mayor viabilidad y productividad.
Tomando en cuenta las consideraciones expuestas
se decidió llevar a cabo el presente trabajo de
investigación planteando los siguientes objetivos:
- Determinar la influencia del estado de madurez
del plátano (Musa sp.) híbrido FHIA – 21 en la
calidad de hojuelas fritas (chifles).
- Evaluar la calidad del producto obtenido.
2. Materiales y métodos
2.1 Lugar de ejecución Laboratorio de Físico Química y Planta Piloto de
Alimentos de la Facultad de Industrias Alimentarias,
Laboratorios de La Molina Calidad Total;
instalaciones pertenecientes a la Universidad
Nacional Agraria La Molina, Lima.
2.2 Materia prima e insumos Plátanos híbridos FHIA-21provenientes del
departamento de Ucayali – Aguaytia, recolectados
alrededor de los 90 días posteriores a la floración con
¾ llenos (Pantastico, 1975), longitudes entre 24 y 27
cm y circunferencias entre 14 y 16 cm, desmanados y
Carolina Ramos V., Américo Guevara P., Bruno Portillo S.
59
acondicionados en cajas de madera de 10 kg, abiertas
para permitir aireación fueron almacenados a 14 ± 1
C° y 90 ± 3% H.R a partir de los 2 días de
recolección (día 0 de almacenamiento) durante 12
días (periodo determinado preliminarmente como de
madurez apropiada para procesamiento de hojuelas
fritas, en base a la relación pulpa/cáscara, sólidos
solubles, y pH).
Aceite vegetal hidrogenado, sal yodada fina de
mesa con 99% de pureza, BHT Vulcanox grado
alimentario 99,8% de pureza.
2.3 Equipos y materiales Olla freidora Miray WX-0211, Balanza analítica
Metler P2000, Balanza analítica AND FR – 300 MK
II, Estufa Heraeus KT 500, Mufla Gallenkamp M 303
PY, Refractómetro Universal Abbe de mesa JENA
Modell I, Potenciómetro Hanna Instruments,
Licuadora Oster Classic, Bomba de vacío Membran-
Vakuumpumpe Diaphragm-Vacuusmpump.
Materiales de vidrio, termómetro y los indicados en
cada metodología de análisis.
2.4 Métodos de análisis
2.4.1 Análisis físicos y físico-químico Relación pulpa/cáscara, acidez titulable, sólidos
solubles, gravedad específica y pH (Dadzie y
Orchard, 1997).
Proximal: humedad, ceniza, grasa total, fibra bruta,
proteína y carbohidratos (A.O.A.C., 1995).
Azúcares reductores utilizando DNS, metodología
descrita por Whistler (1964); citado por Iwamoto
(1995).
Azúcares totales, índice de peróxido, índice de
acidez y almidón según la A.O.A.C (1995).
2.4.2 Evaluación estadística de los
Resultados de la caracterización física,
fisicoquímica y sensorial A. Evaluación estadística de las características
físicas y físico-químicas del plátano híbrido FHIA-
21 (almacenado a 14 ± 1 °C y 90 ± 3% H.R)
1. Los resultados de los análisis: relación
pulpa/cáscara, humedad, sólidos solubles, azúcares
totales, azúcares reductores, almidón, pH, acidez,
peso específico y proteína, llevados a cabo en 5
muestras de plátanos a los 0, 3, 6, 9 y 12 días de
almacenaje, realizados en 3 repeticiones, fueron
evaluados estadísticamente mediante un diseño
completamente al azar utilizando un Análisis de
Varianza según el método descrito por Calzada
(1982). A los resultados de las variables donde se
encontraron diferencias significativas se les comparó
entre sí mediante la prueba de comparación de
promedios de Tukey, descrita por Calzada (1982).
2. Los resultados de las determinaciones de los
rendimientos de hojuelas crudas/materia prima,
hojuelas fritas/materia prima, y hojuelas
fritas/hojuelas crudas y los resultados de las pruebas
de humedad, grasa, índice de peróxido e índice de
acidez de las 5 muestras de hojuelas fritas
provenientes de plátanos a los 0, 3, 6, 9 y 12 días de
almacenaje, realizadas en 3 repeticiones, fueron
evaluados estadísticamente mediante un diseño
completamente al azar utilizando un Análisis de
Varianza (Calzada, 1982). A las evaluaciones en las
que se encontraron diferencias significativas se les
comparó entre sí mediante la prueba de comparación
de promedios de Tukey (Calzada, 1982).
B. Evaluación estadística de las características
sensoriales de hojuelas fritas respecto al estado de
madurez del plátano híbrido FHIA-21
Las 5 muestras de hojuelas fritas procesadas a los
0, 3, 6, 9 y 12 días de almacenaje fueron sometidas a
las siguientes pruebas sensoriales:
1. Prueba de ordenamiento. Se llevó a cabo
siguiendo las recomendaciones de Anzaldúa-Morales
(1994). A 10 jueces semi-entrenados se les presentó 5
muestras de hojuelas fritas y se les solicitó
ordenarlas según la intensidad de color oscuro. Para
la evaluación estadística se aplicó un Análisis de
Varianza de Datos Transformados, y en el caso de
diferencias estadísticamente significativas se
realizaron pruebas de Tukey al 1% de probabilidad
(Anzaldúa-Morales, 1994).
2. Prueba de preferencia (“Preference Test”). Se
siguieron las recomendaciones de Pedrero y
Pangborn (1996). Se presentaron 5 muestras de
hojuelas fritas a 38 jueces consumidores de acuerdo
al rango entre 30 y 40 recomendado por Amerine et
al. (1965) y Anzaldúa-Morales et al. (1983), quienes
indicaron su preferencia según los atributos de color,
sabor y aspecto general por numeración en un
formato previamente estructurado. La evaluación
estadística se llevó a cabo mediante el método no
paramétrico de Análisis de Ordenamiento por Rangos
al 5% de probabilidad (Pedrero y Pangborn, 1996).
2.5 Metodología experimental En la Figura 1 se muestra el esquema experimental
seguido. Se investigo en:
2.5.1 Evaluación de las características físicas
y físico-químicas durante la maduración del
plátano híbrido FHIA-21 almacenados a 14 ±
1 °C y 90 ± 3% H.R Con el objeto de evaluar el comportamiento de los
principales componentes comprometidos durante la
maduración y relacionarlos con el proceso y producto
final, los plátanos recepcionados en planta fueron
acondicionados a 14 ± 1 °C (Wiley, 1997; Arias y
Toledo, 2000) y 90 ± 3% H.R (Pantastico, 1975).
Posteriormente, cada 3 días y hasta los 12 fueron
evaluados en: relación pulpa/cáscara, humedad,
sólidos solubles, azúcares reductores, almidón, pH,
acidez, peso específico, y proteína. Los resultados
fueron evaluados estadísticamente tal como se indicó
en el item 2.4.2.A.1
2.5.2 Evaluación de las hojuelas fritas
respecto al estado de madurez del plátano
híbrido FHIA-21 Los plátanos almacenados y en diferentes tiempos
fueron lavados, desinfectados con solución de
hipoclorito de sodio a 100 ppm de Cloro Libre
Residual (CLR), pelados, cortados con 1,5 mm de
espesor y sometidos a proceso de fritura bajo
condiciones estándares (relación aceite vs. hojuelas
Influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.) variedad FHIA - 21 en la calidad de hojuelas fritas
An cient. 68(3) 2007, pp. 58-67
60
4:1, temperatura de fritura 170 ± 3 °C, tiempo de
fritura 5 ± 0,5’); las hojuelas obtenidas fueron saladas
con 1,5% de sal, enfriadas a temperatura ambiente,
seleccionadas y envasadas en bolsas de polipropileno
de 40 micras. Los controles realizados fueron:
Rendimientos de hojuelas crudas / materia prima,
hojuelas fritas / materia prima y hojuelas fritas /
hojuelas crudas.
Análisis de humedad y grasa. Al respecto Dadzie y
Orchard (1997), sostienen que el contenido de
humedad de las hojuelas fritas de plátano debe estar
alrededor de 1,5 a 2%. Talburt y Smith (1975),
señalan que altos contenidos de aceite, además de
aumentar los costos, origina hojuelas grasientas de
mal gusto y pobre textura.
Indice de peróxidos (expresado como
miliequivalentes / grasa extraída) e índice de acidez
(expresado como g de ácido oleico / 100 g grasa
extraída) para determinar la estabilidad del producto
obtenido
Evaluación sensorial indicada en el ítem 2.4.2.B.2.
Plátano: recolección,selección, clasificación y
almacenaje a 14°C y 90% H.R.
0 días
Relación pulpa/cáscara
Humedad y materia seca
Sólidos solubles
Azúcares totales
Azúcares reductores
Almidón
pH
Acidez
Peso específico
Proteína
Hojuelas crudas/MP
Hojuelas fritas/MP
Hojuelas fritas/hojuelas crudas
Porcentaje de Humedad
Porcentaje de grasa
Índice de Peróxidos
Índice de Acidez
Prueba de ordenamientointensidad color oscuro
Prueba de preferencia color,sabor, general
CONTROLES
Mejores
hojuelas
3 días
6 días
9 días
12 días
Fritado(espesor de hojuela 1.5 mm,relación aceite:hojuelas 4:1,
temperatura 170°C, tiempo 5')
Producto Final
Humedad y Materia Seca
Carbohidratos totales
Grasa
Proteína
Fibra cruda
Ceniza
Índice de Peróxidos
Índice de Acidez
Figura 1. Esquema experimental para determinar la influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.)
variedad FHIA - 21 en la calidad de hojuelas fritas.
Los resultados de los rendimientos y de los análisis
de grasa, humedad, índice de peróxidos e índice de
acidez de las hojuelas fritas fueron evaluados
estadísticamente según se indicó en el ítem 2.4.2.B.1.
El tratamiento seleccionado fue el que tuvo mejor
aceptación sensorial, menor contenido de humedad,
grasa e índice de peróxido.
2.5.3 Caracterización del producto final. A la mejor muestra seleccionada en el ítem anterior
se le realizó una caracterización, para lo cual se
consideró los siguientes análisis por triplicado:
Humedad y materia seca, Grasa total, Proteína total,
Fibra, Ceniza, Carbohidratos totales, Índice de
peróxido, Índice de acidez.
3. Resultados y discusión
3.1 Variación de las características físicas y
físico-químicas del plátano (Musa sp) híbrido
FHIA-21 a 14 ± 1 °C y 90 ± 3% H.R durante
su almacenamiento
3.1.1 Observaciones externas
Los plátanos mostraron cambios de color desde un
verde brillante a los 0 días hasta tonos amarillos a los
12, periodo en el cual la pulpa empezó a ablandarse
mostrando aromas suigéneris, cáscara más suave y
delgada, y dulzor creciente, signos de maduración
más rápida y heterogénea probablemente relacionada
al periodo climatérico (Pantastico, 1975; Davelouis,
1973). El plátano en este estado no presentó
condiciones apropiadas para su procesamiento en
hojuelas fritas (Arias y Toledo, 2000).
3.1.2 Evaluaciones físicas y físico-químicas En la Tabla 1, se presentan los resultados de las
evaluaciones físicas y físico-químicas de los plátanos
(Musa sp.) híbrido FHIA-21 almacenados por
distintos tiempos, con su respectiva evaluación
estadística (representada mediante superíndices sobre
las cifras, distintos superíndices indican diferencias
significativas al 1% de probabilidad, superíndices
idénticos indican que no existen diferencias).
La relación pulpa/cáscara aumentó durante todo el
periodo de evaluación tal como se aprecia en la
Figura 2. La evaluación estadística determinó que
Carolina Ramos V., Américo Guevara P., Bruno Portillo S.
61
existieron diferencias significativas entre todas las
muestras. Arcila y Celis (2002) al almacenar plátanos
FHIA 21 verdes a 22 °C y 80% H.R reportaron 2,4;
2,8 y 3,7 de relación pulpa-cáscara para 12, 14 y 16
semanas después de floración, respectivamente.
Tabla 1. Variación de las características físicas y
físico-química del plátano (Musa sp.) híbrido
FHIA-21 durante su almacenamiento a 14 ± 1 °C
y 90% H.R.
Variable
Tiempo de almacenamiento (Días de
almacenaje)
0 3 6 9 12
Humedad (%) 63,54a 64,50ab 65,07b 65,43b 64,78b
Sólidos
Solubles (ºBrix)
2,4a 2,9a 4,1b 4,4b 9,0c
Azúcares
Totales
(g/100g)
0,80a 2,00b 3,20c 3,30c 3,30c
Azúcares
Reductores
(g/100g)
0,48a 0,60ab 0,80b 1,10c 1,18c
Almidón (g/100g)
29,0a 28,0a 27,0ab 25,0b 19,0c
Acidez
Titulable (% ácido málico)
0,49a 0,51b 0,65c 0,66d 0,94e
pH 5,82a 5,69b 5,60c 5,53d 5,19e
Peso
Específico (g/cm3)
0,96a 0,97a 0,98a 1,02a 1,02a
Proteína (%) 1,43a 1,33a 1,44a 1,51a 1,32a
Relación
Pulpa/Cáscara 1,24a 1,39b 1,59c 1,65c 1,80d
Referente a la humedad, tal como se visualiza en la
Figura 3, en el primer control las muestras
presentaron 63,54%, valor que se incrementó hasta
65,43% al noveno día y a su vez decayó a 64,78% el
día 12.
La evaluación estadística reveló que existieron
diferencias significativas entre las humedades
obtenidas el día 0 y los días 6, 9 y 12, no existieron
diferencias entre el día 0 y 3 (64,50%), tampoco entre
las humedades en los días 3, 6, 9 y 12.
Al respecto Arias y Toledo (2000) reportaron 70%
de humedad para plátanos en general; Kirk et al.
(1997) 70,7%; Salas (1974) 65,6 a 75,2%; Collazos
et al. (1996) 68,1% para plátanos maduros y 57%
para verdes.
Con la maduración el almidón de la pulpa se
transforma en azúcar rápidamente, que genera una
presión osmótica y provoca transferencia de agua
desde la cáscara a la pulpa (Pantastico, 1975), lo que
explicaría el ascenso registrado; el descenso en el
último control es posible se deba al incremento
respiratorio durante el periodo climatérico (Dadzie y
Orchard, 1997).
Figura 2. Variación de la relación pulpa/cáscara
respecto al tiempo de almacenaje del plátano.
Figura 3. Variación de la humedad (%) del
plátano respecto al tiempo de almacenaje del
plátano.
En la Figura 4, se muestra la variación de la
concentración de sólidos solubles, azúcares totales y
azúcares reductores respecto al tiempo de almacenaje
del plátano FHIA-21. Los sólidos solubles
aumentaron en forma constante desde 2,4 en el
primer control hasta 9,0 ºBrix en el duodécimo día.
Las pruebas estadísticas permitieron determinar que
las muestras del día 0 y tercero, sexto y noveno, y
duodécimo días fueron diferentes entre sí. Al respecto
(Dadzie y Orchard (1997) y Belval (1932); citado por
Salas (1974), sostienen que los sólidos solubles del
plátano aumentan con la maduración debido a que los
azúcares son sintetizados progresivamente a partir de
almidón que primero es transformado en sucrosa y al
final es hidrolizado a azúcar invertido.
Figura 4. Variación de sólidos solubles, azucares
totales y azúcares reductores respecto al tiempo
de almacenaje del plátano.
Los azúcares totales del FHIA-21, se
incrementaron desde 0,80 hasta 3,30 g/100 g en el
día 9 y 12. Las pruebas estadísticas indicaron
diferencias significativas entre los valores de los días
0, tercero y sexto; y no entre los días sexto, noveno y
Influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.) variedad FHIA - 21 en la calidad de hojuelas fritas
An cient. 68(3) 2007, pp. 58-67
62
duodécimo. Von Loesecke (1949) y Frear (1951);
citados por Hoyos (1979), reportaron valores de 0,1 a
2,0% de azúcares para plátanos de postre verdes, y
hasta de 19% para maduros. Se observó que los
resultados del híbrido FHIA-21 se encuentran
cercanos a los valores para plátano de postre verde, y
que son menores a los de maduro. Carreño y
Aristizábal (2003) explican que esta diferencia se
debería a la conversión del almidón en azúcares, que
se da mediante un proceso fisiológico que es más
lento en los plátanos que en los plátanos de postre.
Pantastico (1975) observó un cambio similar en
plátanos de postre “Dwarf Cavendish”, cosechados y
mantenidos a temperatura ambiente (25 °C ± 5,5 °C),
estas presentaron un aumento súbito de azúcares
totales ocasionado por los balances repentinos que se
registran entre las demandas de respiración.
El contenido de azúcares reductores del FHIA 21
aumentó durante todo el periodo de almacenaje desde
0,48 hasta 1,18%. La evaluación estadística
determinó que existieron diferencias significativas
entre las evaluaciones de los días 0 y 6, siendo
diferente a los controles anteriores los valores de los
días 9 y 12. Belalcázar et al. (1991) citados por
Arcila y Celis (2002), reportan 0,53% de azúcares
reductores para plátano “Dominico hartón” verde,
valor cercano a los primeros controles del presente
estudio; para “Dominico hartón” maduro reportan
24,5%. Todos los resultados están dentro del rango de
0,24 a 2,81% que Morín (1967); citado por Hoyos
(1979), reporta para plátano de postre “Gros-Michel”
entre 0 y 3 días de cosechado, pero son inferiores a
los de 5 a 11 días de cosechado (7,24-15,31%). El
“Dominico hartón” es un plátano de similares
características al FHIA-21, las diferencias se deberían
al tiempo de maduración, lo que permitiría
pronosticar azúcares reductores elevados en el FHIA-
21 en tiempos de almacenamiento mayores a los
contemplados en este estudio. Las diferencias con el
Gros-Michel de 5 a 11 días serían consecuencia de
los procesos metabólicos diferentes entre plátanos y
plátanos de postre.
La concentración de almidón del FHIA-21
descendió progresivamente desde 29 a 19 g/100 g, tal
como se visualiza en la Figura 5. De acuerdo con la
evaluación estadística se demostró que no existieron
diferencias entre las muestras de los primeros días (0,
3 y 6), la del noveno presentó diferencias respecto a
las del inicial y tercero y la del décimo segundo fue
distinta a todas las anteriores.
Figura 5. Variación del contenido de almidón
(g/100 g) respecto al tiempo de almacenaje del
plátano.
Von Loesecke (1949); citado por Hoyos (1979),
reportó 19,2 a 23,5% de almidón en plátano de postre
verde, valores similares a los obtenidos en la presente
investigación. Respecto al comportamiento
descendente Morín (1967); citado por Hoyos (1979),
observó esta tendencia en el plátano de postre “Gros-
Michel” que recién cosechado presentó 20,6 y cayó
hasta 1,21% después de 11 días. Arias y Toledo
(2000) sostienen que en el momento de la cosecha
predomina el almidón, Champion (1968) expone que
la hidrólisis comienza con la fase climatérica y se
prolonga después. En el FHIA-21 este decrecimiento
es lento, característico de un plátano para
procesamiento, y durante el tiempo estudiado no
llegó a valores muy bajos que posiblemente se
habrían dado después del día 12 de almacenaje.
En la Figura 6, se presenta la variación de la acidez
(expresada como ácido málico) y el pH del FHIA-21
respecto al tiempo de almacenaje.
Figura 6. Variación del pH y acidez titulable
respecto al tiempo de almacenaje del plátano.
La acidez aumentó desde 0,49 hasta 0,94% de
ácido málico. Existieron diferencias significativas
entre todas las muestras. Wardlaw et al. (1939);
citados por Pantastico (1975), señalan que con el
avance de la maduración se da un incremento gradual
y precisan que sube a un máximo durante el periodo
climatérico o poco después. Dadzie y Orchard (1997)
también coinciden en esto al señalar que la acidez de
la mayoría de cultivares/híbridos de plátano muestra
grandes aumentos a medida que la maduración
progresa. Belalcázar et al. (1991); citados por
Carreño y Aristizábal (2003), reportan una acidez de
0,70% para el cultivar “Dominico hartón” verde y
1,5% para maduro, observándose que los valores
obtenidos para el FHIA-21 son más cercanos al
primero.
El pH del FHIA-21 disminuyó sostenidamente
desde 5,82 en el día 0 hasta 5,53 en el noveno. Luego
se dio un descenso hasta 5,19 en el día 12. El
tratamiento estadístico de los resultados arrojó
diferencias significativas entre todas las muestras.
Carolina Ramos V., Américo Guevara P., Bruno Portillo S.
63
Los resultados obtenidos en la presente investigación
están dentro del rango 5,02 a 5,6 para plátanos verdes
en general (Harris y Polland, 1937; citados por
Carreño y Aristizábal (2003).El rango para plátanos
maduros va de 4,2 a 4,75.
Las mediciones del peso específico del híbrido
FHIA-21 resultaron en un leve aumento desde 0,96
g/ml en el día 0 de almacenaje, hasta 1,02 g/ml tanto
en el noveno como en el decimosegundo día. La
evaluación estadística no mostró diferencias
significativas. El ligero incremento observado podría
explicarse por la disminución de almidón en favor de
azúcares de mayor peso específico, y por el aumento
de la humedad que lleva el valor total hacia 1 g/ml.
Al respecto Champion (1968), sostiene que la
densidad del plátano se mantiene alrededor de 0,96
g/cm3y que no varía mucho con el tiempo.
3.1.3 Evaluación de las hojuelas fritas de
plátano (Musa sp.) híbrido FHIA-21,
procesado en diferentes tiempos de
almacenaje En la Tabla 2 y Figura 7 se presentan los
rendimientos de hojuelas fritas de plátano FHIA-21
procesados en diferentes tiempos de almacenaje a 14
± 1 °C y 90 ± 3% H.R. La evaluación estadística se
presenta mediante superíndices sobre los valores, si
estos son distintos indican diferencias estadísticas al
1% de probabilidad, si son iguales indican que no
existen diferencias.
Tabla 2. Rendimientos del proceso de obtención de
hojuelas fritas respecto al tiempo de almacenaje
del plátano (Musa sp.) híbrido FHIA-21 A 14 ± 1
°C y 90 ± 3% H.R.
Rendimiento Días de almacenaje del plátano
0 3 6 9 12
Hojuelas
crudas /
Materia Prima (%)
56,10a 57,90a 58,30a 58,50a 62,94a
Hojuelas
fritas / hojuelas
crudas (%)
40,10a 40,70ab 41,32ab 43,53bc 44,73c
Hojuelas
fritas /
Materia
Prima (%)
23,20a 23,43a 23,80a 25,17a 28,15a
Figura7. Variación de los rendimientos de
hojuelas fritas de plátano respecto al tiempo de
almacenaje.
El rendimiento de hojuelas crudas respecto a la
materia prima presentó un incremento gradual y
luego un aumento súbito hacia el final del tiempo de
almacenaje estudiado. El tratamiento estadístico no
arrojó diferencias significativas entre las muestras.
Ticona (1981) reportó 62% de rendimiento en las
operaciones de pelado y rodajado de plátanos en
general, valor próximo a los rendimientos obtenidos
hacia final del periodo de almacenaje.
El aumento del rendimiento con el tiempo, se debe
a que al avanzar la maduración, la pulpa gana peso, al
disminuir la proporción de cáscara las altas mermas
por pelado disminuyen y aumenta el rendimiento.
Adicionalmente se observó que la cáscara fue
reblandeciéndose con el tiempo facilitando su
separación de la pulpa sin causarle daños físicos. Se
apreció una disminución de las gomas a partir del día
9 coincidiendo con lo observado por Arias y Toledo
(2000).
El rendimiento de hojuelas fritas respecto a
hojuelas crudas aumentó con respecto al tiempo de
almacenaje, al inicio lentamente, luego con
incrementos más notorios, el día 0 fue de 40,10% y el
12 de 44,73%. El análisis estadístico determinó que
entre los primeros tres días no existió diferencias
significativas, tampoco entre los días 3, 6 y 9; pero sí
entre el 0 y los días 9 y 12 de almacenados.
La variación se podría explicar por el proceso
de evaporación del agua donde los espacios dejados
se constituyen en depósitos de aceite y en
consecuencia se da una relación directa, a mayor
humedad mayor absorción de aceite (Aguilera, 1997;
Smith, 1977).
Por otro lado Lisinska y Leszczynski (1989);
citados por Betalleluz (1992), afirman que en
tubérculos, el mayor peso específico, materia seca y
almidón, contribuyen a una menor absorción de
aceite.
En el caso de tubérculos, el peso específico y el
almidón aumentan durante su tiempo de vida útil
según destino, lo que no sucede con el plátano, donde
el almidón disminuye (Cuadro 1). Talburt y Smith
(1975) señalan que a mayor absorción de aceite,
aumentan los costos de proceso. Por otro lado se hace
necesario señalar que el mayor rendimiento en la
fritura por absorción de aceite no necesariamente
representaría un beneficio a nivel industrial.
Al igual que el caso anterior el rendimiento de las
hojuelas fritas con respecto a la materia prima en
muestras procesadas en diferentes tiempos de
almacenaje mostró un comportamiento creciente.
Comienza con 23,20% en el día 0 y termina con
28,15% el décimo segundo. La evaluación
estadística de los resultados no arrojó diferencias
entre las muestras. Los rendimientos obtenidos son
cercanos a los de otros productos fritos de
Influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.) variedad FHIA - 21 en la calidad de hojuelas fritas
An cient. 68(3) 2007, pp. 58-67
64
características similares: Talburt y Smith (1975)
reportan rendimientos de procesamiento de hojuelas
de papa de 26,7 a 33,1%; Betalleluz (1992) en una
investigación de hojuelas fritas de 14 tipos de camote
encontró rendimientos desde 22,22 hasta 26,7%.
3.1.4 Evaluación de las características físico-
químicas de hojuelas fritas de plátano (Musa
sp.) híbrido FHIA-21, procesado a diferentes
tiempos de almacenaje
En la Tabla 3 se presenta los resultados de las
características físico-químicas de las 5 muestras de
hojuelas fritas respecto al tiempo de almacenaje del
plátano FHIA-21. La evaluación estadística se reporta
mediante superíndices. Superíndices distintos indican
diferencias al 1% de probabilidad, superíndices
idénticos indican que no existen diferencias.
Tabla 3. Variación de las características físico-
químicas de hojuelas fritas de plátano (Musa sp.)
híbrido FHIA-21, procesado a diferentes tiempos
de almacenaje.
Variable
Tiempo de almacenamiento (días de
almacenaje)
0 3 6 9 12
Humedad
(%) 1,97a 1,80a 1,88a 1,88a 1,98a
Grasa
(%) 28,88a 29,00a 30,40a 30,40a 32,99b
Índice de
peróxidos
(meq /
kg grasa
extraída)
4,75a 4,87ab 4,98ab 4,98ab 5,17b
Índice de
acidez
(g ácido
oleico / g
grasa
extraída)
0,09a 0,10a 0,10a 0,10a 0,11a
Los resultados del contenido de humedad
fluctuaron entre 1,8 (día 3) y 1,98% (día 12) y no se
encontraron diferencias estadísticas significativas
entre las muestras obtenidas. Bejarano et al. (2002)
reportan 5,7 g/100 g de humedad para hojuelas fritas
de plátano en general.
Por su lado Dadzie y Orchard (1997), sostienen que
el contenido de humedad de las hojuelas fritas de
plátano debe estar alrededor de 1,5-2%, lo que
coincide con los resultados de la presente
investigación.
Considerando que el fritado es un proceso de
deshidratación, la baja y similar humedad en todas las
muestras podría deberse a factores propios de la
composición química del plátano, dentro de ellos la
humedad, tiempo y temperatura de procesamiento.
En la Figura 8, se presenta la variación del
porcentaje de grasa de hojuelas de plátano FHIA-21
procesado a diferentes tiempos de almacenaje. Se
observa que este componente aumenta
progresivamente, reportando al tercer día 28,88% y al
decimosegundo 32,26%. La evaluación estadística no
encontró diferencias significativas entre los cuatro
primeros puntos de control (0, 3, 6 y 9 días).
Figura 8. Variación del porcentaje de grasa de
hojuelas fritas respecto al tiempo de almacenaje
del plátano.
Bejarano et al. (2002) obtuvieron 30% de grasa
promedio para hojuelas fritas de plátano en general,
valor cercano a los encontrados en el presente
trabajo. APA (1992); citado por Linares (1992) y
Smith (1977), indican que las hojuelas fritas de papa
presentan menor absorción de aceite cuando la papa
tiene mayor materia seca y almidón. CORPEI y CPI
(2003) reportaron 30% de grasa para hojuelas fritas
de plátano y 33% para hojuelas de plátano de postre
verde, valores que pueden servir para comparar
hojuelas de plátanos con diferentes tiempos de
almacenaje. Así, las hojuelas procesadas con menor
tiempo de almacenaje, menor humedad y más
almidón, reportarán menores contenidos de grasa y
hojuelas procesadas con mayor tiempo de
almacenaje, más humedad y menos almidón, mayor
concentración.
El índice de peróxidos aumentó desde 4,75
meqO2/kg en hojuelas de plátanos procesados con 0
días de almacenaje hasta 5,17 meqO2/kg al día 12. El
análisis estadístico solamente encontró diferencias
significativas entre las muestras de los días 0 y 12. La
FAO (1999) a través del Códex para Grasas y Aceites
Comestibles, establece para “otras grasas y aceites”
una dosis máxima de índice de peróxido de hasta 10
miliequivalentes de oxígeno activo/kg de aceite. En
función a los resultados se puede afirmar que las
hojuelas de FHIA-21 tienen un comportamiento
adecuado y que el índice de peróxido está por debajo
de lo establecido. Al respecto Ramos y Tarazona
(2001), en un estudio de estabilidad de hojuelas fritas
con 0 días de almacenamiento a partir de 4 cultivares
de papa, reportan resultados de índice de peróxido
que van desde 0,99 a 1,57 meqO2/kg aceite e indican
que la determinación del índice de peróxido brinda la
base para una predicción del tiempo de vida de las
hojuelas fritas, pero que la reacción real de deterioro
y el verdadero tiempo de vida de un producto
dependerán de factores como las condiciones
iniciales de las materias primas, el manejo en el
procesamiento y el posterior almacenamiento.
El índice de acidez, sufrió un leve incremento,
desde 0,09% en hojuelas de plátanos procesadas el
día 0 hasta 0,11% en las procesadas al
Carolina Ramos V., Américo Guevara P., Bruno Portillo S.
65
decimosegundo día de almacenaje. Los resultados del
tratamiento estadístico no mostraron diferencias
significativas para esta variable. Al respecto
Pantastico (1975) indica que el plátano durante los
primeros días de su maduración organoléptica
experimenta un descenso del pH (aumento de acidez).
3.1.5 Evaluación sensorial de hojuelas fritas
de plátano (Musa sp.) híbrido FHIA-21,
procesado a diferentes tiempos de almacenaje En la Tabla 4, se muestran los resultados de la
prueba sensorial de ordenamiento según intensidad de
color oscuro sobre hojuelas fritas a partir de plátanos
FHIA-21 procesados a 0, 3, 6, 9 y 12 días de
almacenamiento. Los jueces al ordenar las muestras
mediante la escala vertical de mayor a menor
intensidad de color oscuro identificaron como de
mayor color oscuro a las procesadas al día 12,
seguidas por las de 9, 6, 3 y 0 días de
almacenamiento. La evaluación estadística determinó
que las hojuelas de plátanos con 0, 3 y 6 días
presentaron diferencias estadísticas respecto a las de
9 y 12 días. Se determinó que las hojuelas son más
oscuras cuando provienen de plátanos más maduros
que justamente son las que poseen mayor
concentración de azúcares reductores.
Al respecto Matz (1976), reportó que estudios de
monitoreo a gran escala en hojuelas de papa
revelaron que solamente el contenido de azúcares
reductores presenta evidencia consistente de
correlación con el color. Hoff et al. (1971); citados
por Linares (1993), sostienen que las principales
formas de pardeamiento son la caramelización y la
reacción de Maillard con participación de los
azúcares reductores y proteínas, y que como la
primera requiere mayor energía, el oscurecimiento se
da principalmente mediante la segunda.
Tabla 4. Resultados de la prueba sensorial de
ordenamiento según intensidad de color oscuro
sobre hojuelas fritas a partir de plátano (Musa sp.)
híbrido FHIA-21, procesado a diferentes tiempos
de almacenaje.
Intensidad de
color oscuro
Días de
almacenaje del
plátano
Mayor 12 a
9 a
6 b
3 b
Menor 0 b
Valores con distintos superíndices
(a,b) presentan diferencia
significativa al 1% de probabilidad.
En la Tabla 5 se presentan los resultados de la
prueba sensorial de preferencia sobre hojuelas fritas
de plátanos FHIA-21 procesados a los 0, 3, 6, 9 y 12
días de almacenado.
El panel de degustación otorgó el mayor puntaje en
todas las características evaluadas a las hojuelas
procesadas con plátanos con 9 días de almacenaje:
124, 139, y 153 puntos para sabor color y preferencia
general, respectivamente. Los demás resultados
fueron diversos dependiendo del atributo evaluado.
Aguilar (2002), en una evaluación sensorial de
hojuelas de plátanos híbridos FHIA, encontró una
fuerte correlación entre sabor y color, y entre estos
dos factores y aceptabilidad general del producto.
Calderón (1964); citado por Sotomayor (1993),
señala que el sabor de las hojuelas fritas de papa está
relacionado con el desarrollo de pigmentos oscuros;
asimismo Maga (1973); citado por Linares (1993),
observó una preferencia por hojuelas oscuras,
aparentemente porque desarrollaron olores rancios a
una velocidad menor durante el almacenaje. De
acuerdo a los resultados obtenidos en la presente
investigación los jueces se inclinaron por hojuelas de
plátanos FHIA-21 con 9 días de almacenaje tanto por
color, sabor y aceptabilidad general. Es necesario
indicar que el plátano en este estado tiene una mayor
acidez y concentración de azúcares, que generan
compuestos melanoidinos en la fritura, que en
conjunto podrían haber enriquecido el sabor y
mejorado el color.
Tabla 5. Resultados de la prueba sensorial de
preferencia sobre hojuelas fritas de plátano (Musa
sp.) híbrido FHIA-21, procesado a diferentes
tiempos de almacenaje.
Puntaje
por
atributo
Días de almacenaje del plátano
0 3 6 9 12
Color 104a 109a 120a 124a 110a
Sabor 107a 110a 112a 139a 104a
General 96a 102a 105a 153b 114ab
Puntajes con distintos superíndices (a,b)
presentan diferencia significativa al 5% de
probabilidad
3.2 Caracterización de hojuelas fritas a partir
de plátano (Musa sp.) híbrido FHIA-21,
procesado a los 9 días de almacenaje. En la Tabla 6, se presenta la composición físico-
química de hojuelas fritas de plátano híbrido FHIA
21 procesado a los 9 días de almacenado.
Tabla 6. Composición físico-química de hojuelas
fritas de plátano híbrido FHIA 21, procesado a los
9 días de almacenado a 14 ± 1 °C y 90% H.R.
Componente Base
húmeda
Base
seca
Humedad (g/100g) 1,81 -
Carbohidratos (g/100g) 61,4 62,53
Grasa (g/100g) 32,26 32,86
Proteína (g/100g) 3,15 3,21
Ceniza (g/100g) 1,57 1,60
Fibra (g/100g) 0,87 0,89
Índice de peróxidos
(meq / kg grasa extraída) 1,78 1,81
Índice de acidez
(g ácido oleico / g grasa extraída) 0,11 0,11
Como se observa presenta una baja humedad
(1,81%) que contribuye con la conservación y
Influencia del estado de madurez del plátano (Musa sp.) variedad FHIA - 21 en la calidad de hojuelas fritas
An cient. 68(3) 2007, pp. 58-67
66
características sensoriales (Dadzie y Orchard, 1997;
Bejarano et al., 2002), específicamente en lo que
respecta a la crocancia.
El contenido de carbohidratos 62,53% es posible se
deba al alto contenido de almidón y azúcares del
plátano FHIA-21 (Tabla 1) principales determinantes
de la estructura de la hojuela y de la cantidad de
aceite absorbido, a su vez factores importantes del
sabor, color y textura conferidos después de la fritura.
Bejarano et al. (1991), CORPEI y CPI (2003)
reportan 60% de carbohidratos, valor cercano al
obtenido.
La concentración de grasa fue elevada (32,86%),
sin embargo, se encuentra próximo a los valores
reportados por Bejarano et al. (2002), CORPEI y CPI
(2003) 30 y 30 – 33%, respectivamente. El aumento
de este componente está en función del proceso de
fritura y de las características intrínsecas de la
materia prima (Smith, 1977; APA, 1992; Lisinska y
Leszczynski, 1989; citados por Betalleluz, 1992).
El índice de peróxidos fue de 1,81 meqO2 / kg
grasa extraída, valor por debajo del máximo 10
meqO2 / kg establecido por la FAO (1999). Esto
indica que la muestra de hojuelas del FHIA-21
procesados a los 9 días de almacenamiento tiene un
buen comportamiento en el proceso de fritura. Por
otro lado, el bajo índice de acidez 0,11 % como ácido
oleico, refuerza lo antes mencionado.
La concentración de proteínas fue de 3,21%; valor
mayor al de 2% reportado por CORPEI y CPI (2003)
y Bejarano et al. (2002). El contenido de ceniza 1,6
%, indica una menor presencia de minerales en la
hojuela frita, respecto al 2,3 % encontrado por
Bejarano et al. (2002). El contenido de Fibra fue de
0,89 %, menor al 3,8-4,6%, determinados por
CORPEI y CPI (2003) y al 2,9% según Bejarano et
al. (2002). Las diferencia entre los resultados
obtenidos y los mencionados por los autores antes
citados, es posible se deba a variedades de plátano
procesado, condiciones agro-climáticas del cultivo, y
estado de madurez.
4. Conclusiones
1. Los plátanos híbridos FHIA-21 almacenados a
14 ± 1 °C y 90 ± 3% H.R. durante los 12 días de
almacenaje mostraron aumento en: relación
pulpa/cáscara, humedad, sólidos solubles, azúcares
totales, azúcares reductores, acidez y peso específico;
y disminución en materia seca, contenido de almidón
y pH.
2. El mayor rendimiento (%) de hojuelas fritas
respecto al plátano se obtuvo al procesar materia
prima con 12 días de almacenaje.
3. El panel de degustación otorgó mayores puntajes
en preferencia general, color y sabor a las muestras
de hojuelas fritas procesadas con plátanos a los 9 días
de almacenaje a 14 ± 1 °C y 90 ± 3% H.R, cuyo
índice de madurez fue: 4,4 ºBrix, 25% de almidón,
5,53 de pH y relación peso pulpa/peso cáscara 1,65.
4. Se determinó que a medida que el tiempo de
almacenaje es mayor también lo son el contenido de
grasa, índice de peróxido e índice de acidez en las
hojuelas fritas.
5. La prueba sensorial de ordenamiento determinó
que las hojuelas de plátanos procesados con mayor
tiempo de almacenaje presentan una mayor
intensidad de color oscuro.
5. Referencias bibliográficas
A.O.A.C. 1995. Oficial Methods of Analysis of the
Association the Official Agricultural Chemists. De
Board. U.S.A.
AGUILAR, J. 2002. El programa de banano y
plátano. FHIA, Programa de banano y plátano.
Informe Técnico 2001. Honduras. 1-2.
AGUILERA, J. 1997. Temas en tecnología de
alimentos. Instituto Politécnico Nacional. México
D.F.-México
ARCILA, P. y CELIS, G. 2002. Maduración de los
frutos del híbrido FHIA- 21 asociada a la edad de
cosecha; en el departamento del Quindío –
Colombia. Memorias XV reunión ACORBAT.
Colombia. 507-511
AMERINE, M.A., PANGBORN, R.M. ROESSLER,
E.B. 1965. Principles of Sensory Evaluation of
Food. Academic Press, New York.
ANZALDÚA-MORALES, A. 1994. La evaluación
sensorial de los alimentos en la teoría y la práctica.
Editorial Acribia. Zaragoza-España.
ANZALDÚA-MORALES, A., LEVER, C.,
VERNON, E.J. 1983. Nuevos métodos de
evaluación sensorial y su aplicación en reología y
textura. Tecnol. Aliment. 18(5), 4-15.
ARIAS, C. y TOLEDO, J. 2000. Manual de manejo
postcosecha de frutas tropicales (Papaya, piña,
plátano, cítricos). FAO. Roma-Italia.
BEJARANO, E.; BRAVO, M.; HUAMÁN, M.;
HUAPAYA, C.; Roca, A. y Rojas, E. 2002. Tabla
de composición de alimentos industrializados.
Ministerio de Salud, Instituto Nacional de Salud.
Centro Nacional de Alimentación y Nutrición.
CONCYTEC. Lima-Perú.
BETALLELUZ, I. 1992. Efecto del estado de
madurez a la cosecha sobre el color de hojuelas
fritas en 14 genotipos de camote (Ipomoea batatas
(L.) Lam.). Tesis para obtener el título de Ingeniero
en Industrias Alimentarias. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima-Perú.
CALZADA, J. 1982. Métodos estadísticos para la
investigación. Editorial Milagros. Lima-
PerúCamacho, C. y Luy, C. (1994). Estudio de pre-
factibilidad para la instalación de una planta
procesadora de harina a partir de plátanos verdes en
Piura. Ciclo optativo de profesionalización en
gestión agrícola empresarial. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima-Perú.
CARREÑO, A. y ARISTIZÁBAL, M. 2003.
Aprovechamiento postcosecha de plátano para la
obtención de vino. InfoMusa. Francia 12(1):2-4.
CHAMPION, J. 1968. El plátano. Editorial Blume.
Barcelona-España
COLLAZOS, C.; ALVISTUR, J.; VÁSQUEZ, G.;
QUIROZ, M.; HERRERA, N.; ROBLES, N.;
ARIAS, M.; VIÑAS, T; URQUIETA, R.; DÍAS,
Carolina Ramos V., Américo Guevara P., Bruno Portillo S.
67
C.; ROCA, A.; FACHING, A. y HERNÁNDEZ, E.
1996. Tabla Peruana de Composición de
Alimentos. Ministerio de Salud, Instituto Nacional
de Salud. Centro Nacional de Alimentación y
Nutrición. Editora Gráfica Acuario. Lima-Perú.
CORPEI (Corporación de Promoción de
Exportaciones e Inversiones, Ecuador) y CPI
(Centre for the Promotion of Imports from
developing countries, Holanda), 2003. Perfil de
producto: chifles de plátano. Proyecto CORPEI –
CPI “expansión de la oferta exportable del
ecuador”. Guayaquil-Ecuador.
DADZIE, B. y ORCHARD, J. 1997 Evaluación
rutinaria postcosecha de híbridos de bananos y
plátano: criterios y métodos. Guías técnicas
INIBAP 2. Instituto Internacional de Recursos
Fotogénicos, Roma-Italia; Red Internacional para
el Mejoramiento del Banano y el Plátano.
Montpellier-Francia.
DAVELOUIS, C. 1973. Ensayo de deshidratación del
plátano - variedad Bellaco o Hartón por el método
del aire caliente. Tesis para obtener el título de
Ingeniero en Industrias Alimentarias. Universidad
Nacional Agraria La Molina. Lima-Perú.
FAO. 1999. Códex Alimantarius. Norma del Códex
para grasas y aceites comestibles no regulados por
normas individuales CODEX STAN 19-1981 (rev.
2-1999).
Hoyos, J. 1979. Almacenamiento de dos variedades
de plátanos deshidratados en forma de gritz. Tesis
para obtener el título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima-Perú
IWAMOTO, C. 1995. Estudio de la Influencia de
Enzimas en la Obtención de Jarabe de Malta de
Cebada (Hordeum vulgare). Tesis para optar el
Título de Ingeniero en Industrias Alimentarias.
Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima-
Perú.
KIRK, R.; SAWYER, R.; EGAN, H. 1996.
Composición y análisis de alimentos de Pearson.
Compañía Editorial Continental. México D.F.-
México.
LINARES, L. 1993. Influencia de diferentes niveles y
fuentes de potasio en hojuelas fritas de papa
cultivar Chasqa. Tesis para obtener el título de
Ingeniero en Industrias Alimentarias. Universidad
Nacional Agraria La Molina. Lima-Perú.
MATZ, S. 1976. Snack food technology. The AVI
Publishing Company, Inc. Westport, Connecticut-
E.E.U.U.
PANTASTICO, B. 1975. Fisiología de la
postrecolección, manejo y utilización de frutas y
hortalizas tropicales y subtropicales. Compañía
Editorial Continental. México D.F.-México.
PEDRERO, F. y PANGBORN, R. 1996. Evaluación
Sensorial de los Alimentos. Métodos Analíticos.
Editorial Alambra Mexicana. México D.F.-México.
RAMOS, C. y TARAZONA, G. 2001. Estudio de la
estabilidad de las hojuelas fritas de papa durante el
almacenamiento al medio ambiente. Perú. Anales
Científicos UNALM Vol. XLVII:286-285
SALAS, C. 1974. Estudio sobre el procesamiento y
almacenamiento de la pulpa y néctar de plátano.
Tesis para obtener el título de Ingeniero en
Industrias Alimentarias. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima-Perú.
SMITH, O. 1977. Potatoes: production, storing,
processing. The Avi Publishing Company, Inc.
Westport, Connecticut-E.E.U.U.
SOTOMAYOR, A. 1993. Determinación de los
parámetros óptimos para la obtención del maíz
blanco (Zea mays L.) entero frito-salado. Tesis
para obtener el título de Ingeniero en Industrias
Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima-Perú.
TALBURT, W. y SMITH, O. 1975. Potato
processing. The Avi Publishing Company, Inc.
Westport, Connecticut–E.E.U.U.
TICONA, T. 1981. Obtención de etanol y vinagre de
plátano. Tesis para obtener el título de Ingeniero en
Industrias Alimentarias. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima-Perú.
WILEY, R. 1997. Frutas y Hortalizas Mínimamente
Procesadas y Refrigeradas. Editorial Acribia.
Zaragoza-España.
An cient. UANLM 68(3), 2007 Recibido: 07/05/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 15/10/2007
Efecto del proceso de molienda y peletizado del pimiento páprika (Capsicum
annuum L.) en la pérdida de color extraíble ASTA
Juan Dávila R. 1, Marcial Silva Jaimes
2
Resumen
Se determinó el efecto del proceso de molienda y peletizado sobre la pérdida de los grados ASTA de muestras de
páprika de los valles de Ica, Trujillo (Chao) y Arequipa (El Tambo) usando el método ASTA 20.1 (A:S:T:A:, 1997).
Se analizaron 20 muestras en cada una de las etapas del proceso, llevado a cabo por la Empresa EFADA Export
S.A.C. Los resultados se analizaron estadísticamente usando un arreglo factorial de 3x7x20 en diseño
completamente al azar. Las muestras, sin procesar (materia prima), procedentes de Ica presentaron en promedio
206.77 unidades ASTA, seguidas de las muestras de Trujillo (203.53) y Arequipa (200.12). Se observó una
disminución de 18.17 unidades de color en las muestras de páprika procesada y empacada (producto final),
procedente de Trujillo, en comparación con la concentración de color de la misma muestra, antes de ser sometido al
procesamiento (materia prima). En el caso de las muestras procedentes de Ica esta disminución fue de 13.61
unidades y en las procedentes de Arequipa de 12.11 unidades.
Palabras clave: Pimiento paprika, Capsicum Annuum L., páprika de Trujillo, páprika de Ica, páprika de Arequipa,
grados ASTA, color extraíble, molienda, paletizado, calidad.
Abstract
The mill and pellet process effect was determined on the ASTA grades loss in samples of paprika from Ica, Trujillo
(Chao) and Arequipa (El Tambo) valleys using ASTA 20.1 (ASTA, 1997) method.. Twenty samples were analyzed
in each process steps, carried out by the EFADA Export S.A.C. Company. The results were analyzed statistically
using a 3x7x20 factorial arrangement totally at random in a completely at random design. The samples, without
processing (raw material), obtaining from Ica presented 206.77 units ASTA on average, followed by Trujillo’s
samples (203.53) and Arequipa (200.12). A decrease of 18.17 color units was observed in the samples of processed
paprika and packed (final product), coming from Trujillo, in comparison with the concentration of color of the same
sample, before being subjected to processing(raw material). In the case of the samples coming from Ica this decrease
was of 13.61 units and in those coming from Arequipa of 12.11 units.
Key words: Pepper paprika, Capsicum Annuum L., paprika from Trujillo, paprika from Ica, paprika from Arequipa,
ASTA grades, extracted color, mill process, pellet process, quality.
1. Introducción
En comparación con otras propiedades sensoriales,
el color, posiblemente es una de las características de
calidad que ejerce mayor influencia en la aceptación
de los alimentos por parte del consumidor y para
muchos es sinónimo de calidad, seguridad y valor
(Nieto et al., 1999). Cserhati et al. (2002), señalan
que los pigmentos presentes en los productos
alimenticios ejercen un notable impacto en las ventas,
aceptación del público consumidor, además de
presentar marcada actividad biológica. Las
características de calidad del páprika molido,
tradicionalmente usado como especia, está
determinado principalmente por su pungencia
(contenido de capsaicina), cantidad de color
(contenido de carotenoides), tamaño de partícula y
contenido de humedad (Ramesh et al., 2001). Los
pigmentos extraíbles del páprika, ampliamente
utilizado como colorante alimenticio, son obtenidos
del vegetal fresco, seco entero, seco molido y/o
peletizado (Maoka et al., 2001). Como colorante se
añade en 0.1-1000 ppm a carnes procesadas, salsas,
sazonadores, encurtidos, fideos, helados y bebidas
para darles un color rojo-naranja (Kanki et al., 2003).
1 Ingeniero en Industrias Alimentarias, Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima,
Perú. 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
El método estandarizado para la determinación de
la cantidad de color es el método ASTA, por su alta
confiabilidad (Gómez et al., 1998). El término ASTA
refiere al estándar internacional para la medición de
las unidades de color extraíble de los frutos en fresco
y en forma de polvo de páprika, reglamentado por
American Spice Trade Association (A.S.T.A., 2004).
Fundada en 1907, esta organización tiene su sede
central en Washington, EE.UU. y agrupa más de 200
entidades relacionadas con el comercio de especias y
es la encargada de establecer parámetros fisico-
químicos y validar métodos de ensayo específicos.
Además, brinda apoyo técnico para la elaboración de
normas de calidad relacionadas con hierbas
aromáticas y semillas (A.S.T.A., 2004).
El valor comercial del pimiento páprika depende
considerablemente del color del producto
(Csiktusnádi et al., 2000). Los carotenoides son los
compuestos responsables de la calidad del pimiento
páprika (Rodrigues et al., 1998). La cantidad y la
calidad de los pigmentos ejercen una gran influencia
en el valor comercial y la aceptación de productos
alimenticios (Morais et al., 2001). El típico color rojo
oscuro, sabor pungente y aroma característico del
producto molido son los principales atributos de
calidad cuando se usa como especia (Zimmermann y
Schieberle, 2000).
En el Perú el cultivo del pimiento páprika va en
aumento debido a la gran demanda del mercado
Juan Dávila R., Marcial Silva Jaimes
69
exterior y a la gran adaptabilidad de este fruto a las
condiciones geográficas y climáticas de nuestro país.
Las exportaciones en los últimos años han ido en
aumento. En 1999, se exportaron 2.2 millones de
US$. El 2000 se elevaron a US$ 5.9 millones. Para el
año 2001, las ventas al exterior entre enero y
setiembre ascendieron a US$ 13.911 millones que
corresponden a un volumen exportado de 8,516 Tm.,
lo que significó un incremento de 300% con respecto
al año 2000 (CEPES, 2001). La participación de los
mercados a las que se exporta son: España 85%,
EE.UU. 7% y Alemania 4%.
A fin de conocer el contenido de los pigmentos
extraíbles, principal característica de calidad que
afecta el valor comercial del páprika, es importante
determinar su contenido relacionado al origen de las
principales zonas productoras del país y el efecto del
proceso a la que es sometido el pimiento. Se sabe que
las formas molidas son susceptibles de degradaciones
y oxidaciones, perdiendo color como resultado de
factores físicos, químicos y enzimáticos, como
también de las condiciones de procesamiento y
almacenamiento (Weissenberg et al. 1997). Además,
los métodos actuales para monitorear la calidad de
pimiento páprika en polvo, que tienen en cuenta la
pureza visual y el estado microbiológico, no son
suficientes en el comercio internacional (Kocsis et
al., 2002). Por ello, en la presente investigación se
plantea evaluar la pérdida de color extraíble ASTA
durante el proceso de molienda y peletizado del
pimiento páprika (Capsicum annuum L.) procedentes
de los valles productores de Trujillo, Ica y Arequipa.
2. Materiales y métodos
Las muestras de páprika deshidratado (Capsicum
annuum L.), procedentes de los valles de Trujillo, Ica
y Arequipa, fueron recepcionados y procesados por la
Empresa EFADA Export S.A.C., siguiendo el
diagrama de flujo que se muestra en la Figura 1. En
cada una de las etapas se obtuvieron las muestras las
que fueron conducidas al Laboratorio de la Facultad
de Industrias Alimentarias de la Universidad
Nacional Agraria La Molina, para los análisis
respectivos. Normalmente la operación de secado es
llevado a cabo por los productores del pimiento. Una
vez cosechado, el pimiento es sometido a una
exposición directa al sol en áreas aledañas a las zonas
de cultivo, especialmente acondicionadas para tal fin,
durante un periodo de 5 a 7 días, hasta un contenido
de humedad de alrededor de 12%. Luego son
conducidos a las plantas de proceso donde son
recepcionados, trozados, molidos y paletizados. La
primera molienda se lleva a cabo en un molino de
martillos para reducir el tamaña de partícula hasta 1
mm de diámetro, en la segunda molienda las
partículas alcanzan un tamaño de 0,6 mm de diámetro
y en la tercera molienda se alcanza un diámetro de
0,5 mm. Finalmente, la operación de paletizado
consiste en el acondicionamiento de la humedad y la
temperatura de la materia prima, controlando la
presión del vapor utilizado y el tiempo de retención
apropiado (datos de la empresa EFADA SRL), para
la formación de sólidos cilíndricos como producto
final del proceso. El transporte del material
pulverulento entre los molinos y hasta el peletizador
se hace mediante transporte neumático.
Para la medición del color se usó el Método ASTA
20.1 (A.O.A.C, 1995, A.S.T.A., 1997). Se tomó entre
70 a 100 mg de muestra y se llevó a fiola de 100 ml
diluyendo con acetona. Se agitó la muestra y se tapó
herméticamente dejando reposar protegido de la luz
por 16 horas. Se procedió a la lectura con el
espectrofotómetro comparando con un blanco
(acetona pura) a la longitud de onda de 460 nm. Cada
lectura obtenida de absorbancia (Abs) de las muestras
se llevó a la siguiente fórmula:
(g) muestra la de Peso
FI x 16.4 x nm 460 a muestra la de AbsASTAColor de Unidades
Donde IF es un factor de corrección del
instrumento:
Estándar Referencia de celda la de nm 465 a aAbsorbanci
Estándar referencia de celda la de declarada aAbsorbanci
FI
Los datos fueron evaluados mediante un arreglo
factorial de 3 x 7 x 20, 3 orígenes de materia prima, 7
etapas del proceso de molienda y tamizado y 20
repeticiones, en diseño completamente al azar.
Dichos datos fueron sometidos a Análisis de
Variancia y a pruebas de comparación de promedios
de Tukey.
Páprika
Orígen
Separación de Semillas
Primera molienda (1 mm)
Segunda molienda (0.6 mm)
Tercera molienda (0.5 mm)
Peletizado
Envasado
Deshidratado Deshidratado Deshidratado
Trujillo
(a1)
Arequipa
(a3)
Ica
(a2)
Páprika Deshidratada
Trozado
Recepción
Tercer muestreo (b3)
Cuarto muestreo (b4)
Quinto muestreo (b5)
Sexto muestreo (b6)
Séptimo muestreo (b7)
Segundo muestreo (b2)
Primer muestreo (b1)
Figura 1. Diagrama de procesamiento de páprika
sometido a molienda y paletizado.
3. Resultados
Efecto del proceso de molienda y peletizado del pimiento páprika (Capsicum annuum L.) en la pérdida de color
extraíble ASTA
An cient. 68(3) 2007, pp. 68-74
70
Se aprecia que a medida que avanza el proceso de
molienda y peletizado existe una disminución en la
cantidad de color (grados ASTA), acentuándose más
en las etapas de molienda sucesiva (Figura 2 y Tabla
1); este proceso tiene como finalidad la obtención de
un polvillo fino, el cual es usado tal cual o
concentrado en pasta u oleorresinas, como afirman
Weissenberg et al. (1997).
Las muestras de materia prima registran valores
promedio de unidades de color ASTA entre 206.77
(Ica) y 200.12 (Arequipa). Gómez et al.. (1998) al
trabajar con cultivos de páprika en invernadero
obtuvo valores ASTA de 360 ± 5 y de 248 ± 4 en
condiciones normales (aire libre). Nieto et al. (1999),
al trabajar con 96 muestras de páprika de España,
Sudáfrica y Marruecos obtuvo valores por encima de
200 unidades ASTA (200.39 a 242.50) en 6 muestras,
en tanto que Derera (2000) cuantificó hasta 320
unidades ASTA en cultivares selectos húngaros.
Varón et al. (2000), al analizar muestras de páprika
de España cultivada en invernadero obtuvo valores
ASTA por encima de 250 unidades; Ramesh et al.
(2001) obtuvo valores entre 265 ± 9 y 413 ± 4
unidades ASTA con materia prima de Hungría.
Ladrón de Guevara et al. (2002) obtuvo un máximo
de 125 unidades de color en muestras de España,
deshidratadas por aire caliente. Por otro lado, las
variedades cultivadas en Korea alcanzan un máximo
de 124 ± 2 unidades ASTA (Kim et al., 2002).
150
170
190
210
230
250
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
Etapas del Proceso
Unid
ades d
e C
olo
r A
ST
A
Trujillo
Ica
Arequipa
Figura 2. Unidades de color ASTA en las etapas
del procesamiento del pimiento páprika.
donde:
b1= Muestra en la recepción de materia prima;
b2 = muestra tomada luego del trozado;
b3 = Muestra tomado luego de la primera molienda;
b4 = muestra tomada luego de la segunda molienda;
b5 = muestra tomada durante la tercerea molienda;
b6 = muestra tomada luego del paletizado;
b7 = muestra tomada luego del empacado
Según se puede observar en las Tablas 1, 2 y 3
existen diferencias altamente significativas entre los
factores evaluados (orígenes de la materia prima y
etapas en el proceso de molienda y peletizado del
pimiento páprika), en tanto que la interacción entre
ambos factores no presentó diferencias significativas.
Las diferencias registradas en las muestras según
orígenes puede encontrar explicación en el manejo
poscosecha del fruto, pues las diferentes prácticas
culturales a que es sometido el pimiento páprika
influyen notablemente en la calidad del producto
final (Davies et al., 1970; Nakamaya et al., 1973;
citado por Ladrón de Guevara et al., 2002),
manifestándose en la cantidad de color del producto
molido.
Las condiciones de secado influyen en los atributos
de calidad, todas las muestras trabajadas de materia
prima provienen del secado al sol, al respecto
Carbonell et al. (1986) citado por Daood et al.,
(1996) mencionan que este tipo de proceso mejora la
retención de color.
En el análisis de Efectos Simples mostrado en la
Tabla 3, los resultados obtenidos muestran
diferencias no significativas (α= 0.05) en los análisis
de cada operación unitaria según orígenes, en tanto
que se presentan diferencias significativas entre las
etapas evaluadas en las muestras de Arequipa, y
diferencias altamente significativas (α= 0.01) entre
las muestras de Trujillo e Ica.
En la comparación de promedios de Tukey
mostrado en la Tabla 4 se aprecian diferencias no
significativas (α= 0.05) en las tres comparaciones
efectuadas, Trujillo e Ica (a1 - a2), Trujillo y Arequipa
(a1 - a3) e Ica y Arequipa (a2 - a3), a lo largo del
proceso de molienda y peletizado.
Los datos muestran evidencias de no existir
diferencias significativas entre las muestras de
materia prima y trozado (b1 - b2) para los tres
orígenes evaluados (Trujillo, Ica, y Arequipa como
a1, a2 y a3 respectivamente). Similares resultados se
aprecian entre los promedios de materia prima y
primera molienda (b1 - b3), trozado y primera
molienda (b2 - b3), primera y segunda molienda, (b3 -
b4), primera y tercera molienda (b3 - b5), primera
molienda y peletizado (b3 - b6), segunda y tercera
molienda (b4 - b5), segunda molienda y peletizado (b4
- b6) , segunda molienda y empacado (b4 - b7), tercera
molienda y peletizado (b5 - b6), tercera molienda y
empacado (b5 - b7) y entre peletizado y empacado (b6
- b7).
En las muestras de Trujillo se presentan diferencias
significativas entre las comparaciones de promedios
de las muestras de materia prima y segunda molienda
(b1 - b4), trozado y segunda molienda (b2 - b4) y
primera molienda y empacado (b3 - b7), mientras, que
se presentan diferencias altamente significativas entre
las muestras de materia prima y tercera molienda (b1
- b5), materia prima y peletizado (b1 - b6) y entre
muestras de materia prima y empacado (b1 - b7). En
las muestras de Ica se presentan diferencias
significativas entre las muestras de materia prima y
tercera molienda (b1 - b5) y entre las muestras de
trozado y tercera molienda (b2 - b5); las diferencias
altamente significativas se presentan entre las
muestras de materia prima y peletizado (b1 - b6),
materia prima y empacado (b1 - b7) y entre las
operaciones de trozado y empacado (b2 - b7). En el
Juan Dávila R., Marcial Silva Jaimes
71
caso de muestras procedentes de Arequipa, se
presentan diferencias significativas entre materia
prima y peletizado (b1 - b6), materia prima y
empacado (b1 - b7), trozado y peletizado (b2 - b6) y
entre las operaciones de trozado y empacado (b2 - b7).
Durante el proceso de molienda el páprika es
sometido a altas fricciones y altas temperaturas
durante el transporte neumático, por ello es que se
aprecia una caída significativa de la cantidad de color
en estas etapas; Carvajal et al. (1997) menciona que
existe una fuerte influencia del calor en la
degradación de los pigmentos a temperaturas
cercanas a 50 °C, cuya cantidad de color ASTA
puede decaer a la mitad de su valor hacia las 48
horas.
Las semillas son añadidas a lo largo del proceso de
molienda y peletizado para su molienda; Varón et al.
(2000), menciona que son usadas para evitar la
formación de un polvillo demasiado fino, mejorar la
apariencia visual, reducir la intensidad de color,
incrementar la cantidad producida además de
incrementar la estabilidad del color por la acción
protectora del tocoferol y ácido ascórbico, conocidos
antioxidantes (Rodrigues et al., 1998).
4. Conclusiones.
Las muestras de materia prima procedentes de Ica
presentaron en promedio 206,77 unidades ASTA,
seguido de las muestras de Trujillo (203,53) y
Arequipa (200,12). En cuanto a las semillas, el mayor
valor lo obtuvo la muestra de Trujillo (9,03), seguido
de Arequipa (8,71) e Ica (8,59). Los grados ASTA
disminuyen durante el proceso de molienda y
peletizado en 12 unidades entre la materia prima y el
producto terminado en las muestras de Arequipa y 18
unidades ASTA en las muestras de Trujillo. La
mayor disminución durante el proceso de molienda y
peletizado se manifiesta durante los procesos de
molienda sucesiva. En la etapa de trozado y en la
etapa de empacado no se aprecia una pérdida de color
considerable.
Tabla 1. Unidades de color extraíble ASTA de muestras de pimiento paprika procedentes de Trujillo, Ica y
Arequipa.
Procedencia: Arequipa
Materia Trozado Mol. I Mol. II Mol. III Peletizado Empacado
prima
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
1 212.05 211.39 207.64 203.49 200.80 198.77 198.57
2 194.07 193.47 190.04 186.23 183.77 181.92 181.73
3 216.17 215.50 211.68 207.44 204.70 202.63 202.42
4 214.33 213.66 209.87 205.67 202.96 200.91 200.70
5 190.87 190.27 186.90 183.16 180.74 178.91 178.73
6 186.20 185.61 182.32 178.67 176.31 174.53 174.35
7 176.85 176.30 174.50 171.00 168.75 167.04 166.87
8 205.25 204.61 200.98 196.96 194.36 192.39 192.20
9 220.29 219.61 215.71 208.86 206.10 204.02 203.81
10 205.13 204.49 200.86 196.84 194.24 192.28 192.08
11 216.35 215.68 211.85 207.61 204.87 202.80 202.59
12 189.97 189.38 186.02 182.30 179.89 178.08 177.89
13 208.08 207.43 205.31 201.20 198.55 196.54 196.34
14 191.89 191.29 189.33 185.54 183.09 181.24 181.05
15 193.58 192.97 191.00 187.17 184.70 182.84 182.65
16 210.97 210.31 208.15 206.35 203.62 201.57 201.36
17 177.54 176.98 175.17 171.66 169.40 167.69 167.51
18 186.83 186.25 184.34 180.65 178.27 176.47 176.29
19 227.40 226.69 224.37 219.88 216.97 214.78 214.56
20 178.52 177.96 176.14 172.62 170.34 168.62 168.44
Prom. 200.12 199.49 196.61 192.67 190.12 188.20 188.01
Desv. 15.34 15.30 14.86 14.51 14.32 14.17 14.16
Efecto del proceso de molienda y peletizado del pimiento páprika (Capsicum annuum L.) en la pérdida de color
extraíble ASTA
An cient. 68(3) 2007, pp. 68-74
72
Procedencia: Trujillo
Materia Trozado Mol. I Mol. II Mol. III Peletiz. Empac.
Prima
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
1 215.81 214.88 207.63 200.41 198.37 197.75 195.71
2 171.35 170.61 164.86 159.13 157.51 157.01 155.39
3 200.37 199.50 192.77 186.07 184.18 183.60 181.70
4 214.00 213.07 208.84 205.95 200.70 196.09 196.00
5 188.26 187.44 181.12 178.21 173.04 172.50 170.72
6 214.06 213.13 205.94 202.53 200.47 198.82 197.78
7 215.01 214.08 206.86 203.43 201.36 200.73 198.66
8 185.12 184.32 178.10 173.91 170.16 169.63 167.88
9 214.96 214.03 206.81 199.62 197.58 196.97 194.93
10 208.77 207.86 200.85 196.74 191.89 191.29 189.32
11 178.58 177.81 171.81 168.37 164.15 163.64 161.95
12 209.39 208.49 201.45 194.45 192.47 191.87 189.88
13 211.77 210.86 203.74 196.66 194.66 194.05 192.04
14 201.88 201.01 194.22 187.47 185.56 184.98 183.07
15 219.21 218.26 210.90 205.68 201.50 200.87 199.11
16 191.12 190.30 183.88 177.48 175.68 175.13 173.32
17 217.10 216.17 208.87 205.61 200.56 198.93 196.88
18 214.80 213.87 206.65 202.25 200.19 199.57 198.61
19 189.35 188.53 182.17 178.29 176.48 175.93 174.11
20 209.64 208.74 201.69 194.68 192.70 190.98 190.11
Prom. 203.53 202.65 195.96 190.85 187.96 187.02 185.36
Desv 14.43 14.37 14.01 13.92 13.82 13.50 13.57
Procedencia: Ica
Materia Trozado Mol. I Mol. II Mol. III Peletiz. Empac.
prima
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
1 183.72 183.15 180.68 176.52 174.17 173.01 172.52
2 224.83 224.13 221.11 218.65 215.74 214.30 213.70
3 229.01 228.30 225.22 222.72 219.76 218.29 217.68
4 223.21 222.52 219.52 214.47 211.61 210.20 209.61
5 179.76 179.57 175.73 169.93 167.67 166.55 166.08
6 204.79 204.57 200.20 196.59 193.01 189.73 189.21
7 174.37 173.82 170.11 164.49 162.30 161.22 160.77
8 221.31 220.62 217.65 212.64 209.81 208.40 207.82
9 200.75 200.13 197.43 192.89 190.32 189.05 188.52
10 198.90 198.28 194.05 189.58 187.06 185.81 185.29
11 221.31 221.06 216.35 211.36 208.55 207.16 206.58
12 219.88 219.64 214.95 209.43 206.64 205.26 204.69
13 181.47 181.27 177.40 174.34 172.02 170.87 170.40
14 215.43 215.20 210.60 206.97 204.22 202.85 202.29
15 212.37 211.71 208.86 204.05 201.33 199.99 199.43
16 224.78 224.08 221.06 215.97 213.10 211.67 211.08
17 176.48 176.29 172.53 166.83 164.61 163.51 163.05
18 206.58 205.94 201.54 196.39 193.77 192.48 191.94
19 214.39 213.73 209.16 202.26 199.56 198.23 197.68
20 222.11 221.42 216.69 209.53 206.75 205.36 204.79
Prom. 206.77 206.27 202.54 197.78 195.10 193.70 193.16
Desv 18.32 18.23 18.21 18.39 18.15 18.05 18.00
Juan Dávila R., Marcial Silva Jaimes
73
Tabla 2. Análisis de varianza de efectos principales.
F.V. G.L. S.C. C.M. Fcalc. Ftab (α = 0.05) Ftab (α = 0.01) Decisión
Origen 2 3215.56 1607.78 8.33 3.02 4.66 **
Proceso 6 13591.29 2265.22 11.74 2.12 2.85 **
Ori * Proc 12 404.49 33.71 0.17 1.78 2.23 ns
Bloques 19 25201.66 1326.40 6.87 1.61 1.95 **
Error 380 73334.28 192.99
Total 419 115747.28 276.25
Tabla 3. Análisis de varianza de efectos simples.
F.V. G.L. S.C. C.M. Fcalc. Ftab (α = 0.05) Ftab (α = 0.01) Decisión
Ori (MP) 2 443.05 221.52 1.15 3.02 4.66 ns
Ori (Troz) 2 460.19 230.10 1.19 3.02 4.66 ns
Ori (Mol 1) 2 526.59 263.30 1.36 3.02 4.66 ns
Ori (Mol 2) 2 516.79 258.40 1.34 3.02 4.66 ns
Ori (Mol 3) 2 536.32 268.16 1.39 3.02 4.66 ns
Ori (Pel) 2 508.13 254.06 1.32 3.02 4.66 ns
Ori (Env) 2 628.96 314.48 1.63 3.02 4.66 ns
Proc (Tru) 6 6722.40 1120.40 5.81 2.12 2.85 **
Proc (Ica) 6 4080.46 680.08 3.52 2.12 2.85 **
Proc (Are) 6 3192.93 532.15 2.76 2.12 2.85 *
Error Exp. 380 73334.28 192.99
Tabla 4. Prueba de comparación de promedios de Tukey.
AES (T) ALS (T)
p= .05 p=.01 p= .05 p=.01
A (bi) 3.31 4.12 10.28 12.79
B (ai) 4.17 4.88 12.95 15.15
b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
a1-a2 -3.24 ns -3.62 ns -6.58 ns -6.93 ns -7.14 ns -6.67 ns -7.79 ns a1-a3 3.41 ns 3.15 ns -0.65 ns -1.81 ns -2.16 ns -1.18 ns -2.64 ns
a2-a3 6.65 ns 6.77 ns 5.93 ns 5.11 ns 4.97 ns 5.49 ns 5.14 ns
ns: no significativo
a1 a2 a3 a1 a2 a3
b1-b2 0.88 0.50 0.63 b1-b2 ns ns ns
b1-b3 7.57 4.23 3.51 b1-b3 ns ns ns
b1-b4 12.68 8.99 7.45 b1-b4 * ns ns
b1-b5 15.57 11.67 10.00 b1-b5 ** * ns
b1-b6 16.51 13.08 11.92 b1-b6 ** ** *
b1-b7 18.17 13.62 12.11 b1-b7 ** ** *
b2-b3 6.69 3.73 2.88 b2-b3 ns ns ns
b2-b4 11.80 8.49 6.83 b2-b4 * ns ns
b2-b5 14.69 11.17 9.37 b2-b5 ** * ns
b2-b6 15.63 12.57 11.29 b2-b6 ** ** *
b2-b7 17.29 13.11 11.48 b2-b7 ** ** *
b3-b4 5.11 4.76 3.94 b3-b4 ns ns ns
b3-b5 8.00 7.44 6.49 b3-b5 ns ns ns
b3-b6 8.94 8.85 8.41 b3-b6 ns ns ns
b3-b7 10.60 9.39 8.60 b3-b7 * ns ns
b4-b5 2.89 2.68 2.54 b4-b5 ns ns ns
b4-b6 3.83 4.08 4.46 b4-b6 ns ns ns
b4-b7 5.49 4.62 4.66 b4-b7 ns ns ns
b5-b6 0.94 1.40 1.92 b5-b6 ns ns ns
b5-b7 2.60 1.94 2.11 b5-b7 ns ns ns
b6-b7 1.66 0.54 0.19 b6-b7 ns ns ns
Efecto del proceso de molienda y peletizado del pimiento páprika (Capsicum annuum L.) en la pérdida de color
extraíble ASTA
An cient. 68(3) 2007, pp. 68-74
74
5. Referencias bibliográficas
A.O.A.C. 1995. Official Method (971.26): Color in
spices; spectrophotometric method. A.O.A.C. 16th
.
Edition. Maryland, U.S.A.
A.S.T.A. 1997. American Spice Trade Association.
ASTA’s Analytical Methods Manual, 4th Edition.
The American Spice Trade Association.
Washington DC, USA
A.S.T.A. 2004. American Spice Trade Association
official web page.
CARVAJAL, M.; MARTÍNEZ, M.; MARTÍNEZ-
SÁNCHEZ, F. y ALCARAZ, C. 1997. Effect of
ascorbic acid addition to peppers on paprika
quality. Journal of the Science of Food and
Agriculture no. 75 (442-446).
CEPES. 2001. Estadística Agraria. La Revista
Agraria Nº 30 - Noviembre 2001. Publicación en
www.cepes.org.pe/revista/r-agra30/esta-01.htm.
CSERHÁTI, T.; FORGÁCS, E.; DARWISH, Y.;
MORAIS, H.; MOTA, T. y RAMOS, A. 2002.
Effect of reduced glutathione on the stability of
pigments in paprika powders studied by
multiwavelength spectrometry and high-
performance liquid chromatography. Journal of
Chromatography A no. 949 (269-273).
CSIKTUSNÁDI, K.; GERGELY, A.; FORGÁCS, E.;
CSERHÁTI, T.; MOTA, T.; MORAIS, H. y
RAMOS, A. 2000. Optimisation of the microwave-
assisted extraction of pigments from paprika
(Capsicum annuum L.) powders. Journal of
Chromatography A no. 889 (41–49).
DAOOD, H.; VINKLER, M.; MÁRKUS, F.;
HEBSHI, E. y BIACS, P. 1996. Antioxidant
vitamin content of spice red pepper (paprika) as
affected by technological and varietal factors. Food
Chemistry, vol 55, no. 4 (365-372).
DERERA, N. 2000. Condiment páprika: breeding,
harvesting and comercialisation. Rural Industries
Research and Development Corporation. Sydney,
Australia.
GÓMEZ, R.; PARDO, J.; NAVARRO, F. y VARÓN,
R. 1998. Colour differences in paprika pepper
varieties (Capsicum annuum L) cultivated in a
greenhouse and in the open air. Journal of the
Science of Food and Agriculture no. 77 (268-272).
KANKI, K.; NISHIKAWA, A.; FURUKAWA, F.;
KITAMURA, Y.; IMAZAWA, T.; UMEMURA,
T. y HIROSE, M. 2003. A 13-week subchronic
toxicity study of paprika color in F344 rats. Food
and Chemical Toxicology no. 41 (1337 -1343).
KIM, S.; PARK, J. y HWANG, I. 2002. Quality
attributes of various varieties of Korean red pepper
powders (Capsicum annuum L.) and color stability
during sunlight exposure. Journal of Food Science,
vol 67, no. 8 (2957-2761).
KOCSIS, N.; AMTMANN, M.; MEDNYÁNSZKY,
Z. y KORÁNY, K. 2002. GC-MS investigation of
the aroma compounds of hungarian red paprika
(Capsicum annuum) cultivars. Journal of Food
Composition and Analysis no. 15 (195-203).
LADRÓN DE GUEVARA, R.; GONZÁLEZ, M.;
GARCÍA-MESEGUER, M.; NIETO, J.; AMO, M.
y VARÓN, R. 2002. Effect of adding natural
antioxidants on colour stability of paprika. Journal
of the Science of Food and Agriculture no. 82
(1061-1069).
MAOKA, T.; MOCHIDA, K.; KOZUKA, M.; ITO,
Y.; FUJIWARA, Y.; HASHIMOTO, K.; ENJO, F.;
OGATA, M.; NOBUKUNI, Y.; TOKUDA, H. Y
H. NISHINO. 2001. Cancer chemopreventive
activity of carotenoids in the fruits of red paprika
(Capsicum annuum L.). Cancer Letters no. 172
(103–109).
MORAIS, H.; RAMOS, A. C.; CSERHÁTI, T. y
FORGÁCS, E. 2001. Effects of fluorescent light
and vacuum packaging on the rate of
decomposition of pigments in paprika (Capsicum
annuum) powder determined by reversed-phase
high-performance liquid chromatography. Journal
of Chromatography A no. 936 (139-144).
NIETO-SANDOVAL, J. ; FERNÁNDEZ-LÓPEZ, J.
, ALMELA, L. y MUÑOZ, J. 1999. Dependence
between apparent color and extractable color in
paprika. Color Research and Application, Volume
24, no 2 (93-97).
RAMESH, M. N.; WOLF, W.; TEVINI, D y JUNG,
G. 2001. Influence of processing parameters on the
drying of spice paprika. Journal of Food
Engineering no. 49 (63-72).
RODRIGUES, P.; MORAIS, H.; MOTA, T.;
OLIVERA, S.; FORGACS, E. y CSERHATI, T.
1998. Use of HPLC and multivariate methods for
the evaluation of the stability of colour pigments of
paprika (Capsicum annuum) powder. Analytica
Chimica Acta no. 372 (411-416).
VARÓN, R.; DÍAZ, F.; PARDO, J. y GÓMEZ, R.
2000. A mathematical model for colour loss in
paprikas containing differing proportions of seed.
Journal of the Science of Food and Agriculture no.
80 (739-744)
WEISSENBERG, M.; SCHAEFFLER, I.;
MENAGEM, E.; BARZILAI, M. Y A. LEVY.
1997. Isocratic non-aqueous reversed-phase high-
performance liquid chromatographic separation of
capsanthin and capsorubin in red peppers
(Capsicum annuum L.), paprika and oleoresin.
Journal of Chromatography no. 757 (89-95).
ZIMMERMANN, M. y SCHIEBERLE P. 2000.
Important odorants of sweet bell pepper powder
(Capsicum annuum cv.annuum): differences
between samples of Hungarian and Morrocan
origin. European Food Research Technology no.
211 (175-180).
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 14/05/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 31/10/2007
Determinación de compuestos bioactivos del aguaymanto (Physalis peruviana,
Linnaeus, 1753) y de su conserva en almíbar maximizando la retención de
ácido ascórbico
Christian Encina Z. 1, Milber Ureña P.
2, Ritva Repo-Carrasco
3
Resumen
Se maximizó la retención de compuestos bioactivos por el tratamiento térmico del aguaymanto (Physalis peruviana),
provenientes del valle del Mantaro (Huancayo-Perú). En la materia prima se encontró carotenos totales (1,77 mg β-
caroteno/100 g), compuestos fenólicos totales (79,23 mg ácido clorogénico/100 g) y una capacidad antioxidante de
589,46 µg eq trolox/g y 249,23 µg eq trolox/g, medidos por el método de ABTS y DPPH, respectivamente.
Utilizando los parámetros que maximizan la retención de ácido ascórbico en 50,54% (Encina, 2005): 93 °C y 13,98
min de tratamiento térmico y un pH del almíbar de 3,0 se obtuvo 1,59 mg de β-caroteno/100g como carotenos
totales, 39,23 mg ác. clorogénico/100 g como compuestos fenólicos y una capacidad antioxidante de 383,73 µg eq
trolox/g y 132,12 µg eq trolox/g medidos por los métodos del ABTS y DPPH respectivamente.
Palabras clave: Aguaymanto, ácido ascórbico, método Taguchi.
Abstract
The retention of bioactive compounds was maximized by the heat treatment of aguaymanto (Physalis peruviana),
from the Mantaro´s valley (Huancayo-Peru). In the raw material it was totally carotene (1,77 mg β-carotene/100 g),
phenolic compounds (79,23 mg clorogenic acid /100 g) and an antioxidant capacity of 589,46 µg eq trolox/g and
249,23 µg eq trolox/g, measured by the method of ABTS and DPPH, respectively. Using the parameters that
maximize the retention of ascorbic acid in 50,54 % (Encina, 2005): 93°C and 13,98 min of heat treatment and a pH
of the syrup of 3,0, was obtained 1,59 mg of β-carotene/100g as totally carotene; 39,23 mg clorogenic ác./100 g as
phenolic compounds and an antioxidant capacity of 383,73 µg eq trolox/g and 132,12 µg eq trolox/g measured by
the methods of the ABTS and DPPH respectively.
Key words: Golden Berry, ascorbic acid, Taguchi’s method.
1. Introducción
En las frutas y las legumbres se encuentran muchas
sustancias capaces de atrapar radicales libres
(responsable de diferentes tipos de daño celular),
mejorando la defensa antioxidante. Numerosas
investigaciones epidemiológicas y estudios
experimentales han demostrado que el aumento en su
consumo ayuda en la prevención de muertes por estas
enfermedades, efecto beneficioso que se atribuye
principalmente a sustancias con actividad
antioxidante, como los compuestos fenólicos, ácido
ascórbico, carotenoides entre otros compuestos,
sugiriendo que estas sustancias aumentan la defensa
antioxidante del organismo (Murillo, 2005).
El aguaymanto (Physalis peruviana) contiene
compuestos bioactivos como el ácido ascórbico, β-
caroteno (provitamina A) compuestos fenólicos, entre
otras vitaminas que podría proporcionar un efecto
fisiológico beneficioso para la salud mayor que el
proporcionado por los nutrientes sencillos que
contiene, dado que se conoce que existe un efecto
sinérgico entre los compuestos que presenta un
alimento con estas características. Los objetivos de
esta investigación fueron: determinar la capacidad
antioxidante, carotenos y compuestos fenólicos
presentes en el aguaymanto y en la conserva de éste
en almíbar después del proceso optimizado.
1 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 3 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
2. Materiales y métodos
2.1 Lugar de ejecución El trabajo de investigación se realizó en los
laboratorios de Físico-Química, Instrumentación y
Biotecnología, Microbiología y Planta Piloto de
Alimentos; instalaciones pertenecientes a la Facultad
de Industrias Alimentarias de la Universidad
Nacional Agraria La Molina.
2.2 Materiales y equipos
2.2.1 Materia prima Aguaymanto (Physalis peruviana) procedente del
Valle del Mantaro.
2.2.2 Insumos y envases 1. Azúcar blanca refinada.
2. Envases de vidrio de 393 ml de capacidad (C-246)
con tapas metálicas F.P. de 63 mm.
3. Ácido cítrico grado alimentario con 99,5% de
pureza.
2.2.3 Equipos de laboratorio 1. Autoclave vertical (Modelo 12AA10, Serie 67013)
de fabricación nacional.
2. Equipo semi micro Kjeldahl®, Soxleth®.
2.2.4 Reactivos 1. Hexano.
2. difenil-1-picrilhidrazil (DPPH).
3. azinobis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid),
(ABTS).
4. Etileno 95%.
5. Diclorofenol-indofenol.
6. Ácido ascórbico st.
7. Reactivos diversos referidos en los análisis
químicos y físico-químicos.
Determinación de compuestos bioactivos del aguaymanto (Physalis peruviana, Linnaeus, 1753) y de su conserva en
almíbar maximizando la retención de ácido ascórbico
76
2.3 Métodos de análisis
2.3.1 Análisis Fisicoquímicos
1. Proximal: análisis de humedad, proteína, grasa,
fibra, ceniza, acidez total, ph, sólidos solubles,
azúcares reductores (AOAC, 1995).
2. Índice de madurez (ICONTEC, 1999).
3. Análisis colorimétrico. Medida del color a través
del Colorímetro Minolta®.
4. Actividad de agua (aw). Medida de la actividad de
agua mediante el uso del AquaLab®.
2.3.2 Análisis químico de compuestos
bioactivos
1. Ácido ascórbico. Titulación volumétrica con 2,6
diclorofenol-indofenol, AOAC (1995).
2. Carotenos totales. Método Talcott y Howard
(1999).
3. Compuestos Fenólicos. Método de Swain y Hills
(1959).
4. Medida de la capacidad antioxidante. Método del
DPPH (2,2, difenil-1-picrilhidrazil), Brand-
Willians et al. (1995) y Método del ABTS (2,2´-
azinobis(3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid)),
Arnao (2001).
2.3.3 Análisis físicos
1. Tamaño y peso (ITINTEC, 1993; ICONTEC,
1999).
2. Medición del peso bruto, peso neto y peso
escurrido (AOAC, 1995).
3. Medición del volumen de líquido de gobierno
(AOAC, 1995).
4. Medición del vacío (AOAC, 1995).
2.3.4 Análisis microbiológicos
1. Recuento total de microorganismos aerobios
(ICMSF, 2000).
2. Recuento total de mohos y levaduras (ICMSF,
2000).
2.4 Metodología experimental
Para lograr los objetivos planteados se siguieron las
etapas que se presentan en la Figura 1; cabe
mencionar que todos los análisis se realizaron con el
estado de madurez intermedia según Norma Técnica
Colombiana 4580 (Icontec, 1999) para realizar la
conserva de aguaymanto en almíbar.
2.4.1 Etapa 1: caracterización de la materia
prima A. Análisis físico-químicos
Se determinó la composición físico-química de los
frutos mediante análisis proximal, determinación de
ácido ascórbico, pH, azúcares reductores, sólidos
solubles y acidez total.
B. Análisis químicos de compuestos bioactivos
Se determinó el contenido de ácido ascórbico
(AOAC, 1995), carotenos totales, compuestos
fenólicos y capacidad antioxidante.
C. Análisis físicos
Se determinó el estado de madurez más aceptable
para el fruto en almíbar (madurez intermedia) según
Norma Técnica Colombiana 4580 (Icontec, 1999).
D. Análisis microbiológicos
Se realizó un análisis microbiológico de la materia
prima antes de su ingreso al tratamiento térmico
(ICMSF, 2000).
Figura 1. Etapas de la investigación.
2.4.2 Etapa 2: maximización de la retención
de compuestos bioactivos durante el
tratamiento térmico Para maximizar la retención de compuestos
bioactivos en la conserva de aguaymanto en almíbar
se optimizó dicho proceso mediante Superficie de
Respuesta según el diseño experimental planteado,
tomando como referencia la retención de ácido
ascórbico por ser más termolábil y de determinación
más sencilla y de menos costo. Se utilizaron como
factores de estudio los que influyeron
significativamente en la retención del ácido
ascórbico, hallados por el método Taguchi: pH del
almíbar y la temperatura del tratamiento térmico
(Encina, 2005). Al producto obtenido con los
parámetros que maximizan tal retención se le
determinaron el contenido de ácido ascórbico,
carotenos totales, compuestos fenólicos y capacidad
antioxidante.
2.4.3 Etapa 3: caracterización del producto
final En el producto final, elaborado en base a los
factores que maximizan la retención de ácido
ascórbico, se hicieron las siguientes determinaciones:
análisis proximal, acidez, pH, sólidos solubles,
análisis colorimétrico, análisis de actividad de agua;
control del sellado, determinación del volumen de
líquido de gobierno, vacío, peso bruto, neto y
escurrido según la norma NTP 203.013 (1981).
2.5 Diseño experimental y análisis estadístico Para la etapa segunda se optimizó el tratamiento
térmico mediante la metodología de Superficie de
Respuesta (p<0,05), aplicando el diseño 3n, donde n
es el número de factores que afectan
significativamente la retención del ácido ascórbico
Christian Encina Z., Milber Ureña P., Ritva Repo-Carrasco
An cient. 68(3) 2007, pp. 75-81 77
(pH del almíbar y la temperatura del tratamiento
térmico) y 3 los niveles de los factores que se
presentan en las Tablas 1 y 2. Los ensayos se
realizaron por duplicado. Para el tratamiento de los
resultados experimentales se utilizó el paquete
estadístico Statgraphic .
Tabla 1. Niveles de factores para la optimización
de la retención de ácido ascórbico en la conserva
de aguaymanto en almíbar.
Nivel -1 0 1
Temperatura del
Tratamiento Térmico (°C) 90 95 100
pH del almíbar 2 2,5 3
Tabla 2. Arreglo factorial 32x2 para superficie de
respuesta.
Repeticiones Temperatura (°C) pH
1 100 2
1 90 2,5
1 90 2
1 95 2,5
1 100 2,5
1 95 2
1 95 3
1 100 3
1 90 3
2 100 2
2 90 2,5
2 90 2
2 95 2,5
2 100 2,5
2 95 2
2 95 3
2 100 3
2 90 3
3. Resultados y discusiones
3.1 Caracterización de la materia prima
3.1.1 Análisis físico-químico
Los resultados de la composición físico-química
del aguaymanto para un estado de madurez
intermedia (ICONTEC, 1999) se presentan en la
Tabla 3.
El contenido de humedad se encuentra dentro del
rango reportado por Tapia (2000) y la Comunidad
Andina (2004), e inferior al reportado por Bernal
(1986); diferencias debidas quizás por los distintos
ecotipos del fruto que existen en toda la región de los
Andes.
Los contenidos de proteínas y grasa son
relativamente bajos, de 1,2 y 0,2 respectivamente.
Al respecto, Davies y Albrigo (1994) señalan que
los frutos, en especial los que poseen características
cítricas, tienen un bajo contenido de proteína y de
grasa, dentro de los cuales se puede considerar al
aguaymanto.
Morín et al. (1985) indican que la cantidad de
sólidos solubles que contiene el jugo de una fruta
cítrica es también un índice del grado de madurez de
la misma. La norma técnica de Colombia del
aguaymnato (Icontec, 1999) establece como un grado
Brix mínimo para el estado de madurez intermedia
(“dos y tres”) de entre 13,2 y 14,1.
Tabla 3. Composición físico-química del
aguaymanto (Physalis peruviana) por 100 g de
parte comestible.
Componentes Contenido
Humedad (%) 80,8 ± 0,02
Proteína (g) 1,2 ± 0,01
Grasa (g) 0,2 ± 0,01
Carbohidratos totales (g) 14,9 ± 0,01
Fibra (g) 1,78 ± 0,02
Ceniza (g) 1,12 ± 0,01
Acidez total
(g ácido cítrico/100 ml fruto) 2,28 ± 0,03
pH 4,08 ± 0,01
Sólidos solubles (grados Brix) 12,50 ± 0,05
Azúcares reductores (g) 2,52 ± 0,04
Índice de madurez
(Sólidos solubles/Acidez total) 5,48 ± 0,02
Análisis colorimétrico
L*
a*
b*
61,42 ± 0,74
10,08 ± 0,55
36,52 ± 0,81
Actividad de agua (aw) medida a
19,4 °C 0,99 ± 0,001
3.1.2 Análisis químico de compuestos
bioactivos
En la Tabla 4, se presentan los resultados de las
determinaciones de los compuestos bioactivos
presentes en el aguaymanto.
Ácido Ascórbico
El contenido encontrado (28,55 mg/100 g de fruto)
se encuentra dentro del rango reportado por varios
autores, siendo su valor menor al reportado por Tapia
(2000) de 43 mg/100 g y mayor a los reportados por
la Comunidad Andina (26 mg/100 g) y Bernal (20
mg/100 g). De acuerdo con Davies y Albrigo (1994),
los niveles de ácido ascórbico en los frutos son
variables tendiendo a disminuir estacionalmente.
Estos valores pueden diferir por varios factores, entre
ellos: suelo, clima, labores culturales, variedad,
estado de madurez, etc.
Carotenos totales
En el aguaymanto se encontró en promedio de
carotenoides totales 1,77 mg de β-caroteno/100g
(2950 UI de vitamina A), siendo este valor mayor a
lo reportado por Tapia (2000), Bernal (1986) y la
Comunidad Andina (2004), pero menor a 3 000 UI de
vitamina A (MINAG, 2005).
Rodríguez-Amaya (1999) presenta diferentes
contenidos de carotenoides (mg de β-caroteno/100 g)
en diversas frutas y hortalizas hallados por varios
autores en todo el mundo (camote: 0,02 - 21,8;
mango: 0,6 - 2,9; melón: 1,6 - 12,6) y en mangos
brasileños, papaya, naranja brasileña y papaya roja:
- 10; 1,2 - 6,1 y 2,1 - 10 mg de β-
caroteno/100 g, respectivamente.
Determinación de compuestos bioactivos del aguaymanto (Physalis peruviana, Linnaeus, 1753) y de su conserva en
almíbar maximizando la retención de ácido ascórbico
78
Compuestos fenólicos
El aguaymanto en estado de madurez intermedia
tuvo de 79,23 mg ácido clorogénico/100g, que es
menor a los valores reportados por Lister y
Podivinsky (1998) para la lechuga roja y brócoli (182
y 83,1), y por Murillo (2005) para el marañon,
guayaba, tomate de árbol, mango y papaya (186, 210,
105, 102 y 60) respectivamente.
Capacidad antioxidante
El aguaymanto en un estado de madurez
intermedia, clasificado como tal según la Norma
Técnica Colombiana 4580 (ICONTEC, 1999) dado
que éste fue el estado de madurez con el cual se
decidió realizar el aguaymanto en almíbar, tuvo
249,23 µg eq trolox/g según el método del DPPH y
288,95 (parte hidrofílica) y 297,51 (parte lipofílica)
µg eq trolox/g según el método del ABTS.
Cabe mencionar que al evaluar la capacidad
antioxidante mediante el método del DPPH se evaluó
utilizando como solvente al metanol, es decir se
cuantificó la capacidad antioxidante de compuestos
hidrófilos (ácido ascórbico y compuestos fenólicos),
mientras que para la evaluación con el método del
ABTS se utilizó como solvente al metanol
inicialmente y luego una mezcla de
isopropanol/hexano, es decir, se cuantificó la
capacidad antioxidante de compuestos hidrófilos
(ácido ascórbico y compuestos fenólicos) y
compuestos lipófilos (carotenoides), razón por la cual
en el segundo caso se obtuvo una mayor capacidad
antioxidante.
Gordon (1990), indica que los compuestos
lipofílicos (carotenoides) son mejores queladores que
reductores, es decir, los métodos de cuantificación de
capacidad antioxidante lipofílica tanto por ABTS
como por DPPH no cuantificaría verdaderamente
dicho valor, además del efecto sinérgico que
existirían entre los compuestos lipofílicos e
hidrofílicos presentes en el aguaymanto.
Tabla 4. Análisis de los compuestos bioactivos del
aguaymanto (Physalis peruviana).
Componente Contenido
Ácido ascórbico
(mg / 100 g) 28,55 ± 0,10
Carotenos totales
(mg de β-caroteno/100g) 1,77 ± 0,02
Compuestos Fenólicos
(mg ácido clorogénico/100 g) 79,23 ± 0,41
Capacidad
antioxidante
(µg eq
trolox/g)
DPPH 249,23 ± 8,01
ABTS Hidrofílica 288,95 ± 3,62
Lipofílica 297,51 ± 4,23
3.2 Maximización de la retención de
compuestos bioactivos durante el tratamiento
térmico En la Tabla 5 se presentan las concentraciones de
ácido ascórbico obtenidas después de cada
tratamiento ensayado según diseño experimental.
Estos valores fueron evaluados mediante el análisis
estadístico de superficie de respuesta con lo que se
obtuvo las gráficas de las Figuras 2 y 3.
En ellas no se observa un óptimo para los niveles
de temperatura del tratamiento térmico y pH del
almíbar ensayados, pero al prolongar las curvas de
nivel o contornos de la superficie, se observó una
tendencia hacia un posible óptimo para niveles
máximos de pH y medios de temperatura del
tratamiento térmico. A partir de este análisis se
concluyó que el factor B (temperatura de tratamiento
térmico) es significativo (p<0,05), mientras que el
factor A (pH del almíbar) no lo era.
Además, se observó que no hay diferencia
significativa entre las repeticiones, por tanto las
formulaciones elaboradas y sus respectivas
repeticiones fueron homogéneas.
Los niveles de ambos factores (pH del almíbar y
tratamiento del tratamiento térmico) para la
característica evaluada (mayor retención de ácido
ascórbico) se muestran en la Tabla 6, además se
presentan los tratamientos que maximizan la
retención de ácido ascórbico en la elaboración de
conserva de aguaymanto en almíbar aplicando
Superficie de Respuesta, niveles que se observan
también en el diagrama de flujo presentado en la
Figura 4.
Tabla 5. Tratamiento óptimo aplicado para la
elaboración de la conserva de aguaymanto en
almíbar según taguchi.
Factores Parámetro Nivel
seleccionado
Concentración del
NaOH en el descerado
(%)
0,05 1
Temperatura del
descerado (°C) 80 1
Tiempo del descerado
(s) 90 2
Grado Brix del almíbar 30 2
pH del almíbar 2,5 1
Temperatura del
tratamiento térmico (°C) 95 2
Tiempo del tratamiento
térmico (min) 11,52 --
Tabla 6. Tratamientos que maximizan la
retención de ácido ascórbico en la elaboración de
conserva de aguaymanto en almíbar aplicando
superficie de respuesta.
Factores Parámetro
Concentración del NaOH en el
Descerado (%) 0,05
Temperatura del descerado (°C) 80
Tiempo del descerado (segundos) 90
Grado Brix del almíbar 30
pH del Almíbar 3,0
Temperatura del tratamiento térmico
(°C) 93
Tiempo del tratamiento térmico
(minutos) 13,98
Christian Encina Z., Milber Ureña P., Ritva Repo-Carrasco
An cient. 68(3) 2007, pp. 75-81 79
Figura 2. Superficie de respuesta – mayor
retención de ácido ascórbico.
Figura 3. Curvas de nivel de la superficie de
respuesta – mayor retención de ácido ascórbico.
Figura 4. Diagrama de flujo para la elaboración
de la conserva de aguaymanto en almíbar
optimizando la mayor retención de ácido
ascórbico mediante el método de superficie de
respuesta.
3.3 Caracterización del producto final
3.3.1 Análisis físico-químico Como se puede observar en la Tabla 7, el
contenido de humedad (83,2%) aumentó respecto a la
humedad inicial de la materia prima, esto debido a
que el aguaymanto se encuentra en un medio líquido,
del cual puede captar agua y por tanto aumentar su
contenido. Los contenidos de proteínas y grasa son
relativamente bajos: 1,1 y 0,1%, respectivamente.
Ambos disminuyeron durante el proceso tecnológico
de obtención de la conserva. El contenido de fibra
(1,55%) disminuyó en comparación a los encontrados
en el fruto del aguaymanto.
El análisis colorimétrico utilizando el sistema L*,
a* y b* de Hunter medidos en la conserva de
aguaymanto indica cómo el procesamiento que se
aplicó a este fruto influye en el color del mismo, es
así que según Minolta (2003) L* corresponde a la
claridad, a* define el componente rojo-verde; rojo
para valores positivos y verde para valores negativos,
el parámetro b* define el componente amarillo-azul;
amarillo para los valores positivos y azul para los
valores negativos, estos dos últimos definen la
cromaticidad del producto analizado. Los valores de
L* (51,33) y a* (6,35) en el aguaymanto en conserva
son menores a los evaluados en la materia prima,
mientras que el valor b* (40,37) aumentó. Para el
valor de L*, en el aguaymanto estaría relacionado al
contenido de cera presente en su superficie y dado
que ésta disminuyó durante el proceso unitario de
descerado su valor es menor al inicial, el valor de a*
indicaría una degradación del color rojo, y el
aumento del valor b* ligado al color amarillo
indicaría que se ha acentuado dicho pigmento.
La aw del aguaymanto medida a 19,8 °C fue de
0,98. El valor de aw indica la cantidad de agua no
fijada que se encuentra disponible para los
microorganismos, y este valor disminuyó al de la
materia prima tal vez por el incremento de los sólidos
solubles en ella.
Tabla 7. Análisis físico-químico de la conserva
aguaymanto en almíbar.
Componentes Contenido (%)
Humedad 83,2 ± 0,03
Proteína (g) 1,1 ± 0,02
Grasa (g) 0,1 ± 0,01
Carbohidratos totales (g) 12,95 ± 0,01
Fibra (g) 1,55 ± 0,01
Ceniza (g) 1,1 ± 0,02
Acidez total
(g ácido cítrico/100 ml fruto) 2,20 ± 0,02
pH Fruta 3,70 ± 0,03
Sólidos solubles (grados Brix) en el
aguaymanto 18,0 ± 0,5
Sólidos solubles (grados Brix) en el
almíbar 18,0 ± 0,5
Azúcares reductores (g) 2,85 ± 0,04
Índice de madurez (%Sólidos
solubles/Acidez total) 8,18 ± 0,02
Análisis colorimétrico
L*
a*
b*
51,33 ± 0,41
6,35 ± 0,82
40,37 ± 0,89
Actividad de agua (aw) medida a 19,4°C
0,98 ± 0,001
Determinación de compuestos bioactivos del aguaymanto (Physalis peruviana, Linnaeus, 1753) y de su conserva en
almíbar maximizando la retención de ácido ascórbico
80
Tabla 8. Análisis de los compuestos bioactivos en
la conserva de aguaymanto en almíbar.
Componente Contenido Retención
(%)
Ácido Ascórbico (mg / 100 g)
14,43 ± 0,02 50,54
Carotenos totales
(mg de β-caroteno/100g) 1,59 ± 0,03 89,83
Compuestos fenólicos (mg ácido clorogénico/100 g)
39,52 ± 0,41 49,88
Capacidad
Antioxidante (µg eq
trolox/g)
DPPH 132,12 ± 4,23 53,01
ABTS
Hidrofílica 159,14 ± 3,78 55,08
Lipofílica 224,39 ± 3,47 75,42
3.3.2 Análisis químico de los compuestos
bioactivos
Ácido ascórbico Su determinación se realizó después del
tratamiento térmico de la conserva y no después de
los 15 días en los que si se realizaron los demás
análisis, ya que se sabe que esta vitamina se lixivia en
la solución de cubierta durante el envasado y
posterior almacenamiento (Woolfe, 1987;
mencionado por Obregón, 2001).
En la Tabla 8 se observa una reducción del 49,45%
de ácido ascórbico en el aguaymanto después de
realizado todo el proceso tecnológico para la
obtención de la conserva. Texeira (1983),
mencionado por Obregón (2001), encontró una
reducción del 45,3% durante el almacenamiento de
conservas de rodajas de naranja en almíbar.
Carotenos totales
Los resultados promedios de carotenoides totales
(1,59 mg de β-caroteno/100g, lo que equivale a 2650
UI de vitamina A) obtenidos en la conserva de
aguaymanto en almíbar se presentan en la Tabla 8, lo
que representa una retención del 89,83%. Rodríguez-
Amaya (1999) menciona que en la cocción se pueden
retener los carotenoides durante el procesamiento
industrial si se siguen buenas prácticas tecnológicas.
Se recomienda el procesamiento a la temperatura
más baja por el tiempo más breve, pero el
procesamiento a alta temperatura y tiempo corto es
una buena alternativa.
Edwards y Lee (1986), mencionados por
Rodríguez-Amaya (1999), encontraron que arvejas y
zanahoria enlatadas tenían mayores niveles de
carotenoides que las muestras frescas. Chen et al.
(1995), mencionados por Rodríguez-Amaya (1999),
estudiaron el efecto de diversos métodos de
procesamiento sobre el contenido de α y β-caroteno
en el jugo de zanahoria. La más alta destrucción de
los carotenos fue en retorta fija a 121 °C durante 30
minutos y la menor con la pasteurización a 105 °C
durante 25 segundos del jugo acidifícado utilizando
un sistema de laboratorio
Compuestos fenólicos El contenido de compuestos fenólicos en la
conserva de aguaymanto en almíbar fue de 39,52 mg
ác. clorogénico/100 g, lo que representa una
retención del 49,88% respecto a la materia prima
inicial; valor relativamente bajo respecto al valor
inicial del fruto sin tratamiento. Tal reducción puede
deberse a la migración de los compuestos fenólicos
hacia el almíbar, por ser estos hidrófilos y por
posibles reacciones de degradación durante la
aplicación del tratamiento térmico. Dewanto et al.
(2002), encontraron en el procesamiento de maíz a
temperaturas de esterilización un aumento en el
contenido de compuestos fenólicos y posteriormente
en su capacidad antioxidante, concluyendo que a una
mayor temperatura y menor tiempo se obtuvieron los
mayores valores de estos compuestos, enfatizando
que se realizaron en procesos de esterilización y no
pasteurización como en el caso de lo conserva de
aguaymanto en almíbar.
Capacidad antioxidante En la conserva de aguaymanto se obtuvieron los
valores de 132,12 µg eq trolox/g mediante el método
del DPPH y 159,14 µg eq trolox/g (parte hidrófila) y
224,39 µg eq trolox/g (parte lipófila) medidas por el
método del ABTS, lo que indicaría una reducción de
la capacidad antioxidante del 53,01, 55,08 y 75,42%,
respectivamente. Tal disminución puede deberse al
efecto que tuvo el tratamiento térmico sobre los
compuestos hidrofílicos (ácido ascórbico y
compuestos fenólicos), así como sobre los
compuestos lipofílicos (carotenoides) presentes en el
aguaymanto, los cuales siguen actuando
sinérgicamente, pero con una disminución de su
capacidad antioxidante respecto a la materia prima
sin procesar.
Existen estudios de determinación de la capacidad
antioxidante en bebidas mediante la metodología del
DPPH, obteniéndose valores en general que
disminuyeron al realizarse el procesamiento de las
frutas para obtener dichas bebidas, las que fueron
sometidas también a tratamiento térmico durante su
elaboración (Murillo, 2005).
4. Conclusiones
1. El contenido de compuestos bioactivos del
aguaymanto en un estado de madurez intermedia
fue de 28,55 mg de ácido ascórbico/100 g; 1,77 mg
de β-caroteno/100g; 79,23 mg ácido
clorogénico/100 g y capacidad antioxidante de
288,95 µg eq trolox/g (parte hidrofílica) y
297,51µg eq trolox/g (parte lipofílica) medido por
el método ABTS y de 249,23 µg eq trolox/g
medido por el método del DPPH.
2. La máxima retención de ácido ascórbico,
empleando el Método Taguchi, fue de 69,11%, a
un pH del almíbar (2,5); concentración de NaOH,
tiempo y temperatura del descerado (0,05%, 90 s y
Christian Encina Z., Milber Ureña P., Ritva Repo-Carrasco
An cient. 68(3) 2007, pp. 75-81 81
80 °C); grados Brix del almíbar (30); temperatura y
tiempo del tratamiento térmico (95°C y 11,52 min).
3. La máxima retención de ácido ascórbico,
empleando el Superficie de Respuesta, fue de
50,54%, a un pH del almíbar (3,0); concentración
de NaOH, tiempo y temperatura del descerado
(0,05%, 90 s y 80 °C); grados Brix del almíbar
(30); temperatura y tiempo del tratamiento térmico
(93 °C y 13,98 min).
4. El contenido de compuestos bioactivos de la
conserva de aguaymanto en almíbar fue 14,43 mg
de ácido ascórbico/100 g; 1,59 mg de β-
caroteno/100g; 39,52 mg ácido clorogénico/100 g y
una capacidad antioxidante de 159,14 µg eq
trolox/g (parte hidrofílica) y 224,39 µg eq trolox/g
(parte lipofílica) medido por el método ABTS y de
132,12 µg eq trolox/g medido por el método del
DPPH.
5. Referencias bibliográficas
AOAC., 1995. Official Methods of Analysis, 16TH
edition. Association of Official Analytical
Chemists. Washington DC.
ARNAO, M. 2001. Some methodological problems
in the detrmination of antioxidant activity using
chromogen radicals: A practical case. Trends in
Food Science and Technology. Vol II. Pag 419-
421.
BADUI, D. 1984. Química de los Alimentos.
Segunda edición. Editorial Alhambra Mexicana
S.A. México.
BERNAL, J. 1986 Ciencia y Agricultura:
“Generalidades sobre el cultivo de la Uchuva”.
Facultad de Ciencias Agropecuarias UPTC -
TUNJA. Editorial Rana y el Águila. Colombia.
BRAND-WILLIANS, W., CUVELIER, M. Y
BERSET, C., 1995. Use of a free Radical method
to Evaluate Antioxidant Activity. Lebensm. Wiss.
Tol. Vol 28. pp 25-30.
COMUNIDAD ANDINA, Frutas y Hortalizas
Andinas para el Mundo. Disponible en:
www.comunidadandina.org Consultada el 14 de
marzo del 2004.
DAVIES, F. Y ALBRIGO, G. 1994. Cítricos.
Editorial Acribia. Zaragoza. España.
DEWANTO, V.; WU, X. Y HAI LIU, R. 2002.
Processed sweet corn has higher antioxidant
activity. Journal of Agricultural and Food
Chemistry. 50, 4959-4964.
ENCINA, C. 2005. Determinación de la máxima
retención de ácido ascórbico de la conserva de
aguaymanto (Physalis peruviana) en almíbar
aplicando los métodos Taguchi y Superficie de
Respuesta. Tesis para optar el título de Ing. en Ind.
Alimentarias. UNALM.
GORDON, M. 1990. Food antioxidants. Chapter 1.
The Meclianism of Antioxidant Action in vitro.
Elservier Applied Science London and New York.
U.S.A.
ICMSF. 2000. Microorganismos de los Alimentos, su
significado y métodos de numeración. Segunda
edición. Tomo II. Editorial Acribia. Zaragoza.
España.
ICONTEC 1999. Norma Técnica NTC 4580. Uchuva
( Physalis peruviana), para el consumo fresco o
destinadas al procesamiento industrial. Colombia.
ITINTEC. NTP 203.013. 1981. Métodos de
determinación de estado físico de envasados. Lima-
Perú.
Kirk, R.; Sawyer, E.g.a.. 1996. Composición y
análisis de alimentos de Pearson. Segunda edición.
Editorial Continental, S.A. México.
LISTER, C. Y PODIVINSKY, E. 1988. Antioxidant
in New Zeland grown fruti and vegetables.
MARFIL, R. 1991. Una herramienta para el
mejoramiento de la calidad. Tecnología de
Alimentos. Vol. 25, N°5. México.
MINAG. 2005. Pagina web del Ministerio de
Agricultura www.minag.gob.pe Visitada el 06 de
febrero del 2005.
MORÍN, CH.; SALAS, F. y SAN MARTÍN, A.
1985. El cultivo de los cítricos. Departamento de
Horticultura. UNALM. Lima-Perú.
MOSSEL, D. Y MORENO, G. 1982. Microbiología
de Alimentos. Editorial Acribia. Zaragoza. España.
MURILLO, E. 2005. Actividad antioxidante de
bebidas de frutas y de té comercializadas en Costa
Rrica. Instituto de Alimentación y Nutrición
Universidad de Panamá.
OBREGÓN, A. 2001. Efecto de la Temperatura sobre
la Textura de Gajos de Mandarina Satsuma (Citrus
unshiu) en Almíbar. Tesis para optar el titulo de
Magíster en Tecnología de Alimentos, Escuela de
Post-Grado. Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima, Perú.
RODRÍGUEZ-AMAYA, D. 1999. Carotenoides y
preparación de alimentos: La retención de los
Carotenoides Provitamina A en alimentos
preparados, procesados y almacenados. Facultad de
Ingeniería de alimentos. Universidad Estatal de
Campiñas. Campinas SP-Brasil.
TALCOTT, S. y HOWARD, L. 1999. Phenolic
autoxidation is responsible for color degradation in
processed carrot pure. Journal of Food Chemistry.
Vol 47. pag 2l99-2215.
TAPIA, M.E. 2000. Cultivos andinos subexplotados
y su aporte a la alimentación. Oficina Regional de
la FAO para América Latina y el Caribe. Santiago,
Chile.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 07/08/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 09/11/2007
Elaboración de una mezcla alimenticia a base de maíz (Zea mays) y habas
(Vicia fava)
José Natividad A. 1, Carlos Vílchez P.
2
Resumen
El objetivo del presente estudio fue elaborar una mezcla alimenticia a base de maíz (Zea mays) y haba (Vicia fava).
Se utilizó maíz amarillo duro (Zea indurada) y haba blanca de Puno. Estos fueron procesados hasta obtener harinas
precocidas. Se realizaron los análisis: proximal, físico-químico, microbiológico; contenido de las vitaminas: tiamina,
riboflavina y niacina; de minerales fósforo, calcio y hierro. Se formularon cuatro mezclas alimenticias en base al
porcentaje de proteína que aporta el maíz amarillo y las habas, respectivamente: I (20% y 80%), II (40% y 60%), III
(60% y 40%) y IV (80% y 20%) sobre el contenido de proteína total de la mezcla final. Estas fueron evaluadas
biológicamente mediante la prueba de Razón de Eficiencia Proteica (PER) para lo cual se prepararon raciones
isoproteícas e isocalóricas, obteniendo la mezcla II un PER de 2.54; estadísticamente no significativo con respecto al
control, pero significativamente mayor a las otras mezclas cuyos valores fueron 1.92, 2.23 y 2.01 para las mezclas I,
III y IV, respectivamente. Los valores del PER de cada una se contrastaron con el cómputo de aminoácidos
corregido en función de la digestibilidad de la mezcla correspondiente, obteniéndose valores que corroboran los
resultados del PER. Se logró una mezcla alimenticia con 13.22% de proteína, 350.48 kcal/100 g y con buenas
características sanitarias acorde con las normas técnicas actuales de control de calidad.
Palabras clave: Maíz, habas, mezcla alimenticia, eficiencia proteica.
Abstract
The objective of the present study was to obtain a nutritional mix containing hard yellow maize (Zea maize) and
beans (Vice fava). Both the hard yellow maize and beans were processed to produce their corresponding precooked
flours. On each of the flours, proximal analysis, physical-chemical characteristics and microbiological assays were
performed and thiamin, riboflavin, niacin, phosphorus, calcium and iron contents were determined. Four nutritional
mixes with the same total protein and energy contents, but differing in the percentage contribution to the total
protein of the mix by maize and beans, were formulated: I (20% and 80%), II (40% and 60%), III (60% and 40%)
and IV (80% and 20%), and the Protein Efficiency Ratio (PER) value of each mix was determined. The highest PER
value (2.54) corresponded to the combination 40% and 60% of the total protein from maize and beans respectively
(Mix II), followed by Mix I (1.92), Mix III (2.23) and Mix IV (2.01). The PER value of each mix was contrasted
with the amino acid profile of each mix, corrected for digestibility, with the results corroborating those of the PER
values. Thus, the optimum nutritional mix contained 40% of the total protein from maize and 60% of the total
protein from beans (Mix II) with 13.22% total protein and 350.48 kcal/100 g, and which complies with the current
quality and health standards.
Key words: Maize, beans, food mix, protein efficiency ratio.
1. Introducción
Debido a que el crecimiento demográfico es mayor
que la tasa de incremento de la producción de
alimentos, la disponibilidad de estos últimos es cada
vez más crítica en nuestro país y afecta severamente a
la población cuyo consumo de alimentos no cubren
sus requerimientos nutricionales, tanto energéticos
como proteicos. Por tanto, para satisfacer la demanda
de alimentos se tiene que recurrir a importaciones
crecientes, ocasionando con ello dependencia
alimentaría con la consiguiente fuga de divisas. La
poca disponibilidad de alimentos obliga a
incrementar la producción y productividad de
alimentos, así como también a buscar nuevos
productos alimenticios que reúnan características
nutricionales, económicas, organolépticas e
higiénicas adecuadas a fin de garantizar la correcta
nutrición. La búsqueda de nuevos productos
nutritivos se hace en base a la disponibilidad y costo
de las materias primas, entre otros factores, con el
1 Facultad de Industrias Alimentarias y Nutrición, Universidad Nacional de Educación “Enrique Guzmán y Valle”. Lima, Perú. 2 Facultad de Zootecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
objeto de que puedan estar al alcance de la gran
mayoría de la población. El desarrollo de la ciencia,
tecnología alimentaría, así como de los avances en
nutrición permiten que alimentos de bajo valor
nutricional puedan enriquecerse en base a la
formulación de mezclas alimenticias para obtener
productos de mayor valor nutritivo en relación a sus
fuentes originales. El objetivo de la presente
investigación es encontrar un alimento de óptimas
características nutricionales, organolépticas y de bajo
costo utilizando maíz y habas a fin de tratar de
aumentar la disponibilidad y el uso racional de los
mencionados recursos alimenticios en beneficio de
las poblaciones con deficiencia en el consumo de
energía y proteínas.
2. Revisión de literatura
El grano de maíz tiene un valor nutritivo inferior
al de otros cereales. Lewis et al. (1982), reportaron
que la secuencia de aminoácidos limitantes es como
sigue: 1, Lisina; 2, Triptófano; 3, Treonina; 4,
Isoleucina; 5, Valina; 6, Metionina, y 7, Histidina y
Fenilalanina. En cambio, en la Vicia faba L. ningún
aminoácido es seriamente limitante con excepción de
la metionina, deficiente en las leguminosas; sin
embargo, el nivel de lisina excede los requerimientos
José Natividad A., Carlos Vílchez P.
83
de la rata y explica la suplementación mutua entre
cereales y habas (Carpenter, 1981).
El procesamiento de los granos de cereales y
leguminosas implica realizar un flujo de operaciones
utilizando parámetros recomendados que permitan
obtener harinas precocidas de características
nutricionales, organolépticas y sanitarias adecuadas
para consumo humano. Los procesamientos más
comunes son: 1) remojo, que permite la hidratación y
ablandamiento, 2) cocción, para destruir la mayoría
de los factores antifisiológicos, tales como los
inhibidores de la amilasa y de la tripsina,
hemaglutininas, goitrógenos y glucósidos
cianogénicos (Belitz, 1997), así como la carga
microbiana, 3) Deshidratado, para reducir la actividad
de agua con el objetivo principal de prolongar la vida
útil de los alimentos; valores inferiores a 0.6 inhiben
prácticamente toda actividad microbiana y enzimática
(Fellows,1994) y 4) Molienda, facilita la mezcla
íntima de las harinas lo que constituye una
consideración importante en la elaboración de
algunos preparados.
Para la formulación de mezclas proteicas a base de
alimentos vegetales se consideran principalmente los
factores nutricional, tecnológico y económico; en el
aspecto nutricional se evalúan el nivel proteico, el
patrón de aminoácidos y el valor energético. Blanco
et al. (1986), reportan que la calidad nutricional de
una proteína está determinada por su disponibilidad y
su composición de amino ácidos, y que ambos
factores se toman en cuenta para su aprovechamiento
máximo, de tal manera que la deficiencia relativa de
algunos de los aminoácidos esenciales determina la
escasa calidad proteica. Respecto al contenido de
proteínas, Merino et al. (1983) mencionan que la
calidad y cantidad de éstas en la dieta ocasionan
diferencias en la ingesta de las mismas. Así, dietas de
bajo contenido proteico producen un descenso en la
ingesta de alimento, reducción en el tamaño de las
células hepáticas y un aumento de DNA por gramo
de hígado. Lewis et al. (1982), encontraron una
ganancia de peso mucho mayor en ratas alimentadas
con una dieta control positivo conteniendo 18% de
proteína total de maíz y harina de soya en
comparación a la dieta con 9%. Según Jansen et al.
(1980), las calorías contenidas por unidad de
volumen constituyen una de las características
importantes del producto preparado para el consumo.
Para determinar la calidad de las proteínas se
pueden realizar pruebas biológicas. Así, Aguilar et al.
(1979), encontraron en el maíz cristalino crudo un
valor biológico (VB) de 66.7% y en las habas,
Bender (1978) halló un VB de 60% y 70%. Sin
embargo, cuando se mezclan en proporciones
adecuadas los aminoacidos se complementan y
constituyen una proteína de mayor VB. Miller y
Bender (1955) describieron un método para la
evaluación de la calidad proteica que tomaba en
cuenta la ganancia de peso y la composición de la
carcasa. El valor obtenido fue referido como
Utilización Proteica Neta (NPU), que es la
proporción de la proteína dietaria que es retenida en
el cuerpo para muchos propósitos y la utilidad que
tiene depende de su digestibilidad y de su VB
(Bender, 1978).
Según Pellet y Vernon (1980) mencionan que el
PER es el método más simple para determinar el
valor nutritivo y según los expertos de Food and
Agriculture Organization/World Health Organization
(FAO/OMS, 1973) es la prueba biológica más común
que solamente permite colocar a las proteínas en
orden de calidad ya que, según Bender (1978), los
valores de proporción de eficiencia proteica no son
proporcionales una a otra. También Jorge et al.
(1980) afirman que el mejoramiento del PER se debe
a la combinación de proteínas de cereales y
leguminosas por una complementación de los
patrones de aminoácidos.
Boutrif (1991), reporta que debido a la necesidad
de elaborar un procedimiento más exacto y apropiado
para evaluar la calidad de las proteínas vegetales, un
grupo de trabajo del Comité Mixto FAO/OMS de
Expertos en Nutrición (CODEX) llegó a la
conclusión de que el procedimiento del cómputo de
aminoácidos corregido en función de la digestibilidad
de las proteínas era el método más conveniente para
evaluar la calidad de las proteínas los productos
vegetales.
3. Materiales y métodos
El estudio se realizó en los laboratorios de los
Departamentos Académicos de Nutrición (Facultad
de Zootecnia) y de Tecnología de Alimentos y
Productos Agropecuarios (Facultad de Industrias
Alimentarias) de la Universidad Nacional Agraria de
la Molina (UNALM). Se realizaron dos
experimentos: el primero para obtener las harinas
precocidas y el segundo para la evaluación biológica
de las mezclas alimenticias. Se utilizaron el maíz
amarillo duro, Zea indurada y haba grano seco, Vicia
fava (“haba blanca” de Puno), adquiridas en el
mercado Mayorista Nº 1 de Lima.
3.1 Experimento 1: obtención de harinas
precocidas de maíz y habas Durante esta fase del estudio se determinaros los
parámetros óptimos de procesamiento: tiempo,
temperatura y humedad para la obtención de las
harinas precocidas de maíz y habas.
3.2 Experimento 2: evaluación biológica de
las mezclas de maíz y habas Se formularon cuatro mezclas en base al porcentaje
de proteína que aporta cada una sobre el contenido de
proteína total de la mezcla final, tal como reportan
Vargas et al. (1982) y Contreras et al. (1981),
utilizando las harinas precocidas obtenidas en el
Experimento 1. Los porcentajes de contribución de la
proteína de cada harina al contenido total de proteína
de la mezcla se presentan en la Tabla 1.
3.3 Evaluación de las mezclas proteicas y
materias primas Para la evaluación química proximal, análisis de
las vitaminas: tiamina, riboflavina y niacina, y el
índice de iodo se utilizaron los métodos establecidos
por la Association of Official Agricultural Chemists
Elaboración de una mezcla alimenticia a base de maíz (Zea mays) y habas (Vicia fava)
An cient. 68(3) 2007, pp. 82-87
84
(AOAC, 1965). Para la cuantificación del calcio y el
hierro se utilizó el método de Espectrofometría de
Absorción Atómica (AOAC, 1965). El valor calórico
se encontró multiplicando los factores ATWATER
de 4, 9, y 4 Kcal/g correspondiente a proteína, grasa
y carbohidratos, respectivamente (FAO/OMS, 1989).
La acidez titulable y pH se determinaron siguiendo
las indicaciones del método aplicable a las harinas
por el Instituto de Investigación Tecnológica
Industrial y de Normas Técnicas (ITINTEC, 1976).
El análisis granulométrico se realizó utilizando el
método de Análisis Granulométrico por tamizado D-
422 (American Society for Testing and Material,
1971).
3.4 Evaluación nutricional
Las mezclas alimenticias formuladas a base de
harinas precocidas de maíz amarillo duro y de habas
que corresponden a las mezclas I, II, III, y IV,
presentadas en la Tabla 1, fueron evaluadas mediante
el análisis del Score Químico y la prueba biológica de
Relación de Eficiencia Proteica (PER). El cómputo
de aminoácidos corregido en función de la
digestibilidad se determinó utilizando como Patrón de
aminoácidos el recomendado por la FAO/WHO
(1989) y se presenta en la Tabla 2. La composición
química de las harinas pre-cocidas de maíz amiláceo,
amarillo duro y de habas se presenta en la Tabla 3.
Para la evaluación biológica de la proteína de las
mezclas alimenticias, según el método de Razón de
Eficiencia Proteica (Osborne et al., 1919) se
utilizaron jaulas equipadas con bebederos de vidrio y
piso de rejilla para permitir el paso de las heces y
orina. El comedero fue de vidrio (frasco de boca
ancha) que permitió la mínima pérdida de alimento.
Se seleccionaron diez ratas albinas machos de raza
Holtzman procedentes del bioterio de la UNALM,
recién destetadas y 21 días de edad. Las raciones
fueron preparadas en base al análisis proximal de la
harina de maíz amarillo duro y de la harina de habas
de acuerdo a los tratamientos presentados en la Tabla
1. Las dietas fueron isoproteicas e isocalóricas y se
utilizó como estándar una dieta de caseína con 10%
de proteína. La composición de las raciones se
presenta en la Tabla 4.
Para la determinación del PER se siguió el método
descrito por la National Academic of Sciences
(1963). El experimento tuvo una duración de cuatro
semanas, período en el cual diariamente se
registraron el consumo de alimento y semanalmente
la ganancia de peso. El alimento y el agua fueron
proporcionados ad líbitum. Con los registros
correspondientes al consumo de proteína (g) y la
ganancia de peso (g) se calculó el PER. Se realizaron
análisis microbiológicos en las harinas pre-cocidas de
maíz amarillo duro y de habas con el fin de garantizar
la inocuidad para el consumo humano, utilizando el
método de Mossel y Quevedo (1967). Para la
evaluación biológica de la Razón de Eficiencia
Proteica de los tratamientos mencionados se utilizó el
diseño completamente al azar según el modelo:
Yij = u + Ti + Eij
donde:
Yij = Observación.
u = Efecto de la media.
Ti = Efecto del i-ésimo tratamiento.
Eij = Error experimental.
En el análisis estadístico se realizaron las pruebas
de Análisis de Variancia (ANVA) usando la función
GLM del software Statistical Analysis System (SAS,
1985), las pruebas de significación de Duncan
(Duncan, 1955) y se obtuvo los coeficientes de
variabilidad (CV) en el peso inicial, consumo de
alimento, peso final y ganancia de peso en la prueba
del PER.
Tabla 1. Formulación de las mezclas alimenticias
de harinas precocidas de maíz amarillo duro con
la de habas en base al porcentaje de proteína total
de la mezcla.
Mezcla Maíz
amarillo
% de
PT
Habas
% de
PT
Total
(%)
I 20 80 100
II 40 60 100
III 60 40 100
IV 80 20 100
PT: Proteína Total (N x 6.25)
Tabla 2. Patrón de aminoácidos esenciales y su
contenido en el maíz y en las habas (mg/g
proteína).
Aminoácidos esenciales Patrón (*) Maíz Habas
Isoleucina 28 36.8 40.0
Leucina 66 125.28 70.88
Lisina 58 26.72 64.64
Total de aminoácidos
azufrados
25 34.72 15.36
Total de aminoácidos
aromáticos
63 87.04 75.2
Treonina 34 36.0 33.6
Triptófano 11 7.04
Valina 35 48.48 44.0
(*) Fuente: FAO/OMS (1989).
Tabla 3. Composición química de las harinas pre-
cocidas de maíz amiláceo, maíz amarillo duro y
habas (%).
Harina de
maíz
Amiláceo
Harina de
Maíz
amarillo duro
Harina de
Habas
Componentes BH BS BH BS BH BS
Humedad 9.70 -- 6.37 -- 7.4 --
Proteína total 6.08 6.73 11.20 11.97 26.0 28.08
Grasa 4.67 5.17 4.70 5.02 3.1 3.35
Fibra cruda 1.77 1.96 2.27 2.42 2.6 2.81
Cenizas 0.98 1.09 1.29 1.39 1.94 2.10
Carbohidratos 76.80 85.05 74.16 79.20 58.96 63.66
José Natividad A., Carlos Vílchez P.
85
BH: Base “Tal como ofrecido” (Húmeda); BS: Base Seca.
Tabla 4. Composición de las raciones (g/100 g)
para la determinación de la relación de eficiencia
proteica (PER).
Ingredientes Caseína Mezcla1
I II III IV
Caseína 12.06 -- -- -- --
Harina de
maíz
amarillo
-- 17.84 35.68 53.53 71.37
Harina de
Habas
-- 28.93 21.70 14.46 7.23
Mezcla de
vitaminas *
2.00 2.00 2.00 2.00 2.00
Mezcla
mineral **
4.00 4.00 4.00 4.00 4.00
Fibra
(Coronta)
5.00 3.85 3.64 3.42 3.20
Azúcar 70.34 37.78 27.48 17.69 7.70
Manteca
vegetal
5.50 4.50 4.40 3.80 3.40
Cloruro de
Colina
0.10 0.10 0.10 0.10 0.10
Fosfato de
Sodio
1.0 1.00 1.00 1.00 1.00
TOTAL 100.00 100.00 100.00 100.00 100.00
Nutrientes:
Proteína
total, %
(Analizado)
10.00 9.8 10.1 9.7 9.9
E. Bruta,
Kcal/100g
(Calculado)
390.35 390.35 391.93 390.41 390.15
1 I: 20% PT de maíz amarillo y 80% PT de habas; II: 40% PT de
maíz amarillo y 60% PT de habas; III: 60% PT de maíz amarillo
y 40% PT de habas; IV: 80% PT de maíz amarillo y 20% PT de habas.
* Cada kg contiene: Tiamina, 0.25 g; Riboflavina, 0.2 g;
Piridoxina, 0.2 g; Pantotenato de calcio, 2 g; Niacina, 2 g; Inositol,
12 g; Ácido fólico, 0.1 g; Menadiona, 0.25 g; Biotina, 0.001 g; Cianocobalamina, 0.001g; Vitamina E, 16.8 g; Rovimix (A + B2 +
D3 + E), 10 g; Cloruro de Colina, 12 g; Ácido
Paraaminobenzoico, 12 g; Azúcar molida, 932 g.
** Cada kg contiene: Sulfato de Alumínio, 0.17 mg; Carbonato
de cálcio, 542.93 g; Sulfato de Cobre, 0.9 g; Fosfato férrico, 20.5
g; Carbonato de magnésio, 25 g; Sulfato de magnésio, 16 g; Cloruro de potasio, 112 g; Ioduro de potasio, 0.11 g; Fosfato de
potasio monobásico, 212 g; Fluoruro de sódio, 1 g; Sulfato de
Magnésio, 0.39 g; Cloruro de sódio, 69 g.
4. Resultados y discusión
Los flujos definitivos de obtención de las harinas
pre-cocidas de maíz amarillo duro y habas se han
obtenido siguiendo los procesos de limpieza, remojo,
cocción, deshidratado y molienda utilizando los
parámetros óptimos determinados y los
recomendados por Candiotti (1977) y Bengoa (1981).
A excepción de los procesos de clasificación y
descascarado, las demás operaciones son las mismas
en ambas harinas. Así, los tiempos de remojo
hallados se encuentran dentro de los rangos
reportados por Martínez et al. (1982) para el maíz y
Satwadhar et al. (1982) para los frijoles. Respecto al
tiempo de cocción, se encontró 1.33 y 0.58 horas a
100 ºC para el maíz amarillo duro y habas,
respectivamente. Los parámetros más adecuados para
deshidratar las muestras precocidas de maíz amarillo
duro y habas son, respectivamente, 70 ºC x 5.5 h y
60 ºC x 7 hr.
4.1 Composición química de las materias
primas y muestras Caracterización de las materias primas. En la
Tabla 3 se presenta la composición química de las
harinas pre-cocidas de maíz amiláceo, amarillo duro
y de habas. Estos valores son similares o ligeramente
mayores a los reportados por Collazos et al. (1996).
Estas diferencias son evidentes por una serie de
factores tanto genética, agrícola y tecnológica. Sin
embargo, el maíz amiláceo tiene un contenido
relativamente bajo de proteínas, mientras que el maíz
amarillo duro presenta un porcentaje mucho mayor
de proteínas que lo reportado por la literatura. La
diferencia puede ser debida a los factores ya
mencionados y al proceso de remojo del maíz en el
cual, según Martínez et al. (1982), se produce un
aumento del nitrógeno total del grano entero.
4.2 Caracterización de la mezcla óptima de
maíz y habas En la Tabla 5 se presenta la composición proximal
de la mezcla óptima obtenida en base a las harinas
precocidas de maíz amarillo duro y de habas con la
cual se obtuvo la mejor respuesta biológica. El nivel
de proteínas de la mezcla óptima es similar a lo que
reporta Gómez et al. (1994), quienes mencionan que
los productos alimenticios más ricos en proteínas se
formulan de modo que contengan de 15 a 25% de
este nutriente.
Los valores encontrados de tiamina y riboflavina
(Tabla 6) en la mezcla óptima muestran pérdidas de
estas vitaminas debido, probablemente, a la
termolabilidad de dichas vitaminas, y los valores
pueden ser aún mayores dependiendo de la
temperatura y tiempo de procesamiento térmico.
Respecto a la niacina, ésta aumentó
significativamente su contenido comparado a lo
reportado por Collazos et al. (1996) tal vez debido al
aumento de la disponibilidad de la vitamina presente
en los cereales en forma ligada que ocurre por acción
enzimática durante el remojo del alimento (Bender,
1978). Se ha encontrado, además, que el fósforo y
calcio han incrementado su contenido en 12.69% y
14.80%, respectivamente, en relación a los valores
reportados por Collazos et al. (1996). Estos
incrementos probablemente sean debidos al efecto del
remojo y cocción, procesos que aumentan la
disponibilidad de los minerales. En cuanto a los
valores de hierro éste disminuyó en 32.95%.
Tabla 5. Composición proximal de la mezcla
optima de harinas precocidas de maíz amarillo
duro y de habas.
Componentes (%) BH BS
Humedad 10.40 --
Proteína 13.22 14.75
Grasa 3.40 3.79
Fibra 4.33 4.83
Ceniza 1.90 2.12
Elaboración de una mezcla alimenticia a base de maíz (Zea mays) y habas (Vicia fava)
An cient. 68(3) 2007, pp. 82-87
86
Extracto Libre de Nitrógeno 66.75 74.51
BH: Base “Tal como ofrecida” (Húmeda); BS: Base Seca.
Tabla 6. Contenido de vitaminas y minerales y
valor calórico de la mezcla óptima.
Nutrientes Cantidades
Calculado Analizado Diferencia
Tiamina (B1) 311.2 ug 236.8 ug -74.4 ug
Riboflavina (B2) 239.2 ug 123.0 ug - 116.2 ug
Niacina 3.0426 mg 29.8 mg. +26.75 mg
Fósforo 315.737 mg 355.83 mg. +40.9 mg
Calcio 21.7 mg 24.913 mg. +3.213 mg
Hierro 5.768 mg 3.867 mg. -1.90 mg
Valor calórico --- 350.5
Kcal/100g.
---
4.3 Evaluación nutricional
4.3.1 Cómputo de aminoácidos corregido en
función de la digestibilidad
Siguiendo el método recomendado por la
FAO/OMS (1989) para evaluar la calidad de las
proteínas, se determinó el cómputo de aminoácidos
corregido en función de la digestibilidad de la
proteína de las mezclas de los cuatro tratamientos
(Tabla 7). El cómputo de aminoácidos corregido en
función de la digestibilidad en la Mezcla II es el más
alto (71%) debido al mejor balance de aminoácidos
logrado por la combinación de las harinas de maíz y
habas, complementándose las deficiencias de lisina,
triptófano y treonina en el maíz. Sin embargo, sería
recomendable incluir en su preparación alimentos de
origen animal para elevar este valor (71%) y, al
mismo tiempo, incluir una mezcla vitaminas y
minerales de mejor bio-disponibilidad de las que
contiene las mezclas precocidas.
4.3.2 Relación de eficiencia proteica (PER)
La Tabla 8, presenta los valores de la Relación de
Eficiencia Proteica del Control (caseína) y de las
cuatro mezclas, siendo la Mezcla II (60 % proteína
total de habas + 40 % proteína total del maíz amarillo
duro) el que ha obtenido el mayor valor PER (2.54)
con respecto a los demás tratamientos, seguido de la
mezcla control (caseína) con un PER igual a 2.46 y
de las Mezclas III, IV y I con valores PER de
2.23, 2.01 y 1.92, respectivamente. Se puede afirmar
que la mezcla alimenticia maíz–habas del II
tratamiento presenta mejor calidad proteica que las
estudiadas por la FAO (1970).
En la mezcla óptima, el mayor porcentaje de
proteínas provenientes de las habas estaría
contribuyendo a mejorar el patrón de aminoácidos de
la mezcla, puesto que complementa a la proteína del
maíz, la cual tiene un aminograma con varios
aminoácidos esenciales deficientes (Lewis et at.,
1982). Por tanto, el valor PER (2.54) y el score
químico ajustado por digestibilidad (71%) obtenido
con la Mezcla II, indican que es la mezcla proteica de
mejor valor nutricional respecto a los demás
tratamientos.
Tabla 7. Cómputo de aminoácidos ajustado por
digestibilidad de las mezclas de maíz y habas.
Patrón de Aminoácidos FAO/OMS (1989)
Cómputo de aminoácidos
Mezcla1
I II III IV
Isoleucina 28
Leucina 66
Lisina 58
Total de Aminoácidos
azufrados 25
Total de Aminoácidos aromáticos 63
Treonina 34
Triptófano 11
Valina 35
1.40
1.25
0.98
0.78
1.23
1.00
--
1.28
1.38
1.42
0.84
0.94
1.27
1.02
--
1.31
1.36
1.58
0.71
1.09
1.31
1.03
--
1.34
1.34
1.74
0.59
1.24
1.35
1.05
--
1.36
Cómputo ajustado en
función de la digestibilidad
(%)
67 71 60 50
1 I: 20% PT de maíz amarillo y 80% PT de habas, II: 40% PT de
maíz amarillo y 60% PT de habas, III: 60% PT de maíz amarillo
y 40% PT de habas, IV: 80% PT de maíz amarillo y 20% PT de habas.
Tabla 8. Relación de eficiencia proteica del
control y tratamientos (mezclas de harinas de
maíz amarillo y habas).
Mezcla1
Ganancia de Peso (g)
Días Total Consumo de
PER (g). Proteína (g) 7 14 21 28
Control
I
II
III
IV
11.14
5.0
9.35
4.8
6.95
10.31
10.2
15.0
13.1
14.35
10.9
14.3
21.05
15.7
18.4
9.8
13.8
25.15
18.0
19.45
42.15
43.3
70.55
51.60
59.15
17.09
22.45
27.74
23.05
29.33
2.46a
1.92c
2.54a
2.23b
2.01c a Promedios con letras iguales entre tratamientos no son
diferentes estadísticamente (P>0.05). 1I: 20% PT de maíz amarillo y 80% PT de habas, II: 40% PT
de maíz amarillo y 60% PT de habas, III: 60% PT de maíz amarillo y 40% PT de habas, IV: 80% PT de maíz amarillo y
20% PT de habas.
5. Conclusiones
Para obtener harina pre-cocida de maíz amarillo
duro es necesario remojar durante 20 horas a
temperatura ambiente, cocinar a 100 ºC durante 1.33
horas, deshidratar en secador de túnel de aire caliente
durante 5 horas a 70 ºC, mientras que para la harina
pre-cocida de habas es necesario remojar durante 24
horas a temperatura ambiente, pelar, cocinar a 100 ºC
x 35 minutos y deshidratar durante 6.5 horas a 60 ºC.
Luego, en ambos casos, proceder a una molienda. Por
otro lado, mezclando las harinas precocidas de maíz
amarillo duro con la de habas en la proporción para
que aporten el 40% y el 60% de la proteína total (PT)
de la mezcla, respectivamente, se obtiene la mezcla
de mejor calidad nutricional conteniendo 13.2 % de
proteína total y 350 kcal/100 g.
Se recomienda que la mezcla óptima pueda ser
mejorada con la inclusión de un ingrediente de origen
animal y de una mezcla de apropiada de vitaminas y
minerales, constituyéndose en un alimento potencial
José Natividad A., Carlos Vílchez P.
87
para programas de alimentación complementaria
dirigido a niños preescolares.
6. Referencias bibliográficas
AGUILAR, T., CH. MANRIQUE, y V. ROJAS.
1979, Valor Biológico del Maíz Opaco-2 en
Cancha y Mote. Archivos Latinoamericanos de
Nutrición V. XXIV, Nº 3.
A.O.A.C. 1965. Official Methods of Analysis of the
Association of Official Agricultural Chemistry.
Edit, AOAC. Washington D.C., U.S.A.
AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND
MATERIAL. 1971. Análisis granulométrico por
Tamizado D-422 . U.S.A.
BELITZ, H., W. GROSCH. 1997. Química de los
Alimentos. Segunda Edición Editorial Acribia,
S.A. Zaragoza-España.
BENDER ARNOLD, E. 1978. Food Processing and
Nutrition; Academic Press, London York. San
Francisco.
BENGOA, G. 1981. Elaboración de sopas
deshidratadas a partir de arroz (Orizae Sativa),
Quinua (Chenopodium quinoa willd y frijol
castilla (Vigna sinensis). Tesis U.N.A. La Molina.
BLANCO, A., A. NAVARRTE, R. BRESSANI, J.
BRAHAM, G. EDGAR y L. ELIAS. 1986.
Composición Química y evaluación de la calidad
de la proteína del fríjol en humanos adultos por el
método del balance nitrogenado de corto tiempo.
Archivos Latinoamericanos de Nutrición V.
XXXVI, Nº1.
BOUTRIF, E. 1991. Recent developments in
protein quality evaluation. FAO, Rome. FNA
/ANA, 2/3, Vol. 1.
CANDIOTTI, M. 1977. Estudio técnico para la
elaboración de harinas precocidas a partir de
frijoles Caraola (Phaseoleus vulgaris) y Castilla
(Vigna sinensis). Lima, Tesis U.N.A. La Molina.
CARPENTER, K. 1981. The Nutritional Contribution
of Dry Beans (Phaselous vulgaris) in Perspective.
Food Technology. V. 35, Nº 3.
COLLAZOS, C. CH. 1996. La composición de
Alimentos de Mayor Consumo en el Perú. 6ta Ed.
Ministerio de Salud Instituto Nacional de
Nutrición. Banco Central de Reserva. Lima-Perú.
CONTRERAS, G., L. ELIAS, y R. BRESSANI.
1981. Efecto de la Suplementación con Vitaminas
y Minerales sobre la Utilización de la Proteína de
Mezclas de Maíz y Frijol (INCAP). Archivos
Latinoamericanos de Nutrición. V. XXXI, Nº 4.
DUNCAN, D.B. 1955. Multiple range and multiple F
tests. Biometrics. 11: 1-42
FAO/OMS. 1989. Evaluación de la calidad de las
proteínas .Estudio FAO. Alimentación y Nutrición
51.
FELLOWS, P. 1994. Tecnología del Procesado de los
Alimentos. Editorial Acribia, S.A. Zaragoza –
España.
GOMEZ, C., H. LASTARRIA y Z. REYNOSO.
1994. Alimento complementario para niños: Fase
A. Programa de Investigación en Alimentos.
U.N.A. La Molina.
ITINTEC. 1976. Normas Técnicas. Harinas
Sucedáneas Procedente de Cereales, Lima 205.
045.
JANSEN G. y J. HARPER. 1980. Método
Económico de Cocción por Extrusión de los
Alimentos de Destete en los Programas de
Alimentación Complementaria. FAO Parte 2 .V.6,
Nº 2.
JORGE J., L. ELIAS y R. BRESSANI. 1980. “Efecto
del Proceso de Cocción-Extrusión Sobre el Valor
Nutritivo de Mezclas Elaboradas a Base de Frijol
Caupi-Yuca. INCAP. V. XXX. Nº4.
LEWIS A., M. BARNES, D. GROSBACH, y E.
PEO. 1982. Sequence in which the amino acids of
corn (Zea mays) become limiting for growing rats.
Journal of Nutrition V. 112. Nº 4.
MARTINEZ, A., R. GOMEZ y R. BRESSANI. 1982.
Relación del contenido de lisina y triptófano con el
de Zeína durante la germinación del grano de maíz
y su posible vinculación con el ciclo vegetativo de
la planta. INCAP. Guatemala. Archivos
Latinoamericanos de Nutrición. V. XXX. Nº 4.
MERINO, G., L. LAREO y R. BRESSANI. 1983.
Evaluación del Potencial Nutricional del Pescado
en Dietas a base de frijol (Phaseolus vulgaris) y un
cereal: Maíz (Zea mays) y/o Arroz (Oryza sativa).
INCAP. V.XXXIII. Nº 3.
MILLER, D. y A. BENDER. 1955. Determination of
the Net Utilization of Protein by a Shortened
Method. Brit Journal of Nutrition 9:382.
MOSSEL, D.A. y F. QUEVEDO. 1967. Centro
Microbiológico de los Alimentos. Centro latino
americano de enseñanza e investigación de
bromatología alimentaria. UNMSM. Lima, Perú.
NATIONAL ACADEMIC OF SCIENCES. 1963.
National Research Council. 1963. Evaluation of
protein quality. Pub. 1100.
OSBORNE, T.B., L.B. MENDEL y E.L. FERRY.
1919. A Method of Expressing Numerically the
Growth Promoting Value of Protein. J. Biol. Chem.
27: 223.
PELLET. R. y Y. VERNON. 1980. Evaluación
Nutricional de Alimentos Proteínicos. Universidad
de las Naciones Unidas. Tokyo.
SAS INSTITUTE. 1985. SAS User´s Guide.
Statistics. 5th
. Edition. Cary. N.C.
SATWADHAR, P., S. KADAM y D. SALUNKHE.
1982. Effects of Germination and Cooking on
Polyphenols an in Vitro Protein Digestibility of
Horse Gram and Moth bean. Journal of Food
Science. V. 47. Nº2.
VARGAS, E., R. BRESSANI, L. ELIAS y J.
BRAHAM. 1982. Complementación y
Suplementación de Mezclas Vegetales a Base de
Arroz y Fríjol. Archivos Latinoamericanos de
Nutrición. V. XXXII. Nº 3.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 05/04/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 15/11/2007
Cinética de secado durante la fritura de chips de ñame (Dioscórea sp.) y
estimación de vida útil por simulación
Juan Araujo V. 1, Alberto Huamani H.
2
Resumen
Se estudió la cinética de deshidratación de los chips de ñame (Dioscórea sp.) durante el proceso de fritura y
asimismo la evaluación de vida útil por simulación. El proceso de fritura fue llevado a cabo a temperaturas de 150
°C, 160 °C, 170 °C, 180 °C y 190 °C respectivamente. Los chips no muestran un periodo de velocidad de secado
constante bajo durante la fritura las condiciones experimentales y exhiben solamente un periodo de velocidad
decreciente, de manera que, el proceso total de secado durante la fritura es gobernado únicamente por el mecanismo
de difusión dentro de los chips. El tiempo de fritura fue de 160 s, 130 s, 120 s, 110 s y 100s a 150 ºC, 160 ºC, 170
ºC, 180 ºC y 190 ºC respectivamente para una humedad final menor de 1.025 por ciento en base húmeda. El
coeficiente de difusión del agua de los chips de ñame fue estimado por un método derivado de la ley de Fick. El
coeficiente de difusión de agua (D) es influenciado por la temperatura de fritura mostrando la disminución de las
resistencias internas de secado con el aumento de la temperatura. En el proceso de fritura a 150 ºC y 160 ºC el
producto muestra mejor calidad en cuanto a color y humedad residual de 1.0%. La vida útil de los chips de ñame
experimental se asemeja a los valores determinados por los modelos matemáticos de las isotermas. Los periodos de
vida útil fueron de 26 días, 27 días y 122 días para una humedad crítica de 3 por ciento en base seca, para las
condiciones ambientales a 30 °C/80%HR, 40 °C/90%HR y 20 °C/75% HR respectivamente en el empaque
metalizado de permeabilidad de 0.0281 g agua/m2-día-mmHg a 30 °C/80% HR; 0.0143 g agua/m
2-día-mmHg a 40
°C/90% HR y 0.0113 g agua/m2-día-mmHg a 20 °C/75% HR.
Palabras clave: Dioscórea sp., Ñame, fritura, vida útil, simulación.
Abstract
The objective of the present investigation work is the study of the kinetics of dehydration of the yam chips
(Dioscórea sp.) during the frying process and also the evaluation of useful life by simulation. The frying process
was carried out to temperatures of 150 °C, 160 °C, 170 °C, 180 °C and 190 °C respectively. The chips doesn’t show
a period of constant drying velocity during the fritter under the experimental conditions and they exhibit only a
period of falling speed, so that, the total process of drying during the frying is only governed by the diffusion
mechanism inside the chips. The time of frying was of 160 s, 130 s, 120 s, 110 s and 100s at 150 ºC, 160 ºC, 170 ºC,
180 ºC and 190 ºC respectively for a final humidity smaller than 1.025 percent in wet basis. The coefficient of
diffusion of the water of the yam chips was estimated by a method derived of the law of Fick. The coefficient of
diffusion of water (D) it is influenced by the frying temperature showing the decrease of the internal resistances of
drying with the increase of the temperature. In the fritter process at 150ºC and 160ºC the product shows better
quality as for color and residual humidity of 1.0%. The useful life of the chips of experimental yam resembles other
values determined by the mathematical models of the isotherms. The periods of useful life were of 26 days, 27 days
and 122 days for a critical humidity of 3 percent in dry basis, at the environmental conditions of 30°C/80%HR,
40°C/90%HR and 20 °C/75% HR respectively in the metalized packing of permeability of 0.0281 g agua/m2-day-
mmHg at 30 °C/80% HR; 0.0143 g agua/m2-day-mmHg to 40 °C/90% HR and 0.0113 g agua/m2-day-mmHg at 20
°C/75% HR.
Key words: Dioscórea sp., Yam, fritter, useful life, simulation.
1. Introducción
Ante la necesidad de aumentar la producción de los
recursos alimenticios, es de esperar que se le presente
mayor atención al cultivo, consumo e
industrialización de raíces y tubérculos tropicales. El
tubérculo más procesado industrialmente es la papa,
en especial como snack o pasapalos fritos. El término
snack es difícil de definir y se refiere a alimentos
cocidos ricos en almidón, de diversas formas, el
cuales se sirven en pequeñas porciones manejables y
su propósito es satisfacer en un tiempo corto el
hambre.
La fritura es considerada un proceso de
deshidratación de alimentos, más exactamente como
un procedimiento de extracción de agua por
1, 2 Facultad de Industrias Alimentarias, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
convección con cambio de estado, del cual se obtiene
un efecto preservativo resultante de la destrucción de
microorganismos, enzimas y de la reducción en la
actividad del agua en la superficie del alimento.
El ñame (Dioscórea sp) es una planta de la zona
tropical poco conocida en el Perú. Es conocida como
“ñame” en la selva. El ñame es una raíz amilácea de
la familia de las Dioscóreas que contienen cientos de
especies, y son rizomas ricos en carbohidratos,
vitaminas y sales minerales. El tubérculo más
procesado industrialmente es la papa, en especial
como snack o pasapalos fritos.
A partir de esta tecnología se ven alternativas
interesantes de diversificación y estabilidad en el
caso de la producción de chips de Arracacha
(Arracacia xanthorrhiza), Ñame (Dioscórea alata) y
Cubios (Tropaeolum tuberosum), donde las
Juan Araujo V., Alberto Huamani H.
89
experiencias industriales no se han expandido
comercialmente en forma significativa.
Los objetivos del presente estudio son: evaluar la
cinética de deshidratación durante la fritura de chips
de ñame, Evaluar la vida útil de estos chips de ñame a
través de una simulación, considerando la pérdida de
textura (crocantez) como el criterio de falla
seleccionado.
2. Revisión de literatura
Tangduangdee et al. (2003), definen a la fritura
como un proceso de cocción y deshidratación, en el
cual el alimento es sumergido en aceite comestible a
una temperatura encima del punto de ebullición del
agua contenida en el alimento; la temperatura del
aceite esta en el rango de 130 °C a 200 °C, pero
generalmente durante la fritura su proceso está entre
170 °C a 200 °C.
Mittelman et al. (1984) citado por Bhat y
Bhattacharya (2001), definen como un proceso de
cocción y secado completo en contacto con el aceite
caliente. Además, el fenómeno de deshidratado
comprende simultáneamente un mecanismo de
transferencia de transferencia de masa y calor.
Durante la fritura ocurren, de forma simultanea, la
pérdida de humedad desde el producto y el ingreso
del aceite caliente al producto en un corto tiempo. El
calor es transportado hasta el alimento por
convección y conducción. La masa de agua es
transportada por difusión y evaporación (Bhat y
Bhattacharya, 2001).
Método de fritura profunda en aceite o grasa es la
inmersión del producto dentro del aceite a una alta
temperatura, mayor que el punto de ebullición del
agua. El contacto del producto con el medio caliente
induce la apariencia de una serie de reacciones físicas
y químicas que rigen para los cambios en color,
textura, desarrollo de chocantes y de olor y, mas
importante, ocurre la alta velocidad de transferencia
de calor y masa (Da Silva et al., 2004).
Otro parámetro fundamental en el éxito de los
productos tipo snack es el color final desarrollado, el
cual está en función de las características del
producto natural y del proceso de fritura. Se sabe que
el color final de un snack freído es desarrollado en el
último 10 % de la cocción. El contenido de humedad,
el aceite contenido y el color son factores que
determinan la calidad y el costo de los chips (Grant,
1997).
Bhat y Bhattacharya (2001) y Segnine et al. (1999)
reportaron en sus investigaciones resultados
satisfactorios, de deshidratación mostrando solamente
el periodo de velocidad de secado decreciente visible
en un periodo de tiempo muy corto de 100 a 280
segundos, no siendo notorios los otros periodos.
Generalmente, el deterioro químico y
microbiológico de los alimentos está relacionado con
la actividad de agua y contenido de agua de los
alimentos. Los factores relacionados con la
estabilidad de los alimentos son: cambios
microbianos; reacciones enzimáticas y no
enzimáticas; cambios físicos y estructurales y
destrucción de nutrientes, aroma y gusto (Barbosa y
Vega, 2000).
La calidad de productos secos esta estrictamente
relacionada a su contenido de agua. Usualmente,
cuando estos productos son empacados, la actividad
de agua dentro del empaque es generalmente muy
baja. Después, durante la distribución y
almacenamiento del producto, debido a la diferencia
entre la actividad de agua dentro y exterior del
empaque, moléculas de agua permeadas guiados a
través del empaque incrementan la actividad de agua
interna. Esto causa un aumento del contenido de agua
del producto empacado y consecuentemente un
desmedro de la calidad (Del Nobile et al., 2003).
Guillard et al. (2003), mencionan que varios
modelos matemáticos se han usado para predecir la
transferencia de humedad en alimentos. Algunos
autores usaron un procedimiento numérico para
resolver ecuaciones diferenciales de la segunda ley de
Fick y simulando la distribución de humedad en
alimentos.
Konopack et al. (1998), reportan que una actividad
de agua debajo de 0.12 en chips de manzana
demuestra una excelente crocantez y de alta
aceptabilidad por el consumidor y un límite de
aceptabilidad de 0.18, como se observa en la Figura
3. En alimento similar a un snack fue reportada su
actividad de agua crítica de 18.0wa , menor que
para alimentos snack crocantes basados sobre una
mixtura de almidón/ proteína que presenta una
actividad de agua crítica 50.035.0cwa .
Segnine et al. (1999) priorizan la medida de la
textura como variable importante de calidad durante
la fritura, y ellos reportan una humedad para una
textura ideal en los chips de papa un valor de menor
a 2.0 por ciento.
Algunos investigadores han discutido sobre el
contenido límite de humedad en el cual la calidad
textural de un producto snack comienza a ser
organolépticamente inaceptable. Así para los chips de
papa cuando el contenido de humedad excede más
del 3% de humedad son considerados invendibles,
para las galletas más del 3,5%. (Segnine et al., 1999).
3. Materiales y métodos
3.1 Materia prima Ñame (Dioscórea sp.) de la variedad blanca.
3.2 Materiales de empaque
Polietileno de baja densidad (PEBD (25 m)); con
Tasa de permeabilidad al vapor de agua entre 0.2777
a 0.2926 (g agua/m2-día-mmHg) de dimensiones 16
cm x 10 cm.
Polopropileno (celofán + polietileno)
(PPBO/PEBD (30/50n )), con tasa de permeabilidad
al vapor de agua entre 0.0508 a 0.0681 (g agua/m2-
día-mmHg) de dimensiones 16 cm x 10 cm.
Material metalizado PETmet /PEBD (15/40n ),
con tasa de permeabilidad al vapor de agua entre
0.0113 a 0.0143 (g agua/m2-día-mmHg) de
dimensiones 16 cm x 10 cm.
Cinética de secado durante la fritura de chips de ñame (Dioscórea sp.) y estimación de vida útil por simulación
An cient. 68(3) 2007, pp. 88-97
90
3.3 Análisis Tasa de permeabilidad al vapor de agua de los
empaques.
La tasa de permeabilidad al vapor de agua de los
empaques se determinó mediante el método ASTM
E96-80 citado por Atencia y Fonseca (1999).
3.4 Diseño experimental para la cinética de
eliminación de agua El diseño experimental que se llevó a cabo fue el
que se muestra en la Figura 1.
Pretratamiento de
materia prima
Proceso de fritura
T = 150°C T = 160°C T = 170°C T = 180°C T = 190°C
Polietileno Polipropileno Metalizado
20°C,75%HR 30°C, 80% HR 40°C, 90 % HR
Almacenado
Empacado
Figura 1. Diseño experimental para el proceso
de fritura.
3.5 Proceso de fritura Para llevar a cabo el proceso se siguió el flujo que
se siguió los siguientes procedimientos de: lavado del
tubérculo, cortado en laminas de 2 mm de espesor,
lavado para eliminar el almidón de la superficie,
freído a las temperaturas indicadas en el diseño
experimental, enfriado a temperatura ambiente,
empacado en los empaques en estudio, y almacenado
a las condiciones de estudio fijado.
3.6 Cinética de eliminación de agua Se determinó la humedad inicial del producto
fresco mediante el método de la A.O.A.C. (1998).
Con este valor de humedad (g de agua) y por
diferencia de peso se determinó la cantidad de
materia seca existente en el producto. La muestra fue
pesada antes de freír, frito y después de someter a
secado en estufa, y realizando el balance de materia
se procedió a determinar la cantidad de agua residual,
cantidad de aceite retenido, en cada intervalo de
tiempo.
La humedad se expresó en base seca y aceite
absorbido con la siguiente expresión matemática
utilizada por Da Silva et al. (2004).
)aceite gseca masa g(
agua de g*X (1)
donde:
X* = contenido de humedad expresada en (g agua/
g masa seca + g aceite).
3.7 Determinación de la cinética de
eliminación de agua Segnine et al. (1999) y Tangduangdee et al. (2003)
describen la transferencia de materia (humedad)
dentro de los productos fritos a través de la segunda
ley de Fick. El cambio de humedad (X) por ambas
capas de la lámina de espesor L es expresado por:
2
2
L
XD
t
Xx (2)
La anterior ecuación es una simplificación de la
ecuación:
)(2
2
2
2
2
2
Z
C
X
C
X
CD
t
C
3.8 Determinación de la difusividad efectiva
durante el proceso de fritura Segnine et al. (1999) y Tangduangdee et al. (2003)
en transferencia de masa y calor durante la fritura
profunda con desnaturalización de proteína como
índice de calidad, describen la transferencia de
materia (humedad) dentro de los productos fritos a
través de la segunda ley de Fick asumiendo que no
existe resistencia másica en la capa durante el
proceso y asumen constante la difusividad de
humedad. El cambio de humedad (X *) en ambas
capas de las láminas se expresan por:
itiD
L
n
n neqXX
eqXX
24
22)12(
exp1 2
)12(
1
2
8
0
*
(3)
Donde: *X = humedad (g agua/ (g masa seca+g
aceite)) del alimento en el tiempo (t) de freído.
eqX = Humedad del alimento en el equilibrio (se
considera cero ya que es un valor muy pequeño y no
es una limitante en la eliminación de la totalidad de
agua).
oX = Humedad inicial del alimento.
tD = Difusividad efectiva del vapor de agua en el
proceso de freído.
t = tiempo de fritura.
L = espesor del producto a freír.
n = número de términos de la serie.
Para el cálculo de la difusividad se siguió el
siguiente procedimiento: 1) A partir de los datos
experimentales de humedad en base húmeda (X*)
versus tiempo (t), se calcularon los correspondientes
valores de humedad adimensional (X*/ X0) para cada
tiempo. Se consideró )0( eX 2) Haciendo uso de
un procedimiento iterativo, como el método numérico
Juan Araujo V., Alberto Huamani H.
91
de ecuaciones no lineales método de Newton, se
calcularon los valores de Di para los diferentes
tiempos. La serie infinita fue truncada en el
decimoquinto término para todos los casos, puesto
que los valores obtenidos son despreciables.
3.9 Diseño experimental para simular vida
útil El diseño experimental que se llevó a cabo fue el
que se muestra a continuación en la Figura 2.
3.10 Determinación de humedad de equilibrio
en función de actividad de agua, para las
diferentes temperaturas de almacenamiento Con la finalidad de conocer la humedad de
equilibrio para las condiciones de almacenamiento se
determinaron las isotermas de sorcion. Para ello se
prepararon atmósferas controladas en desecadores
creadas por soluciones salinas saturadas de Cloruro
de litio, Acetato de potasio, Cloruro de magnesio,
Bicromato de sodio, Nitrito de sodio, Cloruro de
sodio y Cromato de potasio a las temperaturas de 20,
30 y 40 °C respectivamente, de acuerdo con la
metodología descrita por Bell y Labuza (2000).
3.11 Cálculo de vida útil Para identificar la vida útil se ha considerado el
factor de calidad de la pérdida de crocantes ello a
través de la ganancia de humedad durante el
almacenamiento como indican Katz y Labuza (1981)
en un rango de 0, 35 – 0,5 de Aw para snacks (con
una humedad crítica de 3 agua/100 g ms).
Para determinar la vida útil de los chips de ñame se
siguió la metodología indicada en la Figura3.
Valores experimentales
de X, Aw
Actividad de agua versus
humedad
Determinación de los parámetros para los modelos:
GAB, Lineal, Henderson, Smith, Oswin
Simulación de humedad
(bs.) vs tiempo de
almacenamiento (días)
dx/dt
Simulación de actividad
de agua vs Tiempo de
almacenamiento (días)
d(aw)/dt
Simulación de
vida útil(días)
Método de ecuaciones
diferenciales ordinarias (EDO)
Método de integración
de Simpson
Figura 2. Diseño experimental para la simulación de vida útil.
INICIO
Datos del Alimento: Peso, humedad inicial, humedad crítica,
humedad de equilibrio (X) en función de aw
Datos del empaque: Area, espesor
Condiciones de almacenamiento: T, HR
CALCULAR: Parámetros para el modelo de : GAB, Lineal,
Henderson, Smith y Oswin
Calcular x( g de agua /100 g s.s.)
absorvido por (Método Runge-Kuta)
Imprimir : Tiempo de vida , humedad (b.s.) y aw
Fin
)(.100.
xaam
PsA
L
k
dt
dxie ww
s
Calculo de tiempo de vida por
Método Integración (Simpson)
Cálculo de aw por el método de Runge-Kuta
c
i ie
XX
XX wws
s
xaa
dx
PAL
k
mdíast
)(..100
)( .
22
22
)1(1
...1.1
..
100..)(
w
wwwww
sm
sw
aCk
akcakakaa
L
k
mkCX
AP
dt
ade
Figura 3. Diagrama de flujo para estimar la vida útil de los chips fritos.
Cinética de secado durante la fritura de chips de ñame (Dioscórea sp.) y estimación de vida útil por simulación
An cient. 68(3) 2007, pp. 88-97
92
Tomando como referencia la primera ley de Fick
dz
dCDJ y ley de Henry PSC . de ecuación
de difusión de transferencia de humedad a través de
un film. Y asumiendo que el equilibrio de humedad
es rápido entre el producto y el espacio libre del
empaque y el equilibrio entre el espacio libre del
empaque y el medio exterior son iguales, obtenemos
la siguiente expresión matemática:
)(..100
xiwa
ewa
dx
sPA
z
k
smdt
(4)
Donde: t= tiempo; ms= masa seca; (k/z)= tasa de
permeabilidad; A= área del empaque; X = humedad
en base seca; awe = actividad de agua externa; awi(x)=
actividad de agua interna en función de la humedad
de equilibrio; Ps= presión de vapor saturado.
Integrando la ecuación (4) desde un tiempo: t = 0
hasta un tiempo t = t y una humedad inicial Xi =
1.036 g agua/ (100 g masa seca) humedad de los
chips de ñame para t = 0 hasta una humedad crítica
(Xc = 3 g agua/ (100 g masa seca) para un tiempo t,
podemos predecir el tiempo (t) de vida útil (días) de
los chips de ñame, ecuación similar a lo usado por
Alves y Bordin (1998) en la vida útil de café soluble
empacado:
cXX
iXX
x
iw
a
extw
a
dx
sPA
z
k
smdíast
)(..100
)( (5)
Donde:z
k = Permeancia (Constante característico
del empaque usado, dato); ms = materia seca
(24.744g); xi = humedad inicial en base seca de los
chips de ñame (< a 1.036 g de agua/ 100g de masa
seca) similar a lo que refieren Segnine et al. (1999);
xc = humedad crítica de los chips de ñame en base
seca ( 3g de agua/ 100g de masa seca) tal como
refiere Park (1996); A = área de transferencia
(0.032m2); Ps = Presión de vapor saturado
(calculado por la ecuación 6); )(xaiw = actividad de
agua del alimento en función de la humedad
(Calculado con las ecuaciones: 7, 8, 9, 10 y 11
respectivamente para cada modelo).
El valor de presión de vapor saturado (Ps) será
estimado para la temperatura deseada, por la ecuación
usada por Yoon (2001) tal como lo fue usada en la
solución de un modelo computarizado de vida en
anaquel como es la ecuación 6:
))15.273/(5269(*1132570000)( TExpmmHgsP (6)
Donde: T = temperatura del medio ambiente en °C
Podemos obtener el valor de actividad de agua
)(xaiw del alimento en función de la humedad de
equilibrio del alimento despejando wa de cada
modelo y llegar a las siguientes funciones
matemáticas:
Para el modelo de GAB, despejando wa de la
ecuación del modelo GAB
www
w
m aKCaKaK
aKC
X
X
...1.1
.. y llegando a la
ecuación (7) igual a lo citado por Labuza (1999b):
)1(**2
5.0*44
2)*)1)/((2()*)1)/((2(
int ck
ccxmxcxmx
wa (7)
Para el modelo de Lineal despejando wa del
modelo cabX w. , llegamos a wa en función
de X:
b
cXaw
(8)
Para el modelo de Henderson despejando wa del
modelo 1
2exp1 k
ew Xka , llegamos a wa
en función de X:
1
2exp1k
ew Xka (9)
Para el modelo de Smith despejando wa del
modelowaLnkkX 112
, llegamos a wa en
función de X:
waLnkkX 112 (10)
Para el modelo de Oswin despejando wa del
modelo 112
k
wwe aakX , llegamos a wa en
función de X:
112
k
ww aakX (11)
4. Resultados y discusión
4.1 Materia prima y producto final El contenido de humedad inicial del ñame
(Dioscórea sp) fue en promedio de 71.68%. La
humedad final del chips para la aceptabilidad de
calidad del color amarillo claro fue 1.036 por ciento
(base húmeda) o 1.0468 g de agua/100 g masa seca.
En cuanto a la cantidad de grasa los chips fritos
retuvieron 25.21 por ciento. Estos resultados son
cercanos a los reportados por Noguera y Pacheco
(1999) que reportan una retención de 23 por ciento
fritas en manteca vegetal y 17 por ciento a 21 por
ciento fritas en aceite, en hojuelas fritas de arracacha,
Bouchon et al. (2003) reportan la absorción del 19
por ciento, Bhat y Bhattacharya (2001) señalándose
esta diferencia en la adsorción de aceite posiblemente
se deba a que los grupos lipofílicos que al combinarse
con los grupos no polares del tubérculo incrementan
la retención de la grasa durante la fritura.
4.2 Caracterización de los empaques
Los resultados presentados en la Tabla 1 de la tasa
de permeabilidad al vapor de agua (TPVA) a 20
Juan Araujo V., Alberto Huamani H.
93
°C/75 por ciento de HR, 30 °C/80 por ciento de HR,
40 °C/90 por ciento de HR del PEBD y PPBO son los
normalmente encontrados para esos tipos de
materiales. Generalmente la TPVA de estructuras de
PET met/ PEBD varían entre 0.5 a 5.0 g de agua/m2
día a 38 °C/90 por ciento de HR (Alves y Bordin,
1998).
Tabla 1. Tasas de permeabilidad de vapor de agua
de los materiales de empaque.
Empaque
TPVA (g agua/m2-día-mmHg)
20 °C/75%
HR
30 °C/80%
HR
40 °C/90%
HR
PEBD (25 m) 0.2936 0.1904 0.2777
PPBO/PEBD
(30/50 n ) 0.0508 0.0375 0.0681
PETmet/PEBD
(15/40 n ) 0.0113 0.0281 0.0143
4.3 Cinética de eliminación de agua
Se plotearon los resultados del contenido de
humedad (g agua/(g masa seca + g aceite)) versus
tiempo (Figura 4) durante el proceso de fritura para
los cinco tratamientos evaluados. Observándose la
variación de contenido de humedad en base seca (g
agua/(g masa seca+g aceite)) hasta una humedad final
cercano a cero. Se puede observar que la proporción
es más rápida cuando el contenido de humedad es
elevado y que disminuye conforme decrece la
cantidad de agua contenida en el producto. Barboza y
vega (2000) refieren que este proceso continúa hasta
que se alcance el equilibrio, Da Silva et al. (2004)
reporta cero humedad de equilibrio en el freído de
batata. El perfil de las curvas encontradas es
concordante a lo reportado por Signine et al. (1999)
para chips de papa, por Bhat y Bhattacharya (2001) y
Da silva et al. (2004) en el proceso de fritura.
Figura 4. Variación de humedad (base seca) en
función del tiempo(s) para diferentes
temperaturas de aceite durante el proceso de
fritura de chips de ñame.
4.4 Difusividad efectiva del agua durante el
proceso Los valores de difusividad efectiva versus tiempo
de freído, calculados a partir de los datos
experimentales de fritura, se ilustran en la Figura 5.
Se obtuvieron curvas diferentes para cada tratamiento
de temperatura.
Figura 5. Difusividad efectiva versus tiempo en
chips de ñame para diferentes temperaturas de
freído.
La difusividad para niveles de temperatura del
aceite a 150 °C, 160 °C, 170 °C, 180 °C y 190 °C,
respectivamente se muestra en la Figura 6. En ella
observamos una variación de difusividad de humedad
entre las temperaturas, debido a la variación del
contenido de humedad y temperatura del aceite
caliente. La tendencia de incrementar la difusividad
de humedad con el incremento de la temperatura es
claramente notoria para las temperaturas extremas,
este efecto es admitido por la mayoría de trabajos en
este campo. De acuerdo a nuestros resultados, los
valores de la difusividad de humedad están entre
5.41x10-10
y 283.37x10-10
m2/s. Efectos de
contracción no se presentaron para los tamaños y
forma en estudio de los chips, probablemente debido
a que durante la fritura el calor proporciona la energía
necesaria para romper los enlaces del almidón
ocasionando hinchamiento por absorción de agua
(Kokini et al., 1982); citado por (Noguera y Pacheco,
2000).
Figura 6. Difusividad efectiva en función de
humedad (g agua/ (g masa seca + g aceite) en
chips de ñame para diferentes temperaturas de
freído.
4.5 Contenido de aceite y su relación con
humedad
Cinética de secado durante la fritura de chips de ñame (Dioscórea sp.) y estimación de vida útil por simulación
An cient. 68(3) 2007, pp. 88-97
94
En la Figura 7 observamos que, a medida
transcurre el tiempo de fritura, se va absorbiendo
aceite hasta un valor máximo para cada temperatura.
Bouchon et al. (2003), muestra resultados de
absorción de aceite hasta un valor de 25 por ciento en
la fritura de papas. El resultado del presente estudio
muestra valores menores al 30 por ciento, Pangloli et
al. (2002) reportan en chips entre 30 a 40 por ciento.
Confirmando lo referido por Da Silva et al. (2004) la
absorción del aceite está directamente relacionado
con la pérdida de humedad y que esta relación puede
ser expresado con una ecuación de segundo orden.
Da silva et al. (2004) refieren que, durante el proceso
de freído, el vapor es formado y comienza a
difusionar a través del material abriendo orificios y
cavidades en la estructura del alimento debido a la
presión del vapor de agua, el aceite adherido a la
superficie del material también fomenta la apertura
de poros y canales. Relacionando estos dos
fenómenos en el final del proceso, cuando la presión
de vapor de agua es muy baja aproximadamente cero,
la pérdida de agua no influencia la ganancia de aceite.
Figura 7. Relación de absorción de aceite y
pérdida de humedad a diferentes temperaturas
durante la fritura de chips de ñame.
4.6 Humedad de equilibrio para
almacenamiento
Para conocer el valor de monocapa de los chips sé
determinó la humedad de equilibrio a las
temperaturas de 20 °C, 30 °C y 40 °C
respectivamente como es mostrado en la Tabla 2.
Según este análisis se determinó para el modelo de
GAB, Lineal, Henderson, Oswin y Smith (dentro los
modelos con el parámetro temperatura) como los que
presentan mejores ajustes a las isotermas. Los datos
obtenidos se ajustaron para el modelo GAB
desarrollando un programa computacional en
Microsoft Visual Basic aplicando el método
numérico de regresión polinomial de mínimos
cuadrados, para los modelos Lineal, Henderson,
Oswin y Smith se desarrolló un programa de
regresión lineal. Dicho programa nos permitió
conocer con facilidad el valor de monocapa y las
constantes de GAB, los valores de humedad de
equilibrio ajustados y las constantes de cada modelo
Basándose sobre el equilibrio de contenido de
humedad a una actividad de agua dada, los resultados
de la curva de adsorción para los chips de ñame para
las temperaturas de 20 °C, 30 °C y 40 °C se pueden
observar en la Figura 8.
Tabla 2. Humedad de equilibrio experimental
para los chips de ñame en función de la
temperatura (20 °C, 30 °C y 40 °C) y la actividad
de agua.
20 °C 30 °C 40 °C
wa
eqX wa
eqX
wa
eqX
0.1131 1.972 0.1128 1.553 0.1121 1.1742
0.2311 3.292 0.2161 2.6782 0.2058 2.1145
0.3307 4.4879 0.3244 3.8532 0.3160 3.2687
0.500 7.3682 0.50 6.2762 0.50 5.6356
0.653 9.7641 0.633 8.5763 0.62 7.7748
0.7547 13.084 0.7509 12.393 0.7468 11.563
0.8700 19.999 0.86 18.014 0.855 16.326
Figura 8. Isoterma de adsorción para los chips
de ñame a diferentes temperaturas.
Las isotermas muestran una curvatura típica para el
cambio entre monocapa y multicapa y corresponde a
la del tipo III, según la clasificación de Brunawer y
son característicos para los productos deshidratados
(Konopacka et al., 2002). Segnine et al. (1999)
reportan una humedad de equilibrio en muestras de 5
g de chips de papa fritos que tiene 2 por ciento de
humedad lo siguiente: para wa = 0.11, 0.23 y 0.33;
para una humedad de equilibrio de 3 por ciento, 4.4
por ciento y 4.4 por ciento respectivamente. Los
valores reportados en este trabajo para las mismas
condiciones de fritura y humedad inicial de 1.025 por
ciento son menores tal como se puede observar en la
Tabla 3 de resultados. La humedad de monocapa
hallada se encuentra dentro de los valores reportados
por Labuza et al. (1992) citado por Barboza y vega
(2000), quienes indican que los valores de la
monocapa para la mayor parte de los alimentos se
Juan Araujo V., Alberto Huamani H.
95
hallan en el intervalo de 3 a 10 gramos de agua por
cada 100 gramos de materia seca.
Tabla 3. Valores de los parámetros de los modelos
de isotermas de chips de ñame frito.
Modelo Constante 20 °C 30 °C 40 °C
GAB
K
C
Xm
R2
RMS %
0.8869
5.118
4.7948
0.99
3.55
0.9011
4.1927
4.3949
0.997
1.77
0.8809
2.7659
4.5981
0.998
2.57
Henderson
k1
k2
R2
RMS %
0.058
1.2326
0.9955
6.96
0.0762
1.1598
0.99
5.99
0.1035
1.0673
0.9989
4.11
Smith
k1
k2
R2
RMS %
9.1426
0.7592
0.999
4.96
8.7671
0.3701
0.998
5.80
8.3297
0.0667
0.999
5.60
Oswin
k1
k2
R2
RMS %
6.7955
0.584
0.9988
3.51
6.062
0.6277
0.9992
3.10
5.33350
.686
0.9978
5.88
Lineal
b
c
R2
13.980
-0.1936
0.992
12.1558
-0.1202
0.9961
11.4118
-0.185
0.9922
4.7 Estimación de vida útil En lenguaje de computación de Microsoft Visual
Basic versión 6.0, se desarrolló el programa de
computo que permitieron calcular los parámetros de
la ecuación de GAB, estimación del tiempo
necesario para alcanzar el nivel de humedad crítica,
estimación de la humedad durante el tiempo de
almacenamiento y finalmente el comportamiento de
la aw durante el periodo de almacenamiento hasta
llegar a la humedad crítica. Fueron utilizados para el
desarrollo matemático de la ecuación de GAB, para
el cálculo del tiempo de vida útil, comportamiento de
humedad de equilibrio durante el tiempo de
almacenamiento, comportamiento de actividad de
agua del producto con el tiempo de almacenamiento.
En la Figura 9, se muestra el resultado de la ventana
del programa elaborado en Visual Basic versión 6.0.
En la construcción de la isoterma de adsorción de
humedad de los chips observamos que la actividad de
agua crítica del producto para una humedad crítica de
3 por ciento es de: cwa = 0.304 para 20 °C,
cwa =
0.296 para 30 °C y cwa = 0.289 para 40 °C. Así
mismo, desarrollando por el método numérico de
integración de Simpson para la ecuación c
i iext
XX
XX wws
s
aa
dx
PAz
k
wdíast
..100
)( en el
intervalo comprendido entre la humedad inicial de
1.0356 (base seca) y un valor de la humedad crítica
de 3 por ciento (base seca), obtenemos los periodos
de vida útil que representamos en la Tabla 4.
Observándose que los periodos de vida útil
verificados en el estudio real está muy próximo de los
estimados por los modelos en estudio. Los periodos
de vida útil de los chips almacenados a las
condiciones ambientales de 20 °C y 75 por ciento de
humedad relativa presentan 5 días en empaques de
polietileno de baja densidad, 27 días almacenados en
empaques de polipropileno y 122 días almacenados
en empaque metalizado.
Cinética de secado durante la fritura de chips de ñame (Dioscórea sp.) y estimación de vida útil por simulación
An cient. 68(3) 2007, pp. 88-97
96
Figura 9. Ventana en Visual Basic para la determinación de vida útil.
Tabla 4. Periodos de vida útil (días) de chips de
ñame.
Empaque
Vida útil (días)
GA
B
Lin
eal
Hen
der
son
Osw
in
Sm
ith
PEBD
20 °C/75%HR
30 °C/80%HR
40 °C/90%HR
4.66
3.86
1.4
4.74
3.98
1.39
4.73
3.9
1.4
4.61
3.85
1.4
4.72
3.98
1.42
PPBO
20 °C/75%HR
30 °C/80%HR
40 °C/90%HR
26.96
19.62
5.7
27.37
19.74
5.68
27.32
19.8
5.7
26.67
19.56
5.71
27.31
20.2
5.8
PETMetalizado
20 °C/75%HR
30 °C/80%HR
40 °C/90%HR
121.18
26.19
27.13
123.06
26.34
27.06
122.81
26.42
27.16
119.9
26.1
27.19
122.76
26.96
27.63
4.7.1 Validación de la simulación Para la validación de la simulación del tiempo de
vida, los chips de ñame se empacaron en los
empaques en estudio y fueron almacenados a las
condiciones de 20 °C de temperatura y humedad
relativa de 70 por ciento durante 120 días. Fueron
evaluados en los intervalos de tiempo a través del
contenido de humedad tal como es mostrado el
resultado en la Tabla 5. Los resultados
experimentales con los simulados tienen una
aproximación muy próxima en resultados de
humedad y actividad de agua.
Tabla 5. Valores simulados y experimental de
humedad en chips de ñame almacenados a 20°C/
70 % HR.
Tiempo
(días)
X *( g agua / 100 g masa seca)
PEBD PPBO PETmet/PEBD
Sim
ula
do
Exp
erim
enta
l
Sim
ula
do
Exp
erim
enta
l
Sim
ula
do
Exp
erim
enta
l
0 1.0356 1.0356 1.0356 1.0356 1.0356 1.0356
4 2.7487 2.7742 - - - -
5 3.1256 3.1123 1.4332 1.4228 1.1266 1.1265
10 - - 1.8161 1.8022 1.2160 1.2046
15 - - 2.1839 2.1811 1.3042 1.2948
20 - - 2.53 2.5028 1.3913 1.3900
25 - - 3.1936 3.1911 1.4775 1.4722
30 - - - - 1.5630 1.5578
60 - - - - 2.0640 2.05800
90 - - - - 2.5364 2.5345
120 - - - - 2.9330 2.9278
5. Conclusiones
1. Los chips no muestran el periodo de velocidad de
eliminación de agua constante bajo las condiciones
experimentales y exhiben solamente un periodo de
velocidad decreciente. De manera que el proceso
total de eliminación de agua durante la fritura es
gobernado únicamente por difusión dentro de los
chips.
2. La difusividad de vapor de agua durante la fritura
disminuye de 5.41 x 10-10
m2/s a 151.62 x 10
-10
m2/s a 150 °C de temperatura del aceite, de 42.73 x
10-10
m2/s a 188.98 x 10
-10 m
2/s a 160 °C , de 42.54
x 10-10
m2/s a 236.35 x 10
-10 m
2/s a 170 °C, de
105.23 x 10-10
m2/s a 257.83 x 10
-10 m
2/s a 180 °C y
de 179.27 x 10-10
m2/s a 283.37 x 10
-10 m
2/s a 190
°C debido a que la medida del contenido d
humedad disminuye por el aumento del valor de
contenido de grasa.
3. En la temperatura de fritura de 160 ºC y 170 ºC el
producto muestra mejor calidad en cuanto a color y
humedad residual de 1.0%.
4. Las ecuaciones de GAB, Lineal, Henderson, Smith
y Oswin fueron las que mejor se ajustaron a los
datos experimentales para toda las temperaturas
estudiadas, pudiendo ser escogidas para representar
en la simulación de vida útil de los chips de ñame.
5. La vida útil de los chips de ñame experimental se
asemeja a los valores determinados por los modelos
matemáticos.
6. Los periodos de vida útil fueron de 26 días, 27 días
y 122 días para una humedad crítica de 3 por ciento
en base seca, para las condiciones ambientales a 30
°C/80% HR , 40 °C/90% HR y 20 °C/75% HR
respectivamente en el empaque metalizado de
permeabilidad de 0.0281 g agua/m2-día-mmHg a
30 °C/80%HR; 0.0143 g agua/m2-día-mmHg a 40
°C/90% HR; 0.0113 g agua/m2-día-mmHg a 20
°C/75% HR.
El criterio de falla para el cálculo de vida útil que
se eligió fue la pérdida de textura (crocantes) del
snack, como consecuencia de la ganancia de
humedad.
6. Referencias bibliográficas
ALVES, R.V. y BORDIN, M.R. 1998. Estimativa da
vida útil de café soluven por modelo matemático,
Cien.Tecnol.Aliment. vol.18, nº 1, (online).
Disponible en la World WideWeb.
:http://www.scielo.br/scielo.php?scrip=sci_artext&
pid=S0101-
20612000000200023&lng=es&nrm=iso.ISSN
0101-2061.
A.O.A.C. 1998. Oficial métodos of analisis of the
association the official agricultural chemists.
Board. USA.
ATENCIA ELI ESPINOZA Y FONSECA FARIA
JOSE DE ASIS. 1999. Control de calidad de
envases y embalajes de alimentos. Publicación de
la Universidad Nacional Jose Basadre Grohmann –
Escuela de Postgrado.
BARBOSA CÁNOVAS, G - VEGA MERCADO, H.
2000. Deshidratación de alimentos. Editorial
Acribia S.A. Zaragoza España. 296 p.
BELL L. N. y LABUZA T. P. 2000. Moisture
sorption. Practical Aspect of Isotherm
Measurement and Use. 2da ed.. American
Juan Araujo V., Alberto Huamani H.
97
Association of Cereals Chemists, Inc. Minesscota.
122 pp.
BHAT KESHAVA K. & BHATTACHARYA
SUVENDU. 2001. Deep fat frying characteristics
of chickpea flour suspensions. International Journal
of Food Science and technology.36, 499-507.
BOUCHON P., AGUILERA J.M. Y PYLE D.L.
2003. Structure oil-Absorption relationships
During deep-Fat Frying. Journal of Food Science,
vol 68, N° 9, pp 2711- 2716.
DA SILVA D.P., RUDOLPH V. y TARANTO O. P.
2004. Precedings of the 14th
International Drying
Symposium (IDS) Sao Paulo, Brazil, 22-25, vol. B
pp.1005 – 1012.
DEL NOBILE M. A., BUONOCORE G.G., LIMBO
S., y FAVA P. 2003. Shelf life Prediction of
Cereal-Base Dry Foods Packed in Moisture–
sensitive Films. Journal of Food Science. Vol 68
Nº 4.pag. 1292 – 1300.
GRANT, R.. 1997. Desing and Mantenance of Fryers
for Snack Food Production. Understanding Deep
fat Frying.
GUILLARD, V.; BROYART, B.; BOZZANI, C.;
GUILBERT, S.; and GONTARD, N. 2003.
Preventing moisture transfer in a composite food
using edible films: Experimental and mathematical
study. Journal of Food Science. Vol 68 Nº 7.pag.
2267 – 2277.
KATZ, E.E., Y LABUZ, T.P. 1981. Effectof water
actiorty on the sessony (inspnens and Mechanical
Deormation of snack Food Products. J. Sci.Vo. 46,
Nº 2. 1235-1241 pp.
KONOPACK D., PLOCHARSKI W. y SZYMCZAK
J. 1998. Quality of apple chips in relation to raw
material characteristics. Proceeding of the 11th
International Drying Symposium (Drying 98)
Thessaloniki, Grece, august 19 – 22.
LABUZA, T.P. 1999b. Creation of Moisture Sorption
Isotherm for Hygroscopic Materials.
http://fscn.che.umn.edu/Ted-Labuza/tpl.html.21 pp
NOGUERA Y. y PACHECO DE DELAHAYE E.
2000. Caracterización Física, Química y Sensorial
de hojuelas fritas de arracacha. Journal of the
American Oil Chemists Society; 71(12): 1301 -
1308 pp.
PANGLOLI P., MELTON S. L., COLLINS J. L.,
PENFIELD M.P., y SAXTON A. M.. 2002. Flavor
and Storage Stability of Potato Chips Fried in
Cottonseed and Sunflower oils and Palm Olein
/Sunflower oil Blends. J. Food. Sc. Vol 67, N° 1.
97 – 103 pp.
PARK J.W., TESTIN R.F., VERGANO P.J., PARK
H.J., y WELLER C. L. 1996. Application of
Laminated Edible Films to Potato Chip Packaging.
Journal of Food Science. Vol. 61, No. 4, pp. 766 –
777.
SEGNINI, S.; DEJMEK, P. y OSTE, R. 1999.
Reproductible texture analysis of potato chips.
Journal of Food Science. Vol 64 Nº 2.pp. 309 –
312.
TANGDUANGDEE CHAIRATH,*
BHUMIRATANA SAKARINDR y TIA SUVIT.
2003. Heat and Mass Transfer during Deep-Fat
Frying of Frozen Composite Foods with Thermal
Protein Denaturation as Quality Index.
YOON SEUNGYIL 2001. A Computer Solution
Model for Dissolution Shelf Life. School of
Packaging, Michigan State University.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 10/07/2006
ISSN 0255-04070 Aceptado: 17/10/2006
Efecto del tratamiento térmico de la extrusión sobre la calidad proteica del
frijol (Phaseolus vulgaris L.) del tipo panamito
Giovanna B. Rojas B. 1, María E. Villanueva E.
2
Resumen
Se presentan los resultados obtenidos al evaluar la inhibición de la actividad de la ureasa del frijol Phaseolus
vulgaris que fue molido, acondicionado a 18% y 13% de humedad y cocido en un extrusor bajo tres programas de
temperatura (140 °C, 150 °C y 160 °C). El frijol extruido fue molido para la obtención de la harina. Se evaluó la
calidad de la proteína al producto extruído a 140 °C y 13% de humedad, la cual fue caracterizada en sus propiedades
físicas, químicas y funcionales. La calidad proteica del frijol se determinó en ratas mediante la digestibilidad
aparente (72.82 %), valor biológico aparente (58.67%) y razón proteica neta (1.52). Los resultados demuestran que
la extrusión produce una buena destrucción del inhibidor de tripsina, mejorando así su calidad proteica.
Palabras clave: Ureasa, frijol, proteína, extrusion, tripsina.
Abstract
The results obtained on evaluating the inactivation of urease activity from bean Phaseolus vulgaris were roll-miller,
conditioned to 13 % or 18 % moisture and cooked in a extruder at three temperature programs (140°C, 150°C y
160°C). The extruded beans were roll-milled into flour. Was evaluated the protein quality at extruded flour to
140°C and 13 % moisture and characterized for their physical, chemical and functional properties. The protein
quality of bean was found out in rats by apparent digestibility (72.82 %), apparent biological value (58.67 %) and
net protein ratio (1.52). The results prove that extrusion cooking was greater a good destruction of trypsin inhibitor,
thus improving their protein quality.
Key words: Urease, bean, protein, extrusion, trypsin.
1. Introducción
El frijol común Phaseolus vulgaris L. del tipo
Panamito es una de las leguminosas que ocupa un
lugar predominante como alimento de consumo en
zonas rurales y urbanas del Perú, ya que constituye
un aporte importante de proteínas para el nivel
socioeconómico bajo y porque forma parte de los
hábitos alimentarios de la población.
El frijol común se caracteriza por poseer un alto
contenido proteico y energético. Sin embargo, la
presencia de factores antinutricionales (inhibidores de
tripsina, hemaglutininas, taninos etc.) y el bajo
contenido de aminoácidos azufrados hacen que
disminuya la calidad proteica.
En muchos casos las condiciones severas de
cocción causan la disminución de la calidad proteica
del alimento, debido principalmente al daño de
aminoácidos esenciales susceptibles al tratamiento
térmico, tal es el caso de la lisina. Por tanto es
necesario investigar e identificar los diferentes
métodos de cocción como la extrusión para su
utilización tecnológica de modo que se pueda
satisfacer la demanda constantemente creciente de
proteínas alimenticias, eliminar factores
antinutricionales y conservar la calidad de la
proteína; además de conocer el efecto que ejercen los
tratamientos tecnológicos sobre la calidad nutritiva.
Teniendo en cuenta que el frijol Panamito contiene
inhibidores de tripsina que se inactivan por acción del
calor, la desnaturalización de estos inhibidores frente
al tratamiento térmico de extrusión sucede conforme
se incrementa la temperatura.
1 Escuela de Post Grado, Maestría en Nutrición, Universidad
Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. 2 Facultad de Zootecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
La temperatura y humedad de procesamiento
para desnaturalizar el inhibidor de tripsina tendrán
un efecto negativo sobre algunos aminoácidos
esenciales altamente susceptibles, dañando así parte
de la proteína del producto en estudio.
En consecuencia el objetivo principal de la
presente investigación es comprobar si la extrusión es
eficiente en la destrucción de factores
antinutricionales como los inhibidores de tripsina,
además de preservar la calidad de la proteína.
2. Material y métodos
Se estudió el frijol del tipo Panamito. La muestra
fue cosechada en el departamento de Ancash (a 90 m
sobre el nivel del mar) y obtenida en el programa de
Leguminosas y Oleaginosas de la UNALM, Lima. La
muestra fue molida (módulo de partícula = 2.07), se
acondicionó a dos humedades (13 % y 18 %) y se
extruyó a tres temperaturas (140 °C, 150 °C y 160
°C); seguidamente el producto fue sometido a una
molienda fina. Los rangos de temperatura fueron
establecidos en función de la viabilidad industrial.
Los análisis de actividad ureásica, químico
proximal, aminoácidos e índice de gelatinización se
realizaron según las técnicas tradicionales descritas
por la AOAC (1984, 2000), el contenido de taninos
condensables según ABNT (1990), la isoterma de
sorción según Stitt (citado por Martínez, 1978), el
índice de solubilidad según Salazar y Pardo (1973) y
la granulometría según el método descrito por
Rosales (1997).
En el análisis de resultados de actividad ureásica se
utilizó un diseño completamente al azar con arreglo
factorial 3 x 2 (temperatura vs. Humedad) con 3
repeticiones para cada uno. Las medias se
compararon por el método de la diferencia mínima de
Giovanna B. Rojas B., María E. Villanueva E.
99
significación (DMS) a un nivel de significación de 5
%.
La calidad biológica de la proteína de frijol se
evaluó en la muestra que presentó la mejor
destrucción de actividad ureásica con las mejores
características organolépticas. Se utilizaron ratas en
crecimiento de la raza Holtzman de la colonia de la
UNALM. Se empleó el método de digestibilidad
aparente (DAp) de acuerdo con Pellet y Young
(1980). La dieta fue preparada sobre la base del
análisis proximal del frijol según los requerimientos
del animal. Se elaboraron dietas isocalóricas e
isoproteicas a un nivel de 10% de proteína total. Para
evaluar la calidad de la proteína del frijol se empleó
el método de la razón proteica neta (NPR), descrito
por Pellet y Young (1980).
3. Resultados
Los resultados del análisis de actividad ureásica del
frijol extruído a tres temperaturas (140 °C, 150 °C y
160 °C) y dos humedades (13 % y 18 %) se presentan
en la Tabla 1. Los valores de actividad ureásica
encontrados, de 0.01 a 0.05, para todos los frijoles
extruídos se encuentran dentro del límite de
seguridad para la torta de soya que según la NTP 9 es
de 0.05. El análisis estadístico y la prueba de
comparación demostraron que no existe significación
entre humedades, además que la mayor destrucción
( = 0.05) de actividad ureásica se produjo en el
tratamiento de extrusión a 160° C. Sin embargo los
tratamientos a 140 °C y 150 °C fueron los mejores,
por ocasionar menor daño a la proteína. Las mejores
características visuales de expansión y color las tuvo
el tratamiento de extrusión a 140 °C y 13% de
humedad (Figura 1).
El resultado del análisis proximal de la harina del
frijol panamito crudo y extruido a 140 °C de
temperatura y 13% de humedad, se muestra en la
Tabla 2, estos resultados concuerdan con los estudios
de otros investigadores.
En la Tabla 3 se detallan los resultados del perfil de
aminoácidos del frijol crudo y extruído. Estos
resultados nos muestran ligeras pérdidas de
aminoácidos esenciales, siendo los más sensibles al
tratamiento la metionina, lisina y triptofano.
El valor de la monocapa según BET (3.721701E-
02 g agua/g ms) y GAB (3.960622E-02 g agua/g ms),
demuestra que el producto extruído a 140 °C y 13 %
de humedad es muy estable al almacenamiento.
El resultado del índice de solubilidad e índice de
gelatinización almidón en agua (Tabla 4) de la harina
de frijol extruido fue de 34.60 % y 96.15 %
respectivamente, estos resultados reflejan el
porcentaje de sólidos solubles del producto y la
modificación que ha sufrido el almidón. Estos
resultados exponen que el producto es medianamente
soluble y que está cocido y apto para el consumo.
Los resultados de razón proteica neta (1.52),
digestibilidad aparente (72.82 %) y valor biológico
aparente (58.67 %) determinados para el frijol
extruído se muestran en la Tabla 5. Estos valores son
ligeramente superiores a los encontrados para el frijol
común cocinado por otros métodos convencionales
reportados en la literatura, lo que indica que la
calidad proteica puede ser incrementada en caso se
utilice la extrusión como una alternativa de cocción.
Figura 1. Frijol panamito extruído a temperaturas 140 °C, 150 °C y 160 °C y humedades 13 % y 18 %.
Efecto del tratamiento térmico de la extrusión sobre la calidad proteica del frijol (Phaseolus vulgaris L.) del tipo
panamito
An cient. 68(3) 2007, pp. 98-103
100
Tabla 1. Efecto de la temperatura de extrusión y el contenido de humedad en la inactivación de la actividad
ureásica.
Temperatura
(°C)Humedad (%) Repetición N°
Actividad
ureásica (pH)
Promedio de
actividad
ureásica
1 0.73
2 0.85
1 0.04
2 0.04
3 0.03
1 0.03
2 0.05
3 0.05
1 0.05
2 0.04
3 0.03
1 0.03
2 0.03
3 0.03
1 0.01
2 0.03
3 0.03
1 0.01
2 0.03
3 0.02
0.020d2
0.043b2
0.040c1
0.030c2
0.023d1
160
18
13
18
13
18
140
150
150
160
-- -- 0.79a
140 13 0.037b1
a Actividad ureásica del frijol crudo b1 y b2 Valores de actividad ureásica, no significativos (α = 0.05), del frijol extruido a 140 °C. c1 y c2 Valores de actividad ureásica, no significativos (α = 0.05), del frijol extruido a 150 °C. d1 y d2 Valores de actividad ureásica, no significativos (α = 0.05), del frijol extruido a 160 °C. b y c Valores de actividad ureásica, no significativos (α = 0.05), del frijol extruido a 140 °C y 150 °C.
Tabla 2. Análisis químico proximal y contenido de taninos del frijol panamito crudo y extruido (140 °C y
13% de humedad), en base seca.
COMPOSICIÓN Frijol crudo Frijol extruido
Materia seca (%) 87.3 95
Proteína (%) 26.33 24.63
Grasa (%) 1.83 1.08
Fibra (%) 4.93 4.4
Ceniza (%) 4.81 4.82
ELN*(%) 62.1 65.07
Taninos (mg. eq.
catequina 100 g. de
frijol)
39.45 25.518
*Extracto libre de nitrógeno
Tabla 3. Perfil de aminoácidos del frijol crudo y extruido a 140 °C y 13% de humedad.
Aminoácidos
(g/100g de proteína
cruda)
Frijol crudoFrijol
extruido
Aminoácidos
(g/100g de proteína
cruda)
Frijol
crudo
Frijol
extruido
Ácido Aspártico 11.7 11.7 Tirosina 3.3 3.3
Ácido Glutámico 15.7 15.2 Valina 5.8 5.1
Serina 6.1 6 Metionina 1.4 1.2
Glicina 4.1 4 Isoleucina 4.3 5.5
Histidina 4 3.4 Leucina 7.9 7.5
Treonina 4.6 4.5 Fenilalanina 6.7 6.7
Alanina 4.3 4.3 Lisina 9.2 8.1
Arginina 8 7.6 Triptofano 4.3 4
Prolina 4 3.6
Tabla 4. Solubilidad y gelatinización del almidón.
Análisis Repetición Promedio
Solubilidad (%)
34.45
34.73
34.62
34.60
Giovanna B. Rojas B., María E. Villanueva E.
101
Gelatinización
del almidón
(%)
96.52
96.00
95.93
96.15
Tabla 5. Digestibilidad aparente, valor biológico aparente y razón proteínica neta del frijol extruido a 140 °C
y 13% de humedad. Prueba
biológicaRepetición Promedio
72.75
73.01
72.7
58.67
57.96
59.38
1.55
1.5
1.51
NPR 1.52
Dap(%) 72.82
VBAp(%) 58.67
4. Discusión
La actividad ureásica disminuye conforme
incrementa la temperatura de extrusión. El valor de
actividad ureásica del tratamiento de extrusión a 160
°C resultó ser el menor, pero esto no significa que fue
el mejor tratamiento, ya que éste no sólo está en
función a la destrucción del inhibidor de tripsina sino
también al daño que puede causar la severidad del
tratamiento térmico; que ocasionaría la disminución
de la disponibilidad biológica de varios aminoácidos,
especialmente la lisina (Prieto citado por Mustacas,
1994). Es por ello que los tratamientos de extrusión a
140 °C y 150 °C son los mejores tratamientos que
producen una buena destrucción de inhibidores de
tripsina y un menor daño a la proteína.
El resultado de la composición proximal de la
harinas de frijol crudo y extruido (Tabla 2), es típico
de los frijoles Phaseolus vulgaris, es decir, con un
bajo contenido de grasa, alto contenido de
carbohidratos y contenido promedio de proteínas
Gómez y Brenes (1997). Las ligeras variaciones que
se observan en el contenido de nutrientes se deben
principalmente a la severidad, propia de la cocción
(Bressani, 1991 y Collazos et al. 1996). La reducción
del contenido proteico de la muestra de frijol luego
de la extrusión, se debe principalmente al tratamiento
térmico intenso y fuerza de cizalla al que ha sido
sometido el producto. Según Fennema (1997), los
productos alimenticios con alto contenido proteico
sometidos a tratamientos térmicos y mecánicos
intensos, conducen a la formación de productos no
digeribles y a una desaminación, afectando así al
valor nutricional y al contenido de nitrógeno total. La
disminución del contenido de grasa se debe a la
pérdida por oxidación, ruptura de enlace C – C,
ruptura de enlace C – O que puede dar lugar a la
formación de isómeros de posición de los
hidroperóxidos, a la epoxidación, formación de
dehidroperóxidos, ciclación intramolecular y
dimerizaciones además de un gran número de otras
posibles reacciones de descomposición que ocurren
simultáneamente durante y después del proceso
(Belitz y Grosch, 1997). El contenido de fibra cruda
disminuyó debido a que los procesos térmicos y
mecánicos intensos pueden romper enlaces fuertes
de algunos oligosacáridos (Amaya et al., 1991). La
celulosa por ejemplo necesita de una enzima
específica para degradarse a unidades de glucosa,
pero el enlace ( 1-4) puede ser roto por las fuerzas
de cizalla durante la extrusión.
En cuanto a los resultados del contenido de taninos
condensables, a pesar de ser resistentes al calor, se
observa una variación luego de la cocción por
extrusión, estos valores concuerdan con los
reportados por Delgado (2000), quien al evaluar el
contenido de taninos en frijoles Phaseolus vulgaris
de color blanco, rojo y negro; encontró que el frijol
blanco además de poseer el menor contenido de
taninos condensables, reduce su contenido de taninos
condensables luego de la cocción. Asimismo Huamán
(1992) presenta valores de taninos condensados en
frijol carioca de tipo Phaseolus vulgaris antes y
después de su cocción y refiere que la cocción hace
que el contenido disminuya, por un cambio
estructural de las catequinas convirtiéndolas en
epicatequinas y otros compuestos digeribles. El alto o
bajo contenido de taninos del producto es reflejado
también por una evaluación de digestibilidad “in
vitro” o “en vivo”, (Mehansho et al. citado por
Huamán, 1992).
El perfil de aminoácidos del frijol, antes y después
del procesamiento, nos muestra ligeras pérdidas de
aminoácidos esenciales. Los aminoácidos que
resultaron ser más sensibles al tratamiento fueron la
metionina, lisina y triptofano. La pérdida de lisina del
frijol común por la extrusión es menor a las pérdidas
ocasionadas por un autoclavado y por una cocción
convencional (3.5 h, 97 °C) de 22% (Amaya et al.,
1991).
El valor de solubilidad del frijol extruido (Tabla 4)
encontrado en el presente trabajo es menor a los
valores de solubilidad de maíz (41%) y arroz (38%)
extruídos, debido a que los cereales contienen menos
proteína que el frijol común. Además, se encontró
que los porcentajes de solubilidad reportados para el
frijol Phaseolus vulgaris extruido a 100 °C varían en
un rango de 24.8 a 34.6% y a 140 °C de 26.1 a
38.4%, podemos apreciar que la solubilidad obtenida
de 34.6% se encuentra en ese rango (Casas, 1996).
Efecto del tratamiento térmico de la extrusión sobre la calidad proteica del frijol (Phaseolus vulgaris L.) del tipo
panamito
An cient. 68(3) 2007, pp. 98-103
102
El resultado obtenido de índice de gelatinización
del almidón fue de 96.15 %, como se muestra en la
Tabla 4, siendo superior al mínimo establecido en 95
% por la normatividad del Instituto Nacional de
Salud, INS, para aceptación de productos extruidos
para el programa nacional de desayunos escolares.
Valores menores, indican que el producto no está
cocido y por lo tanto no es apto para el consumo
directo. (INS, 2001)
El valor biológico aparente obtenido de 58.67%
concuerda con el 58 % reportado por la FAO (1970)
para el frijol común donde el mayor valor
corresponde a la albúmina con 93.7 %.
Díaz (1999), encontró valores de DAp. (64.9 %),
VBAp. (57 %) y NPR (1.37) en frijol Phaseolus
vulgaris, hervidos por 2.5 h en condiciones normales.
Estos valores son ligeramente inferiores a los valores
encontrados por la extrusión a 140 °C y 13% de
humedad. La digestibilidad aparente, muestra que el
hervido fue menos eficiente que la extrusión para
eliminar los factores antinutricionales. El valor
biológico aparente del frijol hervido es menor que el
extruido y esto demuestra que la cocción prolongada
causa disminución del valor biológico de la proteína.
El resultado de razón proteínica neta (1.52)
obtenido en el presente trabajo concuerda con el valor
reportado por Bressani et al. (1991), para el frijol
cocido en autoclave (1.50) quien indica además que
no existe ninguna relación entre la digestibilidad de la
proteína y su calidad medida como razón proteica
neta.
La temperatura (140 °C), la húmedad (13 %) y el
corto tiempo de tratamiento usados en el cocimiento
por extrusión son capaces de completar la cocción,
destruir factores antinutricionales como los
inhibidores de tripsina y preservar el valor nutritivo
de la proteína.
5. Conclusiones
La actividad ureásica para todas las condiciones
estudiadas, se encuentra dentro del límite de
seguridad para la torta de soya que según la NTP
(1987) es de 0.05
Los índices de solubilidad y de gelatinización del
almidón de la harina de frijol extruido muestran que
el producto es medianamente soluble y que está
cocido y apto para el consumo.
Los resultados de razón proteica neta (1.52),
digestibilidad aparente (72.82 %) y valor biológico
aparente (58.67 %), son mayores que los reportados
para otros métodos tradicionales de cocción
indicando una mejor calidad nutricional del producto.
El contenido de fibra cruda disminuyó pues al ser
la extrusión un proceso térmico y mecánico intenso
puede romper enlaces fuertes de algunos
oligosacáridos.
El perfil de aminoácidos del frijol, antes y después
del procesamiento, muestra ligeras pérdidas de
aminoácidos esenciales, siendo la metionina, lisina y
triptofano, los más sensibles al tratamiento.
La pérdida de lisina durante la extrusión (12%), es
menor al 22% reportado en la literatura para la
cocción en autoclave.
La temperatura de 140 °C y la humedad de 13%
constituyen las mejores condiciones por su efecto
sobre la inhibición de antinutrientes preservando la
calidad nutricional del producto.
6. Referencias bibliográficas
ASSOCIATION OF OFICIAL ANALYTICAL
CHEMISTS (AOAC) 1980. Official Methods of
Analysis, 9th ed. Arlington, VA. USA.
ASSOCIATION OF OFICIAL ANALYTICAL
CHEMISTS (AOAC) 1984. Official Methods of
Analysis, 14th ed. Arlington, VA. USA.
ASSOCIATION OF OFICIAL ANALYTICAL
CHEMISTS (AOAC) 2000. Official Methods of
Analysis, 21th ed. Arlington, VA. USA.NORMAS
TECNICAS PERUANAS (NTP). 1987.
INDECOPI. 503.023
ASOCIACIÓN BRASILERA DE NORMAS
TÉCNICAS (ABNT). 1990. Chemical Abstracts
Service Source Index. NB66/78.
MARTINEZ, F. 1978. Estudio de la relación
humedad: actividad de agua en algunos alimentos.
Separata de Anales Científico de la UNALM. Vol.
V – Julio – Diciembre 1967 – Nos. 3-4 – Lima,
Perú.
SALAZAR DE BUCKLE, T., PARDO, C. A. 1973.
Estudio de seis modelos analíticos para la medida
de grado de modificación del almidón en harinas
precociadas. Rev. Tecnología E.T.T. N°82 Marzo-
Abril. Colombia.
ROSALES, H. 1999. Manual de Laboratorio de
Mecánica de Suelos de la UNALM-Perú.
PELLET, P. y V. YOUG, 1980. Evaluación
Nutricional de Alimentos Proteínicos. Universidad
de las Naciones Unidas. Suplemento N°4 Food and
Nutrition Bulletin.
NORMAS TECNICAS PERUANAS (NTP). 1987.
INDECOPI. 503.023
MUSTAKAS, G. 1994. Production and Nutritional
Evaluation of Extrusion-Cooked full-fat soybean
flour. J. Am. Oil Chem. Soc. 41:607-614.
GÓMEZ, M. y BRENES, I. 1997. Cambios en la
composición Química y valor nutritivo del frijol
común y otras leguminosas durante la preparación
casera. INCAP
BRESSANI, R. 1991. Papel de los granos
leguminosos comestibles tropicales en los alimentos
y la nutrición. Instituto de Nutrición de América
Central y Panamá. INCAP. En: Canavalia
Ensiformis D.C. 21-41.pp.
COLLAZOS, C.; P. WHITE; E. VIÑAS; A.
QUIROZ; A. ROCA; D.M. HEGSTED; R.
BRADFIELD; N. HERRERA; A. FACHING; N.
ROBLES y M. ARIAS. 1996. Tablas Peruanas de
Composición de Alimentos. Ministerio de Salud,
Instituto Nacional de Salud y Centro Nacional de
Alimentación y Nutrición. Séptima edición, Lima-
Perú.
Giovanna B. Rojas B., María E. Villanueva E.
103
FENNEMA, O. 1997. Química de los Alimentos.
2da. Edición. Editorial ACRIBIAS.A. Zaragoza-
España
BELITZ, A. y GROSCH, S. 1997. Química de los
Alimentos. 3ra. Edición. Editorial ACRIBIA S.A.
Zaragoza-España.
AMAYA, H.; E. ACEVEDO, y R. BRESSANI,
1991. Efecto del recalentamiento sobre el valor
nutritivo de la proteína del frijol negro (Phaseolus
vulgaris L.) cocido. INCAP Guatemala. Arch.
Latinoamer. de Nutr. Vol. 41(2): 222-237.
DELGADO I. 2000. Evaluación de las Características
Físico Químicas de los Frijoles Nativos UNAGEM
1, UNAGEM 2 en comparación con el Red Kidney
y su relación con el contenido de Taninos. Tesis
MSc. Tecnología de Alimentos UNALM.
HUAMÁN, V. 1992. Interação de Procianidinas com
a Faseolina Nativa e Desnaturada: Efeito na
Digestibilidade “in vitro”. Dissertação para
obtenção do grau de Mestre. Universidade de São
Paulo. Faculdade de Ciencias Farmacêuticas. Curso
de Pós-Graduação em Ciencia dos Alimentos. Ärea
de Bromatología. Brasil.
CASAS SANTOS, J. 1996. Evaluación de los
Parámetros de Extrusión de una Mezcla de harinas
usando el método de superficie de respuesta. Tesis
de Magíster en Tecnología de Alimentos. UNALM-
Perú.
INSTITUTO NACIONAL DE SALUD - INS. 2001.
Programa de Desayunos Escolares. Lima-Perú
FAO, 1970. Amino Acid Content of Foods and
Biológical Data on Proteins. FAO, Rome, Italy. En:
Evaluation of Protein for Humans. Edited by C.E.
BODWELL, Ph. D. Protein Nutrition Laboratory
Nutrition Institute USDA, ARS Maryland, USA.
1977. 327 pp.
DIAZ, J. 1999. Evaluación de la Calidad de la
Proteína en cinco variedades de frijol común
(Phaseolus vulgaris) y su relación con el contenido
de Taninos. Tesis para optar el grado de Magíster
Scientiae. UNALM. Lima-Perú.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 01/09/2004
ISSN 0255-0407 Aceptado: 20/10/2005
Histopatología causada por larvas de Poecilancistrium caryophyllum (cestode:
Trypanorhyncha) en el músculo esquelético de la corvina Micropogonias
furnieri (Desmarest, 1823)
Julio G. Gonzales Fernández 1, João C. Brahm Cousin
2
Resumen
Fueron necropsiados 190 ejemplares de la corvina, Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823) procedentes de 3
ambientes acuícolas del litoral de Río Grande del Sur entre octubre de 1996 y noviembre de 1997. Las alteraciones
histopatológicas ocurridas en los diferentes tejidos también fueron descritos, con la finalidad de conocer y; analizar
la correlación entre la intensidad de infección (II) y el índice hepato-somático (IHS) y, la correlación entre la II y el
factor de condición (K). Los hospederos fueron divididos, según la longitud estándar en tres clases de muestras.
Fueron registrados blastocistos de Poecilancistrium caryophyllum en el músculo estriado esquelético y “musculis
conifici”. Las alteraciones histopatológicas encontradas, son discutidas y comparadas con los resultados obtenidos
por otros autores. La primera respuesta como resultado de la infección, fue la presencia de tejido conjuntivo al
rededor de los blastocistos, seguido de necrosis de las fibras musculares. La cantidad y el tamaño de los centros
melano-macrofágicos (CMM) son indicadores de la salud en la corvina; estos centros fueron observados en mayor
actividad en el músculo, cuando fue comparado con el hígado. Los blastocistos encontrados en el músculo
esquelético presentaron diferentes estadios de desintegración, sugiriendo una respuesta inmunitaria del hospedero.
Una respuesta semejante no fue encontrada en el hígado.
Palabras clave: Histopatología, degeneración de tejido, Micropogonias furnieri.
Abstract
From october 1996 to november 1997 samples from 190 specimens of white croaker “corvinas”, Micropogonias
furnieri (Desmarest, 1823) from three different fresh water enviroments on the coast of Rio Grande do Sul State
were necropsied. The histopathologic alterations in the different tissues were also described and were analized the
correlations between the intensity of infection and: a) the hepatosomatic index (HSI); and, b) the condition
coefficient (K). The hosts were divided by standard length into three classes. Blastocist from Poecilancistrium
caryophyllum were found in the striated esqueletic muscle and “musculis conifici”. A histopathologic alterations
found in this tissue are discussed and compared with results obtained from other studies. The first response found in
the infected tissues was the presence of conective tissue around the blastocist followed by necrosis of muscle fibers.
The amount and the size of melanomacrophagic centers were found to be indicative of the health status of the
croaker. These centers exhibited higher activity in the muscle as opposed to the liver. The blastocists found in the
muscle exhibited different stages of degeneration suggesting that the host had an immunologic response to cestoid
infection. This kind of response did not occur in infested livers.
Key words: Histopathologie, degeneration of the blastocist, Micropogonias furnieri.
1. Introducción
Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823), es un
recurso mas abundante y de mayor importancia
comercial del Atlántico Sur Occidental. Es un
sciaénido que, ha sido intensamente investigad en
cuanto a su biología, ecología, actividad alimentaria,
reproducción, parasitosis, captura y estructura
poblacional (Isaac, 1988; Vazzoler, 1991; Vazzoler,
1975; Juras, 1984; Reis, 1992; Reis et al., 1994; São
Clemente, 1986b; Pereira, 1993; Haimovici y
Umpierre, 1996).
En el sur del Brasil, la corvina es explorada
comercialmente por la flota industrial durante todo el
año (Haimovici et al., 1989). El rápido desarrollo de
la pesca costera llevó a la preocupación sobre un
posible impacto de la sobrepesca de esta especie en la
región de Río Grande (Haimovici y Umpierre, 1996).
1 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Departamento de Ciências Morfo-Biológicas (DCMB), da Fundacão Universidade de Rio Grande – FURG. Rio Grande Do
Sul – Brasil.
En el músculo de peces de esta familia se localizan
blastocistos de Poecilancistrium caryophyllum que
son conocidos como parásitos cosmopolitas
(Chandler 1935a; Robinson 1965; Schlicht &
McFarland 1967; Overstreet 1978a, 1983; Collins et
al., 1984; Palm et al., 1994). Por la forma alargada
que presentan en este tejido, son llamados “spaghetti
worms”.
En cuanto a la patología en el músculo, P.
caryophyllum, además, de causar alteraciones, podría
afectar la vitalidad de los peces, aumentando la
susceptibilidad a la depredación (Overstreet, 1978a,
1983; Sprengel y Lüchtenberg, 1991; Palm et al.,
1994). Sindermann (1990), Bauer (1991) y Grabda
(1991) consideran que las altas infecciones producen
mudanzas patológicas en el tejido muscular, reducen
el crecimiento e incrementan la mortalidad en los
peces y, que las regiones teciduales infectadas, se
tornan flácidas y supuradas.
Actualmente en el Brasil, se conocen pocos
trabajos sobre céstodes que causan patologías en
peces. Pavanelli (1992) registró larvas de
proteocefalideos en el estómago de Loricarichthys
Julio G. Gonzales Fernández, João C. Brahm Cousin
105
platymetopon provocando nódulos en el canal
gastroentérico, hígado, bazo y peritoneo.
Sin embargo, Overstreet (1977, 1983) no
encontraron diferencias significativas en los valores
del factor de condición (K), entre ejemplares de C.
nebulosus parasitados con más de cinco
plerocercoides y con dos o menos parásitos. Collins
et al. (1984), encontraron una correlación positiva en
la prevalencia y en la intensidad de infección cuando
fue comparada con la longitud estándar, indicando en
este segundo caso, que no existe una respuesta
inmune a P. caryophyllum. Los mismos autores,
también encontraron una correlación negativa
significativa entre la intensidad de infección y el
factor de condición (K).
La finalidad del trabajo es: caracterizar el complejo
de lesiones causadas por blastocistos de P.
caryophyllum en el músculo esquelético; determinar
el índice hepato-somático (IHS), el factor de
condición (K) y; establecer el grado de correlación
existente en estos índices y la intensidad de infección.
2. Material y métodos
Fueron muestreados 190 ejemplares procedentes de
la región oceáica costera (OCE, n=128), de la región
estuarina de la Laguna de Los Patos (ELP, n=40), y
de la Laguna Mirim (LMI, n=22), desde octubre 1996
hasta noviembre 1997. Todos los peces colectados
estuvieron ligeramente congelados y fueron
necropsiados inmediatamente después de la biometría
necesaria. El hígado fue extraído y pesado
separadamente para establecer el índice hepato-
somáico (IHS). Los hospederos fueron divididos
según la longitud estándar (Ls) en tres clases de
muestras: clase I (hasta 30 cm); clase II (entre 30,5 y
50 cm) y la clase III (superior a 50 cm).
Los filetes musculares una vez analizados, se
procedieron a retirar los blastocistos con la zona
muscular afectada.
Las muestras de tejidos fueron lavadas en agua
destilada y fijada en formol al 10% tamponado o en
solución de Bouin. Las piezas histológicas fueron
deshidratadas, diafanizadas e impregnadas en
parafina, los cortes entre 5 y 7 m fueron realizados
con el micrótomo. Fue empleado hematoxilina-eosina
(H.E.) en la coloración y el montaje con la resina
bálsamo del Canadá.
Las láminas histológicas fueron analizadas y
fotografiadas en el microscopio de Carl Zeiss, en
microscopio de contraste interferencial (Nomarski)
Olympus BX50 y en microscopio estereoscópico
Olympus SZ H10.
El Índice Hepato-somático (IHS), y el Factor de
Condición (K) fueron establecidos según Overstreet
(1983).
Fue aplicado el teste U de Mann-Whitney para la
comparación del índice hepato-somático (IHS) y del
Factor de Condición (K) según la localidad. La
mayoría de las pruebas estadísticas fueron
direccionadas solo para las corvinas procedentes del
océano por ser las que presentaron el mayor índice de
infección. La comparación del Factor de Condición
(K) entre las corvinas parasitadas y las no parasitadas
según el color de la piel fue aplicado el test U de
Mann-Whitney.
3. Resultados y discusión
De los 190 hospederos muestreados (68 machos y
122 hembras) cuya longitud estándar (Ls) varió entre
19,5 y 67cm se encontró 25 peces parasitados y un
total de 64 larvas, alcanzando una prevalencia de
13,15% y una intensidad media de infección (IMI) de
2,56. P. caryophyllum se distribuye por el tejido
muscular esquelético, inclusive en el “musculis
conifici”, conforme fue descrito por Aguilera (1987).
La mayor cantidad de blastocistos fue encontrada
entre los miómeros, en la parte dorsal de los peces, en
áreas adyacentes a la columna vertebral. El tamaño
registrado para la vesícula varió entre 5,8 y 12,0 mm
en su eje mayor por 3,7 a 6,0 mm en su eje menor.
La mayoría de los blastocistos fueron encontrados
en pleno desarrollo, también fueron observados
blastocistos con manchas de color marrón en
respuesta de la gran cantidad de centros melano-
macrofágicos (CMM) y de la fuerte pigmentación.
Estos blastocistos, ya presentaban señales de
destrucción. Fueron encontrados aún blastocistos de
color negro, después de haber retirado la membrana
que envuelve al parásito, observándose en el interior
del blastocisto una estructura compacta resultante de
la muerte del parásito.
La mayoría de los peces parasitados fueron
oriundos de la región oceánica. Solamente 1 pez de la
Laguna de Los Patos se encontró parasitado y, en los
peces procedentes de la Laguna Mirim, no fue
encontrado ningún parásito en los tejidos y órganos
analizados. A través de la prueba U de Mann-
Whitney, el IHS (p=0,0001) fue significativamente
diferente para las corvinas procedentes de la Laguna
de Los Patos y para las corvinas de la Laguna Mirim.
También fueron significativamente diferentes el IHS
(p=0,0060) y el factor de condición (K) (p=0,0001),
cuando fueron comparados con las corvinas del
océano.
Las corvinas de la región oceánica se diferencia, en
cuanto a la coloración de su piel: ya que algunos son
claras y con una pigmentación normal distribuida
uniformemente por todo el cuerpo, las otras (44
ejemplares) son oscuras y presentan manchas negras.
Tabla 1. Índice hepato-somático médio (IHS) y
factor de condición medio (K) según la clase de
intensidad de infección (II), de blastocistos de
Poecilancistrium caryophyllum en el músculo
esquelético de Micropogonias furnieri, procedente
del Océano; n=muestras.
Clase de II N IHS K
0 104 1,175 1,762
1 13 1,067 1,719
2 3 1,177 1,847
3 6 0,664 1,785
> = 5 2 1,244 1,657
Total 128 1,141 1,759
Histopatología causada por larvas de Poecilancistrium caryophyllum (cestode: Trypanorhyncha) en el músculo
esquelético de la corvina Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823)
An cient. 68(3) 2007, pp. 104-108
106
En la Tabla 1, donde aparece la clase de intensidad
de infección (II), producida por blastocistos de P.
caryophyllum y los valores obtenidos del IHS y del
factor de condición (K), se observa que no ocurre
correlación entre la II y los valores obtenidos, como
debería de esperarse el que fue confirmado a través
de la prueba de correlación de órdenes de Spearman.
Al margen de eso, cuando se empleó la prueba U de
Mann-Whitney, en lo que se refiere al factor de
condición (K) entre corvinas oscuras parasitadas y no
parasitadas, se encontró que no fue significativo.
Las alteraciones histopatológicas mas
frecuentemente encontradas en los músculos
estudiados, pueden ser agrupadas en cuatro (4)
situaciones. El primer conjunto de alteraciones ocurre
de la infestación por blastocistos de P. caryophyllum
que presentan un potencial de actividad bien
desarrollado. Se verifica la formación de tejido
conjuntivo alrededor del parásito, aumento de tejido,
aislamiento de las fibras musculares y también fibras
en proceso de degeneración, presencia de paquetes de
glóbulos sanguíneos, y de centros melano-
macrofágicos (CMM) al rededor del parásito. En
casos agudos, fue observado un aumento de
irrigación sanguínea y presencia de tejido conjuntivo
denso con abundante cantidad de fibras colágenas.
Un segundo cuadro de lesiones bien típico, ocurre de
la respuesta del hospedero y se caracteriza por la
presencia de una gran cantidad de centros melano-
macrofágicos (CMM) de gran tamaño; presencia de
tejido hematopoyético y el parásito ya presenta
señales de desintegración, iniciado por la cola. En
este caso los blastocistos son de color marrón y
fuertemente pigmentados. Alrededor se constata
necrosis de las fibras musculares, presencia de tejido
conjuntivo alrededor del blastocisto, abundantes
capilares sanguíneos y una gran cantidad de
linfocitos. La cantidad de tejido adiposo es mucho
menor que en el primer caso. En un estadio de
respuesta más avanzado se verifica que el parásito ya
fue totalmente destruido, quedando una masa tecidual
amorfa sin configuración. Se destaca la presencia de
gran cantidad de glóbulos sanguíneos, algunos
centros melano-macrofágicos pequeños, con tejido
conjuntivo rico en fibras colágenas al rededor. Los
restos teciduales del parásito son invadidos por
linfocitos y células macrofágicas. En este caso, se
puede observar el inicio de la regeneración de las
fibras musculares afectadas. En el cuarto caso, fue
observado solamente un espacio en medio de la masa
muscular, indicando una destrucción total del
blastocisto. Alrededor de los espacios, se verifica una
gran cantidad de linfocitos y eritrocitos. También
aparece el tejido adiposo pero en menor cantidad si
comparamos con los casos anteriores. En lo que se
refiere a las fibras musculares, algunas de ellas
presentan aún señales de necrosis, en cuanto otras
habrían iniciado el proceso de regeneración.
P. caryophyllum es un parásito casi exclusivo del
músculo esquelético de la corvina y que tiene una
gran distribución, ya que ocurre desde Venezuela
(Vicente et al. 1989) hasta el sur de Argentina. P.
caryophyllum constituye el tripanorrinquideo de
mayor prevalencia estudiado en los sciaénidos y, el
ciclo biológico de este parásito donde M. furnieri
actuaría como hospedero secundario, aún no es
conocido el hospedero primario que albergue a la
larva procercoide.
La amplia distribución de los blastocistos de P.
caryophyllum en diferentes localizaciones del
músculo esquelético de la corvina posibilitó la
obtención de datos sobre la patología provocada por
su presencia y un conocimiento más profundo sobre
su ecología. Esta distribución también fue descrita
por Schlicht & McFarland (1967) en Micropogon
undulatus y por Overstreet (1977) en Cynoscion
nebulosus. La mayor frecuencia de ocurrencia
registrada en este estudio, que fue para la
musculatura, lateral a la columna vertebral, es
semejante al que fue descrito por Overstreet (1977).
La reacción hiperplásica del tejido conjuntivo
propiamente dicho y del tejido adiposo, acompañado
de la degeneración de fibras, es observado cuando
ocurre la presencia de larvas desarrolladas en el
músculo esquelético, ello es una evidencia de que el
parásito es reconocido como un cuerpo extraño por
parte del hospedero. Este hallazgo, confirma los datos
observados en otras especies por Körting (1977),
Sakanari & Moser (1986), Eiras et al. (1986) y
Raptapoulou & Lambertsen (1987).
Las pruebas de correlación utilizados en el trabajo,
muestran una correlación significativa (prueba de
Spearman p<0,01) en lo que se refiere a la
prevalencia en relación al tamaño, es concordante con
los resultados obtenidos por Collins et al. (1984).
Collins et al. (1984), también hallaron correlación
entre la intensidad y el tamaño (p<0.005), del mismo
modo que Boertje (1976). La ausencia de correlación
entre la intensidad y el tamaño, encontrado por
Overstreet (1977), presupone la existencia de una
respuesta inmune en las infecciones. En este sentido
podríamos pensar que se desarrolla una respuesta
inmunitaria por parte del hospedero, ya que la
presencia de blastocistos encontrados en diferentes
estadios de desintegración, como también fue
descrito por Overstreet (1977) en C. nebulosus, sería
una evidencia suficiente de que las corvinas
presentaran una respuesta inmunitaria desencadenada
después de una determinada intensidad de infección.
También encontraron resultados semejantes Sakanari
& Moser (1986), Pavanelli (1992) e Rigby & Dufour
(1996), para diferentes especies.
La presencia de centros melano-macrofágicos
parece ser una constante en los peces parasitados,
pues también fueron descritos por Agius (1979ª;
1979b), Agius y Roberts (1981), y Wolke et al.
(1985). Estos autores consideran que el número de
centros melano-macrofágicos puede variar
dependiendo del tamaño, estado nutricional y la salud
de los peixes; afirman aun que el aumento en número
y tamaño de estos centros, ocurre cuando los peces
presentan una enfermedad con aumento del
Julio G. Gonzales Fernández, João C. Brahm Cousin
107
catabolismo tecidual. Wolke et al. (1985) resaltan
inclusive la importancia del uso de los centros
melano-macrofágicos como posibles indicadores del
estado de salud en peces silvestres. Ferguson (1989),
considera que los centros melano-macrofágicos,
también son encontrados en el interior de las cápsulas
como respuesta a muchos cuerpos extraños o a
parásitos enquistados dentro del músculo o en la piel,
donde reciben el nombre popular de “puntos negros”.
El factor de condición (K) y el peso del hígado de
corvinas parasitadas en el músculo, no difiere
significativamente de las no infectadas y que
corroboran los encontrados por Overstreet
(1977,1978ª, 1983). Este autor sostiene que los
parásitos no causan daños serios a los peces adultos,
mas considera que posiblemente P. caryophyllum
tenga un efecto negativo en lo que se refiere al
consumo de oxígeno. Sprengel & Lüchtenberg
(1991), demostraron que la velocidad de natación en
peces puede ser grandemente reducida por la
infestación por helmintos en la vejiga gaseosa o en la
musculatura. Palm et al. (1994), también consideran
que P. senegalensis podría tener reacciones
semejantes debido a la presencia de P. caryophyllum
en el músculo. Debemos considerar que las lesiones
musculares y necrosis observadas causan, en especial
en los peces con muchos parásitos una condición de
desventaja en términos de sobrevivencia si se
compara con los no parasitados. La correlación de la
presencia de larvas como la alteración del padrón
cromático de las corvinas oscuras puede ser
interpretado como una posible estrategia del parásito,
en el sentido de disminuir la eficacia de camuflarse
en el hospedero, facilitando la depredación y por
consiguiente la transmisión del parásito hacia el
hospedero definitivo. Pavanelli (1992), halló que el
factor de condición (K) mostró valores mas altos para
los peces no parasitados cuando fueron comparados
con los peces parasitados y también, cuando comparó
el tamaño y el peso medio, siendo muy superiores en
los peces no parasitados.
4. Referencias bibliográficas
AGIUS, C. 1979ª. The role of melano-macrophage
centres in iron storage in normal and diseases fish.
J. Fish Dis. 2,337-343.
AGIUS, C. 1979b. Aspects of the melano-
macrophage centres in fish. Ph.D. Thesis,
University of Stirling, vi+165 pp.
AGIUS, C. & R.J. ROBERTS 1981. Effetcs of
starvation on the melano-macrophage centres of
fish. J. Fish Biol. 19:161-169
AGUILERA, O. 1987. Musculatura estriada de
roncadores. Pisces: Sciaenidae. UNEFM,
Venezuela. pp.: 36.
BAUER, O. N. 1991. Spread os parasites and
diseases of aquatic organisms by acclimatization: a
short review. J. Fish Biol. 39:679-686.
CHANDLER, A.C.A. 1935a. A new tetrarhynchid
larva from Galveston Bay. J. Parasitol. 21(3):214-
215.
COLLINS, R.M.; M.J. MARSHALL & C.A.
LANCIANI 1984. The distribution of
Poecilancistrium caryophyllum (Trypanorhyncha)
plerocercoids in spot, Leiostomus xanthurus
Lacèpéde, and spotted seatrout, Cynoscion
nebulosus (Cuvier). J. Fish Biol. 25:63-68
EIRAS, J.C.; REGO, A.A. AND PAVANELLI, G.C.
1986. Histopathology in Paulicea luetkeni (Pisces:
Pimelodidae) resulting from infections with
Megathylacus brooksi and Jauella glandicephalus
(Cestoda: Proteocephalidae). J. Fish Biol. 28:359-
365.
FERGUSON, H.W. 1989. Systemic pathology of
fish: A text and atlas of comparative tissue
responses in diseases of teleosts. Iowa State Univ.
Press, Ames, pp. 263.
GRABDA, J. 1991. Marine Fish Parasitology. PWN
Polish Scientific Publisheres, Warszawa (Poland),
306pp
HAIMOVICI, M.; PEREIRA, S. E VIEIRA, P. 1989.
La pesca demersal en el sur de Brasil en el periodo
1975-1985. Frente Maritimo vol. 5, sec.A:151-
163.
HAIMOVICI, M. & UMPIERRE, R.G. 1996.
Variaciones estacionales en la estructura
poblacional del efectivo pesquero de corvina
blanca Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823)
en el extremo sur de Brasil. Atlântica, Rio Grande,
18:179-203.
ISAAC, V. J. 1988. Synopsis of biological data on
the whitemouth croaker, Micropogonias furnieri
(Desmarest, 1823). FAO Fish. Symp. 150:35.
JURAS, A. A. 1984.. Estudo sobre reprodução,
regime alimentar e crescimento de Micropogonias
furnieri (Desmarest, 1823) (Teleostei:Scianidae),
capturada no litoral da Ilha de Sao Luiz do
Maranhão-Brasil. Tese Doctorado, Universidade
de São Paulo. pp. 205.
KÖRTING, W. 1977. Las reacciones del hospedador
frente a algunos parásitos de los peces, pgs. 49-60.
In: Trabajos sobre histopatología de los peces,
Reichenbach-Klinke, H.-H., (traduc.) J.C. Urgel.
100pp.
OVERSTREET, R. M. 1977. Poecilancistrum
caryophyllum and other trypanorhynch cestode
plerocercoide from the musculature of Cynoscion
nebulosus and other sciaenid fishes in the Gulf of
Mexico. J. Parasitol. 63(5):780-789.
OVERSTREET, R. M. 1978a. Trypanorhynch
infections in the flesh of sciaenid fishes. Mar. Fish.
Rev. 40(10):37-38.
OVERSTREET, R. M. 1983. Aspects of the biology
of the spotted seatrout, Cynoscion nebulosus, in
Mississippi. Gulf Res. Rep. Supplem. 1:1-43.
PALM, H.; A. OBIEKEZIE AND MÖLLER, H.
1994. Trypanorhynchid cestodes of commercial
inshore fishes of the West African coast. Aquat.
Living Resour. 7, 153-164.
PAVANELLI, G.C. 1992. Conheça alguns
helmintos causadores de patologias em peixes do
Rio Paraná, PR. Bol. Inform. Abrapoa, São Paulo,
2,3:27-29.
Histopatología causada por larvas de Poecilancistrium caryophyllum (cestode: Trypanorhyncha) en el músculo
esquelético de la corvina Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823)
An cient. 68(3) 2007, pp. 104-108
108
PEREIRA, Jr. J. 1993. O complexo de espécies de
Trypanorhyncha (Cestoda), em corvinas
Micropogonias furnieri do litoral do Rio Grande do
Sul. Arq. Fac. Vet. UFRGS, Porto Alegre,
V.21:58-70.
RAPTOPOULOU A.F. & R.H. LAMBERTSEN
1987. Parasite-associated pathology of the dolphin
fish, Coryphaena hippurus L., from Florida waters.
Journ. of Fish Dis. 10:379-384.
REIS, E. G. 1992. An assessment of the explotation
of the white croaker Micropogonias furnieri
(Pisces,Sciaenidae) by the artisanal and industrial
fisheries in coastal waters of Southern Brazil.
thesis Doctorado Univ. East Anglia, Norwich-
England. pp. 219 + Apend.
REIS, E.G.; P.C. VIEIRA & DUARTE, V.S. 1994.
Pesca artesanal de teleósteos no estuário da Lagoa
dos Patos e costa do Rio Grande do Sul. Atlântica,
Rio Grande, 16:69-86.
RIGBY, M.C. AND DUFOUR, V. 1996. Parasites of
coral reef fish recruits, Epinephelus merra
(Serranidae), in french polynesia. J.
Parasitol.82(3):405-408.
ROBINSON, E. S. 1965. Cestoda (Tetraphyllidae
and Trypanorhyncha) from marine fishes of New
South Wales. Rec. Aust. Mus. 26:341-348.
SAKANARI, J.A. & M. MOSER 1985. Infectivity
of, and laboratory infection with, an elasmobranch
cestode, Lacistorhynchus tenuis (Van Beneden,
1858). J. Parasitol. 71(6):788-791.
SÀO CLEMENTE, S.C. 1986b. Prevalência e
intensidade média de infecção de plerocercos de
trypanorhyncha parasitando corvina
Micropogonias furnieri (Desmarest) no litoral do
Estado do rio de Janeiro. Atas da Sociedade de
Biologia do Rio de Janeiro. 26:37-40.
SCHLICHT, .F.G. & McFARLAND. 1967.
Incidence of Trypanorhynchan Plerocercoids in
some Texas Coast Scienid Fishes. Contr. Mar. Sci.
Univ. Texas., 12:101-112.
SINDERMANN, C. J. 1990. Principal diseases of
marine fishes and shellfish. Vol. 1. Diseases of
marine fish. Acad. Press, Inc. California, USA.
521pp.
SPRENGEL, G. AND LÜCHTENBERG, H. 1991.
Infection by endoparasites reduces maximum
swiming speed of European smelt Osmerus
eperlanus and European eel Anguilla anguilla.
Dis. Aquat. Org. 11,31-35.
VAZZOLER, A.E.A. DE M. 1991. Síntese de
conhecimentos sobre a biología da corvina,
Micropogonias furnieri (Desmarest, 1823) da costa
do Brasil. Atlântica, Rio Grande, 13(1):55-74.
VAZZOLER, G. 1975. Distriuiçao da fauna de
peixes demersais e ecologia dos sciaenidae da
plataforma continental brasileira, entre as latitudes
29 21’ S (Torres) e 33 41 S (Chuí). Bolm. Inst.
Oceangr., S. Paulo, 24:85-169.
WOLKE, R. E; R. A. MURCHELANO; C. D.
DICKSTEIN AND C. J. GEORGE. 1985.
Preliminary evaluation of the use macrophage
aggregates (MA) as fish health monitors. Bull.
Environ. Contam. Toxicol. 35:222-227.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 16/08/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 19/10/2006
Influencia de dos niveles de proteína y energía digestible en el
comportamiento productivo de alevines de tilapia roja (Oreochromis spp.)
Jessie Vargas C. 1, Jorge Montoya
2, Elsa Vega G.
3
Resumen
Se llevo a cabo un experimento para determinar el efecto de dos niveles de proteína (45 y 40%) y de energía
digestible (3 500 y 3 200 kcal/kg) sobre el crecimiento, utilización del alimento y la composición corporal de
alevines de Tilapia Roja (Oreochromis spp.). Se utilizaron 4 dietas experimentales con tres repeticiones que fueron
suministradas tres veces al día (8 h 00, 12 h 00 y 16 h 00) a alevines con un peso promedio inicial de 0.87 + 0.09 g.
El período experimental abarcó 11 semanas, en un sistema de recirculación de agua. Los peces alimentados con el
40% de proteína y 3 500 kcal/kg de energía digestible lograron el mejor incremento de peso, conversión alimenticia
(CA) y tasa de eficiencia proteica (TEP). El incremento del nivel de energía de 3 200 a 3 500 kcal/kg mejoró los
valores de conversión alimenticia para ambos niveles proteicos (45 y 40%). La mayor tasa de eficiencia proteica
(TEP) fue obtenida con el menor porcentaje de proteína (40%) y el mayor nivel energético (3 500 kcal/kg) la
composición corporal se vio afectada tanto por el nivel de proteína como de energía digestible. El nivel de energía
mantuvo una correlación positiva con la cantidad de lípidos corporales encontrados en los alevines; observándose el
mismo comportamiento con los niveles de proteína en las dietas y en la carcasa de los peces.
Palabras clave: Energía digestible, alimento balanceado, conversión proteíca.
Abstract
A feeding essay was conducted to determine the effect of two levels of protein (45 and 40%) and digestible energy
(3500 and 3200kcal/kg) among growth, feed conversion rated body composition, protein efficiency ratio of Red
Tilapia fry (Oreochromis spp.). Four practical diets were tested. The diets were suministrated in three replicates of
tilapia weighing 0.87 + 0.09 g three times daily (8 h 00, 12 h 00 and 16 h 00) for 11 weeks in a recirculating, filtered
rearing system. Fish fed 40% protein and 3500 kcal./kg exhibited the best weigh gain, feed conversion ratio (FCR)
and protein efficiency ratio (PER). Increasing the energy level from 3 200 to 3 500 kcal/kg resulted in improvements
in feed conversion ratio (FCR) in both protein level (45 and 40%). The best Protein efficiency ratio (PER) was
achieved with the low protein level 40%, and the highest energy level 3 500kcal/kg. Body composition was affected
by both protein dietary and energy levels. At each energy level the content of body lipids was positively correlated,
the same behavior occurs with the protein level and the body protein content.
Key words: Digestible energy, balanced food, conversion of protein.
1. Introducción
En estos últimos años se han presentado en el Perú
los factores catalizadores para el desarrollo del
cultivo de la tilapia. Por un lado, el sorprendente
incremento de su demanda en el mercado
internacional principalmente en los Estados Unidos
de Norteamérica y por otro la crisis en la industria
langostinera, provocada por condiciones sanitarias en
los campos de cultivo en el norte del país y la actual
promoción por parte de la Vice Ministerio de
Pesquería del Ministerio de la Producción que
contempla lineamientos para el desarrollo del cultivo
de tilapia roja y tilapia del Nilo (Oreochromis
niloticus) a niveles semiintensivo y/o intensivo en la
costa del país, y el cultivo de tilapia del Nilo en
ambientes artificiales en el departamento de San
Martín.
Por otro lado, en el aspecto nutricional al saberse
que la proteína es el nutriente mas caro en las dietas
para peces, ha tenido la prioridad la investigación de
sus niveles de inclusión. Sin embargo, las
concentraciones óptimas de ésta en las dietas para
peces, están marcadas por un delicado balance entre
la proteína y la energía.
1, 2, 3 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected],
De hecho, dietas con bajos niveles de energía y que
no cubren los requerimientos de mantenimiento y de
crecimiento ocasionan la utilización energética de los
aminoácidos, lo cual no es deseable desde el punto de
vista de los índices de conversión y rentabilidad de la
dieta.
En tal sentido, debido a la ausencia de estudios en
nuestro medio concernientes a estos importantes
aspectos nutricionales, el presente trabajo tiene como
objetivo evaluar la relación proteína-energía, para
alevines de tilapia roja (Oreochromis spp.) al trabajar
2 niveles de proteína (40 y 45%) en combinación con
2 niveles de energía digestible (3 500 y 3 200
kcal/kg).
2. Materiales y métodos
2.1 Condiciones experimentales 340 alevines revertidos sexualmente de tilapia roja
(Oreochromis spp.) fueron obtenidos de un centro de
producción de semilla, localizado en Castilla-Piura; y
recepcionadas en el Laboratorio de Acuicultura de la
Facultad de Pesquería de la Universidad Nacional
Agraria La Molina (UNALM). Se mantuvieron en un
tanque de aclimatación de 0.5 m3 por 15 días
.Posteriormente fueron distribuidos en el Sistema de
Recirculación de Agua del Laboratorio (RAS),
aleatoriamente en 12 acuarios de 61 L de volumen.
20 peces por unidad experimental con pesos y tallas
de 0.87 + 0.09 g y 3.4 + 0.09 cm respectivamente,
Influencia de dos niveles de proteína y energía digestible en el comportamiento productivo de alevines de tilapia
roja (Oreochromis spp.)
110
equivalente a una densidad de carga de 327.87
peces/m3.
Los parámetros ambiéntales de T se mantuvieron
en un rango de 24.3-27.9 ºC, el oxigeno disuelto en
2.6-6.7 mg/L, el Amoniaco (NH3) entre 0.001-
0.044 mg/L, los nitritos (NO2) entre 0.2-0.7 mg/L y el
pH en 6.5-7.5.
El experimento se desarrollo durante los meses de
verano del año 2001, tuvo una duración de 11
semanas hasta un peso promedio de 50 g
correspondiente a la etapa de alevinaje (Berman,
1998).
El alimento se suministró manualmente durante los
7 días de la semana con una frecuencia de 3 veces al
día a las 8 h 00, 12 h 00 y 16 h 00 horas Los controles
biométricos se efectuaron semanalmente,
determinando el peso y la longitud total de los peces.
La tasa de alimentación utilizada varió del 10 al 5%
del peso corporal, conforme incremento el peso de
los peces (Berman, 1998).
La evaluación de la calidad del alimento se realizó
a través de la Tasa de Crecimiento (g día-1
);
Conversión Alimenticia (CA); Tasa de Eficiencia
Proteica (TEP) y utilización neta de proteina (UNP),
Tacon (1987).
2.2 Evaluación de la carcasa en peces
Con la finalidad de evaluar la mayor retención de
grasa, así como la utilización neta de proteína, se
practicaron análisis proximales de la carcasa, al
inicio y al final del experimento en los peces,
alimentados con las 4 diferentes dietas.
El primer análisis se efectuó antes del inicio del
experimento con un peso promedio por pez de 0.87 g
y una muestra total de 450 g.
Para el análisis, al finalizar el periodo de
crecimiento, se mantuvo sin alimento a los peces por
un periodo de 20 horas, luego se tomó al azar una
muestra de 2 peces por unidad experimental (6 peces
por tratamiento), los cuales fueron sacrificados
mediante un golpe térmico.
Se examinaron visualmente las vísceras, con el
propósito de advertir la presencia de algún trastorno
por efecto de la inclusión de lípidos, en el hígado,
estómago u otros órganos, según cada tratamiento.
El registro de la mortalidad se realizó diariamente,
retirando los peces muertos de las unidades
experimentales. Los peces descartados por presentar
un peso y talla muy por debajo del promedio (S2>10),
donde S2 corresponde a la desviación estándar,
también fueron contabilizados dentro de la
mortalidad.
2.3 Dietas experimentales 2 niveles dietarios de proteína 45 y 40% fueron
utilizados en este estudio. Para cada nivel de proteína
se tuvo 2 niveles de energía digestible 3 500 y 3 200
Kcal/kg, haciendo un total de 4 dietas experimentales
que fueron formuladas mediante el método del tanteo.
La composición de estas dietas, así como su análisis
proximal se pueden ver en la Tablas 1. La humedad,
proteína cruda, extracto etéreo, ceniza y fibra se
determinaron de acuerdo con la metodología AOAC
(1980). Los valores de energía digestible fueron
estimados utilizando los siguientes coeficientes de
digestibilidad (kcal/g): proteína animal (4.25),
proteína vegetal (3.86), lípidos (8), carbohidratos de
leguminosas (2), carbohidratos de no leguminosas
(3). (INPA, 1996). Todos los insumos fueron
tamizados hasta obtener un tamaño de partícula de
300 , posteriormente se mezclaron y pelletizaron; el
secado se efectuó en secadores verticales por un
periodo de 20 horas a una temperatura de 40 ºC hasta
peso constante.
Tabla 1. Composición de las dietas experimentales
(%).
Insumos 1 2 3 4
Harina de Pescado 39.5 32 30.1 27.5
Torta de Soya 24 33.4 28.5 30
Harina de Maíz 10.5 4 8 3
Harina de Trigo 10 12 12 13
Afrecho 9 15 11 21
Aceite de Pescado 4 0 6.5 1.4
Premix Vitamínico 0.5 0.5 0.5 0.5
Fosfatodicalcico 0 0.7 0.5 1
Antioxidante 0.02 0.02 0.02 0.02
Cloruro de Colina 0.2 0.2 0.2 0.2
Carboximetil celulosa 2 2 2 2
D.L. Metionina 0 0 0.5 0.5
Contenido nutricional
Humedad (%) 3.81 7.22 5 6.6
Proteína Cruda (%) 44.6 43.7 40.2 40.2
Extracto etéreo (%) 7.88 3.42 9.02 4.11
Fíbra cruda (%) 1.86 2.72 2.19 3
Ceniza (%) 8.51 8.53 7.72 8.22
ELN(%) 33.34 34.41 35.87 37.87
Metionina (%) 0.98 0.9 1.33 1.31
Met.-Cis. (%) 1.48 1.43 1.81 1.81
Lisina (%) 2.77 2.69 2.44 2.42
Calcio (%) 1.58 1.44 1.32 1.31
Fósforo Disponible (%) 1.04 1.02 0.93 0.96
Metionina (%) 0.98 0.9 1.33 1.31
Met.-Cis. (%) 1.48 1.43 1.81 1.81
Lisina (%) 2.77 2.69 2.44 2.42
Ácidos grasos 6 (%)* 0.58 0 0.77 0.38
Ácidos grasos 3 (%)* 0.35 0 0.48 0.19
E.D. (kcal./100g)** 350.54 319.92 350.74 319.9
Proteína/Energía
Digestible (mg/kcal.) 126.49 138.15 114.65 126.68 *Valores calculados en base al porcentaje de lípidos totales en la
dieta.
** La relación P/ED se obtuvo mediante el siguiente cálculo (Steffens, 1987): P/ED= proteína (mg)/Energía Digestible (kcal).
2.4 Diseño experimental El experimento evaluó 2 niveles de proteína
combinados con 2 niveles de energía digestible
obedeciendo a un análisis factorial 2 x 2.
Jessie Vargas C., Jorge Montoya, Elsa Vega G.
An cient. 68(3) 2007, pp. 109-114 111
La combinación de estos factores dio lugar a 4
tratamientos o dietas experimentales. Cada
tratamiento se realizó por triplicado, obteniéndose 12
unidades experimentales con 20 peces cada una, las
cuales fueron distribuidas aleatoriamente en el
sistema de recirculación.
Para el análisis estadístico de la tasa de crecimiento
semanal se aplicó un Diseño Factorial en Bloques
Completamente al Azar. Mientras que para la
conversión alimenticia y la tasa de eficiencia proteica
se realizó un Diseño Factorial Completamente al
Azar.
Los datos fueron evaluados mediante el análisis de
varianza (ANVA) con un 95% de confianza para
determinar si los niveles de proteína como los de
energía digestible y la interacción de estos influían
significativamente en el crecimiento de los alevines
de tilapia roja. Posteriormente se realizó el análisis de
efectos principales (Calzada, 1972) con la finalidad
de dar a conocer cual de los factores (Proteína o
Energía Digestible) afectó en mayor grado los
resultados obtenidos.
Para comprobar la existencia de diferencias
significativas entre tratamientos se efectuó la prueba
estadística de comparación de medias de Duncan.
3. Resultados y discusiones
En la Tabla 2, se muestran los resultados de GP,
TEP, y CA para las 4 dietas experimentales.
3.1 Tasa de crecimiento La Figura 1, muestra las tasas de crecimiento
promedio para todo el periodo experimental,
La prueba estadística de comparación de medias de
Duncan indica que, el “Tratamiento 3” (40%
proteína y 3 500 kcal/kg) obtuvo el valor más alto en
cuanto a tasa de crecimiento (0.76 g/pez/día),
presentando diferencias significativas con respecto a
todos los demás tratamientos.
Al efectuar el análisis de varianza para un nivel de
significación de 0.05 muestra que tanto el porcentaje
de proteína como el nivel de energía digestible de los
tratamientos presentan diferencias significativas
sobre la tasa de crecimiento de los alevines de tilapia
roja (Oreochromis spp.) más no así, la interacción Pt
/ ED como se observa en la Tabla 2.
Tabla 2. Efecto de la proteína y los niveles de energía en ganancia de peso, conversión alimenticia y tasa de
eficiencia proteica. Dieta Energía
(Kcal/100g)
Relación P/E
(mg/kcal)
Ganancia de
peso (g)
TEP CA
45% de proteína
1 350 127.46 0.71b 1.87ab 1.21ª
2 320 139.47 0.65c 1.83b 1.27ª
40 % de proteína
3 350 115.38 0.76ª 2.14ª 1.16ª
4 320 126.5 0.67bc 1.97ab 1.27a
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
Ta
sa d
e C
recim
ien
to (
g . D
ía)
Inicio 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
Semanas
T1
T2
T3
T4
Figura 1. Tasa de crecimiento promedio semanal (g día-1) por tratamientos.
La tasa de crecimiento especifica fue
significativamente mayor al incrementarse el nivel
energético de 3 200 a 3 500 kcal/kg; (0.71 y 0.76 g
respectivamente) relación que no ocurrió al aumentar
el porcentaje de proteína en la dieta. Resultados
similares fueron obtenidos por El Sayed y Teshima
(1992), quienes al analizar 15 dietas con 5 niveles de
proteína (30, 35, 40, 45 y 50) y 3 niveles de energía
aportados por lípidos (300, 400, y 500 kcal. (Energía
Bruta)/100 g) en tilapia del Nilo, hallaron los mejores
resultados de crecimiento, conversión alimenticia,
tasa de eficiencia proteica y tasa de supervivencia, en
las dietas con mayor contenido de energía (400 y 500
kcal./100 g). Siendo, la dieta con 45% de proteína y
400 kcal/100g de energía la que logró el mejor
crecimiento y eficiencia alimenticia.
Por otro lado, en dicho estudio los peces
alimentados con la dieta con 50% de proteína no
exhibieron ninguna mejoría en el crecimiento bajo
cualquier nivel de energía. Así también, en el
Influencia de dos niveles de proteína y energía digestible en el comportamiento productivo de alevines de tilapia
roja (Oreochromis spp.)
112
presente experimento se pudo constatar que el exceso
de energía en la dieta tanto proteica como no-proteica
interfiere en el crecimiento de los peces, esto ocurrió
con el “Tratamiento 1” (45% de proteína y 3 500
kcal/kg) el cual, mostró un menor crecimiento que el
“Tratamiento 3” con menos contenido de proteína
(40% de proteína y 3 500 kcal/kg). Iguales efectos, se
apreciaron en alevines de tilapia del Nilo
(Oreochromis niloticus) al incrementar la energía
digestible no-proteica (lípidos y de carbohidratos),
obteniendo resultados mas bajos de crecimiento con
40% de proteína en la dieta, que con el 30%
(Teshima et al., 1985; citados por El Sayed and
Teshima, 1992).
Jauncey (1982) citado por Shiau and Huang (1990)
reportó como óptimo el 40% de proteína en la dieta,
para conseguir el máximo crecimiento en alevines de
tilapia (O. mossambicus), con una relación P/ED de
116,6 mg/kcal. Valores muy próximos a los
presentados por el “Tratamiento 3” con 40% de
proteína y una relación P/ED de 115.38 mg/kcal.
Shiao y Huang (1990), en un experimento llevado
con alevines de tilapia híbrida (O.niloticus x O.
aureus) con un peso promedio de 1.6 + 0.05 g,
cultivadas en agua de mar, probaron dos niveles de
proteína (24 y 21%) con seis niveles de energía
aportado por los lípidos (190, 230, 270, 310, 350 y
390 kcal/100g); encontrando que los peces
alimentados con las dietas con 21% de proteína, y los
niveles de energía más altos (310, 350, 390
kcal/100g) obtuvieron significativamente mejores
resultados de incremento de peso y conversión
alimenticia que con las dietas con menor contenido
de energía. Igualmente los peces alimentados con
24% de proteína lograron un mayor crecimiento con
niveles de energía mayores a 190 kcal/100g. Así
también se observó que el crecimiento fue
proporcional al porcentaje de lípidos en las dietas (6,
9, 12, 15, 18 y 21%; tanto para el 21 y 24% de
proteína); sin embargo, no se observo ninguna
mejoría en el crecimiento cuando el porcentaje de
lípidos excedió el 15% en las dietas con 21% de
proteína o el 9% en las dietas con el 24% de proteína.
Un comportamiento similar se observó en el
presente experimento donde los mayores porcentajes
de lípidos para ambos niveles de energía (3 200 y 3
500 kcal/kg) incremento la tasa de crecimiento
manteniendo estos resultados una relación inversa al
porcentaje de proteína. Esto probablemente es debido
a que las tilapias a pesar de ser omnívoras-herbívoras
han reportado utilizar los lípidos más eficientemente
que los carbohidratos para fines energéticos y por
tanto la inclusión de estos en su dieta puede ahorrar
mayor cantidad de proteína para destinarla hacia el
crecimiento (El Sayed y Teshima, 1991).
Chou y Shiau (1996), con el propósito de
determinar el óptimo nivel de lípidos en tilapia
híbrida (O. niloticus x O. aureus) utilizaron 5 dietas
isoenergéticas e isonitrogenadas con porcentajes de 0
a 20% de lípidos, con un incremento del 5% por
dieta. Llegando a determinar que, el mejor nivel para
el máximo crecimiento de tilapia híbrida es de 12%,
siendo, el 5% el requerimiento mínimo para su
crecimiento. Esto podría ayudar a discutir el pobre
resultado, del “Tratamiento 2”, que a pesar de poseer
un alto nivel de proteína en la dieta (45%) presenta el
menor nivel de lípidos (4.16%) que fue menor
requerimiento considerado como mínimo para las
tilapias, lo que quizás ocasionó que la proteína fuese
destinada para fines energéticos y no para el
incremento de peso en estos peces. En la Figura 2 se
pueden observar los resultados de la conversión
alimenticia.
1.10
1.15
1.20
1.25
1.30
C.
A.
T1 T2 T3 T4
Tratamientos
Figura 2. Valores de conversión alimenticia (C.A)
por tratamientos.
Estadísticamente tanto el porcentaje de proteína
dietaria (Pt), el nivel de energía digestible en la dieta
(ED), así como la interacción Pt. X ED, no mostraron
diferencias significativas con respecto a la conversión
alimenticia
Los mejores valores de conversión alimenticia en
ambos niveles proteicos (40% y 45%), se obtuvieron
al incrementar la cantidad de energía digestible de 3
200 kcal/kg a 3 500 kcal/kg con 1.21 y 1.16
respectivamente.
Aunque la prueba de Duncan señala que no existen
diferencias significativas entre los 4 Tratamientos, la
mejor conversión alimenticia fue 1.16, reportada en
los peces alimentados con el “Tratamiento 3” (40%
de proteína y 3 500 kcal/kg), seguida por el
“Tratamiento 1” (45% de proteína y 3 500 kcal/kg)
con un valor de 1.21 y los “Tratamientos 2” (45% de
proteína y 3 200 kcal/kg) y 4” (40% de proteína y 3
200 kcal/kg) con el mismo valor de conversión
alimenticia (1.27).
Los resultados de la conversión alimenticia
también se vieron afectados por el consumo de
alimento, que evidencia en su análisis estadístico que
no existieron diferencias significativas entre ninguno
de los Tratamientos. No obstante, el mayor consumo
de alimento, 67.79 g, se dio en los peces alimentados
con el “Tratamiento 3” seguido por los “Tratamientos
1, 4 y 2” con valores de 62.34 g, 65.51 g y 65.38 g
respectivamente.
Page y Andrews (1973), Rozin y Mayor (1961) y
Lee y Putman, (1973); citados por Gutiérrez (1999)
encontraron que altos niveles de proteína y energía
resultan en un decrecimiento del consumo de
alimento a diferencia de una dieta con el mismo nivel
Jessie Vargas C., Jorge Montoya, Elsa Vega G.
An cient. 68(3) 2007, pp. 109-114 113
energético pero menor nivel de proteína, tal como
sucedió con el “Tratamiento 1” (45% y 3 500
kcal/kg) con respecto al “Tratamiento 3” (40% y 3
500 kcal/kg). Esto podría atribuirse a que, un exceso
de energía, a menudo detiene la ingesta, antes de que
se consuma suficiente cantidad de proteínas para el
crecimiento del pez, entendiéndose que el total de
energía (Proteica y no-Proteica) esta dada en la dieta
(Page and Andrews, 1973; Peter, 1979; citados por
De la Higuera, 1986).
Los mayores valores de conversión alimenticia
para los “Tratamientos 2 y 4”, sugieren un desgaste
de las funciones plásticas de la proteína en la dieta
por su escaso contenido de energía, la cual debería
aportar un ahorro de proteína, reemplazando una
fracción de proteína que de otra forma habría de ser
catabolizada y utilizada como energía, desviándola de
su principal función, el crecimiento (Page y Andrews,
1973; Takeuchi et al., 1979; Shimeno et al., 1980;
citados por De la Higuera, 1986).
El alto porcentaje de carbohidratos en todo los
Tratamientos, (entre el 36.87 y 42.95%) no influyó
negativamente en el aprovechamiento del alimento,
ya que, al parecer las especies omnívoras y de aguas
cálidas como la tilapia del Nilo (Popma, 1982) y el
bagre del canal (Wilson y Poe, 1973) utilizan
eficientemente el aporte de carbohidratos en su dieta,
llegando a digerir el 70% de la energía bruta como
almidón crudo, mientras que la trucha arco iris,
carnívoro de agua fría posiblemente digiere menos
del 50% (Cho y Slinger, 1979), además, Nagayama y
Saito, (1968) citados por Zamora y Echevarria (1986)
encontraron un efecto positivo de los azucares
(glucosa, sacarosa, dextrina y almidón) con respecto
a una mejor digestión, tanto en la tilapia como en la
carpa, produciendo un mejor crecimiento, el cual se
mantuvo e incluso aumentó, al elevar el nivel de los
mismos en la dieta, hasta valores próximos al 40%,
debido a que en estas especies hay una mayor
cantidad de amilasa, cosa que no ocurre en la trucha.
Los resultados de la tasa de eficiencia proteica (TEP)
se muestran en la Figura 3.
1.50
2.00
2.50
TE
P
T1 T2 T3 T4
Tratamientos
Figura 3. Valores de la tasa de eficiencia proteica
(TEP) por tratamientos.
El análisis de varianza de la tasa de eficiencia
proteica, indica que tanto el porcentaje de proteína, el
nivel de energía digestible, como la interacción PxED
no presentaron diferencias significativas en cuanto a
TEP.
Se puede observar que la reducción de 45% a 40%
de proteína provocó un incremento de la tasa de
eficiencia proteica y dentro de cada uno de estos
porcentajes aumentó la TEP al elevar el nivel
energético de 3 200 kcal/kg a 3 500 kcal/kg. Este
comportamiento es similar al descrito por Shiau y
Huang (1990); citado por Gutiérrez (1999) quienes
encontraron valores de la TEP en tilapia híbrida de
2.38 y 2.53 con dietas de 24% de proteína y 230
kcal. EB/100 g y 21% de proteína y 310 kcal
EB/100g respectivamente, observándose una mayor
TEP al disminuir el porcentaje de proteína y
aumentar el nivel energético.
En la tilapia del Nilo (0.8g), alimentadas con 40%
de proteína cruda se reportó un valor de TEP de 1.32;
mientras, que el valor correspondiente para peces de
40 g de la misma especie, alimentados con un 30% de
proteína fue de 1.93 (Siddiqui et al., 1988; citados
por Twibell and Brown, 1998). Similar reducción de
la TEP fue encontrado cuando se incrementaron los
niveles de proteína en otras especies de tilapia
(Siddiqui et al., 1988; Teshima et al., 1985; Mazid et
al., 1979; y Jauncey, 1982; citados por Gutiérrez,
1999).
Según la prueba de Duncan, sólo se encontró
diferencias significativas entre el “Tratamiento 3”
con la máxima tasa de eficiencia proteica, 2.14 y el
“Tratamiento 2” con un valor de 1.83.
Los bajos resultados de la TEP en el “Tratamiento
2” podrían atribuirse al déficit de aceite de pescado
en esta dieta experimental, el cual según Chou y
Shiao(1996) señalan que 5% seria el mínimo.
En cuanto a la evaluación corporal Los resultados
de los análisis proximales de la composición corporal
de los peces al inicio y final del experimento se
muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Análisis proximal de la carcasa de los
peces (%) al inicio y final del experimento, para
los 4 tratamientos.
Componente (%) Inicio
Final
45% Prot. 40% Prot.
3 500
kcal/kg
3 200
kcal/kg
3 500
kcal/kg
3 200
kcal/kg
T1 T2 T3 T4
Humedad 75.55 70.82 71.81 71.51 75.81
Proteína Cruda
(Nx6.25) 13.81 17.16 16.98 15.58 13.03
Extracto etéreo 6.24 7.6 6.52 8.61 6.79
UNP (%) 12.78 11.5 6.52 --2.98
Consumo
alimento 65.5 62.3 67.8 65.4
El aumento del nivel de energía de 3 200 kcal/kg a
3 500, en ambos niveles proteicos (45% y 40%)
aumentó el porcentaje de lípidos en el cuerpo. Estos
resultados concuerdan con otro experimento llevado a
cabo con alevines de tilapia híbrida (O. niloticus x O.
aureus), utilizando 12 dietas con 24% y 21% de
proteína y 190, 230, 270, 310, 350 y 390 kcal/100 g
de energía, encontrándose un porcentaje
significativamente mas elevado de lípidos en el
cuerpo, en las dietas con mayor contenido energético
(310, 350 y 390 kcal/100g), para ambos niveles de
proteína. (Shiau y Huang, 1990).
El porcentaje de lípidos encontrados en el cuerpo
de los peces mostró una relación directa a la cantidad
Influencia de dos niveles de proteína y energía digestible en el comportamiento productivo de alevines de tilapia
roja (Oreochromis spp.)
114
de lípidos de las dietas (ver Tabla 2). El mayor
contenido lipídico corporal lo presentó el
“Tratamiento 3” con un 8.61%, mientras que el
menor porcentaje fue 6.52, en el “Tratamiento 2”.
El contenido de proteína en el cuerpo de los peces
resultó ser mayor al incrementarse el porcentaje de
proteína de 40 a 45%, y para cada nivel proteico, este
aumentó con el mayor nivel de energía (3 500
kcal/kg). Según Twibell y Brown, (1998), las tilapias
alimentadas con al menos 30% de proteína exhiben
un significativo incremento en el contenido de
proteína en el músculo que los peces alimentados con
una menor cantidad de ésta.
Siddiqui et al. (1988), citados por Twibell y
Brown (1998) observaron una relación similar entre
la proteína dietaria y el contenido de proteína en la
carcasa de O. niloticus de 6.8 g; sin embargo, con
tilapias de 40 g en el mismo estudio obtuvieron un
menor contenido de proteína en la carcasa al
alimentar con dietas de 50% de proteína, que cuando
se les alimento con 30% o 40% de proteína.
Respecto al contenido de humedad en el cuerpo
esta disminuyó tanto para el 40% y 45% de proteína
al incrementar el nivel de energía de 3 200 kcal/kg a
3 500 kcal/kg.
4. Conclusiones
No se observó relación alguna entre el porcentaje
de humedad en el cuerpo y el contenido de lípidos en
la dieta, aunque en estudios previos el contenido de
humedad y el nivel de lípidos exhibieron una relación
inversa (Winfree and Stickney, 1981; Jauncey, 1982;
citados por Twibell and Brown, 1998).
La cantidad de ceniza hallada en el cuerpo de los
peces no mostró relación alguna respecto a los
porcentajes tanto de proteína como de energía.
La observación de las vísceras no mostró ninguna
diferencia entre los diferentes tratamientos,
encontrándose, en todos los casos, los órganos en
condiciones normales, sin características de
acumulación grasa o algún trastorno en el hígado,
estómago u otros órganos.
5. Referencias bibliográficas
AOAC (Association of Official Analytical Chemists)
1980. W. Horwitz (editor), Official Methods of
Analysisi. 13th
edn. Washington, DC 1018p
BERMAN, Y., 1998. Producción Intensiva de Tilapia
en Agua Fluyente. Aqua corporación international
S.A.. Cañas-Costa Rica. En: IV Simposio
Centroamericano de Acuacultura “Cultivo de
Camarón y Tilapia”. Tegucigalpa-Honduras. 59-63
pp.
CALZADA, J. 1972. Métodos Estadísticos Para La
Investigación. Editorial Limusa. Lima–Perú. 424
pp.
Cho, C.Y; Slinger, S.J. 1979. In: Nutrient
Requirements of Fish. National Research Council
(NRC), 1993. 114 pp.
CHOU, B; SHIAU, S. 1996. Optimal Dietary Lipid
Level for Growth of Juvenile Hybrid Tilapia,
Oreochromis niloticus x Oreochromis aureus.
Aquaculture 143 (2) 185-195 pp.
DE LA HIGUERA, M. 1986. Requerimientos de
Proteína y Aminoácidos en Peces. En: Espinoza de
los Monteros, J. y Labarta, U. (Editores), 1988.
Nutrición en Acuicultura vol. II. Comisión Asesora
de Investigación Científica y Técnica (CAICYT).
Plan de Formación de Técnicos Superiores
Programa especial de I + D de Acuacultura.
Zaragoza-España. 53-98 pp.
EL SAYED, A.M; TESHIMA, S. 1991. Tilapia
Nutrition in Aquaculture. Reviews in Aquatic
Science, 5(3-4): 247-265
GUTIÉRREZ, F.W. 1999. Efectos de Diferentes
Niveles de Energía Digestible y Proteína sobre el
Comportamiento Productivo y la Utilización de la
Energía de la Gamitana “Colossoma macropomum”
Pisces Characidae. Tesis Universidad Nacional
Agraria “La Molina”. Lima-Perú. 129 pp.
INSTITUTO NACIONAL DE PESCA Y
ACUICULTURA (INPA). 1996. Fundamentos de
Nutrición y Alimentación en Acuicultura.
Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural. Soler
J., M.; Rodríguez, H.; Daza P., (Editores). Santa Fe
de Bogota-Colombia. 342 pp.
MARTÍNEZ, C.A; CHÁVEZ DE MARTÍNEZ, M.C.
1988. Algunos Aspectos de la Nutrición de las
Tilapias. Acuavisión, Revista Mexicana de
Acuacultura 15:4-5.
POPMA, T. J., 1982. In: Nutrient Requirements of
Fish. National Research Council (NRC), 1993. 15
pp.
SHIAU, S., and Huang, S. 1990. Influence of
Varying Energy Levels with two Protein
Concentrations in Diets for Hybrid Hilapia
(oreochromis niloticus x o. aureus) Reared in Sea
water. Aquaculture 91(2):143-152.
STEFFENS, W., 1987. Principios Fundamentales de
la Alimentación de los Peces. Editorial Acribia S.A.
Zaragoza-España. 81-94 pp.
TACON, A.G.J.1989. Nutrición y Alimentación de
peces y camarones cultivados. Manual de
capacitación (en linea). Brasilia, BR, Consultado 17
mar. 2002. Disponible en
http://www.fao.org/docrep/field/003/AB492S/AB49
2S00.htm#TOC
TWIBELL, R.G; BROWN, P.B. MARZO-1998.
Optimal Dietary Protein Concentration for Hybrid
Tilapia Oreochromis niloticus x O. aureus Fed all-
Plant Diets. Journal of the World Aquaculture
Society, vol. 29, Nº 1 Pardue University,
Department of forestry and Natural Resources,
Indiana-USA. 151 pp.
ZAMORA, S. y ECHEVARRIA, G. 1986. Los
Hidratos de Carbono en la Nutrición de los Peces.
En: Espinoza de los Monteros, J. y Labarta, U.
(Editores), 1988. Nutrición en Acuicultura vol. II.
Comisión Asesora de Investigación Científica y
Técnica (CAICYT). Plan de Formación de Técnicos
Superiores Programa especial de I + D de
Acuacultura. Zaragoza-España. 167-196 pp.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 29/08/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 08/11/2006
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del
río Malinowsky causada por la minería aurífera aluvial, departamento de
Madre de Dios, Perú
Henry Orrego A. 1, Giancarlo Barbieri N.
2
Resumen
El presente estudio, tuvo como finalidad la determinación de mercurio total en peces, agua y sedimento de la cuenca
del río Malinowsky; debido a la actividad minera aurífera aluvial, presente en esta cuenca desde hace varias
décadas. El continuo incremento de la actividad minera en esta cuenca en los últimos años, ha traído consigo el
aumento de la extracción de oro con la consecuente utilización y posterior emisión del mercurio hacia el medio
ambiente, en forma metálica y/o en forma de vapor de mercurio. Para la determinación de mercurio total en peces se
usó el método de espectrometría de emisión atómica con plasma acoplado inductivamente. Se muestrearon 5
especies: Doncella (Pseudoplatystoma fasciatum), Huasaco (Hoplias Malabaricus), Boquichico (Prochilodus
nigricans), Carachama (Pterigoplicchthys sp.) y Sardina (Triportheus emargiantus). Se tomaron muestras de agua y
sedimento y se analizaron usando el método de espectrometría de emisión atómica. Los análisis mostraron un alto
grado de contaminación en sedimentos, que en la totalidad sobrepasan los límites máximos permisibles
recomendados por la OMS de 0.1 ppm. Algunos especímenes sobrepasaron el límite máximo permisible
recomendado por la OMS de 0.5 ppm; pero en promedio se encuentran en un rango permisible o seguro.
Palabras Clave: Mercurio total, minería aurífera, río Malinowky, contaminación, Perú.
Abstract
The present study has the purpose the determination of total mercury in fish, water and sediment of the basin of the
river Malinowsky; due to the alluvial auriferous mining activity present in this zone for several decades. In the last
years, the continuous increment of the mining activity in this basin has brought the increase of the extraction of gold
with the consequent use and emission of the mercury in the environment, such as metallic form and vapor of
mercury. The determination of total mercury in fish was used the method of spectometria of atomic emission with
plasm coupled inductively; It was sampled five species: Doncella (Pseudoplatystoma fasciatum), Huasaco (Hoplias
Malabaricus), Boquichico (Prochilodus nigricans), Carachama (Pterigoplicchthys sp.) y Sardina (Triportheus
emargiantus). The samples of water and sediment were analyzed using the method of spectometria of atomic
emission. The analyses showed a high grade of contamination in sediments that surpass the permissible maximum
limits recommended by the OMS of 0.1 ppm. Some specimens surpassed the permissible maximum limit
recommended by the OMS of 0.5 ppm, but on the average they are in a sure range.
Key Words: Total Mercury, auriferous mining, river Malinowsky, pollution, Perú.
1. Introducción
El desarrollo de las actividades antropogénicas
como la minería, industria química y energética ha
traído consigo impactos negativos sobre los
ecosistemas y sus recursos naturales en la amazonía.
Uno de esos impactos es la contaminación, que se
produce por la adición de compuestos químicos o
fenómenos físicos al ecosistema en cantidades que
sobrepasan los niveles de absorción o depuración del
mismo, produciendo un daño estructural.
La explotación aurífera en Madre de Dios es un
problema muy delicado debido a que en este
departamento se encuentran varias zonas de Reservas
y Parques naturales como el Parque Nacional Manu,
Zona Reservada Amarakaeri, Zona Reservada Alto
Purus, Parque Nacional Bahuaja-Sonene y la Reserva
Nacional Tambopata (Inrena, 2001).
La mayor preocupación en relación con el proceso
de extracción de oro, tanto desde el punto de vista
ambiental como de salud, es debido a la utilización de
mercurio y su consecuente emisión en grandes
cantidades hacia el medio ambiente (Rosario et al.,
1997).
1, 2 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La
Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
La importancia del presente estudio radica
principalmente en que no se han realizado estudios
detallados de contaminación por mercurio en esta
zona geográfica del Perú donde se ha desarrollado la
actividad minera aurífera aluvial desde los años 60 y
también por presentar el río Malinowsky una zona de
frontera natural entre la Reserva Nacional Tambopata
y la Zona de Amortiguamiento, lugares de gran
importancia tanto biológica como cultural que
alberga distintas especies de flora y fauna típica de la
zona. En base a estas consideraciones, el objetivo
principal que persigue el presente estudio es la
determinación de mercurio total en peces, agua y
sedimento, en la cuenca del río Malinowsky; así
como determinar las especies y los lugares más
contaminados por este metal a lo largo del
mencionado río.
2. Revisión de literatura
El mercurio es un metal líquido, brillante y pesado,
que se obtiene generalmente a partir del cinabrio
(sulfuro de mercurio) (Brack et al., sin año). El
mercurio forma fácilmente aleaciones con muchos
metales ejemplo: el oro, la plata, el estaño,
denominadas amalgamas y precisamente la facilidad
con que se amalgama con el oro se utiliza para
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
116
obtener el metal precioso de sus fuentes (Rendiles,
2002). El mercurio es un metal pesado que existe en
tres formas básicas según el estado de valencia en
que se puede presentar y los compuestos que puede
formar con otros elementos: elemental, inorgánico y
orgánico y el peligro inminente radica en la forma en
que su ciclo global puede alterarse debido a otras
emisiones producidas por el hombre. La Figura 1
presenta el ciclo del mercurio y la forma como ocurre
el intercambio de las diferentes especies mercuriales
de acuerdo al medio en que se encuentran (Hruschka,
2000).
El mercurio está ampliamente distribuido en el
medio ambiente debido a las emisiones naturales y a
su utilización por el hombre. En el medio ambiente se
puede encontrar como mercurio metálico, formando
parte de una sal inorgánica o como un compuesto
órgano-mercurial. La presencia de una u otra forma
depende de diversos factores, y además tanto en el
medio ambiente como en el organismo se pueden
transformar unas en otras mediante reacciones de
óxido-reducción y de metilación, reacciones en las
que pueden intervenir algunos microorganismos
(Biopsicología, 2003).
El mercurio se utiliza en la industria para la
manufactura de equipos eléctricos y científicos. Su
uso en conservadores de semillas, pinturas y
cosméticos se han restringido en algunos países, pero
todavía existen muchas compañías que lo utilizan
(Konigsberg, sin año). Es usado ampliamente en la
industria para la fabricación de cloro y soda, como
componente para el tratamiento de semillas, en la
industria electrónica, y en la separación del polvo de
oro en los lavaderos de ese metal (Brack et al., sin
año). En la agricultura se elaboran fungicidas en base
a compuestos organo-mercuriales (Geocities, 2001).
El mercurio se usa en los instrumentos de laboratorio
como termómetros, barómetros, bombas de difusión y
otros instrumentos. Como aplicaciones eléctricas, se
usa para la fabricación de lámparas de vapor de
mercurio para iluminación y anuncios luminosos,
interruptores líquidos y otros dispositivos
electrónicos (Jiménez, 2001).
Figura 1. Esquema del ciclo de mercurio (Hruschka, 2000).
La minería a pequeña escala, donde el mercurio se
usa para ayudar a extraer oro y plata, es otra fuente
principal de contaminación, liberando entre 400 y
500 toneladas de mercurio cada año (Mundo
acuático, 2003). Datos oficiales implican que por
cada kilogramo de oro extraído, al final 1,32
kilogramos de Hg son arrojados al medio ambiente
(Ambio, 1990). La contaminación del medio
ambiente por mercurio es producida por industrias
químicas que producen cloro, fábricas de fungicidas y
de pinturas contra hongos, de plásticos, por minas de
cinabrio (sulfuro de mercurio, HgS), en la extracción
de oro y de plata por el método de amalgamación y
por las refinerías del petróleo (Geocities, 2001).
En el Departamento de Madre de Dios la
modalidad de minería que más se practica es la
minería artesanal. Esta minería es migratoria, es decir
cuando se agota el recurso los mineros artesanales
migran hacia zonas donde todavía no se ha explotado
el recurso o donde recién se esta comenzando a
explotar (Pautrat, 2001). La zona aurífera de Madre
de Dios comprende las cuencas y las sub-cuencas del
río Madre de Dios, Inambari, Colorado, Tambopata y
Malinowsky (Mora, 1995).
Según Llosa (1995), la contaminación por
mercurio es el principal daño ambiental que
ocasionan los mineros artesanales del río
Malinowsky. Esta se produce por el deficiente
manipuleo del mercurio durante el proceso
metalúrgico y el supuesto desconocimiento de los
daños que ocasiona a la salud y al medio ambiente. El
oro forma una amalgama que puede ser separada y la
amalgama separada, es quemada para volatilizar el
mercurio dando como resultado mercurio que entra
en la atmósfera (García et al., 2003). La Figura 2 nos
muestra en forma resumida el ciclo que sigue el
mercurio durante su utilización en la minería
aurífera.
La Tabla 1 nos muestra los límites estipulados
tanto por la Ley General de Aguas de Perú para el
uso de agua N° VI (en el ítem referido a mercurio en
el agua); y los límites establecidos por la
Organización Mundial de la Salud (OMS) para
mercurio en peces y sedimento.
Henry Orrego A., Giancarlo Barbieri N.
An cient. 68(3) 2007, pp. 115-128 117
Figura 2. Ciclo del mercurio liberado en el medio ambiente debido a la minería aurífera aluvial.
Tabla 1. Límites máximos permisibles para agua,
peces y sedimento según la OMS y la Ley General
de Aguas de Perú.
Agua
Ley General de
Aguas (uso N° VI) Perú.
Peces
Organización
mundial de la Salud.
Sedimento
Organización
mundial de la Salud.
Límite
máximo
permisible (Hg)
0.0002 mg/l 0.5 mg/kg 0.1 mg/kg
Los límites máximos permisibles de mercurio total
para peces en diferentes países del mundo se
presentan en la Tabla 2.
Tabla 2. Límites máximos permisibles para
distintos países con referencia al mercurio en
peces.
País Tipo de organismo
Concentración de Mercurio (ug/kg)
Estados Unidos Pez Estándar 1000
Brasil Pez Estándar 500
Canadá Pez Estándar 500
Dinamarca Pez Estándar 500
Ecuador Pez Estándar 1000
Finlandia Pez Estándar 1000
Francia Mariscos 500 – 700
Alemania Pez Estándar 1000
Grecia Pez Estándar 700
India Pez Estándar 500
Italia Pez Estándar 700
Japón Pez Estándar 300
Países Bajos Mariscos 1000
España Pez Estándar 500
Suecia Pez Estándar 1000
Suiza Pez Estándar 500
Tailandia Pez Estándar 500
Venezuela Mariscos 500
Zambia Pez Estándar 300
Australia Pez Estándar 500
*Perú Peces 500
*El dato de Perú ha sido insertado a la tabla original.
Fuente: Nauen, (1983).
El mercurio es uno de los contaminantes más
peligrosos por su capacidad de biomagnificación; es
decir, sus efectos se acumulan y se transmiten de
unas especies biológicas a otras (Konigsberg, sin
año). La mayor ingestión de mercurio por parte de los
seres humanos generalmente corresponde al consumo
de pescado y mariscos (Miller, 2002). El mercurio
tiene un número de efectos sobre los humanos, que
pueden ser todos simplificados en las siguientes:
Daños al sistema nervioso, a las funciones del
cerebro, al ADN y cromosoma, reacciones alérgicas,
irritación de la piel, cansancio, dolor de cabeza;
también causa efectos negativos en órganos
encargados de la reproducción, daño en el esperma,
defectos en nacimientos y abortos (Lentech, sin año;
DEQ, 1994).
La forma orgánica del mercurio más nociva o
peligrosa para los seres vivos es la del metilmercurio
que es generado por la metilación del mercurio
producida por bacterias y hongos (INANDES,
1999). El metilmercurio, debido a su alta solubilidad
en lípidos, se distribuye a través de todo el
organismo, debido a su facilidad para atravesar todas
las membranas. Los niveles en la sangre se equilibran
con los niveles en los tejidos, por lo que la sangre es
un buen indicador clínico. Cerca del 90% de todo el
metilmercurio presente en la sangre, se encuentra en
los glóbulos rojos, también se concentra en el hígado,
el riñón, el cerebro, el cabello y la epidermis
(Hruschka, 2000).
Se ha demostrado que el mercurio y algunos
compuestos inorgánicos de mercurio pueden ser
metilados (formar metil-mercurio, H3C-Hg-CH3) por
bacterias anaerobias y aeróbicas en el lodo del fondo
de los lagos y también por los peces y los mamíferos
(Geocities, sin año).
3. Materiales y métodos
El río Malinowsky está ubicado a lo largo de los
Distritos de Mazuco y Laberinto, en la Provincia de
Tambopata, Departamento de Madre de Dios. Las
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
118
coordenadas geográficas de este río abarcan desde los
12°36’ S, 69°31’ W hasta los 12°56’S, 69°33’ W.
Las ubicaciones de las estaciones de muestreo
(Figura 3) se hicieron siguiendo las pautas
establecidas en el Protocolo de Monitoreo de Agua
del Ministerio de Energía y Minas y también
tomando en cuenta la geografía de la zona y su
accesibilidad. Las estaciones de muestreo se ubicaron
antes de cada centro minero y después de los mismos,
así mismo se ubicaron estaciones antes y después de
cada confluencia de cada río de volumen importante.
Las estaciones de muestreo seleccionadas para
evaluar la concentración de Mercurio total se
presentan en la Tabla 3.
Figura 3. Ubicación geográfica del río Malinowsky y las estaciones de muestreo.
Tabla 3. Estaciones de muestreo a lo largo del río Malinowsky.
Lugar Coordenadas
UTM. Estación
Muestreos
Peces Sedimento Agua
Cabecera Malinowsky 19L 0364555
8550288
A X X X
Río Pumahuaca 19L 0369848
855339
B X X X
Confl. río Malinowsky- Pumahuaca 19L 0370082 8555981
C X X
R. medio Malinowsky 19L 0405064
8558507
D X X X
Boca río Malinowskillo 19L 0406569
8556677
E X X X
Confl. río Malinowsky –Malinowskillo 19L 0408058 8556821
F X X
Asentamiento minero APAYLOM 19L 0426641
8571274
G X X
Boca río Malinowsky 19L 0442662
85569567
H X X X
Río Tambopata 19L 0442320 8568636
I X X X
Confl. río Malinowsky – Tambopata 19L 0443936
8570050
J X X
Los parámetros físico-químicos medidos en cada
una de las estaciones fueron: temperatura, pH,
conductividad, sólidos totales disueltos, sólidos
totales suspendidos y oxígeno disuelto.
Los equipos utilizados para evaluar la calidad de
agua fueron: Kit de oxigeno disuelto modelo
LM7417-LaMotte, Phmetro digital modelo PW1-
Oakton, conductímetro digital modelo TDSTetr 3-
Oakton, termómetro SinKin modelo TH21, medidor
de sólidos disueltos totales modelo TW1-LaMotte. Se
usó acido nítrico (HNO3) al 1% para la preservación
de las muestras de agua.
Para el análisis de mercurio total en el músculo de
los peces se seleccionaron 5 especies de gran
consumo y comercialización por los pobladores de la
cuenca de este río y a nivel departamental (Mocchco,
Henry Orrego A., Giancarlo Barbieri N.
An cient. 68(3) 2007, pp. 115-128 119
2001), con diferentes regímenes alimenticios,
piscívoro, detritívoro y omnívoro. Régimen
piscívoro: Doncella (Pseudoplatystoma fasciatum,
Linnaeus, 1776) y Huasaco (Hoplias Malabaricus,
Bloch 1794) (Chang, 1991); Régimen detritívoro:
Boquichico (Prochilodus nigricans, Agassiz 1821) y
Carachama (Pterigoplicchthys sp) (Deza, 1996) y
Régimen omnívoro: Sardina (Triportheus
emargiantus, Bloch 1794) (Ortega et al., 1992).
Para la determinación de mercurio en muestras de
agua y peces se usó el método de Espectrometría de
Emisión Atómica con plasma acoplado
inductivamente (ICP-GH), basado en el método EPA,
200.7; Rev. 4.4 Mayo 1994. (Envirolab, 2003).
Limite de detección de 0.0002 mg/l. Para la
determinación de mercurio en muestras de sedimento
se usó el método de inducción de Plasma Acoplado
con Espectrometría de Emisión Atómica (ICP-GH),
basado en el método EPA 6010B; Rev. 2 Enero del
1995, (Envirolab, 2003). Limite de detección de
0.01mg/kg. Para la determinación de los sólidos en
suspensión en el agua se usó el método SM 2540-D
(Sólidos suspendidos totales secados a 103 – 105 °C),
(Envirolab, 2003) con limite de detección de 5 mg/l.
Se realizaron 5 salidas de muestreo en el río
Malinowsky y sus afluentes desde Diciembre del
2002 a Junio del 2003. Las muestras fueron tomadas
en la época de creciente de los ríos debido a las
fuertes lluvias que se presentan en esta época del año
en toda la región amazónica y es cuando se
incrementa la actividad minera.
La metodología usada para el muestreo de los
parámetros de calidad de agua es la recomendada por
el “Protocolo de Monitoreo de Calidad de Agua” del
Ministerio de Energía y Minas, Dirección General de
Asuntos Ambientales. Las muestras de agua fueron
tomadas en las botellas de 1 litro y preservadas con
ácido nítrico al 1%, luego fueron rotuladas según el
lugar de muestreo y posteriormente fueron
almacenadas con hielo. Se colectaron 50 muestras de
agua en las 10 estaciones de muestreo ubicadas a lo
largo del río.
Las muestras de sedimentos fueron colectadas con
las botellas de 0.5 litros de boca ancha tanto en los
bordes del río como en el medio mismo haciendo un
total de 15 muestras por estación. Posteriormente
fueron rotuladas según el lugar de muestreo y
almacenadas. Se colectaron 150 muestras de
sedimento en las 10 estaciones de muestreo
ubicadas a lo largo del río.
Las muestras de peces fueron obtenidas utilizando
aparejos de pesca de la zona. La utilización de los
mismos varió de acuerdo a cada especie y
dependiendo tanto de las características físicas del
pez como de su hábito alimenticio. Para cada
especie hidrobiológica se extrajo un número variable
de individuos, debido principalmente a factores como
abundancia de cada especie, estacionalidad temporal
y espacial de cada especie, dificultad de captura,
clima y nivel de río. Inmediatamente posterior a su
pesca se separó el músculo dorsal del pez para luego
ser introducido en bolsas herméticas sin aire en su
interior, rotuladas y colocadas en un recipiente
aislante con hielo para su refrigeración a menos de 4
ºC. En la ciudad de Puerto Maldonado, las muestras
fueron congeladas y luego se enviaron a la ciudad de
Lima para su determinación analítica en el
laboratorio en un plazo menor a 20 días contados
desde su captura hasta su arribo al laboratorio; el
protocolo de muestreo de tejidos biológicos pone
como máximo de tiempo 30 días desde el muestreo
hasta la determinación analítica. Fueron colectadas
125 muestras de músculo de pescado.
3.1 Análisis estadístico La información fue sometida a un análisis
estadístico demostrativo, hallándose parámetros de
estimación central como la tabla de distribución de
frecuencias en las que se han tabulado los individuos
tanto por pesos como por las concentraciones de
mercurio total para poder analizar y relacionar ambas
variables (Véliz, 2000). La Media aritmética se
utilizó para obtener un valor promedio de las
concentraciones de mercurio total para cada especie
(Rubio, 1995). La desviación estándar fue hallada
para indicarnos la heterogeneidad u homogeneidad de
los valores de la información recopilada (Véliz,
2000). El Rango nos indicó la diferencia entre la
mayor concentración de mercurio total y la menor
concentración de mercurio total (Rubio, 1995). Los
Histogramas de las variables que se representan
gráficamente fueron elaborados para obtener patrones
que indiquen la distribución y tendencia de los
mismos. Con los datos expresados en gráficos se
podrá observar con mayor claridad los valores de
concentración de mercurio total para cada especie y
las tendencias de los mismos (Véliz, 2000) y la
Regresión lineal fue elaborada para indicar la
relación y/o dependencia entre las variables: peso del
pez y concentración de mercurio total del mismo
(Rubio, 1995).
4. Resultados y discusión
4.1 Mercurio en el agua
La Tabla 4 nos muestra los resultados obtenidos en
las mediciones de los parámetros físico-químicos en
el río Malinowsky. Los valores de los parámetros de
calidad de agua y de sus afluentes se han mantenido
dentro de los rangos que ha venido monitoreando
EMAPAT (Empresa Municipal de Agua Potable y
Alcantarillado) de Puerto Maldonado, así como de su
planta de producción o de tratamiento y también por
parte del Ministerio de Salud con sede en este mismo
departamento.
Tabla 4. Resultados promedios de los parámetros
físico-químicos del río Malinowsky.
Parámetro Rango Promedio Temperatura 26 – 28.6 °C 27.3 °C
Oxigeno disuelto 6.6 – 7.3 mg/l 6.9 mg/l
Conductividad 11.6 – 16.6 us 14.1 us
Sólidos disueltos totales 5 – 11.6 ppm 8.3 ppm
pH 6.9 – 7.8 7.3
Sólidos en suspensión 5 – 3342* mg/l 372 mg/l * Este valor resulta extremadamente alto y la muestra fue tomada después de una fuerte lluvia en la cual hubo bastante erosión del
sedimento de las riberas y del cauce del río Malinowsky.
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
120
La Tabla 5, nos muestra las concentraciones de
mercurio obtenidas en los análisis de agua de acuerdo
a las ubicaciones de los puntos de muestreo. Los
resultados de los análisis de mercurio en agua no
arrojaron concentraciones mayores a 0.0002 mg/l.
En ninguna de las estaciones de muestreo se encontró
concentraciones de mercurio, la cual se puede deber
probablemente a las características propias del río,
características físico - químicas del mercurio, y del
clima circundante a esta cuenca como es la fuerte y
continua precipitación que podría estar “lavando” o
limpiando las aguas del río.
Tabla 5. Concentración de mercurio total en agua.
Ubicación Clave
Concentración
de mercurio
(mg/l)
Cabecera río Malinowsky A < 0.0002
Río Pumahuaca B < 0.0002
Conf. río Malinowsky-
Pumahuaca C < 0.0002
Río Malinowsky medio D < 0.0002
Río Malinowskillo E < 0.0002
Conf. Río Malinowsky-
Malinowskillo F < 0.0002.
Asentamiento APAYLOM G < 0.0002
Boca Malinowsky H < 0.0002
Río Tambopata I < 0.0002
Conf. río Tambopata-
Malinowsky J < 0.0002
La densidad del mercurio al ser bien alta (13.6
g/cm3) genera que las partículas de mercurio que
ingresan al río, ya sea porque es desechada
directamente por los mineros o por que ingresa al
medio acuático por medio de la lluvia, se sedimenta
bien rápido no permaneciendo mucho tiempo en la
columna de agua por lo que seria una de las causas
por las cuales no se ha encontrado trazas de mercurio
en el agua.
El río Malinowsky presenta una escasa
profundidad por lo que el recorrido de la partícula de
mercurio en la columna de agua es de tiempo muy
corto y sobretodo si tenemos en cuenta la alta
densidad del mercurio que acelera el proceso de
sedimentación. Otro motivo sería que el río
Malinowsky presenta constantes crecidas en su
caudal generada por aguas de lluvia de la cabecera lo
que podría estar diluyendo la concentración de
mercurio en el agua haciéndola indetectable para los
equipos utilizados para su detección.
El resultado de no encontrar trazas de mercurio en
agua en ninguna muestra analizada, (inclusive cuando
es evidente la minería aurífera aluvial y el obligado
uso de mercurio), se da según estudios similares
debido a que las muestras fueron tomadas en la
época de creciente de agua (Diciembre–Julio), por lo
que seria conveniente realizar un monitoreo de agua
en la estación seca (Agosto–Octubre) en donde los
ríos han bajado su caudal y así se podrá determinar si
hay presencia de mercurio en las aguas del río
Malinowsky, debido a que aumentaría la
concentración de éste en las aguas del río.
Un resultado muy parecido ocurrió también en un
estudio similar en el río Madeira en Brasil (Pfeiffer et
al., 1993); en el que se analizó muestras de agua,
peces, cabello humano y sedimento donde se
encontraron trazas de mercurio en peces, sedimento y
cabello humano en concentraciones en algunos casos
mayores y en otros casos menores a los permisibles;
pero en agua, los resultados fueron bajos y en algunos
casos nulos no se encontró ninguna traza; a lo que los
investigadores citaron como una de las causas la
creciente de agua producto de las lluvias con la
correspondiente remoción de sedimento, que ocurrió
en el momento de la toma de muestras, y que debido
a este fenómeno natural, el mercurio se diluyó en el
agua produciéndose una concentración muy por
menor a la verdadera concentración presenten el
medio.
En el caso del río Inambari muestreado por
Medina en el 2001, la concentración de mercurio
alcanzó bajas concentraciones excepto una muestra
que alcanzó 71.6 ppm debido a que fue tomada en un
punto de amalgamación y en época de vaciante; es
por este motivo que el valor es exageradamente alto
tanto por el lugar de toma de la muestra como por las
condiciones propias que presenta la época de
vaciante.
4.2 Mercurio en peces La Tabla 6, muestra el número total de ejemplares
muestreados de cada especie para el análisis de
mercurio en el músculo de peces y la Tabla 7
presenta las diferentes concentraciones promedio de
mercurio total para cada especie hidrobiológica
analizada.
Tabla 6. Número total de muestras para cada
especie de pez.
Nombre
común Nombre científico
Número de
ejemplares muestreados
Doncella Pseudoplatystoma fasciatum 20
Huasaco Hoplias malabaricus 37
Boquichico Prochilodus nigricans 23
Carachama Pterigoplicchthys sp 28
Sardina Triportheus emarginatus 17
Total 125
La OMS ha recomendando para el Perú el límite
máximo permisible para la concentración de mercurio
en el músculo de los peces para consumo humano de
500 ug/kg.
En la Tabla 7 se observa una diferencia
significativa en los niveles del mercurio total entre
algunas de las especies seleccionadas; los valores
promedios más altos se presentaron en los peces
Doncella y Huasaco con 274 ug/kg y 276 ug/kg
respectivamente (ambos piscívoros); la especie que
presenta el valor promedio mas bajo es el de la
Carachama con 130 ug/kg (detritívoro). Las especies
piscívoras Huasaco y Doncella presentan por su
posición en la cadena trófica una mayor
concentración de mercurio, debido probablemente, al
Henry Orrego A., Giancarlo Barbieri N.
An cient. 68(3) 2007, pp. 115-128 121
efecto de bio-acumulación y bio-magnificación, ya
que al ser piscívoros están ingiriendo peces en su
dieta diaria contaminados con Hg.
Tabla 7. Concentración promedio de mercurio
total en el músculo dorsal de los peces.
Especie Habito
alimenticio
Concentración de Hg
(ug/kg). Peso
prome
dio del pez
(g)
Variables
Prom. S.d. Rango
Doncella Piscívoro 274 ± 249 40–890 1910
Huasaco Piscívoro 276 ± 171 60–760 193
Boquichico Detritívoro 240 ± 222 10–750 285
Carachama Detritívoro 130 ± 110 20–470 80
Sardina Omnívoro 198 ± 194 20–240 60
Todas las especies de peces analizadas presentan
una tendencia creciente o positiva de acumular mayor
cantidad de mercurio con la edad; todas las especies
presentan a una mayor cantidad de peso (que está en
relación directa con la edad) una mayor cantidad de
mercurio total presente en el músculo, así lo indica la
líneas de tendencia en la Figura 3 para las diferentes
especies analizadas. De acuerdo a las ecuaciones de
regresiones lineales entre las variables peso y la
concentración de mercurio total para cada especie, el
grado de correlación r2 es variable siendo el mayor
para la especie doncella con 0.93 y el menor valor
corresponde a la especie sardina con 0.50.
La Figura 4, nos muestra para cada especie de pez
los histogramas de distribución de frecuencias según
los rangos de concentración de mercurio de las
especies analizadas. La especie Boquichico que
presenta una concentración de mercurio
medianamente alta (promedio 240 ug/kg) es un pez
detritívoro y migratorio que sirve de alimento tanto a
las especies piscívoras como a los seres humanos por
lo que al migrar de un lugar a otro podría estar
contaminando otros ambientes acuáticos al ser parte
de la cadena trófica.
La especie sardina, según los resultados
estadísticos en cuanto a peso y concentración de
mercurio, se observa que absorbe rápidamente el
mercurio. Debido a que es una especie de talla
pequeña el crecimiento es mas rápido por lo que los
especímenes muestreados, a pesar de tener un peso de
adulto (90 -120 g) (com. per. Blgo. Pesquero Cañas
Carlos, 2003) tienen poco tiempo de vida en
comparación con el resto de las especies pescadas y
presentan una concentración de mercurio alta en
comparación a las demás especies. Este hecho nos
indica que probablemente debido a que la especie
sardina es de orden omnívoro y sus hábitos
alimenticios son amplios (desde arenilla hasta
semillas y frutos pasando por peces pequeños e
invertebrados), el ecosistema que esta aledaño o que
se encuentra en el entorno de este río presenta
contaminación por mercurio.
Figura 3. Concentración de mercurio total en
función al peso del pez.
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
122
Figura 4. Distribución de frecuencias para cada
especie según los rangos de concentración de
mercurio.
Las concentraciones promedio de mercurio total
en todas las especies, se encuentra por debajo del
máximo permisible dictaminado por la OMS pero
hay que tomar en cuenta que el agente contaminante
mercurio es bioacumulable y biomagnificable
manteniéndose en concentraciones cada vez mayores
por lo que a mediano plazo, en base a los resultados
obtenidos en este estudio, se podría estar hablando de
concentraciones de mercurio en el músculo de los
peces por encima de los limites máximos permisibles.
Para el caso de Perú, en peces la concentración
máxima permisible es de 500 ug/kg (Deza, 1996),
tanto para peces marinos como para peces de agua
dulce; en comparación con los estándares para otros
países, nuestro limite se ubica dentro del promedio de
países como Canadá, Dinamarca, Brasil, India, Suiza
y Venezuela en donde el consumo de pescado es
moderado; en cambio es alto en comparación del
límite que mantiene Japón y Zambia (300 ug/kg), esta
diferencia se ha debido principalmente a las
costumbres alimenticias de cada país, en donde a
mayor consumo percapita de pescado, el limite
máximo permisible es menor, a diferencia de los
países que consumen pescado con menor frecuencia
como Estados Unidos, Países Bajos, Suecia,
Alemania, Grecia, Finlandia y Grecia; los cuales
presentan un limite máximo permisible entre 700 -
1000 µg/kg.
4.2.1 Doncella La doncella que es un depredador en la cima de la
cadena trófica cuyo peso corporal fluctuó
ampliamente entre los 0.38 – 8.1 kg. Esta especie
desplegó los valores de concentración de mercurio
más altos llegando hasta 890 ug/kg y un promedio de
274 ug/kg ± 249 SD para 20 ejemplares muestreados.
El 20% de las muestras de este pez piscívoro están
por encima del límite permisible. Los demás
especimenes de la misma especie debido a su
pequeño tamaño y consiguiente corta edad no
alcanzan valores peligrosos de mercurio total.
En la Figura 3 se muestra para esta especie el valor
de correlación entre el peso y la concentración de
mercurio, el valor de correlación es alto 93.9% lo que
nos da a entender que hay una fuerte relación entre el
peso del pez y la concentración de mercurio,
haciendo que para un mayor peso de este pez la
concentración de mercurio es mayor. La mayor
frecuencia de concentración de mercurio en esta
especie se dio entre las concentraciones [0.11 – 0.20]
con una frecuencia de 7 individuos; seguidos de la
concentración [0.31 – 0.40] con 5 individuos (Figura
4).
Pfeiffer et al. (1993), informan en el río Madeira de
niveles altos de concentración de mercurio para esta
especie de hasta de 2100 µg/kg para un pez de 20 kg
de peso; en el río Jaci Parana que es un tributario al
río Madeira se ha encontrado especímenes de la
misma especie que contenían hasta 2700 ug/kg para
un peso corporal de 685 g y en el río Jamari se
encontró un individuo que contenía 70 ug/kg de
mercurio total y pesaba 1.13 kg. Estas grandes
concentraciones son debido a que de la actividad
minera a lo largo del río Madeira es mayor que en el
área de Malinowsky (Deza, 1996). Sin embargo para
el año 1995 Padovani et al. (1995) encuentran en el
mismo río Madeira dos ejemplares que presentaban
concentraciones de mercurio total en el orden de 700
ug/kg y de 1030 ug/kg.
IMA, 1995 informó de otra alta concentración de
mercurio en la doncella en el río Madre de Dios con
790 ug/kg. La preocupación con referencia al alto
contenido de mercurio en los peces carnívoros, es
debido, a su alto consumo por parte de la población
de Puerto Maldonado y casi el 37% está compuesto
por estos grandes bagres conjuntamente con los
Brachyplatistomas spp (Deza, 1996). Martinelli et al.
(1988) encontró en el río Madeira en Porto Vello,
Brasil concentraciones de mercurio total en la
doncella de 500 ug/kg en un espécimen de 4.1 kg,
que sería semejante a los resultados obtenidos en el
presente estudio para especimenes del mismo peso.
Maurice–Bourgion et al. (1999) encontraron para la
misma especie doncella, concentraciones de 857
ug/kg en el río Beni en Bolivia; donde se especifica
que el mayor riesgo de contaminación por mercurio
para las personas que viven cerca de lugares donde se
extrae oro es la ingesta de grandes peces piscívoros
(bagres) que presentan mercurio en su organismo.
En cuanto a la región del Manu, Gutleb et al.
(1993), encuentran en el río Madre de Dios para el
pez doncella concentraciones de mercurio total de
1,544 – 681 ug/kg y en el mismo año; en río La Torre
encontró para esta misma especie concentraciones de
Henry Orrego A., Giancarlo Barbieri N.
An cient. 68(3) 2007, pp. 115-128 123
467 ug/kg. Mas para el año 1993 encontró en el río
Manu que es un río que esta dentro del Parque
Nacional Manu un individuo que contenía 51 ug/kg
de mercurio total en su músculo dorsal, lo que nos
certifica que si bien este resultado no está por encima
de lo permisible ya que no hay minería en este río;
las especies migratorias como son los grandes bagres
son un importante vector de contaminación ya que,
en sus largas travesías migratorias, por la búsqueda
de alimento o lugares de desove, conllevan dentro de
ellos todo el mercurio bioacumulado y/o
biomagnificado a lo largo de su vida.
Según Siamazonia (2002), en el río Napo se halló
para un ejemplar de doncella una concentración de 5
ug/kg que es relativamente bajo en comparación a
los resultados obtenidos para el río Malinowsky.
4.2.2 Huasaco El Huasaco es un pez predador y residente de la
zona (Chang, 1991). Comparte la más alta
concentración promedio de mercurio con un
promedio de 276 ±171 SD para 37 ejemplares
muestreados. El valor más alto detectado para esta
especie es de 760 ug/kg para un pez de 600 g de peso
corporal. El Huasaco es un pez que se ubica en la
cima de la cadena trófica conjuntamente con la
especie Doncella, ya que presenta pocos
depredadores a excepción del lobo de río, el caimán y
el hombre. De los 37 individuos capturados 5
ejemplares (13% del total) superaban el limite
permisible y 10 del resto de ejemplares capturados
las concentraciones de mercurio variaron entre 300 –
480 ug/kg que si bien no exceden el limite máximo
permisible si se encuentran cercanos a este. Los pesos
de estos ejemplares variaron entre 55 y 410 g, lo que
indica que desde pequeñas tallas y cortas edades, al
ser un pez piscívoro, está concentrando mercurio total
presente en la biota acuática, especialmente
proveniente de pequeños peces y crustáceos.
En la Figura 3 se muestra para esta especie el valor
de correlación entre el peso y la concentración de
mercurio, el valor de correlación es medianamente
alto 77.4% lo que nos da a entender que hay una
fuerte relación entre el peso del pez y la
concentración de mercurio, haciendo que para un
mayor peso de este pez la concentración de mercurio
es mayor. La mayor frecuencia de concentración de
mercurio en esta especie se dio entre las
concentraciones [0.00 – 0.10] con una frecuencia de
10 individuos; seguidos de la concentración [0.21 –
0.30] y [0.31 – 0.40] con 8 individuos cada uno
(Figura 4).
Deza, 1996 encontró individuos que fueron
extraídos del río Madre de Dios que contenían 50
ug/kg ±15 SD de mercurio total en el músculo dorsal
y sus pesos se encontraban entre 161 - 461.5 g, que
nos indica en comparación con nuestros resultados
que los Huasacos del río Malinowsky presentan una
mayor contaminación para el mismo peso. Deza
(1996) además, muestreó especímenes de Huasaco
del mercado de Puerto Maldonado que provenían de
otros lugares y encontró para este pez
concentraciones de 44 ug/kg ±36 SD y presentaban
un peso promedio de 143.34 g.
En el río Paraíba do Sul en Brasil en el año 1986
se analizó también a la especie Huasaco alcanzando
el mercurio niveles superiores al recomendado por la
OMS para el consumo humano. La acumulación se
dio preferentemente en el tejido muscular (CEPIS,
1997). Padovani et al. (1995) encuentra en el río
Madeira 12 especímenes de Huasaco que contenían
mercurio total en un promedio de 200 ug/kg y el
rango de los mismos era de 120 – 300 ug/kg.
DIGESA (2001) en el río Nanay, encontró para esta
especie una concentración de 20 ug/kg de mercurio
total, que si bien no es alta representó la más alta
concentración para dicho estudio donde se analizaron
5 especies.
4.2.3 Boquichico El Boquichico es el pez mas comercializado al
nivel de toda la amazonía peruana y es altamente
comercializado en el mercado de Puerto Maldonado
cualquiera que sea su procedencia dentro de
Departamento de Madre de Dios, (Deza 1996 y
Mocchco, 2003). De acuerdo a los resultados
obtenidos esta especie representa el tercer puesto en
contaminación por mercurio total obteniendo un
promedio de 240 ug/kg ±222 SD para 25 ejemplares
muestreados.
En la Figura 3 se muestra para esta especie el valor
de correlación entre el peso y la concentración de
mercurio, el valor de correlación es alto 74.6% lo que
nos da a entender que hay una medianamente fuerte
relación entre el peso del pez y la concentración de
mercurio, haciendo que para un mayor peso de este
pez la concentración de mercurio es mayor. La mayor
frecuencia de concentración de mercurio en esta
especie se dio entre las concentraciones [0.00 – 0.10]
con una frecuencia de 10 individuos; seguidos de la
concentración [0.21 – 0.30] y [0.41 – 0.50] con 4
individuos cada uno (Figura 4).
Deza (1996), encontró en el río Manu para una
muestra de 10 ejemplares de esta especie, un
promedio de concentración de mercurio total del
orden de 55 ug/kg ±35 SD para individuos de peso
corporal entre los 713 – 1,616 g; lo que indica que en
comparación con los peces del Malinowsky estos
últimos presentan una contaminación mayor ya que
los ejemplares capturados en el presente estudio varia
entre los 45 – 1,300 g de peso corporal y presentan
mayor concentración de mercurio. Igualmente
(Padovani et al., 1995) encontraron en el río Madeira
(Brasil) 17 ejemplares que en promedio tenían 120
ug/kg ±100 SD en el río Guajará-Mirim y 4
individuos con una concentración promedio de 110
ug/kg ±30 SD de mercurio total.
En un área más cercana a Madre de Dios, Gutleb
et al. (1996) mencionan que en el año 1992
encontraron en el mercado de Puerto Maldonado 5
ejemplares de Boquichico que presentaban en
promedio una concentración de mercurio total de 125
µg/kg que está por debajo de los resultados obtenidos
en este estudio, lo que nos llevaría a afirmar que el
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
124
río Malinowsky está posiblemente contaminado con
mercurio.
En la cuenca del Beni en Bolivia, Maurice–
Bourgoin et al. (1999) encontraron en el río
Quiquibey, 01 individuo que presentaba 39 ug/kg de
mercurio total; en el río Tuichi 02 individuos que
presentaban 55 ug/kg ±20 SD; para el área de
Rurrenabaque (no se especifica el río de donde se
muestreo) 02 individuos en los que se halló 102
ug/kg y 64 ug/kg respectivamente. Por ultimo en el
río Sane se encontraron 8 individuos que en promedio
contenían una concentración de mercurio total de 37
ug/kg ±10 SD. Es notoria la diferencia de
concentraciones de mercurio total para esta especie
en el río Beni en comparación a las del río
Malinowsky; las del río Malinowsky presentan mayor
contaminación en todas las muestras analizadas.
Según Siamazonia (2002) en el río Napo, se halló
para un ejemplar de Boquichico una concentración de
10 ug/kg que es relativamente bajo en comparación a
los resultados obtenidos para el río Malinowsky. De
igual manera Pfeiffer et al. (1993) en el río Madeira
en Brasil, encontraron 01 ejemplar de esta especie de
343 g que presentaba una concentración de mercurio
total de 100 ug/kg, y Padovani et al. (1995) en la
zona de Pucurui encontraron para esta especie una
concentración de 70 ug/kg. Definitivamente todos los
ejemplares de Bocachico analizados en este estudio
superan notablemente la concentración de mercurio
total presente en otros ejemplares analizados en los
diferentes estudios revisados.
4.2.4 Carachama
Esta especie presentó la más baja concentración de
mercurio total en las 5 especies estudiadas, en las 28
muestras analizadas para esta especie se encontró un
promedio de concentración de mercurio de 130 ug/kg
±110 SD.
En la Figura 3 se muestra para esta especie el valor
de correlación entre el peso y la concentración de
mercurio, el valor de correlación para esta especie es
medianamente bajo 58.6% lo que nos da a entender
que no existe una fuerte relación entre el peso del pez
y la concentración de mercurio, demostrando que
para un mayor peso mayor de este pez la
concentración de mercurio no siempre sea mayor.
La mayor frecuencia de concentración de mercurio
en esta especie se dio entre las concentraciones [0.00
– 0.10] con una frecuencia de 20 individuos; seguidos
de la concentración [0.11–0.20] con 4 individuos
(Figura 4).
Deza (1996) encontró para una especie de la misma
familia Loricariidae y de los mismos hábitos
alimenticios una concentración promedio de 29 ug/kg
±12 SD para 30 individuos, los cuales pesaban entre
129 – 661 g. El presente estudio demuestra resultados
de concentraciones mayores a tamaños menores lo
que indica que la contaminación del río Malinowsky
es mucho mayor que la del río Manu. Por otra parte
Martinelli et al. (1998), reportó para esta especie una
concentración de 50 ug/kg en el lago Macaco cercano
al río Madeira en Brasil, este espécimen pesaba 180
g. Asimismo se colectó en el mismo lago huevos de
la misma especie con los que halló una concentración
de 470 ug/kg en una muestra y en otra de 3810
ug/kg. La información con referencia a
contaminación por mercurio total para esta especie
es muy escasa por lo que no se han podio encontrar
mayores datos para discusión.
4.2.5 Sardina
Pez de la familia Characidae presenta hábitos
omnívoros por excelencia y de poca migración por lo
que se considera un pez residente, presenta una
relativa abundancia en los ríos de la Amazonía. Esta
especie presento una concertación promedio de 198
ug/kg ±194 SD para los 17 individuos colectados.
En la Figura 3 se muestra para esta especie el valor
de correlación entre el peso y la concentración de
mercurio, el valor de correlación para esta especie es
medianamente bajo 50.7% lo que nos da a entender
que no existe una fuerte relación entre el peso del pez
y la concentración de mercurio, haciendo que para un
mayor peso de este pez no siempre la concentración
de mercurio total de la sardina va a ser mayor.
La mayor frecuencia de concentración de mercurio
en esta especie se dio entre las concentraciones [0.00
– 0.10] con una frecuencia de 7 individuos; seguidos
de la concentración [0.11 – 0.20]; [0.11 – 0.20] y
[0.21 – 0.30] con 3 individuos respectivamente cada
uno (Figura 4). Deza (1996), encuentra para una
especie muy similar Triportheus spp y de la misma
familia una concentración media de 29 ug/kg ±12 SD
en 30 ejemplares capturados en el río Manu.
Martinelli et al. (1998), encontraron un ejemplar en
Costa do Milagre, río Madeira en Brasil que pesaba
80 g y contenía 570 ug/kg de mercurio total, de igual
manera Maurice-Bourgion et al. (1999) encuentra en
el río Quiquibey cuenca del Beni Bolivia, un
individuo de Triportheus sp. Un individuo que no se
menciona su peso que presentaba una concentración
de mercurio total de 129ug/kg. Ambos especimenes
están por debajo del promedio encontrado en el río
Malinowsky lo que indicaría que este río estaría más
contaminado que los ríos Quiquibey y del río
Madeira.
Este pez al ser de pequeño tamaño sirve de
alimento a una gran variedad de especies piscívoras
como peces, aves caimanes e inclusive el hombre que
las aprovecha debido a su apreciable sabor lo que
conllevaría a pensar que este pez sirve
potencialmente a la continuidad del mercurio en la
cadena trófica ya sea en forma de bioacumulación en
primera instancia y luego de biomagnificación
cuando es ingerido por otra especie predadora. Al
igual que la carachama, la sardina presenta poca
bibliografía a consultar y por consiguiente la
discusión es escasa.
4.3 Mercurio en Sedimentos
La Tabla 8 nos muestra las concentraciones
promedio de mercurio total en sedimentos para cada
estación de muestreo, así como sus correspondientes
desviaciones estándar.
Henry Orrego A., Giancarlo Barbieri N.
An cient. 68(3) 2007, pp. 115-128 125
Tabla 8. Concentración de mercurio total en sedimentos.
Ubicación
Estación
de muestreo
Número
de muestras
Concentración
promedio de mercurio (ug/kg)
Desviación
estándar
Cabecera río Malinowsky A 15 198 65
Río Pumahuaca B 15 165 80
Confluencia río Malinowsky-
Pumahuaca C 15 225 45
Río Malinowsky medio D 15 208 120
Río Malinowskillo E 15 168 104
Confluencia Río Malinowsky-
Malinowskillo F 15 208 88
Asentamiento APAYLOM G 15 303 55
Boca Malinowsky H 15 242 89
Río Tambopata I 15 230 109
Confluencia río Tambopata-
Malinowsky J 15 290 48
Valor Máximo permitido según la OMS: 100 ug/kg.
En la Tabla 9 se presentan las frecuencias de las
concentraciones de mercurio total para cada estación
de muestreo. La Figura 5 nos muestra la tendencia de
menor a mayor concentración de mercurio a medida
que se va recorriendo el río Malinowsky desde su
cabecera hacia la desembocadura en el río
Tambopata. Este comportamiento nos indica la
progresiva y constante acumulación de mercurio en
los sedimentos.
La cita de Nriagu (1991) “mas del 90% del
mercurio presente en los sistemas lacustres se
encuentra en los sedimentos”, se comprueba en este
trabajo debido a que en todas las muestras de
sedimento que han sido analizadas en el laboratorio
han contenido mercurio y en cantidades por encima
de lo permisible.
En la cabecera del río Malinowsky las
concentraciones de mercurio están por encima de las
permisibles aunque en menor grado que las demás
indicando la presencia de mercurio desde las parte
más altas de la cuenca, esta presencia de mercurio en
los sedimentos se daría principalmente a la actividad
minera en las nacientes del río Malinowsky (Qda.
Chiforongo) y a la actividad minera de la asociación
minera AMABACO de los colonos y nativos
Kotzimba.
Tabla 9. Tabla de frecuencias con los valores críticos y no críticos para cada estación de muestreo.
Concentración de Hg
Total (ug/kg)
Estaciones de muestreo
A B C D E F G H I J
Promedio 198 165 225 208 168 208 303 242 230 290
[001 – 100] VNC 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
[101 – 200] VC 10 12 04 07 11 06 02 05 04 03
[201 – 300] VC 05 03 10 06 04 09 10 09 09 10
[301 – 400] VC 0 0 01 02 0 0 03 01 02 02
Total de muestras 15 15 15 15 15 15 15 15 15 15
VNC: Valor No Crítico. VC: Valor Crítico.
Figura 5. Concentración de Hg en sedimentos en
relación a las estaciones de muestreo en la zona.
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
126
La mayor concentración de mercurio encontrada en
las muestras de sedimento se ubica en el
asentamiento minero APAYLOM (estación G), el
cual presenta una concentración promedio de 303
ug/kg, presentando un 200% más sobre el límite
permisible por la OMS (100ug/kg), una de las
razones fundamentales de esta gran concentración se
da debido que en esta zona se ha trabajado la minería
en forma constante desde hace mas de 30 años
cuando ingresaron los primeros mineros que luego
formaron la asociación APAYLOM. Aquí se puede
ver como claramente el mercurio se ha ido
acumulando progresivamente en los sedimentos y no
se ha dado una recuperación o “limpieza” del medio
ya que aun permanece esta zona contaminada.
Según los resultados de los análisis hay dos ríos
que presentan una relativamente “baja” concentración
de mercurio el río Pumahuaca y el río Malinowskillo,
en ambos ríos se ha constatado la presencia de
mineros en menor cantidad tanto en el tiempo de
estudio como desde años atrás porque según lo que
comentan los pobladores de la zona no existe mucho
oro en sus riberas (Com. per. Alfonso Espinoza,
Febrero 2003).
Todos los resultados de mercurio total en
sedimentos, ha sobrepasado indiscutiblemente los
limite permisibles, y estos resultados están
directamente relacionados con la utilización de
mercurio en la minería aurífera aluvial presente en
este río hace por lo menos 50 años.
Estudios similares se han realizado en el río
Madeira en Brasil Martinelli et al. (1998),
encontraron para el río Madeira diversas
concentraciones de mercurio para diversos puntos de
estudio haciendo un promedio de 27.5 ug/kg para
toda la cuenca de este río; concentraciones que
resultan muy por debajo de las encontradas en el río
Malinowsky. Sin embargo para el año 1993 Pfeiffer
et al., en el mismo río Madeira, colectaron 26
muestras y encontraron trazas de mercurio en
concentraciones en un rango de 130 ug/kg ±110 SD.
En pequeños arroyos que vierten sus aguas al río
Madeira encontraron concentraciones para 27
muestras, de 1020 ug/kg ±3003 SD, lo que demuestra
que las concentraciones de mercurio total de este río
en lo que se refiere a sedimento se encuentran muy
por encima de las encontradas en el río Malinowsky y
hubo simplemente una variación temporal entre
ambos estudios de 2 años.
Para el río San Jorge en Colombia donde también
se realiza minería aurífera aluvial se analizaron en la
estación de verano 10 muestras de sedimento
encontrándose entre 35 - 236 ug/kg de mercurio total
y para la estación de invierno se encontró para 5
muestras de sedimento una concentración entre 30 -
99 ug/kg (Hruschka, 2000).
Los valores de mercurio en sedimentos, aguas
abajo de la boca del río Inambari; se encuentran entre
10 y 185 ug/kg. Las muestras recolectadas aguas
arriba de la boca del río Inambari muestran valores
entre 100 y 820 ug/kg, que coinciden con el área de
mayor actividad minera, donde incluso se informa
excepcionalmente de una muestra con 2560 ug/kg.
Otros estudios realizados para la determinación de
mercurio en sedimentos arrojaron los siguientes
resultados: Rio Huarinilla, 2 km abajo de la
confluencia con el Rio Chairo, Bolivia: 284,7 ug/kg;
Rio Chairo, 20 m arriba de Mina Esperanza, Bolivia:
407,0 ug/kg; Rio Chairo, 30 m abajo de Mina
Esperanza, Bolivia: 578,1 ug/kg; Rio Amarillo,
Ecuador 330-3,56 ug/kg; Rio Pindo, Ecuador: 270 -
1440 ug/kg; Quebrada Chachajal, Colombia: 340 –
510 ug/kg; Quebrada Piscoyaco, Colombia: 380 –
4100 ug/kg. La gran mayoría de estos resultados
excede en gran medida a los resultados encontrados
en el río Malinowsky y se da debido a que en estos
ríos participan ya no simplemente minería artesanal
y pequeña minería sino más bien una minería de
mayor tamaño.
5. Conclusiones
La cuenca del río Malinowsky presenta para peces
una contaminación moderada de mercurio total,
siendo el Huasaco el que mostró en promedio el valor
más alto de 276 ug/kg y el valor mas bajo
correspondió a la Carachama con 130 ug/kg.
Solo 12 especímenes del total muestreado (125),
los cuales reportaron valores por encima del límite
establecido por la OMS (500 ug/kg) y corresponden a
las especies Doncella (4), Huasaco (5) y Boquichico
(3).
Los peces piscívoros Doncella y Huasaco que se
encuentran en la cima de la cadena trófica presentan
las concentraciones más altas de mercurio total
encontradas en el presente estudio: 890 y 760 ug/kg
respectivamente.
El pez Boquichico, si bien no presenta un alto
grado de contaminación en promedio, para ciertos
tamaños con pesos mayores a 1000 g, arroja valores
críticos que oscilan entre 600 y 750 ug/kg.
Las especies que en ningún caso superaron el
límite permisible señalado por la OMS fueron la
Sardina y la Carachama, las cuales no arrojaron
valores preocupantes o críticos.
En todas las especies de peces en este estudio
existe la tendencia que a mayor peso del pez es
mayor la concentración de mercurio total acumulado
en el músculo dorsal.
Los niveles de mercurio total presentes en los
sedimentos exceden en todos los casos los límites
permisibles dictaminados por la OMS (100 ug/kg)
por lo que se estaría tratando de un caso de
contaminación grave que afectaría directamente a
toda la biota acuática.
En sedimentos es claro el incremento de la carga
contaminante del mercurio desde la cabecera del río
Malinowsky (198 ug/kg) hasta su desembocadura en
el río Tambopata (230 ug/kg) presentando el
asentamiento minero APAYLOM (ubicado en la
rivera del río Malinowsky) el lugar donde se ubicó la
más alta concentración de mercurio total (303 ug/kg).
En el recurso agua no se encontraron trazas de
mercurio total en ninguna muestra colectada, lo que
Henry Orrego A., Giancarlo Barbieri N.
An cient. 68(3) 2007, pp. 115-128 127
se puede ser probablemente debido a la baja
concentración de mercurio en la misma ya sea por
factores naturales como precipitación, bajo nivel de
las aguas y fuerte corriente del mismo.
6. Referencias bibliográficas
AMBIO, 1990. Mercury Pollution Due to Gold
Mining in the Madeira River Basin, Brazil. Vol. 19
N°1, Febrero, 1990.
BIOPSICOLOGIA, 2003. Tratado multidisciplinar
sobre la actividad cerebral, los procesos mentales
superiores y nuestro comportamiento. Consultado
17 Nov. 2003. Disponible en
http://www.biopsicologia.
net/fichas/page_7257.html
BRACK et al, sin año. El Mercurio y la Salud. (En
línea) Consultado 23 Oct. 2003. Disponible en
http://www.peruecologico.com.pe/lib_c23_t06.htm.
CHANG, 1991. Ictiofauna de la Zona Reservada
Tambopata, Madre de Dios _ Perú. Tesis de
Bachiller, Universidad Ricardo Palma, Lima. 111 p.
DEQ, 1994. Alerta de Mercurio. Consultado 10 Oct.
2003. Disponible en
http://www.deq.state.mi.us/documents/deq-ead-p2-
mercurycd-mercury AlertBilingual.pdf
DEZA, N. 1996. La acumulación del mercurio en los
peces del rio Madre de Dios. Tesis de Magister en
Ciencias. Universidad Estatal de Oregon. 40 p
DIGESA 2001
D`lTRI, F. 1992. El ciclo de metilmercurio y otros
metales pesados en ambientes lacustres. Ingenieria
Hidraulica en Mexico. Mayo / Diciembre 1992. 75 -
85.
ENVIROLAB, 2003. Informe técnico de muestras de
laboratorio. 16p
GARCIA, I; DORRONSORO, C. 2003.
Contaminación por metales pesados. (En línea).
Consultado 15 Dic. 2003. Disponible en
http://edafologia.ugr.es/ conta/tema15/ casos.htm
GEOCITIES, 2001. Contaminación por metales. (En
línea). Consultado 17 Dic. 2003. Disponible en
http://ar.geocities.com/maxiyani2001/cmetales.htm
GERENCIAAMBIENTAL, 2002. Toxicidad con el
mercurio. (En línea). Consultado 28 Nov. 2003.
Disponible en
http://www.gerenciambiental.com.ar/
/78higiene,cuandosalud.asp
GUTLEB, A., SCHENCK, C. and STAIB, E. 1993.
Total mercury and methylmercury levels in fish
from Peru. IUCN Otter Specialist Group Bulletin, 8:
16 – 18.
HRUSCHKA, F. 2001. Proyecto GAMA "Una
Propuesta Integral para la Minería Artesanal en el
Perú”. Boletín informativo. 8 p.
INANDES, 1999. Contaminación Ambiental por
Explotación Aurífera y sus Efectos en la Salud.
Opciones 28-35
IMA (Instituto para el Medio Ambiente), 1995.
Efectos de la Contaminación por Mercurio en la
Explotación Aurífera Aluvial en Madre de Dios.
Instituto de manejo del Medio ambiente. Cuzco 45
p.
INRENA, 2001. Boletín Informativo de áreas
naturales protegidas a nivel nacional. 18 p
JIMENEZ, A. 2001. Mercurio. (En línea).
Consultado 15 Dic. 2003. Disponible
http://www.adi.uam.es/docencia/elementos/spv21/si
nmarcos/elementos/hg.html
KONIGSBERG, M. sin año. El sombreo de loco. (En
línea). Consultado13 Oct. 2003. Disponible en
http://www.laneta.apc.org/emis/novedades/mercurio
.htm
LENNTECH, sin año. Mercurio. (En línea).
Consultado 24 Nov. 2003. Disponible en
http://www.lenntech.com/espanol/tabla-
peiodica/Hg.htm
LLOSA, G. 1995. Evaluación ambiental del río
Malinowsky e impacto de la minería aurífera.
Memoria del programa de desarrollo basado en la
convención en Tambopata – PRODESCOT; 1995 –
1996 CI - Peru, 95 – 101.
MARTINELLI, L; FERREIRA, J; FOSBERG, B;
VICTORIA, R. 1998. Contaminación por Mercurio
en la AmazonÍa: Una consecuencia de la
Arremetida del Oro. Ambio Vol Nº 17: 52 – 58
MILLER, S. 2002. Informe final de evaluación de
riesgos del derrame de mercurio ocurrido en el
Norte del Perú. 154 p. (En línea). Consultado 10
Vov. 2003. Diponible en
http://www.yanacocha.com.pe/fr_espanol.pdf
MOCCHCO, O. 2001. Estudio de la
comercialización de peces de río en el departamento
de Madre de Dios. 67 p
MORA, C. 1995. La contaminación mercurial en
madre de Dios. Convenio pesquería - IMA. Cuzco
39p
MUNDO ACUATICO, 2003. Calentamiento global
puede agravar contaminación mercurio: ONU. (En
línea). Consultado 16 Nov. 2003. Disponible en
http://archivos.mundoacuatico.com/feb03/03febcale
ntamientoglobal.htm
NAUEN, C. 1983. Compilación de los Límites
Legales para Sustancias Peligrosas en Peces y
Productos de Pesca. Organización de las Naciones
Unidas para la Agricultura y la Alimentación,
Roma. 22 p.
NJDEP (New Jersey Department of Environmental
Protection), 2002. Se le Urge al Público Limitar
Consumo de Ciertos Peces de Agua Dulce debido a
Contaminación de Mercurio. (En línea). Consultado
27 Octubre 2003. Disponible en
http://www.state.nj.us/dep/ambiente/press/mercury.
htm
NRIAGU, J. 1991. La contaminación mundial del
medio ambiente con metales tóxicos. 68 p.
ORTEGA, H; CHANG, F. 1992. Ictiofauna del
Santuario Nacional Pampas del Heath – Madre de
Dios. Perú. 221 p.
PADOVANI, C; FOSBERG, B; PIMENTEL, T.
1995. Contaminación por Mercurio en peces del río
Madeira: Resultados y Recomendaciones para
Consumo Humano. Acta Amazónica 20 p.
PAUTRAT, L. 2001. Informe sobre la
Caracterización de la Explotación Aurífera en el
Mercurio total en cinco especies de peces, agua y sedimento en la cuenca del río Malinowsky causada por la
minería aurífera aluvial, departamento de Madre de Dios, Perú
128
Departamento de Madre de Dios y su Influencia en
la Biodiversidad 46 p.
PFEIFFER, W.C., L de LACERDA, W.
SALOMONS, O. MALM, 1993. El destino
medioambiental de la minería de oro en al amazonía
brasileña. Environ Rev, 1:26 – 37.
RENDILES, H. 2002. Patología laboral relacionada
con mercurio. (En línea). Consultado 28 Octubre
2003). Disponible en http://members.tripod.com/
RENDILES/MERCUSOS.html
ROSARIOI, J; KAULT, S. 1997. Reducing the
environmental and Health impacts of Mercury and
Cyanide in Gold – Mining in Nicaragua. EHP,
Activity report Nº 33
RUBIO, J. 1995. Estadística Aplicada. 179 p.
SIAMAZONIA, 2002. Impactos en la producción
pesquera por contaminación. (En línea). Consultado
12 Dic. 2003. Disponible en
http://www.siamazonia.org.pe/Publicaciones/Recurs
os_hidrobiologicos/Impactos%20P.htm
VELIZ, C. 2000. Estadística aplicaciones. 410 p.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 18/10/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 08/11/2006
Efecto de la inclusión de dos niveles de harina de maca (Lepidium peruvianum
G. Chacón) en el alimento de inicio de alevines de trucha arco iris
(Oncorhynchus mykiss)
Fernando Galecio R. 1, Víctor Vergara R.
2, Pablo Robles S.
3
Resumen
Se evaluó la inclusión de harina de maca (Lepidium peruvianum G. Chacón), en la dieta de trucha arco iris
(Oncorhynchus mykiss), durante el segundo alevinaje, sus efectos sobre la conversión alimenticia, la tasa de
crecimiento y la dispersión de tallas; además de evaluar los costos de alimentación. El experimento se llevó a cabo
en las instalaciones del Centro Piscícola El Ingenio, situado en el Valle Azul, a orillas del río Chiapuquio, distrito de
Ingenio, provincia de Huancayo, departamento de Junín, a 36 km de la ciudad de Huancayo y a una altura de 3452
msnm por un periodo de 75 días. Se utilizaron tres tratamientos, cada uno con dos repeticiones, resultado de la
combinación de dos niveles de inclusión de harina de maca (10 y 15%) y un testigo o control. Los alevines de trucha
arco iris utilizados fueron 12000 con un peso y talla inicial de 1.87 g y 6.023 cm respectivamente. Los resultados
obtenidos mostraron que la tasa de crecimiento presentó diferencias significativas entre los tratamientos con Maca
en niveles de 10 y 15%, respecto al control o testigo. Entre los tratamientos con Maca 10 y 15 % no se obtuvieron
diferencias significativas, sin embargo el tratamiento con 15 % fue el que mostró mejores resultados. Con respecto a
la conversión alimenticia, se obtuvieron diferencias significativas entre el control y los tratamientos con Maca en los
niveles de 10 y 15%, asimismo, existieron diferencias significativas entre niveles de Maca, siendo el de mejor
resultado el tratamiento con 15% de harina de maca. En cuanto a la supervivencia y a la dispersión de tallas al final
del experimento, la inclusión de harina de maca no mostró diferencias significativas entre los tratamientos.
Finalmente el análisis de costos reflejó que a pesar de existir diferencias significativas entre los tratamientos y el
control o testigo, la inclusión de harina de maca resulta ser en la actualidad un ingrediente mas costoso que la harina
de trigo.
Palabras clave: Maca, trucha, dieta animal.
Abstract
The inclusion of maca (Lepidium peruvianum G. Chacón) flour was evaluated , in the diet of rainbow trout
(Oncorhynchus mykiss), during the second fingerling state, their goods on the conversion and the growth rates and
the dispersion of sizes; besides evaluating the feeding costs. The experiment was carried out in the facilities of the
Fishery Center “El Ingenio”, located in the Blue Valley, beside the river Chiapuquio, district of Genius, county of
Huancayo, department of Junín, to 36 km. of the Huancayo city and to a height of 3452 msnm for a period of 75
days. Three treatments were used, each one with two repetitions, result of the combination of two levels of inclusion
of maca flour (10 and 15%) and a witness or control. The rainbow trout fingerlings utilized were 12000 with a
weight and initial size of 1.87 g. and 6.023 cm. respectively. The obtained results showed that the rate of growth
presented significant differences among the treatments with maca in levels of 10 and 15%, regarding the control or
witness. Among the treatments with maca 10 and 15% significant differences were not obtained, the treatment with
15% the one that showed better results was however. With regard to the conversion rate, significant differences were
obtained between the control and the treatments with maca in the levels of 10 and 15%, also, significant differences
existed among levels of maca, being that of better result the treatment with 15% of maca flour. As for the survival
and to the dispersion of sizes at the end of the experiment, one can say that the inclusion of maca flour didn’t show
significant differences among the treatments. Finally the analysis of costs reflected that in spite of existing
significant differences between the treatments and the control or witness, the inclusion of maca flour is not justified
since it turns out to be at the moment an ingredient but expensive with regard to the wheat flour.
Key words: Maca, trout, animal diet.
1. Introducción
La trucha bajo condiciones de crianza intensiva
depende del alimento balanceado, que contribuye con
los nutrientes necesarios para un eficiente
crecimiento, reproducción y conversión alimenticia.
(Blanco, 1996)
La maca, es un tubérculo que crece en las zonas
alto andinas del Perú, cuyo aprovechamiento en
harina, es un insumo de fama reconocida como
antioxidante y revitalizante rico en hierro, calcio,
1,3 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Zootecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
fósforo y vitaminas, además de contener 9 de los 10
aminoácidos esenciales para los salmónidos. En tal
sentido, estas propiedades podrían ayudar a mejorar
la tasa de crecimiento en alevines de trucha y
estimular la ingesta de alimento por parte del pez,
evitando así la pérdida de alimento no ingerido y por
lo tanto mejorar la conversión alimenticia. (Obregon,
1998)
En el presente trabajo de investigación se probó
dos niveles de inclusión de harina de maca, con la
finalidad de evaluar el comportamiento productivo en
cuanto a la tasa de crecimiento, conversión
alimenticia y reducción de costos, que beneficie a la
actividad acuícola.
Efecto de la inclusión de dos niveles de harina de maca (Lepidium peruvianum G. Chacón) en el alimento de inicio
de alevines de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss).
130
2. Revisión de literatura
El cultivo de Lepidium peruvianum G. Chacon
conocido como “Maca” se ha incrementado
significativamente en los últimos años a pesar de
haberse cultivado durante 200 años y hasta hace una
década era un cultivo prácticamente desconocido
(Gómez et al., 2001). Se ubica en determinadas áreas
de la zona central del Perú (Departamentos de Junín y
Pasco) por encima de los 3700 a 4500 metros sobre el
nivel del mar. (Huguet, 1995)
Desde el punto de vista nutricional, es conocida la
deficiencia de aminoácidos esenciales en tubérculos y
raíces en general, sin embargo en el caso de la maca
se observa la presencia de prácticamente todos los
aminoácidos en una proporción óptima. (Dini, 1994;
Días, 1996)
El análisis químico revela contenido de esteroles
como acetato de sitoesterol 45.5% en la mezcla de
esteroles, además de glucosinolatos,
leucoantocianinas, saponinas, terpenoides y
esteroides, alcaloides, isotiocianatos, etc, compuestos
que contribuyen a dar su característica de poderoso
reconstituyente y de complemento alimenticio
totalmente natural. (Dini, 1994)
Es muy interesante en cuanto a cantidad de
contenido de minerales como el fierro con 16.6, el
cobre con 5.9 y el calcio con 150 mg por 100 g de
materia seca respectivamente. (Dini, 1984)
Así mismo se han hecho diversos análisis
fitoquímicos, Yllesca (1994); citado por Obregón
(1998), observó la presencia de compuestos químicos
como: esteroides y/o triternos, compuestos fenólicos,
flavonoides y/o cumarinas, tainos, glicosidos,
saponinas, aminoácidos libres, aminas secundarias
alifáticas, aminas terciarias; en un estudio similar
realizado por Cárdenas (1995) encontró alcaloides,
antocianinas, flavonoides, terpenoides (esteroides) y
dextrina. En un estudio realizado en la Universidad
Nacional Mayor San Marcos y El Instituto de
Fitoterapia (1997), se encontraron alcaloides,
flavonoides y saponinas y glicosinolatos. Todo estos
resultados nos indican la complejidad de la
composición de la maca la cual va más allá de su
composición proximal y hace necesario realizar
investigaciones complementarias.
El contenido de grasa esta representado por el
40.1% de ácidos grasos saturados y 52.7% de
insaturados, en base a estos datos muestra una buena
composición de ácidos grasos insaturados, teniendo
altos porcentajes de ácidos grasos derivados del ester
de metilo como: esadecenoico (palimitico) 23.8%,
9,12-octadecenoico (linoleico) 32.6 %, 9-
octadecenoico (oleico) 11.4%. (Dini, 1984)
3. Materiales y métodos
El presente trabajo de investigación, se realizó en
las instalaciones del Centro Piscícola El Ingenio,
situado en el Valle Azul, a orillas del río Chiapuquio,
distrito de Ingenio, provincia de Huancayo,
departamento de Junín, a 36 km de la ciudad de
Huancayo y a una altura de 3,452 msnm. Dicho
centro piscícola pertenece a la Dirección Regional de
Pesquería Junín.
Previo al inicio del experimento se prepararon las
unidades experimentales o estanques, los cuales
fueron acondicionados (limpieza, desinfección y
encalado), el alimento fue pesado y tamizado y se
realizó una distribución al azar de los alevines de
truchas seleccionadas previamente, para por último
regular los caudales. Los peces seleccionados tenían
una talla promedio de 6.023 cm y un peso unitario
promedio de 1.87 g; se contaron y pesaron 2000
peces para cada unidad experimental y luego
trasladados aleatoriamente, obteniéndose en cada
unidad una carga inicial promedio de 1, 25 kg/m3. El
trabajo experimental tuvo una duración de 78 días.
Para los controles biométricos se tomaron muestras
de 100 peces por cada unidad y se registró la talla y
peso unitario. Asimismo se obtuvieron datos de
biomasa total y la cantidad de peces por kilo de cada
unidad experimental. Estos muestreos se realizaban
cada 17 días: 15 días de alimentación, un día de
ayunas para evitar la mortalidad por manejo y, por
último, el día del muestreo.
La composición porcentual y el análisis proximal
de las dietas se presentan en las Tablas 1 y 2.
Tabla 1. Ingredientes utilizados en las dietas.
Ingredientes Control
(%)
Maca 10
(%)
Maca
15
(%)
Harina de pescado
prime
43.6 43.6 43.6
Harinilla de trigo 17.4 7.4 2.4
Torta de soya 26 26 26
Premezcla * 10 20 25
Aceite semirrefinado 3 3 3 * La premezcla contiene 0, 10 y 15 % de harina de maca
respectivamente, además de vitaminas, minerales y aditivos.
Tabla 2. Análisis proximal de la dieta.
Componente Porcentaje
Humedad 10.33
Proteína total 45.92
Extracto etéreo 7.55
Fibra cruda 2.25
Ceniza 9.44
ELN 24.51
Energía 3.6 MCal/kg
Incremento de peso
Fue determinado mediante la formula descrita por
Heinsbroek (1990).
G = Wt – Wo
donde:
G : Incremento de peso (g)
Wt : Peso final (g)
Wo : Peso inicial (g)
Fernando Galecio R., Víctor Vergara R., Pablo Robles S.
An cient. 68(3) 2007, pp. 129-132 131
Tasa de crecimiento
Heinsbroek (1990):
GR = Wt – W0
T
donde:
GR : Tasa de crecimiento. (g/d)
Wt : Peso final (g)
Wo : Peso inicial (g).
t : Tiempo transcurrido entre el peso Wo y Wt
Conversión alimenticia
Diaz et al. (1996).
CA = F/(Wf – Wo)
donde:
CA : Conversión Alimenticia
F : Cantidad de alimento (g) ingerido.
(Wf – Wo) : Incremento de peso (g)
3.1 Diseño experimental y evaluación
estadística
El diseño utilizado fue completamente al azar
(DCA), de tres tratamientos y dos repeticiones,
manteniendo condiciones homogéneas referente a:
que todas las dietas fueron isoproteicas e isocalóricas,
peces procedentes de un mismo lote seleccionados
según peso y talla, densidad de carga iguales, manejo
y dimensiones de las unidades experimentales
igualmente. Los datos de las evaluaciones de campo
fueron sometidos al análisis de variancia (ANVA) y
la comparación de las medias de los tratamientos a la
prueba de comparaciones múltiples de Tukey a un
nivel = 0.05 (Calzada, 1987).
3.2 Relación ganancia/costo del alimento
Indica la cantidad neta ganada en peso vivo por
cada dólar invertido en el alimento. Se determina en
función al alimento consumido, costo del alimento y
ganancia de peso durante el periodo de evaluación.
R G/CF = Ganancia neta (S/.)
Costo del alimento consumido (S/.)
Para la evaluación de los parámetros de calidad de
agua se utilizo un kit de oxigeno, amoniaco,
termómetro y un pH-metro digital.
4. Resultados y discusión
4.1 Tasa de crecimiento El análisis de variancia para un nivel de
significación de 0.05 muestra que los tratamientos
con inclusión de maca 10% y maca 15%, presentan
diferencias significativas con respecto al control o
testigo sobre la tasa de crecimiento de trucha arco
iris. Estos resultados fueron corroborados con un
análisis comparativo de Tukey, que mostró, que
existían diferencias significativas entre el control o
testigo con los tratamientos, pero no existieron
diferencias entre los tratamientos de maca 10% y
maca 15% como se indica en la Tabla 3.
Esta diferencia puede ser ocasionada por la calidad
de las proteínas a la que se refería Higuera (1987)
como la cantidad de aminoácidos esenciales que
contenía cada insumo, asimismo gracias al proceso de
precocción al que fue sometida la harina de maca esta
tendría mejor digestibilidad que otras fuentes de
origen vegetal como la harina de trigo . Otra
explicación de la mejora en la tasa de crecimiento es
la presencia de fitoestrogenos como – sitoesterol y
otros fitoquímicos como queracitin e isotiocinolatos
que estimulan la hormona de crecimiento del pez
como lo afirman Mellanen et al. (1996) y Trembley y
Van Der KraaK (1998) citados por Dabrowski
(1999). Con lo cual quedaría demostrado un efecto
positivo en la inclusión de harina de maca en el
alimento para alevines de trucha arco iris.
Tabla 3. Análisis Tuckey de parámetros
biométricos.
Parámetros
Tratamientos
Control Maca 10
%
Maca
15%
Tasa de Crecimiento
(g/d)
0.169a 0.184b 0.193b
Conversión Alimenticia 0.960a 0.914b 0.880c
Supervivencia (%) 97.88ª 97.28a 98.30ª
Dispersión de Tallas 0.502ª 0.483ª 0.453ª
= 0.05 Exponentes iguales no existen diferencias significativas.
** Exponentes diferentes existen diferencias significativas.
4.2 Conversión alimenticia El análisis de variancia para un nivel de
significación de 0.05 muestra que los tratamientos
con inclusión de maca 10% y maca 15%, presentan
diferencias significativas con respecto al control o
testigo sobre la conversión alimenticia en trucha arco
iris, estos resultados fueron corroborados con un
análisis comparativo de Tukey, que mostró que
existían diferencias significativas entre el control o
testigo con los tratamientos e inclusive entre los
tratamientos de maca 10% y maca 15%. Ver Tabla 3.
Esta diferencia favorable en la conversión
alimenticia debe estar ocurriendo por causa de la
calidad de la proteína y además de la alta
digestibilidad de la harina de maca precocida con
respecto a la harina de trigo; por otro lado según
Dabrowski (1999), la mejora en la conversión viene a
estar dada por la alta aceptabilidad de las truchas a la
harina de maca, impidiendo de esta manera la perdida
de alimento no consumido. Un factor importante a
tomar en cuenta es la influencia de la maca sobre los
niveles de estrés de algunos animales lo que
favorecería el metabolismo de los peces alimentados
con la harina de maca.
4.3 Supervivencia El análisis de variancia para un nivel de
significación de 0.05 muestra que los tratamientos
con inclusión de maca 10% y maca 15%, no
presentan diferencias significativas con respecto al
control o testigo sobre la supervivencia en las
unidades experimentales en trucha arco iris, estos
Efecto de la inclusión de dos niveles de harina de maca (Lepidium peruvianum G. Chacón) en el alimento de inicio
de alevines de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss).
132
resultados fueron corroborados con un análisis
comparativo de Tukey, el cual mostró que no existen
diferencias significativas entre el control o testigo
con los tratamientos y no existen diferencias entre los
tratamientos de maca 10% y maca 15% (Tabla 3).
4.4 Dispersión de tallas
Al final del periodo de experimentación se realizó
un muestreo para determinar la dispersión de tallas,
para ello se obtuvo la desviación estándar en cada
unidad experimental y a esta se le sometió a un
análisis estadístico ANVA que dio como resultado
que no existían diferencias significativas entre
ninguno de los tratamientos; para corroborarlo se le
aplico la prueba comparativa de Tukey que arrojó los
mismos resultados. Por lo tanto, quedo demostrado
que en el trabajo de investigación la inclusión de
harina de maca no tiene influencia sobre la dispersión
de tallas (Tabla 3).
4.5 Análisis de costos
A pesar de los buenos resultados obtenidos en
cuanto a la tasa de crecimiento y conversión
alimenticia, sin embargo, el punto de partida de toda
producción de alimento es la rentabilidad y los
resultados mostraron que no era beneficioso usar
harina de maca en reemplazo de la harina de trigo por
su mayor precio comparativo. (Tabla 4)
Tabla 4. Valorización de los tratamientos.
Control Maca
10%
Maca
15%
Conversión alimenticia 0.96 0.91 0.88
Costo de alimentación
por kilo de carne (S/.)
2.07 2.49 2.65
4.6 Parámetros de calidad de agua Durante todo el periodo que duró el experimento la
temperatura del agua para todos los tratamientos se
mantuvo en un rango de 10.55 ºC a 11.14 ºC; la
concentración de oxigeno disuelto entre 7.7 mg/l y
7.0 mg/l; el potencial hidrogeno (pH) entre 7.2 y 7.6
y la concentración de amoniaco se mantuvo en 0.013
mg/l. Todos estos valores estuvieron dentro del rango
permisible para la crianza de truchas arco iris.
5. Conclusiones
La inclusión de harina de maca en la dieta de
alevines de trucha arco iris en los niveles de 10 y
15% mejoró significativamente la tasa de crecimiento
con respecto a la dieta sin maca, no reportando
diferencias significativas entre los tratamientos de 10
y 15%, siendo este ultimo el mejor resultado.
La conversión alimenticia de mejor resultado se
obtuvo con el tratamiento que tuvo una inclusión de
15% de harina de maca.
En lo referente a la supervivencia de los alevines
de trucha arco iris, se apreció a lo largo del
experimento que no hubo diferencias significativas
entre los tratamientos que contenían harina de maca
y los carentes de este insumo.
La inclusión de harina de maca eleva el costo de
alimentación, que a pesar de los buenos resultados
obtenidos no justifica el gasto, vale decir no es
rentable producir dietas con este insumo por el
momento (Tabla 4).
Siguiendo el interés que existe por mejorar las
dietas en el cultivo de truchas, seria recomendable
realizar el mismo experimento pero en la etapa de
primer alevinaje, donde el alevín de trucha aprovecha
mejor la proteína y los carbohidratos.
Es necesario seguir investigando a la maca como
insumo, utilizando el subproducto de la elaboración
de harina de maca con la finalidad de abaratar los
costos de la fabricación del alimento.
6. Referencias bibliográficas
BLANCO, C. 1995. La trucha – Cría Industrial.
Ediciones Mundi – Prensa. Madrid España. 503 pp.
CALZADA, J. 1972. Métodos Estadísticos Para la
Investigación. Editorial Limusa. Lima – Perú. 424
pp.
DABROWSKI K. 1999 “The effects of maca meal on
growth and sex differentiation of juvenile rainbow
trout Oncorhynchus mykiss” Ohio - USA. 4 - 26
DIAS, F; SOLER, M. 1996 Fundamento de nutrición
y alimentación en acuicultura. INPA: Colombia.
342 pp.
DINI A., 1994 Chemical composition of Lepidium
Meyenii. Rev. Food Chemistry. Italy. 49: 347 –
359.
GOMEZ G. J., NIETO A., SURCO, F. 2001.
Evaluación del contenido de calcio, fosforo, hierro
magnesio, potasio, zinc en maca (Lepidium
peruvianum G. Chacón) y sus derivados procesados.
UNALM. Lima Perù. 18 – 33.
HIGUERA, M. YOUNG CHO, C. 1987. Nutrición en
Acuicultura. Volumen I y II. Caicyt. Madrid –
España. 307 pp.
HEINSBROEK, L. 1990. Growth and Feeding of
Fish. Department of Fish Culture and Fisheries.
Wageningen Agricultural University. The
Netherlands. 93 pp.
HUGUET A., 1995, Economía y Cultura en la
producción de la Maca en los Andes Resumen del
Proyecto de investigación realizado en el Instituto
de Investigaciones Económicas de la Universidad
Nacional Mayor de San Marcos. Lima. 12 – 49 pp.
OBREGON, L. 1998. Maca planta medicinal y
nutritiva del Perú. Ltda. Instituto de Fitoterapia
Americano. Lima – Perú. 182 pp.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 18/10/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 08/11/2006
Evaluación del promotor de crecimiento orgánico SP604 en dietas de alevinos
de trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
Fernando Galecio R. 1, Víctor Vergara R.
2, Anna K.Gambini G.
3
Resumen
El presente trabajo se realizó en el Centro Piscícola de “El Ingenio” perteneciente a la Dirección Regional de
Pesqueria - Junín. El objetivo fue evaluar el efecto de la inclusión de diferentes niveles de una fórmula comercial de
oligosacáridos de mananos, selenio orgánico, cromo orgánico y extracto de Yucca schidigera (SP604®) en la dieta
de alevines de trucha arco iris por un periodo de 75 días desde la primera alimentación, sobre el comportamiento
productivo, la mortalidad y la relación beneficio-costo. Se utilizaron 120,000 alevines de 2 cm. El tratamiento 1
recibió una dieta basal, y los tratamientos 2, 3 y 4 recibieron SP604® a razón de 1.5, 2.0 y 2.5 kg/TM de alimento,
respectivamente. Para el análisis de los datos se utilizó el Diseño Completo al Azar. Los resultados del estudio
mostraron mayores diferencias significativas a favor del alimento suplementado con SP604® en el nivel de 2.5
kg/TM para incremento de peso y biomasa en el orden del 7%; en la eficiencia alimenticia de 3%, lo que generó
finalmente un incremento en las utilidades del 5%.
Palabras clave: Crecimiento orgánico, trucha, dieta animal, SP604.
Abstract
The present work was carried out in the Fishery Centre “El Ingenio” belonging to the Regional Direction of Fishery
- Junín. The objective was to evaluate the effect of the inclusion of different levels of a commercial formula of
oligosacáridos of you flow us, organic selenium, chrome organic and extract of Yucca schidigera (SP604®) in the
diet of rainbow trout fingerlings for a period of 75 days from the first feeding, on the productive behavior, the
mortality and the relationship benefit-cost. 120,000 fingerlings of 2 cm. length were used. The treatment 1 received
a basal diet, and the treatments 2, 3 and 4 received SP604® to reason of 1.5, 2.0 and 2.5 kg/TM of food,
respectively. For the analysis of the data the Complete Design was used at random. The results of the study showed
bigger significant differences in favour of the supplemented food with SP604® in the level of 2.5 kg/TM for
increment of weight and biomass in the order of 7%; in the nutritious efficiency of 3%, what generated an increment
finally in the utilities of 5%.
Key words: Organic growth, trout, animal diet, SP604.
1. Introducción
La etapa de alevinaje es un periodo crítico en la
producción de la trucha arco iris. El cambio de la
alimentación endógena por la exógena, es decir por
alimento artificial, ausencia de buenas condiciones
del ambiente de cultivo, la susceptibilidad a
infecciones microorganismos patógenos, ponen en
peligro la salud del alevín y su rendimiento
productivo. Con la finalidad de hacer el cultivo más
rentable y crear nuevas estrategias de producción, la
biotecnología viene realizando evaluaciones de
nuevos productos que permitan obtener mejores
rendimientos, favorezcan la salud del pez y permitan
reducir los costos de producción.
El objetivo del presente estudio fue evaluar el
efecto de la inclusión de diferentes niveles de un
promotor de crecimiento orgánico, compuesto por
oligosacáridos de mananos, selenio orgánico, cromo
orgánico y extracto de Yucca schidigera (SP604 ) en
la dieta de alevines de trucha arco iris por un periodo
de 75 días desde la primera alimentación, sobre el
comportamiento productivo, la mortalidad y la
relación beneficio-costo.
2. Revisión de literatura
Los oligosacáridos de mananos (MOS) son
componentes extraídos de la pared celular de ciertas
1, 3 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Zootecnia, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
levaduras. Los MOS tienen un gran potencial de
aplicación en la disminución del impacto de
organismos patógenos en peces a través de
mecanismos de defensa no especificos: estimulación
de la respuesta inmune, y bloqueo de la colonización
intestinal de patógenos. (Robertson, et al.1990;
Lyons y Jacques, 1994)
El extracto de Yucca schidigera contiene saponinas
que tienen propiedades inmunoestimuladoras,
antifúngicas, e inhiben ciertas bacterias gram
positivas. Adicionalmente se ha observado que tiene
un efecto sobre el metabolismo del nitrógeno, a
través de la reducción de los niveles séricos de urea y
amoniaco, mejorando el estado general y por lo tanto
el crecimiento (Cheeke, 1999).
Las truchas son incapaces de utilizar grandes
cantidades de carbohidratos para obtener energía
metabólica, por lo que deben depender de la grasa.
Sin embargo, debido a las grandes cantidades de
grasas contenidas en los alimentos de estos peces, la
generación de peróxidos es mayor que en los
mamíferos. En los peces, el papel principal del
selenio es como cofactor de la enzima glutatión
peroxidasa, que destruye los peróxidos resultantes del
metabolismo de los lípidos (Feeding Times, 1999).
Adicionalmente se han reportado mejoras en la
respuesta inmune y reducciones en la mortalidad
(Lovell, 1997; citado por Lyons, 1997).
El cromo trivalente ha mostrado influenciar el
metabolismo de los carbohidratos (Mertz, 1993), el
de los lípidos (Abraham et al., 1991; citados por
Evaluación del promotor de crecimiento orgánico SP604 en dietas de alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus
mykiss)
134
Engle, 2001), y la absorción y el metabolismo de las
proteínas (Okada et al., 1983; citados por Ingle,
2001; Kornegay et al., 1997).
Con la finalidad de estimular la tasa de
alimentación del langostino, se han realizado estudios
con SP604 en nivel de 0.2% en una dieta comercial,
encontrándose un incremento en la tasa de
crecimiento de 0.52 a 0.67 g/semana, representando
una reducción en el costo de alimentación (Griffith,
1996).
3. Materiales y métodos
El experimento se llevó a cabo en las instalaciones
del Centro Piscícola El Ingenio, perteneciente a la
Dirección Regional de Pesquería - Junín, ubicado en
el distrito de Ingenio, provincia de Concepción,
evaluándose por un periodo de 75 días a partir de la
reabsorción del saco vitelino (día 1). Se trabajó con
120,000 alevines de trucha arco iris de 2 cm, que
fueron agrupados en 12 pilas con dimensiones de
0.47 x 3.40 x 0.60 m y una densidad de siembra de
12,500 peces por m3. Se evaluaron cuatro
tratamientos, un tratamiento control que recibió una
dieta basal y los otros recibieron SP604®, en niveles
de 1.5, 2.0 y 2.5 kg/TM de alimento,
respectivamente. Se utilizó un alimento peletizado de
inicio que fue suministrado de acuerdo a la tabla de
alimentación recomendada por el Programa de
Alimentos de la Universidad Nacional Agraria La
Molina. Se controló el peso unitario (g), la biomasa
(kg), la talla (cm), la conversión alimenticia, la
mortalidad (%) y la relación beneficio-costo (US $).
Para el análisis de los datos se utilizó un Diseño
Completo al Azar con cuatro tratamientos y tres
repeticiones. El análisis de varianza y la prueba de
Duncan se llevaron a cabo usando el programa
Statistical Analysis System (SAS).
3.1 Tamaño de muestra Para la determinar del tamaño de muestra a
seleccionar de la población se utilizó un margen de
error de 0.098, una máxima variación de 0.5 y un
nivel de confianza de 95%. El tamaño de la muestra
obtenido fue de 100 alevinos por pila de tratamiento;
se calculó mediante la siguiente fórmula:
n* = n / 1 + ((n – 1) / N) (Calzada, 1987)
n = Z2 x σ
2 / δ
2
donde:
n* = Tamaño final de la muestra
N = Tamaño total de la población
n = Tamaño de la muestra
Z = Grado de confianza
σ = Máxima varianza
δ = Margen de error
3.2 Producto a evaluar Se evaluó una mezcla de oligosacáridos de
mananos, selenio orgánico, cromo orgánico y
extracto de Y. schidigera (SP604®).
El producto SP604® es una fórmula comercial que
esta compuesta en un 56% por oligosacáridos de
mananos, 0.015% por selenio orgánico, 0.020% por
cromo orgánico y en un 25% por el extracto de Y.
schidigera, formando una mezcla de color blando que
puede ser suministrado a través del alimento o el
agua.
3.3 Tratamientos Se evaluaron tres tratamientos y un control, que
fueron definidos de la siguiente manera:
T1 : Control, 0 kg de SP604® / tm de alimento
T2 : Medicado con SP604® a 1.5 kg / tm de
alimento
T3 : Medicado con SP604®
a 2.0 kg / tm de
alimento
T4 : Medicado con SP604® a 2.5 kg / tm de
alimento
3.4 Alimentación Para la alimentación, se utilizó un alimento
comercial tipo pellet que fue suministrado de acuerdo
a la tabla de alimentación recomendada por el
Programa de Alimentos de la Universidad Nacional
Agraria La Molina, se empleo una tasa de
alimentación de 6% de su peso corporal y se
utilizaron cuatro dietas diferentes (una para cada
tratamiento), las cuales estuvieron conformadas por
una misma dieta basal, diferenciándose únicamente
en el nivel del promotor orgánico de crecimiento
contenido.
Tabla 1. Composición porcentual de la dieta basal.
Insumos (%) Dieta basal
Harina de pescado prime (65% Pt) 43.60
Harinilla de trigo 26.80
Torta de soya 26.00
Aceite semirefinado de pescado 3.00
Sal 0.30
Premix de trucha¹ 0.20
Cloruro de colina 0.10
Total 100.00 ¹. Composición por 3 kg de premezcla: Vit. A: 14’ 000,000 U.I.;
Vit. D3: 2’ 800,000 U.I.; Vit. E: 140,000 U.I.; Vit. K3: 8 g;
Tiamina (B1): 18 g; Riboflavina (B2): 20 g; Niacina: 150 g; Acido Pantoténico: 50 g; Piridoxina (B6): 15 g; Biotina: 0.8 g; Acido
Folico: 4 g; Acido Ascorbico: 600 g; Vit. B12: 0.03 g; Cloruro de
Colina: 600 g; Manganeso: 40 g; Hierro: 20 g; Zinc: 20 g; Cobre:
1.5 g; Iodo: 1.5 g; Selenio: 0.3 g; Cobalto: 0.15 g; B.H.T.: 120 g;
Excipiente c.s.p.: 3,000.000 g.
3.5 Comportamiento productivo
3.5.1 Conversión alimenticia La conversión alimenticia fue calculada en función
al consumo diario de alimento y a la ganancia diaria
de peso vivo observada en las etapas I, II, III, IV y V.
El índice de conversión alimenticia se calculó
mediante la siguiente fórmula:
CA = F / (Wf – Wo) (Mugrditchian et al., 1981)
donde:
F = Cantidad de alimento ingerido
Wo = Peso inicial
Wf = Peso final
Fernando Galecio R., Víctor Vergara R., Anna K.Gambini G.
An cient. 68(3) 2007, pp. 133-136 135
Tabla 2. Aporte nutricional calculado de la dieta
basal empleada.
Nutriente Unidad Dieta Basal
Materia Seca % 91.08
Proteína total % 44.48
Fibra % 3.31
Grasa total % 9.22
Energía digestible kcal/kg 3520.0
Lisina % 3.11
Metionina % 1.06
Cistina % 0.5
Arginina % 2.82
Histidina % 1.12
Isoleucina % 2.08
Leucina % 3.38
Fenilalanina % 1.96
Tirosina % 1.49
Treonina % 1.83
Triptofano % 0.54
Valina % 2.25
Metionina + Cistina % 1.57
Fenialanina + Tirosina % 3.44
AC. GS. n-3 % 2.67
AC. GS. n-6 % 0.11
Fósforo total % 1.44
Calcio % 1.76
Sodio % 0.59
Potasio % 1.20
Colina ppm 3201.6
3.5.2 Tasa de crecimiento
La tasa de crecimiento se calculó en función al
incremento de peso y el tiempo observado en cada
etapa de evaluación. La información presentada en el
presente estudio sobre la tasa de crecimiento, esta
expresada en gramos por día (g/día).
La tasa de crecimiento fue determinada mediante la
siguiente fórmula:
GR = (Wf – Wo)/t (Heinsbroek, 1990)
donde:
GR = Tasa de crecimiento (g)
Wf – Wo = Incremento de peso (g)
t = Tiempo (días)
3.5.3 Supervivencia La mortalidad fue registrada diariamente por cada
unidad experimental, pudiéndose así evaluar la
supervivencia. Los datos obtenidos en el presente
estudio están expresados en porcentaje (%).
3.5.4 Relación beneficio – costo
Se calculó la relación Beneficio – Costo (RBC) en
todos los periodos de evaluación en función a la
inversión total realizada (alimento consumido) y a la
ganancia potencial capitalizada en peso vivo al final
del periodo experimental respectivo. Indica el monto
neto potencialmente ganado, en peso vivo, por cada
dólar invertido en el alimento. La información sobre
Relación Beneficio – Costo está expresada en dólares
americanos (US$).
3.6 Diseño estadístico
El diseño utilizado para el experimento fue el
Diseño Completamente al Azar (DCA), con cuatro
tratamientos y tres repeticiones. El análisis de
varianza de los datos se llevó a cabo usando el
programa Statistical Analysis System (SAS) y la
diferencia de medias se realizó usando la prueba de
Duncan (Calzada, 1987; SAS Institute, 1985).
El Modelo Aditivo Lineal para un DCA aplicado a
todas las variables evaluadas fue el siguiente:
Yij = U + Ti + Eij
donde:
Yij = Variable respuesta
U = media general
Ti = efecto del i-ésimo tratamiento (i = 1,2,3,4 )
Eij = Error experimental (j = 1, 2, 3)
4. Resultados y discusión
Se encontraron diferencias significativas (P<0.05)
para los incrementos de peso unitario y de biomasa,
obteniéndose mejoras de 2, 5 y 7% para el
incremento de peso, y de 2, 5 y 8% en el incremento
de biomasa, con los niveles de 1.5, 2.0 y 2.5 kg/TM
de SP604®, respectivamente.
El incremento de talla no mostró diferencias
significativas, sin embargo ésta se incrementó en 2, 4
y 5% con el uso de SP604® en niveles de 1.5, 2.0 y
2.5 kg/TM, respectivamente.
Los tres niveles de SP604® convirtieron el alimento
más eficientemente (P<0.01) que el grupo control,
encontrándose mejoras del 1, 2 y 4% con el uso de
SP604® en niveles de 1.5, 2.0 y 2.5 kg/TM,
respectivamente.
El índice de supervivencia observado en los
diferentes periodos de evaluación del presente estudio
fue alto en todos los tratamientos.
La mayor relación beneficio-costo fue observada
en el mayor nivel de SP604®.
Éstos resultados concuerdan con lo observado en
langostinos al evaluar SP604, donde se mejora la tasa
de crecimiento y la retribución económica del
alimento (Griffith, 1996).
Evaluación del promotor de crecimiento orgánico SP604 en dietas de alevinos de trucha arco iris (Oncorhynchus
mykiss)
136
Tabla 3. Efecto de diferentes niveles de SP604®
sobre el comportamiento productivo de alevines de trucha
Arco Iris y relación Beneficio-Costo.
Parámetro
Tratamiento*
Control SP604®
1.5 kg/TM
SP604®
2.0 kg/TM
SP604®
2.5 kg/TM
Incremento de Peso Unitario, (g) 3.58 c 3.65 bc 3.74 ab 3.83 a
Incremento de Biomasa, (kg) 34.438 c 35.212 bc 36.127 ab 37.092 a
Incremento de Talla, (cm) 4.5 a 4.6 a 4.7 a 4.8 a
Suministro de Alimento, (kg) 29.968 a 30.271 a 30.811 a 31.125 a
Conversión Alimenticia 0.870 d 0.859 c 0.853 b 0.839 a
Supervivencia, (%) 96.307 b 96.547 ab 96.85 a 96.87 a
Relación Beneficio-Costo1, (US $) 3.18 3.23 3.26 3.33
1 Monto neto ganado, en peso vivo, por cada dólar invertido en alimento. a,b,c,d Promedios con letras iguales (filas) no son estadísticamente diferentes (Duncan, =0.05)
5. Conclusiones
El uso de SP604®
en niveles de 1.5, 2.0 y 2.5
kg/TM en dietas para alevines de trucha arco iris
mejoro su performance siendo el incremento de peso
en 2, 5 y 7%, respectivamente y el de biomasa en 2, 5
y 8%, respectivamente. Igualmente tuvo efectos
positivos en el incremento de talla y conversión
alimenticia.
El nivel de 2.5 kg/ TM de SP604®
generó la mayor
relación beneficio-costo.
Se recomienda utilizar el nivel de 2.5 kg/TM de
SP604® en alimento de truchas arco iris durante la
etapa de alevinaje como un promotor orgánico de
crecimiento.
Se recomienda investigar los efectos de esta
suplementación de SP604®
sobre la respuesta de la
trucha arco iris en otras etapas productivas así como
su aplicación en otras especies acuícola de
importancia económica.
6. Referencias bibliográficas
CHEEKE, P. R. 1999. Actual and potential
applications of Yucca schidigera and Quillaja
saponaria saponins in human and animal nutrition.
Proceedings of the American Society of Animal
Science.
ENGLE, T. E. 2001. The role of trace minerals in
immunity and lipid metabolism in cattle. En:
Science and Technology in the Feed Industry,
Proceedings of the Alltech´s17th Annual
Symposium.
FEEDING TIMES, 1999. Corrección de las
variaciones del selenio en los alimentos para peces.
Feeding Times Vol. 3, Nº 4.
GRIFFITH, D. 1996. Shrimp production in Ecuator:
overcoming environmental constraints.
Biotechnology in the Feed Industry, Proceedings of
Alltech´s Twelfth Annual Symposium.
KORNEGAY, E. T., Z. WANG, C. M. WOOD y N.
D. LINDEMANN. 1997. Supplemental chromium
picolinate influences nitrogen balance, dry matter
digestibility and carcass traits in growing and
finishing pigs. J. Anim. Sci. 75:1319.
LYONS, T. P. y JACQUES, K. A. 1994.
Biotechnology in the Feed Industry. Proceedings of
Alltech´s Tenth Annual Symposium.
LYONS, T. P. 1997. Una nueva era en la producción
animal: La llegada de alternativas naturales
científicamente demostradas. Memorias de la
Séptima Ronda Latinoamericana y del Caribe.
MERTZ, W. 1993. Chromium in human nutrition: A
review. J. Nutr. 123:626. URL:
www.asas.org/jas/symposia/proceedings/0909.pdf
MUGRDITCHIAN, J., R. HARDY and W.
JWAOKA. 1981. Linssed oil and animal fat as
alternative lipid sources in dry diets for Chinook
salmon (Oncorhynchus tshawytscha). Aquaculture.
25: 161-172.
ROBERTSON, B. G. RORSTAD, R. ENGSTAD, y
J. RAA, 1990. Enhancement of nonspecific disease
resistance in atlantic salmon, Salmo solar, by a
glucan from Sacharomyces cerevisiae cell walls. J.
Fish Diseases. 13:391.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 19/09/2006
ISSN 0255-0407 Aceptado: 15/11/2006
Análisis de las exportaciones pesqueras tradicionales durante 1990 al 2005
María B. Olaya M. 1
Resumen
Las exportaciones pesqueras tradicionales representaron en promedio el 12.4% del valor nacional durante el periodo
de 1990 al 2005. Las exportaciones pesqueras tradicionales han crecido en el orden del 6% durante este periodo,
habiendo generado 1,303 millones de dólares en el 2005. La harina de pescado fue el producto pesquero tradicional
que generó la mayor cantidad de divisas. A los principales países que se exportó fueron: China (36%), Japón (9%) y
Taiwán (6%).
Palabras clave: Exportación, pesca, harina de pescado, productos tradicionales.
Abstract
The traditional fishery exports represented an average of 12.4% of the total national exports during 1990- 2005. The
traditional fishery exports have grown 6% during this period, having generated 1,303 million of american dollars in
2005. Fishmeal was the most important fishery product generating the major exports, in value. The main importers
were: China (36%), Japan (9%) and Taiwan (6%).
Key words: Export, fishing, fishmeal, traditional products.
1. Introducción
El sector pesquero es considerado de gran
importancia económica en el Perú por ser el segundo
generador de divisas. Los productos exportados en
dicho sector se agrupan en tradicionales y no
tradicionales.
Los productos tradicionales lo conforman la harina
y aceite de pescado los cuales son destinados para
consumo humano indirecto y se obtienen a partir del
procesamiento de los recursos pelágicos
principalmente la anchoveta.
Dentro de este contexto resulta imprescindible
realizar un análisis de la cantidad de divisas que han
generado las exportaciones pesqueras tradicionales a
fin de determinar el real comportamiento del
mencionado subsector y de esta manera contar con
una herramienta importante para la toma de
decisiones en el sector.
En el presente trabajo de investigación se analiza la
evolución de las exportaciones pesqueras
tradicionales durante el periodo 1990 al 2005. Por
otro lado, en los mencionados años en nuestro país se
implementó el modelo de desarrollo liberal; es decir,
la implementación de una política comercial de
mercados abiertos para favorecer la libre movilidad
de los bienes, servicios y capitales a fin de que la
inversión privada nacional y/o extranjera promuevan
el desarrollo de la actividad exportadora y a través de
él nuestro país logre el desarrollo económico.
Para analizar las exportaciones tradicionales se
evaluará las siguientes variables: las capturas de los
pescados para uso industrial, el valor FOB y las
cantidades de los principales productos exportados
pesqueros tradicionales, los precios promedios por
productos exportados, los principales mercados de
destino y las principales empresas exportadoras. En el
desarrollo del presente trabajo se utilizó información
estadísticas proporcionada por las instituciones
1 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
vinculadas con el tema. Dicha información y los
resultados obtenidos en el presente estudio se refieren
a cifras del periodo 1990 al 2005.
Por lo expuesto, los objetivos y las hipótesis
planteadas en el presente estudio fueron:
Objetivo general
Analizar la oferta exportable de los productos
pesqueros tradicionales durante el periodo 1990 al
2005.
Objetivo específicos:
a. Analizar el valor de las exportaciones pesqueras
tradicionales con respecto al valor de las
exportaciones pesqueras totales durante 1990 al
2005
b. Determinar la tasa de crecimiento del valor de las
exportaciones tradicionales del sector pesquero
durante 1990 al 2005
c. Cuantificar y analizar el valor de los principales
productos pesqueros tradicionales exportados e
identificar los principales mercados de destino.
d. Identificar y analizar el comportamiento de las
cantidades exportadas y precios de exportación de
los principales productos pesqueros tradicionales.
e. Identificar y cuantificar las exportaciones de las
principales empresas pesqueras tradicionales del
país en el 2005.
Hipótesis General
El valor de las exportaciones pesqueras tradicionales
se ha incrementado significativamente.
a. El valor de las exportaciones pesqueras
tradicionales ha representado un porcentaje
significativo con respecto al valor total de las
exportaciones totales.
b. La tasa de crecimiento del valor de las
exportaciones pesqueras tradicionales se ha
incrementado en forma significativa.
c. El valor de las exportaciones que ha generado el
principal producto pesquero tradicional se ha
incrementado en forma significativa.
Análisis de las exportaciones pesqueras tradicionales durante 1990 al 2005
138
d. Los precios de los productos tradicionales ha
permitido el incremento de la generación de
divisas.
La mayor cantidad de divisas se ha generado en
pocas empresas exportadoras de productos
pesqueros tradicionales en el Perú.
2. Revisión de literatura
En el Perú, el sector pesquero es un sector
estratégico por ser la segunda fuente generadora de
divisas habiéndose exportado 1,625.5 millones de
dólares en el 2005 (B.C.R.P, 2006).
Esta tradicional actividad está sustentada,
principalmente por la abundancia de los recursos
pesqueros marinos pelágicos, sobretodo la anchoveta,
así como, la sardina, el jurel y la caballa que han
posibilitado el crecimiento y desarrollo de la industria
harinera manteniendo a esta actividad en una de las
más importante en el ámbito mundial (MINISTERIO
DE PESQUERIA, 1999).
En los años en que ocurrió el fenómeno de “El
Niño” se ha observado una disminución en las
cantidades de divisas que generó el sector pesquero
tradicional (MINISTERIO de PESQUERIA, 1998)
En el 2005, el valor de las exportaciones pesqueras
tradicionales ascendió en 1,303 millones de dólares
generando el 80% de divisas representando ser la
mayor cantidad generada en todo el periodo en
estudio (B.R.C.P, 2006)
Marco teórico
La corriente económica que impera en el mercado
internacional otorga mayor importancia a la oferta
exportable; por lo tanto, si una empresa desea
permanecer en el mercado interno y/o externo, no
sólo debe ser capaz de producir un producto de alta
calidad sino que debe saber comercializarlo de tal
manera que pueda convertirlo en un activo totalmente
líquido como es el dinero en el menor tiempo (Olaya,
2005).
Según Ferrari (1993) la actividad exportadora
depende tanto de la demanda como de la oferta
representando el precio que recibe el productor el
principal factor que promueve la mencionada
actividad; es decir, a mayores precios recibidos por
los productores y a menores costos de producción
mayor será la oferta; asimismo, estará influenciado
por la capacidad de producción, la tecnología
empleada y la inversión realizada.
El presente trabajo de investigación se sitúa dentro
del ámbito de las ventajas comparativas debido a que
las condiciones naturales de nuestro país hacen
posible la existencia de grandes cantidades de
recursos hidrobiológicos; asimismo, el actual modelo
de desarrollo implementado sobre la política
comercial de mercados abiertos para el capital lo que
está promoviendo es el ingreso de la inversión
extranjera las cuales preferentemente se están
orientando hacia aquellos sectores en donde los
recursos son mas abundantes. En este sentido, se
afirma que dentro de las especies pesqueras, las
pelágicas son las más abundantes en comparación a
las demersales.
Es necesario indicar que dentro de las ventajas
comparativas existe la corriente de la pesca
responsable y/o sostenibilidad la que se sustenta en
que la extracción del pescado deben realizarse en un
nivel en la cual no origine la depredación de este
recurso debido a que es un recurso agotable; por lo
cual, el desarrollo pesquero sostenible es aquel que
satisfaga las necesidades de la generación presente,
sin comprometer la capacidad de las generaciones
futuras para satisfacer sus propias necesidades.
El éxito de la actividad exportadora está
condicionada por el desarrollo de las ventajas
comerciales que predominan en ese momento en el
mercado internacional el cual permitirá que cada
unidad productiva de cada país pueda aventajar a sus
competidores logrando primero, que sus productos
tengan una mayor participación en el mercado
nacional e internacional y segundo, alcancen
sostenibilidad con el tiempo. (Olaya, 2005).
Las ventajas comerciales están relacionadas
directamente con las teorías económicas y han sido
estas últimas las que han dado origen a las primeras.
Después de la segunda guerra mundial se han creado
tres ventajas comerciales en las cuales se planteó las
ventajas comparativas.
Una ventaja comparativa es toda superioridad que
posee una empresa como consecuencia de estar
ubicada en una zona geográfica donde abundan y/o se
encuentran a un precio más bajo los siguientes
factores de producción: recursos naturales, mano de
obra, infraestructura física, capital. Además, se
consideran las condiciones ambientales, el tipo de
cambio, la cercanía al mercado, el incentivo de
gobierno, el nivel de desarrollo del país, etc. (Olaya,
2005).
3. Materiales y métodos
3.1 Metodología
Tratamiento de la información
El campo de estudio del presente trabajo
comprende el ámbito de las exportaciones pesqueras
tradicionales de nuestro país.
En el Perú las transacciones internacionales se
registran en subpartidas siendo las más importantes.
2301201010 Harina de Pescado sin desgrasar,
impropio para la alimentación humana, con
contenido de grasa mayor al 2% en peso.
2301201020 Harina de Pescado desgrasada con
proteína mayor al 68% y grasas hasta 2%.
1504201000 Grasas y Aceites de Pescado y sus
fracciones excepto aceite de hígado, en bruto
1504209000 Grasas y Aceites de Pescado y sus
fracciones, refinados
a. Fuente de información
Las fuentes de información se consideraron
teniendo en cuenta la variable en estudio relacionada
con el modelo.
Con respecto a los datos de la variable en estudio
se recurrió a la información secundaria y datos
estadísticos referente a:
María B. Olaya M.
An cient. 68(3) 2007, pp. 137-143 139
- Cantidad y valor FOB de las exportaciones
pesqueras tradicionales del Perú.
- Cantidad y valor FOB de los principales productos
pesqueros tradicionales de exportación.
- Precios promedios de los principales productos
pesqueros tradicionales
- Identificación y cuantificación de las principales
empresas exportadoras de productos pesqueros
tradicionales.
Para lo cual se recopiló información de las
siguientes instituciones:
- SUNAT, Banco Central de Reserva del Perú
(BCRP). Asociación de Exportadores (ADEX) y
PROMPEX
3.2 Técnica
De la información obtenida se analizó cada
objetivo específico de la siguiente manera:
a) Se determinó la participación porcentual del
valor de las exportaciones pesqueras tradicionales
con respecto a las exportaciones totales.
b) Se determinó la propensión marginal a exportar
de los productos pesqueros tradicionales utilizando el
modelo de regresión lineal simple empleando el
programa Excel el cual el tiempo; es decir, los años
se le consideró como la variable independiente.
Mientras que, el valor de las exportaciones
corresponde a la variable dependiente comprendiendo
desde 1990 al 2005.
El modelo fue el siguiente:
y = ∂ + b0. x1
donde:
y = Variable dependiente = Valor FOB de las
exportaciones pesqueras tradicionales.
∂ = Intercepto.
b0 = Propensión Marginal a exportar
x1 =Variable independiente = año de exportación
El ajuste del modelo de la tasa constante de
crecimiento del valor de las exportaciones pesqueras
tradicionales por mínimos cuadrados se utilizó el
análisis de regresión semilogarítmica con respecto a
la variable dependiente que corresponde al valor de
las exportaciones pesqueras:
ln y = ∂ + b0. X1
Modelo recomendado por Damador Gujarati en su
libro denominado “Econometría Básica” para el caso
de exportaciones de bienes debido a que:
b = Cambio relativo de y = pendiente
Cambio relativo de x
El modelo es el apropiado en situaciones donde
para un cambio absoluto de x1, y cambia en un
porcentaje constante. El modelo es llamado Modelo
de Crecimiento (constante) y es utilizado para medir
la tasa de crecimiento de las exportaciones en el
tiempo.
a) Se realizó una comparación del valor de divisas
y las cantidades exportadas de los productos
pesqueros tradicionales durante 1993 al 2005 y se
identificó los principales mercados de destino según
el valor de las exportaciones de los productos
pesqueros tradicionales.
b) Se identificó las 20 principales empresas peruanas
exportadoras de productos pesqueros tradicionales y
se cuantificó los valores que exportan.
4. Resultados y discusión
4.1 Análisis del valor de las exportaciones
pesqueras tradicionales durante el periodo de
1990 al 2005
En la Tabla 1 se muestra el valor de las
exportaciones totales, el valor de las exportaciones
pesqueras totales y las pesqueras tradicionales
durante el periodo de 1990 al 2005 determinándose
que las exportaciones del sector pesquero total y las
pesqueras tradicionales representaron en promedio el
15.5 y el 12.4% de las exportaciones totales
respectivamente.
Asimismo, las exportaciones pesqueras
tradicionales generaron 345 millones de dólares en
1990 y 1,303.1 millones de dólares en el 2005; es
decir, en 16 años el valor de las exportaciones
pesqueras tradicionales se incrementó en 958.1
millones de dólares; sin embargo, durante el periodo
no se ha registrado un crecimiento sostenido, donde
en el año de 1992 disminuyó en 4.02% debido a la
ocurrencia del fenómeno “El Niño” moderado; así
como, en el año de 1998 disminuyó en 63.58%%
debido a la ocurrencia del fenómeno “El Niño”
calificado como fuerte. Asimismo en los años del
2001, 2002 y 2003 se observaron una disminución en
el valor de las exportaciones de 2.98, 3.69 y 7.96%
debido a que descendió la producción; así como, los
precios.
La harina y aceite de pescado son los dos productos
pesqueros tradicionales de exportación representando
ser la harina de pescado la que ha generado la mayor
cantidad de divisas calculándose en 11,344.2
millones de dólares durante el periodo de 1990 al
2005, donde en 1990 se generó 338.3 millones de
dólares y en los años siguientes se ha incrementado
aunque no sostenidamente, así en 1997 y en el 2005
se exportaron 1,030.9 y 1,147.5 millones de dólares.
Mientras que, las exportaciones de aceite de
pescado generaron 1,082.3 millones de dólares
durante 1990 al 2005 aunque se exportó en menor
cantidad a comparación de la harina de pescado pero
con una tendencia creciente habiéndose exportado 6.7
y 155.6 millones de dólares en 1990 y 2005
respectivamente.
La contribución de la harina de pescado en la
generación de divisas dentro del sector pesquero ha
sido bastante elevada; sin embargo, se observa una
disminución dado que en 1990 representó el 98.1%
de las divisas totales; mientras que, en el 2005 fue el
88.1%. Por otro lado, la tendencia del valor de las
exportaciones de aceite de pescado se ha
incrementado desde 1990 el cual tuvo una
Análisis de las exportaciones pesqueras tradicionales durante 1990 al 2005
140
participación del 1.9% y aumentó al 11.9% en el
2005.
4.2 Tasa de crecimiento de las exportaciones
pesqueras tradicionales En la Tabla 2 se muestra los ajustes de los datos del
valor de las exportaciones pesqueras tradicionales
durante el periodo de 1990 al 2005.
Los resultados obtenidos por la función estadística
del Excel se muestra en la Tabla 3. El modelo
ajustado por mínimos cuadrados empleando la
regresión:
ln y = 6.05 + 0.06 X
La variable predeterminada o exógena (tiempo)
explica en 51% la corrección del valor de las
exportaciones pesqueras tradicionales y según la
prueba de F el F calculado es mayor que el F tabular
(16.6 > 4.6), b0= 0.06 mide la pendiente de la recta e
indica que dentro del rango de “x” entre 1 y 16; es
decir, entre 1990 al 2005, a medida que la variable
independiente aumenta en una unidad, el aumento
estimado en el valor medio o promedio de incremento
de las exportaciones pesqueras tradicionales es 6%.
Tabla 1. Valor de las Exportaciones Pesqueras Totales y Tradicionales (millones de dólares americanos).
Año Exportación Total
(Millones
US$)
Exportación Pesquera Total
(Millones US$)
% Part Pesq
Exportación Pesquera
Tradicional
(Millones US$)
% Partic
Pesq
Trad
Var (%)
anual
Exportaciones Pesqueras
Tradicionales
Eventos
Harina de
Pescado
Aceite de
Pescado
Acuerdos
Comercial
Fenómeno de
“El Niño”
1990 3,279.8 452.4 13.8 345.4 10.5 - 338.8 6.7
1991 3,393.1 549.8 16.2 452.7 13.3 31.1 440.9 11.8 Niño
Moderado
(9 meses) 1992 3,578.1 528.0 14.8 434.5 12.1 -4.0 427.2 7.3
1993 3,384.7 717.7 21.2 580.5 17.2 33.6 545.0 35.5 A partir de Agosto
ATPA
1994 4,424,1 980.5 22.2 779.8 17.6 34.3 713.3 66.5
1995 5,491.4 1,010.6 18.4 786.9 14.3 0.9 712.1 74.8
1996 5,877.6 1,120.8 19.1 908.8 15.5 15.5 834.9 73.8
1997 6,824.6 1,403.3 20.6 1,125.9 16.5 23.9 1,030.8 95.0 Niño Fuerte (9 meses)
1998 5,756.8 634.8 11.0 409.9 7.1 -63.6 392.0 18.0
1999 6,087.5 791.2 13.0 600.9 9.9 46.6 532.8 68.1
2000 6,954.9 1,131.4 16.3 954.7 13.7 58.9 874.0 80.6
2001 7,025.7 1,123.2 16.0 926.2 13.2 -2.98 835.1 91.1
2002 7,713.9 1,056.2 13.7 892.3 11.6 -3.61 823.1 69.2 A partir del
6 Agosto
ATP/DEA
2003 9,090.7 1,026.3 11.3 821.3 9.0 -7.96 742.2 79.1
2004 12,809.2 1,380.8 10.8 1,103.7 8.6 34.4 954.5 149.2
2005 17,336.3 1,625.5 9.4 1,303.0 7.5 18.1 1,147.5 155.6
Prom. 15.5 12.4 11,344.2 1,082.3
Fuente: BCRP (2006), SUNAT (2006)
Elaboración propia
Tabla 2. Valor de las exportaciones pesqueras tradicionales.
Año X=años Y= Valor
Exportado
Ln y
1990 1 345.4 5.844703166
1991 2 452.7 6.115229654
1992 3 434.5 6.074195945
1993 4 580.5 6.363889801
1994 5 779.8 6.659037477
1995 6 786.9 6.668101176
1996 7 908.8 6.812125048
1997 8 1,125.9 7.026337995
1998 9 409.9 6.015913228
1999 10 600.9 6.398428531
2000 11 954.7 6.861397155
2001 12 926.2 6.831090194
2002 13 892.3 6.793802399
2003 14 821.3 6.710888451
2004 15 1,103.7 7.006423451
2005 16 1,303.0 7.172424577
María B. Olaya M.
An cient. 68(3) 2007, pp. 137-143 141
Tabla 3. Estadística de la regresión.
Coeficiente de Correlación
múltiple
0.73797872
Coeficiente de determinación R2 0.544612592
R2 ajustado 0.51208492
Error Típico 0.28027663
Observaciones 16
Análisis de Varianza
Grado de
Libertad
Suma de
Cuadrados
Promedio de los
Cuadrados
F Valor omitido
de F
Regresión 1 1.3152250482 1.315250482 16.7430547 0.001099545
Residuos 14 1.09976985 0.078554989
Total 15 2.415020332
Coeficientes Error Típico Estadístico t Probabilidad
Intercepción 6.055955439 0.146978305 41.20305682 5.147594E-16
Variable x 0.062196332 0.015200134 4.091827795 0.001099545
Fuente: Elaboración propia (2006)
El coeficiente de determinación es 0.54 significa
que aproximadamente el 54% de la variación del
valor de las exportaciones pesqueras tradicionales es
explicado por la variación del año.
4.3 Análisis del valor de las exportaciones de
los principales productos pesqueros
tradicionales e identificación de los
principales mercados de destino
En la Tabla 4 se muestra los valores, las cantidades
de las exportaciones, los precios por tonelada de los
dos productos pesqueros tradicionales y el porcentaje
de participación durante el periodo 1990 al 2005
donde se aprecia que la harina de pescado fue el
principal producto pesquero tradicional de
exportación generando la mayor cantidad de divisas
representando en promedio el 92.3% del valor de las
exportaciones pesqueras tradicionales durante el
periodo en estudio; mientras que, el aceite de pescado
representó el 7.7%.
En la Tabla 5 se aprecia los valores FOB y las
cantidades de los principales productos pesqueros
según su presentación durante el periodo 1993 al
2005 y en el Cuadro 6 se muestran los principales
mercados de destino de los productos pesqueros
tradicionales
La partida arancelaria que generó la mayor
cantidad de divisas fue la harina de pescado sin
desgrasar impropia para la alimentación humana con
contenido de grasa mayor al 2% en peso, generando
10,129 millones de dólares exportándose la cantidad
total de 22,191.8 miles de TM durante 1993 al 2005
observándose fluctuaciones en las cantidades
exportadas. Asimismo, los periodos en que
registraron la mayor cantidad de divisas fue en los
años de 1997 y 2005 registrándose en 1,030.9 y
1,147.5 millones de dólares respectivamente. El
incremento de divisas en estos años se debió al efecto
de la cantidad exportable y el precio obtenido. Por
otro lado, en 1998 se generó la mayor cantidad de
divisas como consecuencia de la mayor cotización
del producto que fue de 589.74 dólares aunque se
presentó una disminución significativa de la cantidad
exportada, por el efecto negativo de la ocurrencia del
fenómeno “El Niño” (Ver Tabla 5). Los principales
mercados de destino de la harina de pescado sin
desgrasar fueron: China (36%), Alemania (11.5%) y
Japón (8.4%). (Ver Tabla 6)
El aceite de pescado y sus fracciones en bruto se
ubicó en el segundo lugar generando 987.03 millones
de dólares exportándose la cantidad de 2,906.6 miles
de TM (Ver Tabla 5). Los principales mercados de
destino del aceite de pescado sin refinar fueron: Chile
(17%), Noruega (16.4%) y Países Bajos (9.8%). (Ver
Tabla 6)
El aceite de pescado y sus fracciones refinados se
ubicó en el tercer lugar generando 60.27 millones de
dólares exportándose la cantidad de 425.21 miles de
TM (Ver Tabla 5). Los principales mercados de
destino del aceite refinado fueron: Chile (22.4%),
Canadá (21.6%) y Noruega (20.6%). (Ver Cuadro 6)
La harina de pescado desgrasada se ubicó en el
cuarto lugar generando 23.52 millones de dólares
exportándose la cantidad de 66.84 miles de TM (Ver
Tabla 5). Los principales mercados de destino de la
harina desgrasada fueron: Ecuador (15%) China
(11.6%) y SudAfrica (10%). (Ver Tabla 6)
Finalmente, los tres principales mercados de
destino de los productos pesqueros tradicionales
fueron: China (36%), Japón (9%) y Taiwán (6%)
durante el periodo de 1993 al 2005.
Análisis de las exportaciones pesqueras tradicionales durante 1990 al 2005
142
Tabla 4. Exportaciones de los productos pesqueros tradicionales durante 1990 al 2005.
Producto 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Harina
de
Pescado
Millones
US$
338.3 440.9 427.2 545.0 713.3 712.1 834.9 1030.9 392.0 532.8 874.0 835.1 823.1 742.2 954.5 1147.5
Miles de
TM
1083.3 1123.0 993.1 1568.2 2221.2 1815.7 1609.8 1030.9 666.2 1482 2352.3 1942 1517.6 1370.1 1750.7 2000.3
Precio
US$/TM
310 392.6 430.2 347.5 321.2 392.2 518.6 535.2 588.4 359.5 371.6 430.0 542.4 541.7 545.2 573.6
Aceite
de
Pescado
Millones
US$
6.7 11.8 7.3 35.5 66.5 74.8 73.9 95.0 18.0 68.1 80.6 91.1 69.2 79.1 149.2 155.6
Miles de
TM
39.4 54.5 25.9 119.8 279.5 259.3 221.0 242.5 34.6 258.7 456.4 315.5 160.6 183.2 285.1 286.4
Precio
US$/TM
169.5 217.1 283.8 296.2 237.8 268.7 334.3 391.9 518.8 263.1 176.7 288.9 430.8 285.1 523.4 543.2
Total Millones
US$
345 452.7 434.5 580.5 779.8 786.9 908.8 1125.9 410 600.9 954.6 926.2 892.3 821.3 1103.7 1303.1
Participación de la Harina y Aceite de Pescado con respecto al valor total de las Exportaciones Pesqueras Tradicionales (%)
Harina de Pescado 98.1 97.4 98.3 93.9 91.5 90.5 91.9 91.6 95.6 88.7 91.6 90.2 92.2 90.4 86.5 88.1
Aceite de Pescado 1.9 2.6 1.7 6.1 8.5 9.5 8.1 8.44 4.4 11.3 8.4 9.8 7.8 9.6 13.5 11.9
Fuente: B.C.R.P (2006) y PROMPEX (2006).
Elaboración propia
Tabla 5. Exportaciones de los productos pesqueros tradicionales según presentación durante 1993 al 2005.
Producto 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005
Harina de
Pescado sin
desgrasar, con
contenido de
grasa mayor al
2% en peso.
Millones
US$
540.87 713.2 712.1 833.72 1030.9 394.36 533.69 870.37 835.1 820.55 742.2 954.5 1147.5
Miles de
TM
1554.6 2221.7 1815.7 1607.5 1925.2 668.7 1485.9 2342.1 1936.8 1513 1369.6 1750.7 2000.3
US$/TM 347.92 321.02 392.19 518.64 535.48 589.74 359.17 371.62 431.18 542.33 541.91 545.21 573.3
Harina de
Pescado
desgrasada con
proteína mayor al
68% y grasas
hasta el 2%
Millones
US$
5.52 10.61 4.83 0.01 0.44 0.73 0.04 0.06 0.00 0.28 0.00 0.45 0.55
Miles de
TM
16.37 33.39 12.23 0.03 0.78 1.11 010 0.02 0.00 0.5 0.00 0.85 1.06
U/S$/TM 337.20 317.76 399.43 333.33 564.10 657.66 400.0 300.0 - 560 - 529.41 518.87
Grasas y Aceites
de Pescado y sus
fracciones en
bruto
Millones
US$
32.76 65.24 72.99 71.75 93.77 17.74 66.21 77.48 82.22 52.85 71.07 139.69 143.26
Miles de
TM
110.8 277.5 256.3 215.9 240.1 34.4 202.8 444.6 287.2 125.2 169.1 270.4 272.3
U/S$/TM 295.67 235.10 284.78 332.33 390.55 515.69 326.48 174.27 286.28 422.27 420.28 561.61 526.1
Grasa y Aceites
de Pescado y sus
fracciones
refinados
Millones
US$
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.36 1.85 3.14 8.89 16.16 8.01 9.55 12.31
Miles de
TM
0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.44 5.87 12.99 327.99 34.86 14.19 14.74 14.13
U/S$/TM 296.33 237.92 288.47 334.39 39.18 520.23 263.24 176.6 288.75 430.88 431.77 523.33 543.29
Fuente: ADUANAS (2006).
Elaboración propia
Tabla 6. Principales Mercados de los Principales Productos Pesqueros Tradicionales durante el periodo 1993
al 2005.
Productos Millones
US$
1º 2º 3º 4º 5º
Harina de Pescado sin desgrasar,
impropio para la alimentación humana,
con contenido de grasa mayor al 2% en
peso.
10,129 China (36%) Alemania
(11.5%)
Japón (8.4%) Taiwán (6.2%) Indonesia
(2.9%)
Harina de Pescado desgrasada con
proteína mayor al 68% y grasas hasta el
2%
23.52 Ecuador (15%) China (11.6%) Sudáfrica
(10%)
Alemania
(9%)
Japón (3.7%)
Grasas y Aceites de Pescado y sus
fracciones en bruto
987.03 Chile (17%) Noruega
(16.4%)
Países Bajos
(9.8%)
Japón (8.7%) Canadá
(7.6%)
Grasa y Aceites de Pescado y sus
fracciones refinados
60.27 Chile (22.4%) Canadá
(21.6%)
Noruega
(20.6%)
Japón (5%) Países Bajos
(3.6%)
Fuente: ADUANAS (2006).
4.4 Análisis de las exportaciones de las
principales empresas pesqueras tradicional
en el 2005 En la Tabla 7 se muestra la cantidad total del valor
exportado que ha generado las veinte principales
empresas exportadoras pesqueras tradicionales en el
2005 determinándose en 1,068´297,596 dólares
representando el 82% del total del subsector
tradicional estableciéndose que existe una alta
concentración en pocas empresas dedicadas en la
actividad exportadora pesquera tradicional.
La principal empresa exportadora pesquera
tradicional fue el Grupo Sindicato Pesquero del Perú
S.A. (SIPESA) que generó 171´741,008 dólares en el
María B. Olaya M.
An cient. 68(3) 2007, pp. 137-143 143
2005 representando el 13.18% del valor total de los productos pesqueros tradicionales.
Tabla 7. Exportaciones de las principales empresas pesqueras tradicionales en el 2005.
N° Principales Empresas Valor
(US$)
%
Particip
1 Grupo Sindicato Pesquero del Perú S.A. 171´741,008 13.18
2 Austral Group S.A.A. 112´752,482 8.65
3 Tecnología de Alimentos S.A. 94´405,001 7.25
4 Pesquera Hayduk S.A. 90´600,704 6.95
5 Pesquera Diamante S.A. 82´835,062 6.36
6 Corporación Pesquera Inca S.A. 66´441,497 5.10
7 Alexandra S.A.C. 59´517,215 4.57
8 Pesquera Exalmar S.A. 58´117,511 4.46
9 Corporacion Fish Protein S.A. 43´510,795 3.34
10 Pesquera Rubí S.A. 39´435,475 3.03
11 Compañía Pesquera del Pacífico Centro S.A. 36´419,226 2.8
12 Epesca S.A. 34´926,751 2.68
13 Pesquera Polar S.A. 27´669,777 2.12
14 Conservera Garrido S.A. 25´767,801 1.98
15 Corporación Pesquera Coishco S.A. 24´701,962 1.90
16 Pesca Perú Chimbote Norte S.A. 22´253,620 1.71
17 Colpex Internacional S.A.C. 21´396,025 1.64
18 Consorcio Malla S.A. 20´149,343 1.55
19 Pacific Sunny Foods S.A.C. 18´946,440 1.45
20 Pesquera Industrial El Angel 16´713,393 1.28
Total de las Exportaciones Pesqueras Tradicional de las Veinte
Principales Empresas
1,068´297,596 82.0
Total de las Exportaciones Pesqueras Tradicional 1,303´000,000 100
Fuente: ADEX (2006).
5. Conclusiones
Las conclusiones del presente trabajo de
investigación fueron las siguientes:
El valor de las exportaciones pesqueras
tradicionales representaron el 12.4% del valor total
durante el periodo de 1990 al 2005. La harina de
pescado fue el producto que generó la mayor cantidad
de divisas habiéndose exportado 11,344.2 millones de
dólares.
La tasa de crecimiento del valor de las
exportaciones pesqueras tradicionales ha sido muy
baja habiendo crecido en el orden del 6% durante
1990 al 2005.
La harina de pescado sin desgrasar con contenido
de grasa mayor al 2% en peso, generó la mayor
cantidad de divisas habiéndose exportado 10,129
millones de dólares durante el periodo de 1993 al
2005 influenciado por el efecto de las cantidades
exportadas y el precio.
Los principales mercados de destino de los
principales productos pesqueros tradicionales fueron:
China (36%), Japón (9%) y Taiwán (6%) durante el
periodo de 1993 al 2005.
El valor de las exportaciones tradicionales
generado por las veinte empresas pesqueras
representó el 82% del valor del subsector.
6. Referencias bibliográficas
ADEX, 2006. Perú Exporta. Revista Nº 330-Abril
2006. Lima Perú 116 pp
ADUANAS, 2006. “Estadísticas de Exportación por
partidas y mercados de 1993 al 2005.
www.aduanet.gob.pe
B.C.R.P 2006. Estadísticas anuales de 1990-2005.
Lima- Perú. www.bcrp.gob.pe
F.A.O, 2006. Estadísticas en Pesca 1997-2005.
www.fao.org.
FERRAR.I. 1993. “Comercio Exterior y Desarrollo”
Perú 1950-1990
Fundación Friedrich, Ebert.
GUJARATI, D. 1998. “Econometría Básica”.
Editorial Latinoamericana S.A. Bogotá. Colombia.
MINISTERIO DE LA PRODUCCION, 2006.
“Estadìstica del ViceMinisterio de Pesqueria”
www.produce.gob.pe
MINISTERIO DE PESQUERIA, 1999. “Evaluación
del Comportamiento de las Exportaciones de
Productos Pesqueros 1990-1998”. Oficina General
de Economía Pesquera, 42 pp
MINISTERIO DE PESQUERIA, 1998.
“Desenvolvimiento del Sector Pesquero en Eventos
del Niño” 1982-1983 y 1987-1988. Oficina General
de Economía Pesquera, 30 pp
OLAYA, M., OLAYA J. y A.N.R. 2005.
“Agroexportando Valores”. Primera Edición 2005.
Impreso en Gráfica El Rosario A. Mejía E.I.R.L.
Lima. Perú. 304 pp.
PROMPEX, 2006. Exportaciones del Subsector
Pesca en Perú. www.prompex.gob.pe.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 20/07/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 09/08/2007
Cálculos para la implementación del sistema de propulsión de una
embarcación pesquera artesanal de 10 Ton de capacidad de carga en bodega
Oscar Malpica Moreno 1
Resumen
En el litoral peruano, las embarcaciones pesqueras artesanales, principalmente las embarcaciones menores de 12 m
de eslora, son implementadas en forma empírica, sobre la base de referencias de embarcaciones similares
construidas, razón por la que estas embarcaciones no tienen el rendimiento y eficiencia esperados durante la
navegación y las operaciones de pesca. El presente trabajo tiene como objetivo, establecer los principales criterios
que faciliten el cálculo de los elementos que intervienen en el sistema de propulsión y gobierno de una embarcación
pesquera artesanal de 10 ton de capacidad de carga en bodega. La eficiencia óptima de funcionamiento de los
elementos que conforman el sistema de propulsión de la embarcación, presupone una mínima resistencia friccional
del casco y formas hidrodinámicas. En el presente trabajo, sobre la base de 10 ton como capacidad de carga en
bodega, se calcula: la potencia del motor principal; el diámetro y paso de la hélice; el diámetro del eje intermedio y
eje de cola para 1000 rpm; la separación máxima que debe existir entre los descansos y el tamaño de la pala del
timón y el diámetro del eje o mecha.
Palabras clave: Pesquería artesanal, embarcaciones pesqueras, propulsión de embarcaciones.
Abstract
In the Peruvian coast, the artisanal fishing boats, mainly those whose length is less than 12 m, are implemented in
empirical form, on the base of references from similar boats that is why these boats do not have the expected output
and efficiency during the navigation and fishing operations. The principal objective of this working research is to
establish the main criteria that facilitate the design and calculation of the elements for propulsion and steering of the
artisan fishing boats in the Peruvian coast, for a 10 ton fish hold load capacity. In this type of boats, the minimum
frictional resistance of the hull and its hydrodynamics forms provide optimal propulsion efficiency. In the present
work it calculate: the main dimensions for a 10 ton fish hold load capacity boat; the engine power; the diameter and
pitch of the propeller; the intermediate and tail shaft diameter for 1000 rpm; the maximum permitted distance
between bearings in the intermediate shaft and the rudder blade area and its shaft diameter.
Key words: Artisanal fisheries, fishing boats, fishing boats propulsion.
1. Introducción
La pesca artesanal o de pequeña escala, sigue
siendo el método de producción de alimentos que
requiere mayor intensidad de trabajo y utilización de
mano de obra; depende, casi en su totalidad, del uso
de embarcaciones con motores de combustión
interna. Estas embarcaciones aportan con casi la
mitad de la producción mundial de pescado para
consumo humano directo (Wilson, 2005).
La pesca artesanal en el Perú es una actividad muy
variada en la extracción de los recursos
hidrobiológicos, utiliza diversas artes y métodos de
pesca, a bordo de embarcaciones cuyo volumen de
bodega no supera a 32 m3.
Aproximadamente 6300 embarcaciones conforman
la flota pesquera artesanal en el Perú, en su totalidad
construidas por carpinteros navales en astilleros
artesanales sin mucho criterio técnico. Del total de
estas embarcaciones, el 99% son construidas de
madera y el 1% de fibra de vidrio. El 65% son
propulsadas por hélices accionadas por un motor, y el
35 % propulsado por remos y velas.
Por las condiciones de trabajo que realizan y el
significativo aporte a la economía nacional,
están consideradas como embarcaciones muy
especializadas; su tamaño, equipamiento de cubierta,
capacidad de carga, acomodación, maquinarias y
1 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
equipos, forman parte de un sistema donde debe
existir una sincronización técnica y funcional.
Se plantea como objetivo general:
- Establecer los principales criterios que faciliten el
cálculo y diseño de los elementos que intervienen en
la propulsión y gobierno de una embarcación
pesquera artesanal de 10 ton de capacidad de carga en
bodega.
Objetivos específicos:
- Cálculo de la potencia requerida del motor principal
optando por la metodología de mayor aplicabilidad
en el medio.
- Cálculo de las dimensiones de los ejes y la hélice
acorde con el tamaño y ubicación del motor principal.
2. Revisión de literatura
Carreño (1992), manifiesta que toda embarcación
es la unión de varios sistemas de ingeniería que, al
unirse permiten al hombre navegar con relativa
confianza a través de mares, ríos o lagos. Cada una de
los sistemas involucra una red compleja entre la
necesidad a cubrir y la tecnología disponible para
satisfacerla.
Para el diseño y el proceso de construcción y
equipamiento de embarcaciones, existen muchas
metodologías; al respecto, Rawson y Truper (1968),
recomiendan utilizar la “espiral de diseño”, como un
método iterativo que permite comprobar y/o
modificar parte del diseño conforme se avanza en él.
El alto precio de los combustibles hoy en día,
particularmente el diesel está llevando a las flotas
Oscar Malpica Moreno
145
pesqueras a situaciones difíciles por su incidencia en
el costo de operación de las embarcaciones, ya que
los gastos en combustible superan el 30% de los
costos de operación.
Las embarcaciones muchas veces consumen
combustible más de lo debido, al respecto, Gilbert
(1983) manifiesta que las causas principales, por
orden de prioridad, son: a) los seres humanos,
principalmente los armadores; b) las hélices de
diámetro o paso incorrectos; c) los motores que no
corresponden a las características de la reductora y de
la hélice; y, d) la inadecuación o mala utilización del
motor.
Con relación al consumo de energía de las
embarcaciones en su travesía normal, Wilson, (2005),
manifiesta que de la energía que llega a la hélice, el
35% se utiliza para hacerla girar; el 27% para vencer
la resistencia debida a la formación de olas; el 18%
para contrarrestar el rozamiento del casco; el 17%
para contrarrestar la resistencia de la estela y la
turbulencia que provoca la hélice contra el casco; y el
3% para vencer la resistencia del aire.
Gefaell, (2005), menciona que la solución para
reducir los gastos de operación de las embarcaciones
pesqueras, es buscar y aplicar soluciones que van
desde el rediseño de las formas del casco, hasta la
aplicación de mejores pinturas para que estos cascos
sean más lisos y disminuyan la resistencia del agua.
Para esto recomienda:
1. Un buen mantenimiento de la hélice, que puede
reducir el gasto hasta un 5%.
2. Disminuir la fricción del agua en la obra viva, que
puede reducir hasta un 34%.
3. Optimizar las rutas de navegación, que puede
reducir hasta un 4%.
4. Optimizar el diseño de las formas del casco, que
puede reducir hasta un 3%.
5. Incrementar la eslora (manteniendo la misma
manga y la misma potencia del motor) que puede
reducir hasta un 30%.
Siendo el motor principal la unidad fundamental
para la propulsión y el funcionamiento de las
embarcaciones, Borgernstam (1967), considera de
mucha importancia tener presente las siguientes
recomendaciones:
Peso moderado del motor, con una relación
Peso/HP entre 25 y 35.
Seleccionar el motor de menor tamaño posible.
Disminuir la vibración del motor utilizando
soportes de jebe en lugares claves pre establecidos.
Seleccionar un motor con gran fuerza de tracción.
De preferencia elegir hélices de gran tamaño y
paso pequeño.
Es necesario realizar un buen mantenimiento del
motor después de períodos largos de
funcionamiento.
Contar con los conocimientos y las facilidades para
poder realizar el mantenimiento del motor a bordo.
El motor debe tener un sistema de enfriamiento por
agua, pudiendo ser por toma directa de agua de
mar o por un sistema de intercambiador de calor
tipo keel cooler.
En la búsqueda de un trabajo eficiente del sistema
de propulsión de una embarcación, el acople y
alineamiento del motor con el eje intermedio y el eje
de cola, Silvester, y Shenker, (1974), manifiestan que
un buen alineamiento del motor y los ejes de
transmisión se consigue utilizando los acoples
rígidos, para poder soportar los esfuerzos de torque,
tracción y flexión. Del mismo modo recomiendan que
el alineamiento de los ejes y motor, así como los
ajustes finales de los pernos y seguros de anclaje,
deban realizarse cuando la embarcación se encuentra
en el agua.
Con referencia a los criterios de selección del
motor, Mutton (1981), propone tener en
consideración las siguientes características: potencia;
revoluciones por minuto; dimensiones y peso; sentido
de rotación del cigüeñal; tipo de caja de reducción;
toma de fuerza requerida; sistema de enfriamiento y
las dimensiones de la hélice.
Describe también los diferentes sistemas de
enfriamiento que existen en los motores marinos
utilizados en las embarcaciones pesqueras.
La fuerza más significativa que las embarcaciones
tienen que vencer es la resistencia del agua, al
respecto, Mandelli (1960), manifiesta que esta
resistencia está en función de numerosas variables,
las cuales considera muy importantes como son: la
velocidad de avance de la embarcación, su forma y
tamaño, la densidad y viscosidad del fluido donde
navega, la suavidad de la superficie del casco etc.
Para calcular esta resistencia, es necesario recurrir a
los tanques de experiencias hidrodinámicas,
utilizando modelos a escala.
Explica que la resistencia total R del modelo está
representada por la relación: f rR R R , donde
Rf es la resistencia de fricción del agua contra el
casco, el cual se disipa en calor; Rr es la resistencia
por formación de olas y torbellinos que quedan tras el
modelo al avanzar éste en el agua, que se disipa en
calor.
Según Froude la resistencia de fricción obedece a
la siguiente relación:
825,1
Sf VxSxfR
donde:
Rf, resistencia de fricción en libras (1 lb = 0.453 kg).
S, superficie mojada en pies cuadrados (1 ft = 0.305
m).
Vs, velocidad de arrastre en nudos.
f , coeficiente que depende de la eslora de la placa
(variando de 0.01158 para una eslora de 10 ft a
0.00857 para una eslora de 1000 ft).
Sobre la base de las estadísticas acerca de estudios
de embarcaciones de diferentes tamaños, Fayson
(1985), propone en forma detallada los factores que
intervienen en el cálculo de la potencia requerida del
motor para la propulsión de embarcaciones pesqueras
de tamaño mediano. Manifiesta que es muy
importante el “número de Froude” y el “número de
Cálculos para la implementación del sistema de propulsión de una embarcación pesquera artesanal de 10 Ton de
capacidad de carga en bodega
An cient. 68(3) 2007, pp. 144-151
146
Reynolds” en el cálculo de la resistencia de residual y
la resistencia de fricción respectivamente.
Para el cálculo aproximado de la potencia requerida
del motor para embarcaciones pequeñas (de hasta 11
m de eslora) utilizadas en la pesca con métodos
pasivos de pesca, Gulbrandsen (1988), recomienda
considerar de 5 a 6 HP por cada tonelada de
desplazamiento. Para calcular, en forma muy
aproximada, la velocidad de una embarcación que
utiliza un motor diesel central, funcionando éste al
80% del valor continuo máximo, se debe recurrir a la
siguiente relación: 2.16Vs Lf donde Vs es
la velocidad de la embarcación en nudos y Lf es la
eslora de flotación en metros.
Doust, 1967, expone los parámetros relacionados a
la forma del casco, que influyen significativamente
sobre la resistencia de fricción:
1. La relación eslora /manga (L/M).
2. La relación manga /calado (M/H).
3. Coeficiente de sección maestra (Cm).
4. Coeficiente prismático (Cp).
5. Posición longitudinal del centro de carena (XB).
6. La mitad del ángulo de entrada de la línea de agua.
7. La mitad del ángulo de carrera.
8. La inclinación de la popa.
9. El asiento (t).
En el cálculo del diámetro de los ejes intermedios,
debe considerarse los efectos de torsión, flexión o
ambas combinadas. En ejes relativamente largos, la
flexión es muy considerable, para lo cual los asientos
o descansos adecuadamente ubicados solucionan el
problema (Creamer, 1976).
Con respecto al material apropiado para el eje
intermedio y el eje de cola, Fyson (1985), recomienda
el bronce o el acero inoxidable de no menos de 4409
kg/cm2
de tensión a la rotura, siendo necesario la
certificación correspondiente cuando los ejes superen
los 75 mm de diámetro.
Las hélices, por el trabajo que realizan, deben ser
muy resistentes, al respecto, La Compañía RICE
PROPELLERS,
(http://www.ricepropulsion.com/TNLS/PropBronceA
luEn.htm), en su artículo: “Propiedades del bronce
alumínico (ba) comparado con el bronce manganeso
(bm) en la fabricación de hélices marinas”, expone
que las bondades de la primera (ba) son mucho
mejores que la segunda (bm) en los siguientes
aspectos:
1. Su superficie se mantiene suavemente pulida por
largo período de tiempo, por ello mantiene su
alto factor de eficiencia.
2. Numéricamente el aumento en eficiencia podría
andar en el orden del 1.5 – 3.0 %, con resultados
en ahorro de combustible.
3. Es aproximadamente un 10 % más ligero que el
bronce manganeso, y puede diseñarse hélices de
palas más delgadas por su alta resistencia.
4. Alta resistencia a las fallas bajo impactos de
corte.
5. Tienen poco mantenimiento, por su alta
resistencia a la flexión, al rompimiento y a la
fatiga.
6. Es fácilmente reparable por el proceso de
soldadura MIG.
7. Permite la fabricación de hélices con pesos más
reducidos (aproximadamente 9%).
El tamaño y el número de palas de una hélice,
influyen de gran manera en su eficiencia; al respecto,
Berg (1982), en un estudio monográfico bien
documentado, encontró que en una embarcación de
pesca, la sustitución de la hélice convencional por
una hélice de mayor diámetro, produjo una reducción
de 30% en el consumo de combustible a una
velocidad de crucero, también incrementó en un 27%
la tracción sobre la fuerza máxima de remolque.
Wilson (2005), manifiesta que uno de los
problemas que aquejan a las hélices es la cavitación,
que disminuye la fuerza de empuje, por lo que los
pilotos recurren a forzar más la máquina a fin de
mantener la misma velocidad y fuerza de tracción.
La distancia entre la hélice y el casco porta hélice
influye mucho en la eficiencia de funcionamiento de
la hélice, produciendo vibración; a este respecto,
Wilson (2005) propone las siguientes alternativas:
1. establecer una nueva angularidad del eje (para lo
cual se debe remontar el motor).
2. utilizar una prolongación mayor del eje (para lo
cual a menudo se debe desplazar el timón más a
popa).
3. instalar una hélice con una mayor relación área-
disco.
En el cálculo para el diámetro de ejes sólidos,
Creamer (1976), propone la siguiente relación: 3
63000( )
16
S
S
S dJ EHPT S
r N y
3 316 126
20S S
T EHPd
S S N
donde:
T = torque (in-lb).
SS = esfuerzo de diseño en corte (psi).
J = momento de inercia polar (in4).
r = distancia desde el eje neutral hasta la fibra
más extrema (in).
d = diámetro del eje (in).
EHP = potencia (HP).
N = número de revoluciones por minuto (rpm).
3. Materiales y métodos
3.1 Cálculo de las principales dimensiones de
la embarcación
Para el cálculo de las dimensiones principales de la
embarcación, materia del presente estudio, se
utilizará la ecuación de regresión lineal propuesta por
Carreño (1992), como resultado del procesamiento de
los datos de 72 embarcaciones:
Oscar Malpica Moreno
147
nHMLfKP
donde:
P = parámetro; K = constante de proporcionalidad;
Lf x M x H = producto de la eslora de
flotación, manga y calado de diseño; n =
exponente.
Parámetro Constante
K Variable
Exponente n
Eslora de
flotación (Lf) 2.8533 Lf x M x H 0.3516
Manga (M) 1.0044 Lf x M x H 0.3044
Puntal (P) 0.4409 Lf x M x H 0.3165
Volumen de
bodega (Vb) 4.8266 Lf x M x H 0.4111
Peso de bodega (Wb)
0.4037 Lf x M x H 0.8628
Fuente: Carreño, (1992).
Como patrón de referencia de una embarcación
pesquera de 10 ton de capacidad real de carga en
bodega, se considera la embarcación UNA I “Don
Fico” de propiedad de la Universidad Nacional
Agraria La Molina, construida sobre la base de los
planos presentados por Gurtner (1959), destinada a la
pesca en países en vías de desarrollo. Las
características son: Nombre : UNA I “Don Fico”
Material de construcción : Madera
Eslora total (Lt) : 11.52 m
Eslora de flotación (Lf) : 10.25 m
Manga (M) : 3.60 m
Puntal (P) : 1.60 m
Calado de diseño (H) : 1.50 m
Cb : 0.41
Lf x M x H : 55.35 m3
Vc : 22.7 m3
Δ : 23.29 ton
3.2 Cálculo de la potencia del motor La potencia necesaria para propulsar una
embarcación depende fundamentalmente de la
resistencia que opone el agua durante su
desplazamiento a una determinada velocidad.
Para efecto de los cálculos se asumirá una
velocidad de 8 nudos.
Para el cálculo de la potencia del motor para
embarcaciones pesqueras en nuestro litoral se recurre
a metodologías empíricas basadas en las
comparaciones y las referencias de embarcaciones
similares. El “Diagrama de velocidad y potencia de
salida” propuesto en Yanmar Diesel Engine-
Instruction book – 3 Merine (Yanmar Diesel Engine
Co. Ltd.) (Figura 1), es una muy buena alternativa de
cálculo de la potencia efectiva del motor (EHP) para
embarcaciones menores de 12 m de eslora. Durante el
proceso se calculará primero VsLf
y con este valor
se determinará la relación EHP utilizando la curva 2.
1.5
2.0
2.5
3.0
3.5
1 2 4 6 20 244.0
3 5 7 8 9 10
1 2 4 6 20 243 5 7 8 9 10
V
Lf
EHP
FIGURA N° 1 : Diagrama de Velocidad de la embarcación, vs Potencia requerida del motor principal, para embarcaciones mayores de 7 m y menores de 15 m de eslora. (Fuente: Yanmar Diesel Engine Instruction Book 3 Marine)
Curva 1: corte transversal "muy bueno" (embarcaciones pesqueras) Curva 2: corte transversal "bueno" (embarcaciones pesqueras) Curva 3: corte transversal "fino" (cruseros, patrulleras etc.)
.
1
2
3
3.3 Cálculo del tamaño de la hélice (Diámetro
“D” y Paso “P”)
Para el cálculo del tamaño de la hélice existen
muchas propuestas y metodologías basadas en
experimentos realizados en canales hidrodinámicos.
Para el cálculo se utilizarán las curvas de Trost
(Figura 2), en donde la escala de la abscisa representa
los “coeficientes de salida” Bp, denominado también
el Coeficiente de Taylor; en el eje de las ordenadas se
calculará la relación PD
.
2.51 0.5 0.05
N EHPBp Va w Vs w Cb
Va
donde:
Bp = coeficiente de salida.
N = rpm de la hélice.
EHP = Potencia efectiva en el eje de la hélice (HP)
Va = Velocidad de avance de la hélice (nudos).
Cálculos para la implementación del sistema de propulsión de una embarcación pesquera artesanal de 10 Ton de
capacidad de carga en bodega
An cient. 68(3) 2007, pp. 144-151
148
Vs = Velocidad de la embarcación (nudos).
w = Coeficiente de estela.
Cb = Coeficiente de block de la embarcación.
Para calcular el diámetro y el paso de la hélice, en
la curva, con el valor obtenido de Bp , se obtendrá
el valor de “ ” (coeficiente de diámetro) y en el eje
de las ordenadas se obtiene la relación PD
.
El diámetro se obtendrá reemplazando el valor de
“ ” en: VaD
N
1
2
3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
0.7
0.6
0.5
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
1.3
0.4
p = 0.78
0.71
0.67
0.63 0.61
0.59
0.57
0.55
0.54
= 30
Bp
P
D
FIGURA N° 2: Diagrama Bp para hélices de 3 palas con 50 % de área por pala.
FUENTE: Trost "Open water test with modern propeller forms". NECIES, vol 67, 1951. FBW.
3.4 Dimensiones del codaste porta hélice La distancia entre la hélice y el casco influye en la
eficiencia de funcionamiento de la hélice y afecta a la
intensidad de la vibración causada por la hélice. En la
Figura 3 se muestran las principales distancias
consideradas, cuyos valores mínimos se expresa en la
Tabla 1, los que se tomarán en cuenta en el presente
trabajo.
Tabla 1. Valores mínimos de las distancias entre el
casco y la hélice dentro del codaste porta hélice.
Código Abertura Leyenda
a Mayor o igual al 12 % de
D
D = Diámetro de la hélice.
dt = diámetro del eje de
cola
b Mayor o igual al 5 % de D
c Mayor o igual al 12 % de
D
d Mayor o igual al 20 % de
D
e Menor o igual a 4 veces el
dt
c d
D
a
b
dt
e
FIGURA N° 3: Recomendaciones para la abertura del codaste porta hélice
FUENTE: Fayson (1985)
Figura 3. Recomendaciones para la abertura del
codaste porta hélice.
3.5 Cálculo del diámetro de los ejes (Eje
intermedio y Eje de cola) Para el cálculo de los diámetros propone las
siguientes relaciones (Fyson, 1985):
3 ; 1.05 0.007EHP
d C dt d DN
donde:
d = diámetro del eje intermedio (mm).
dt = diámetro del eje de cola (mm).
C = factor obtenido de la tabla.
EHP = Potencia efectiva del motor (HP).
N = RPM del eje a un máximo EHP.
D = diámetro de la hélice (mm).
Tabla 2. Factor “C” para el cálculo del diámetro
del eje intermedio.
N° de
cilindros
del
motor
Motores diesel
Motores a
gasolina y/o
kerosén
2
tiempos
4
tiempos
2
tiempos
4
tiempos
1 102.8
7
102.3
6
122.4
3 -
2 102.8
7
102.3
6
110.4
9
122.4
3
3 99.06 102.3
6
105.4
1
113.7
9
4 98.30 102.3
6
103.3
8
110.4
9
5 97.54 100.5
8 - -
6 97.03 99.06 102.1 105.4
Oscar Malpica Moreno
149
1 1
Considerando el tamaño de la embarcación, y para
efecto de los cálculos, se considera que el motor
calculado es un motor Diesel de 4 tiempos y 4
cilindros.
Cálculo del número de descansos en el eje
intermedio.
Para el efecto del cálculo del número y colocación
del los descansos en ejes intermedios largos, se
calculará mediante la relación (Fyson, 1985):
3 20.142Z d
donde:
Z = Distancia máxima entre descansos (m).
d = Diámetro del eje intermedio (mm).
Al margen de la longitud del eje intermedio, se
considerarán dos descansos fijos, uno en proa a una
distancia equivalente a 12 veces el diámetro
intermedio del eje, medido hacia popa desde la brida
de acople a la salida de la caja de reducción; y otra en
popa a una distancia equivalente 4 veces el diámetro
intermedio del eje, medido hacia proa, desde la brida
de acople con el eje de cola (Figura 4)
4 x d 12 x d
BRIDA DE
ACOPLE DE
POPA
DESCANSO
BRIDA DE
ACOPLE DE
PROA
DESCANSO
BOCINA
EJE INTERMEDIO
FIGURA N° 4: Ubicación de los descansos a partir de las bridas de acople en proa
y popa del eje intermedio
EJE DE COLA
REDUCTOR
HELICE
Figura 4. Ubicación de los descansos a partir de las bridas de acople en proa y popa del eje intermedio.
3.6 Cálculo del diámetro de la mecha del
timón
Con referencia a la mecha del timón, para
embarcaciones entre 10 m y 12 m de eslora, NKK
(1980), propone que el diámetro no deberá ser menor
al calculado mediante la siguiente fórmula:
1
32 31.664
100m
Ald Sp XG Vs y Sp
donde:
dm, diámetro de la mecha del timón (cm).
Sp, superficie de una de las caras de la pala (m2).
XG, distancia del centro de gravedad de la pala al
eje de la mecha (m).
Vs, velocidad máxima de la embarcación (nudos).
Al, superficie lateral de la carena de la embarcación
(m2).
4. Resultados y discusión
4.1 Dimensiones de la embarcación objetivo
Para una embarcación pesquera artesanal de 10 ton
de capacidad de bodega, el producto
Lf x M x H es:
3
8628.0
11
1
27.41
103495.0
1)(
1
mHMLf
HMLfWb
k
HMLf n
n
Siguiendo la misma metodología, las dimensiones
principales obtenidas se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Dimensiones principales de la
embarcación sobre la base de una capacidad de
bodega de 10 ton.
Atributo Relación de cálculo Valor calculad
o
Eslora máxima (Lm)
LfLfLm 05782.0 11.16 m
Eslora entre
perpendiculares (Lpp)
LfLfLpp 05213.0
10.00 m
Eslora de flotación (Lf)
3516.027.418533.2Lf
10.55 m
Manga (M) 3044.027.410044.1M 3.12 m
Puntal (Pt) 0.31650.4409 41.27Pt 1.43 m
Calado (H) 12.355.10
27.41H 1.25 m
Volumen de
carena ( Vc) 4111.027.418266.4Vc 22.3 m3
Desplazamient
o ( )
33 /025.133.22 mtonm
23 ton
Cálculos para la implementación del sistema de propulsión de una embarcación pesquera artesanal de 10 Ton de
capacidad de carga en bodega
An cient. 68(3) 2007, pp. 144-151
150
Coeficiente de block (Cb) 25.112.355.10
3.22Cb
0.54
Si se comparan los resultados obtenidos para las
dimensiones de la embarcación materia del presente
estudio con las dimensiones de la embarcación UNA
I “Don Fico”, se observa que no existe variación
significativa que pueda motivar un cálculo de
corrección; por lo tanto, los datos obtenidos se
consideran para los efectos de los cálculos.
4.2 Cálculo de la potencia efectiva del motor
Con las dimensiones de la embarcación, obtenidas
en la Tabla 3, y utilizando las curvas de velocidad –
potencia de YANMAR se calcula:
46.255.10
8
Lf
Vs ;
Con este valor obtenemos en el diagrama de
velocidad - potencia el valor de la relación:
4 4 23 92EHP
EHP HP .
4.3 Cálculo del diámetro de la hélice
Utilizando las curvas de Trost (Figura 2) se calcula
diámetro y paso de la hélice:
Coeficiente de estela “w” 22.005.054.05.005.05.0 wCbw
Velocidad de avance de la hélice “Va” nudosVaVswVa 24.68)22.01()1(
Potencia en el eje de la hélice “HPa” Desde la
salida del motor hasta el eje de la hélice, sufre
una pérdida de potencia del 5%.
0.95 0.95 92 87.4HPa EHP HPa HP
Coeficiente de salida “Bp”
2.5 2.5
1000 87.49.804
6.24
N HPaBp Bp
Va
Coeficiente de diámetro “ ”y la relación D
H
525.05.113D
H
Cálculo del diámetro “D” y el paso “H” 6.24 113.5
0.71 0.525 0.71 0.3721000
VaD D m P m
n
Considerando el valor obtenido para el diámetro de
la hélice, las dimensiones mínimas de holgura de la
hélice dentro del codaste porta hélice son (Figura 3):
(a) mayor o igual a 8.52 cm
(b) mayor o igual a 3.55 cm
(c) mayor o igual a 8.52 cm
(d) mayor o igual a 14.20 cm
(e) menor o igual a 21.40 cm
4.4 Cálculo del diámetro de los ejes de
transmisión
4.4.1 Diámetro del eje intermedio:
3 392
102.36 46.211000
EHPd C mm
N
4.4.2 Diámetro del eje de cola:
1.05 0.007 1.05 46.21 0.007 710 53.49td d D mm
Las fundas son necesarias para la protección de los
ejes en lugares de mayor desgaste. El espesor de estas
fundas se calcula mediante la siguiente relación:
46.21 2308.6
32 32
d KFe mm mm
donde:
Fe, espesor mínimo de la funda (mm).
d, diámetro del eje (mm).
K, constante que varía entre 120 y 230
(dependiendo del material); K = 230 para el bronce.
4.5 Cálculo de la distancia máxima entre los
descansos en el eje intermedio
3 2 30.142 0.142 46.21 0.51Z d Z m L
a distancia mínima entre descansos es de 0.51 m, por
tratarse de un eje relativamente de pequeño diámetro,
susceptible a flexión.
4.6 Cálculo del diámetro de la mecha del
timón
Realizando las aproximaciones del caso se tiene
que:
20.82 0.82 10.55 1.25 10.81Al Lf H m
23 3 10.810.3243
100 100
AlSp m
1 12 3 31.664 0.3243 0.256 8 1.664 5.3133 2.90md cm
5. Conclusiones
Las dimensiones de la embarcación pesquera
artesanal con una capacidad de carga en bodega de 10
TM son: L = 11.16 m; Lf = 10.55 m; Lpp = 10.00 m;
M = 3.12 m; Pt = 1.43 m; H = 1.25 m; Vc = 22.3 m3;
= 23 ton; y Cb = 0.54.
La eficiencia de la hélice calculada (D = 710 mm,
P = 372 mm) desarrollará la potencia de empuje y
velocidad de diseño, siempre que exista sincronismo
entre los elementos que conforman el sistema de
propulsión (forma del casco, desplazamiento,
potencia de propulsión y velocidad esperada).
Las experiencias realizadas en otras embarcaciones
demuestra que cuanto mayor es el diámetro de la
hélice, se requiere menos rpm para desarrollar la
misma fuerza de propulsión. En consecuencia, una
hélice eficiente, no solamente debe tener el mayor
diámetro posible sino también que las rpm sean mas
lentas (menores de 1000 rpm).
6. Referencias bibliográficas
AEGISSON, G. & ENDAL, A. 1992. “Energy
conservationProgram in the Indian Fisheries”.
Energy Conservation Program. IND 38. Ref.
402009.00.02.92 Marintek, Norway.
ALCEDAN, L.E. y AYESTA, A. 1995.
“Mantenimiento, pruebas e instalación de motores
Oscar Malpica Moreno
151
marinos Caterpillar”, CIP – Capítulo de Ingeniería
Mecánica y Eléctrica. Lima - Perú.
BERG, A. 1982. “Full-scale experiences with
propeller re-installation on a purse seiner”. Paper
presented at the International Conference on
Propulsion for Small Craft. London, Royal
Institution of Naval Architects.
BORGENSTAM, CURT. 1967. “Engines types and
machinery installations” Fishing Boats of the
World 3, pp (345 -354).
CARREÑO CARO, RAÚL I. 1992.
“Consideraciones de diseño en embarcaciones de
madera para pesca artesanal”. Tesis para Ingeniero
Mecánico. Universidad Nacional de Ingeniería.
Lima. Perú.
CREAMER, ROBERT H. 1976. “Machine Design”.
Addison – Wesley Publishing Company. Menlo
Park, California. London.
DOUST, D. J. 1967. “A statistical análisis of FAO
resistance data for fishing craft”. FAO, Fishing
Report N° 40, vol 2.
FYSON J. F. 1985. “Design of small fishing
vessels”., FAO. Fishing News Books. ed. Ref. N20
266031. Rome.
GEFAEL, GUILLERMO. 2005. “¿Nuevas
tecnologías para la propulsión de pesqueros?”
artículo presentado en noviembre en: http://
www.bluewaterboats.com.ar/articulos/propulsionpa
rte1.htm.
GILBERT, L. 1983. “Fishing vessel fuel control”.
New Zealand, Fishing Industry Training Council.
HOLLIN, D. & WINDH, S. 1984. “Cutting fuel
costs: Alternatives for comercial fishermen”. USA,
Texas A yM University Sea Grant College
Program.
The Kansas Society of Naval Architects (K. S. N.
A.). 1976. “Merchant Ship Design Hand Book”.
Vol 2, 3, 6 y 7. JICA – Maritime Technology and
Safety Bureau – Ministry of Transport- OSCC.
Japan.
MANDELLI, ANTONIO. 1960. “Elementos de
Arquitectura Naval”. Librería y Editorial Alsina.
Buenos Aires. Argentina.
MUTTON, BRIAN. 1981. “Instalación y
mantenimiento de Embarcaciones Pesqueras
pequeñas”. FAO. Documento Técnico de Pesca N°
196. Roma.
RAWSON, K.J & TRUPER, E.C. 1968. “Basic Ship
Theory”. USA
SILVESTRE, G.M. & Shenker, H.A. 1974.
“Minimum specification for building 35’ – 50’
Wooden Fishing Vessels”. Technical Report Series
of the Industrial Development Branch N° 82.
Canada.
WILSON, J.D.K. 2005. “Medidas de ahorro de
combustible y costos para armadores de pequeñas
embarcaciones pesqueras”. FAO Documento
Técnico de Pesca. No. 383. Roma, FAO. 2005.
50p.
YAMAMOTO, S. 1982. “Stern equipment for small
fishing boats”. Training Department. Ref.
TD/TRB/No. 24. Southeast Asian Fisheries
Development Center.
YAMAHA, (DIESEL MARINO). “Manual de
Selección del motor y hélice”. Yamaha Motor Co.
Ltd. Japan.
YANMAR. “Yanmar Diesel Engine Instruction Book
3 – Marine” – Yanmar Diesel Engine Co. Ltd.
Japan..
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 26/12/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 04/09/2007
Determinación de las propiedades termo físicas de concha de abanico
(Argopecten pupuratus), calamar (Loligo vulgaris), tilapia (Oreochromis
niloticus) y trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
Domingo Sánchez A. 1, Fabiola Olivares
2
Resumen
El presente trabajo de investigación tiene como objetivo principal el cálculo de las propiedades termo físicas más
comunes como calor específico (Cp), conductividad térmica (k), difusividad térmica( ) y gravedad específica (Gs),
de especies que actualmente son de importancia comercial y de cultivo. Las especies estudiadas son: concha de
abanico (Argopecten pupuratus), calamar (Loligo vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) y trucha arco iris
(Oncorhynchus mykiss). Las propiedades termo físicas han sido determinadas experimentalmente y a partir de
ecuaciones matemáticas empíricas, las cuales son normalmente utilizadas en los cálculos de ingeniería para los
procesos térmicos. Los valores de calores específico para las especies en estudio, fluctúan experimentalmente entre
0,82 y 0,85 cal/g-ºC y teóricamente entre 0,81 a 0,84 cal/g-ºC, correspondiendo los valores relativamente más altos a
la concha de abanico y calamar, especies con elevado contenido de agua. La difusividad encontrada está en el orden
de 10-8
m2/s, mientras que la conductividad térmica oscila entre 0,19 y 0,24 W/m-ºC; ambas relacionados
directamente con el contenido de humedad e inversamente proporcional al contenido de grasa de las especies
estudiadas. Los valores de gravedad específica experimental fluctúan entre 0,98 y 1,09.
Palabras clave: Propiedades termo físicas, concha de abanico, calamar, tilapia, trucha arcoiris.
Abstract
The present work of investigation has like primary target the calculation of the more common physical thermo
properties like heat capacity (Cp), thermal conductivity (k), thermal diffusivity ( ) and specific gravity (Gs), of
species that at the moment are of commercial importance and culture. The studied species are: Peruvian scallop
(Argopecten pupuratus), calamary (Loligo vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) and trout rainbow
(Oncorhynchus mykiss). The thermo physical properties have been determined experimentally and from empirical
mathematical equations, which normally are used in the calculations of engineering for the thermal processes. The
values of heat capacities for the species in study, fluctuate experimentally between 0,82 and 0,85 cal/g-ºC and
theoretically between 0,81 to 0,84 cal/g-ºC, corresponding the values relatively highest to the Peruvian scallop and
calamary, species with elevated water content. The diffusivity is in order of 10-8 m2/s, whereas the thermal
conductivity oscillates between 0,19 and 0,24 W/m-ºC; both related directly to the content of inversely proportional
humidity and to the fat content of the studied species. The values of experimental specific gravity fluctuate between
0,98 and 1,09.
Key words: Physical thermo properties, peruvian scallop, calamary, tilapia, troutrainbow.
1. Introducción
El conocimiento y cálculo de las propiedades
termofísicas de las especies hidrobiológicas, en
especial las destinadas al consumo humano, es de
gran importancia para las operaciones que implican
transferencia de calor (refrigeración, congelación,
descongelación, cocción, entre otros). En tal sentido,
es fundamental el desarrollo de modelos matemáticos
que permitan el cálculo y diseño adecuado de los
procesos térmicos así como aquellos procesos que
impliquen la preservación y manipuleo de las
especies, a bordo y en tierra.
En la mayoría de los casos, las especies
hidrobiológicas, son sometidas a procesos de
enfriamiento o extracción de calor y calentamiento,
generándose una demanda de métodos rápidos que
aseguren la correcta determinación de la
conductividad térmica (k), difusividad térmica ( ),
calor específico (Cp) entre otros; propiedades
1 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected] 2 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
necesarias para el diseño de equipo y optimización de
procesos térmicos de alimentos.
Debido a la variabilidad en la composición química
de las especies hidrobiológicas se hace necesario
establecer modelos para calcular las diferentes
propiedades térmicas.
Actualmente entre las especies que tienen
importancia comercial tanto a nivel de producción,
exportación y de cultivo, son: la concha de abanico,
calamar, pota, trucha y tilapia (Prompex, 2006). Una
búsqueda intensiva de literatura ha revelado, que los
datos de las propiedades termo físicas de las especies
hidrobiológicas en general, son escasos inclusive
inexistentes para algunas especies.
El presente estudio tiene por objetivos:
1. Determinar las propiedades termo físicas más
comunes como: conductividad térmica, difusividad
térmica, calor específico y gravedad específica de
Concha de abanico (Argopecten purpuratus), Calamar
(Loligo vulgaris), Tilapia gris (Oreochromis
niloticus) y Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss).
2. Comparar, en la mayoría de los casos, los valores
de estas propiedades obtenidas en forma experimental
y los determinados teóricamente a partir de modelos
matemáticos.
Domingo Sánchez A., Fabiola Olivares P.
153
2. Revisión de literatura
2.1 Características generales de la materia
prima
La concha de abanico (Argopecten purpuratus) es
uno de los recursos de mayor demanda en el litoral, y
presenta una amplia distribución en las costas de Perú
y Chile. En nuestro país, los bancos naturales más
importantes de este recurso se encuentran en la Bahía
Independencia, Bahía de Sechura, Isla Lobos de
Tierra, Bahía de Samanco, Bahía de Paracas, Isla San
Lorenzo, Isla El Frontón, Los Chimus, Isla Blanca,
entre otros. Es una especie bentónica que habita los
fondos arenosos y areno fangosos con presencia de
algas y/o conchuela, hasta los 40 m de profundidad.
Puede alcanzar la talla comercial (65 mm de altura
valvar) en un año o año y medio en condiciones
normales y en seis meses a un año en condiciones
cálidas o eventos como El Niño. En este último caso,
la distribución del recurso se amplía y se incrementan
su disponibilidad y abundancia, principalmente en el
período post Niño (IMARPE, 2000).
El calamar (Loligo vulgaris), posee el cuerpo
alargado, con la cabeza muy desarrollada, provista de
un par de complejos ojos laterales; la boca se
encuentra armada de dos poderosas mandíbulas. El
pie está transformado como suceden en todos los
cefalópodos, en un embudo ventral y diez brazos, de
los que los ocho orales son de menor longitud y no
retráctiles; los dos restantes, en cambio, son más
largos y pueden retraerse por completo dentro de una
especie de bolsillos del manto. En el interior de la
cavidad paleal se encuentran un par de branquias bien
desarrolladas. Presenta dos aletas triangulares
laterales dispuestas en el tercio posterior del cuerpo.
El calamar tiene una alimentación carnívora, a base
de peces, crustáceos y moluscos pequeños. Los
calamares son generalmente animales pelágicos, se
presentan en grandes concentraciones a lo largo de la
costa peruana en aguas poco profundas, y lejos de la
costa en menor cantidad. Geográficamente se
encuentra desde el Perú hasta el estrecho de
Magallanes en Chile (Shirasaka y Arakaki, 1973).
La tilapia nilótica (Oreochromis niloticus) es
originaria de África occidental. El tamaño y peso
máximo es de 80 cm y hasta 5 kg. La edad máxima es
de 9 años, son especies de agua dulce, salobre con
rango de profundidad alrededor de 5 m. Viven en
climas tropicales de 14 a 33 ºC. Su biología ocurre en
una amplia variedad de habitats de agua dulce como
ríos, lagos, canales de las aguas residuales y canales
de irrigación. Se alimentan principalmente de
fitoplacton o algas bénticas. La temperatura de su
habitat está en un rango de 8-42 ºC y para su cultivo
es de 25-30 ºC (Trewavas, 1983)
La trucha (Oncorhynchus mykiss) habita en los
cursos superiores de los ríos, lagos con aguas
transparentes, frías y bien oxigenadas. Son peces de
tamaño grande y vientre redondeado, con el cuerpo
cubierto por numerosas escamas pequeñas. Provistos
de una aleta adiposa por detrás de la dorsal. Dorsal y
anal de base corta. Aleta caudal recta o ligeramente
cóncava. Boca grande con dientes cónicos, su dorso
es oscuro con reflejos verde-oliváceos, con motas
negras igual que en los flancos. Vientre claro. Una
franja purpúrea longitudinal, desde el ojo hasta la
aleta caudal, más notable en los ejemplares maduros,
carácter que los distingue de los demás salmónidos;
de aleta dorsal y caudal moteadas. Pesan y miden
hasta 12 kg y 650 mm de longitud total y se
distribuyen en ríos y lagos de aguas frías. La
temperatura óptima para su desarrollo se encuentra
entre 10 y 20 ºC. (Del Valle y Núñez, 1990).
En la Tabla 1, se observan los valores de
composición química reportados para las diferentes
especies utilizadas en el presente estudio.
Tabla 1. Composición química proximal teórica de
la materia prima en estudio.
Muestra %Hume-
dad
%Gras
a
%Proteí
na
%Ceniz
a
Concha de
abanico (1) 78,20 1,80 15,90 2,20
Calamar (2) 78,32 1,34 17,33 1,26
Tilapia (3) 77,53 2,20 14,61 5,66
Trucha (4) 75,80 3,10 19,50 1,20
Fuente:
(1) Shirasaka y Arakaki (1973) y Tosso (1978)
(2) IMARPE-ITP (1996) (3) Paz (1992)
(4) Huayllani (2003)
2.2 Calor específico
Singh y Heldman (1998), estudiaron el calor
específico aparente de los alimentos, y establecieron
que esta propiedad en un alimento congelado a una
temperatura de 20ºC por debajo del punto inicial de
congelación o inferior, no difiere significativamente
del calor específico del producto sin congelar.
Mohsenin en 1980, mencionado por Radhakrishnan
(1997), divulgó que la necesidad de datos sobre el
calor específico del alimento había sido reconocida
desde 1892. Por otro lado, Siebel en 1892, para
proporcionar algunos valores experimentales para
alimentos como carne, huevo y frutas, calculó el calor
específico basado en la asunción que el alimento
estaba compuesto principalmente por agua y sólidos.
Así pues, que el calor específico del material fue
calculado como la suma del calor específico del agua
y de la materia sólida (Radhakrishnan, 1997). De
acuerdo con los valores calculados, él propuso una
ecuación para el calor específico a temperaturas por
encima de cero grados de los alimentos, así:
Cp = 0.008ª + 0.20 (1)
Donde Cp es el calor específico de la sustancia que
contiene “a” por ciento de agua. Asimismo, se
asumió que el valor de 0,2 representaba de forma
uniforme el calor específico de la materia sólida. Para
el caso de alimentos congelados, puesto que el calor
específico del agua congelada es casi la mitad que la
del agua, propuso su cálculo a partir de la siguiente
ecuación (Radhakrishnan, 1997):
Cp = 0.003ª + 0.20 (2)
Posteriormente, diversos modelos matemáticos
utilizados para el cálculo del calor específico, fueron
Determinación de las propiedades termo físicas de concha de abanico (Argopecten pupuratus), calamar (Loligo
vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) y trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
An cient. 68(3) 2007, pp. 152-161
154
modificados, todos ellos basados en la composición
química del alimento. Siguiendo esta línea,
Radhakrishnan (1997), estableció el siguiente modelo
para el cálculo del calor específico en especies
marinas:
Cp = 1,5050 – 0,0024T + 0,0258F + 0,0252M (3)
donde:
Cp = Calor específico (kJ/kg-K)
T = Temperatura (°C)
F = Contenido de grasa (%)
M = Contenido de agua (%)
Por otro lado, Stroshine y Hamann (1994),
manifiestan que otra ecuación comúnmente usada
para estimar el calor específico de los alimentos en
kJ/kg-K, toma en cuenta la fracción de masa (X) de
todo el componente del sólido del producto. Y para
esto se ciñe a la siguiente ecuación:
Cp = 4.180Xw + 1.711Xp + 1.928Xf + 1.547Xc +
0.908Xa (4)
donde:
Xw = Fracción de agua (%)
Xp = Fracción proteína (%)
Xf = Fracción grasa (%)
Xc = Fracción carbohidratos (%)
Xa = Fracción cenizas (%)
2.3 Difusividad térmica
Singh y Heldman (1998), mencionan que la
difusividad térmica aumenta progresivamente al
disminuir la temperatura por debajo del punto de
congelación del producto. En general, los valores
obtenidos para productos congelados son muy
superiores a los de productos sin congelar.
Yánez et al. (2001), afirma que la difusividad
térmica ( ) es la propiedad térmica menos estudiada,
quizás debido a la escasez de equipos comerciales
destinados a tal fin. Esta propiedad proporciona la
medida de cómo fluye el calor por el material, y
generalmente su valor se estima a partir de
mediciones de conductividad térmica (k), capacidad
calorífica (Cp) y densidad ( ). El autor, presenta un
trabajo en el cual muestra un dispositivo que permite
medir la difusividad térmica desde temperaturas
criogénicas hasta 473 K. Este equipo trabaja tanto en
vacío como en atmósfera inerte y realiza mediciones
en muestras de gran tamaño y de variada geometría,
siempre y cuando el espesor de las muestras sea
como mínimo de un orden menor que sus otras dos
dimensiones. Las dimensiones óptimas son espesores
del orden de 2 mm y las otras dimensiones mayores a
40 mm.
La medición de la dependencia de la difusividad
térmica ( ) con la temperatura tiene especial
importancia práctica, ya que permite hacer cálculos
que involucran flujo transitorio de calor. Además, su
determinación resulta útil en la selección y
caracterización de materiales. Físicamente, la
difusividad térmica indica como fluye el calor por el
material, cuanto más alta es la difusividad de una
sustancia, más alto es el ritmo de propagación del
perfil de temperatura; es decir, la difusividad
relaciona el flujo de energía con la gradiente de
energía (Yánez et al., 2001).
La difusividad térmica ( ), conductividad térmica
(k) y el calor específico (Cp) se encuentran
estrechamente relacionados. Según Kreith y Bohn
(2001), la difusividad térmica es una propiedad del
material y la velocidad con que cambia la
temperatura depende su valor numérico.
Cuantitativamente en un material que combina una
baja conductividad térmica con un calor específico
grande ( pequeña), la razón de cambio de la
temperatura será menor que en un material con
difusividad térmica grande.
Según Stroshine y Hamann (1994) la difusividad
térmica de los alimentos puede ser estimada
basándose en sus fracciones porcentuales de los pesos
de sus componentes. Para el cálculo se utiliza la
siguiente ecuación:
α = 0.146*10-6
Xw + 0.100*10-6
Xf + 0.075*10-6
Xp +
0.082*10-6
Xc (5)
donde:
Xw = Fracción de agua (%)
Xp = Fracción proteína (%)
Xf = Fracción grasa (%)
Xc = Fracción carbohidratos (%)
2.4 Densidad
Según Singh y Heldman (1998), la densidad es un
indicativo de cómo la materia está organizada en un
cuerpo; así los materiales con estructura molecular
más compacta tienen mayor densidad. Cuando se
habla de alimentos, existe tres tipos de densidad:
densidad del sólido, densidad de partícula y densidad
a granel; sus valores dependen de como se consideren
los poros del interior del material. Si se descuenta el
volumen de los poros se estaría considerando la
densidad del sólido que en la mayoría de los
elementos sólidos excepto los grasos o muy salados,
está entre 1400 y 1600 kg/m3. La densidad de
partícula da una idea de la porosidad, se define como
la relación entre la masa y el volumen real de la
partícula. Finalmente, la densidad a granel se define
como la masa de una unidad de volumen de un lecho
de partículas.
Asimismo, Singh y Heldman (1998), manifiestan
que la densidad del agua en estado sólido (hielo) es
menor que la densidad del agua líquida. La densidad
del alimento congelado será por tanto, menor que la
del producto no congelado, existiendo una
dependencia con la temperatura. El cambio gradual
en la densidad se debe al cambio gradual en la
proporción de agua congelada en función de la
Domingo Sánchez A., Fabiola Olivares P.
155
temperatura. El cambio de densidad es proporcional a
la humedad del producto.
2.5 Gravedad específica
La gravedad específica esta definida como el peso
unitario del material dividido entre el peso unitario
del agua destilada a 4 ºC; se representa por Gs, y
también se puede calcular utilizando cualquier
relación de peso de la sustancia con el peso del agua,
siempre y cuando se consideren volúmenes iguales de
material y agua (Sigh y Heldman, 1998).
Pw
Ps
Dw
DsGs (6)
donde:
Ds = Densidad del alimento
Dw = Densidad del agua
Ps = Peso específico del alimento
Pw = Peso específico del agua
2.6 Conductividad térmica
Según Holman (1998), la conductividad térmica es
la capacidad de los materiales para dejar pasar el
calor. En otras palabras, la conductividad térmica es
la capacidad de los elementos de transferir el
movimiento cinético de sus moléculas a sus propias
moléculas adyacentes o a otros elementos cercanos.
Cuando se calienta la materia varía el
comportamiento de su estado molecular,
incrementándose su movimiento, es decir, las
moléculas salen de su estado de inercia o reposo y
adquieren un movimiento cinético provocado por el
aumento de temperatura. Si a un elemento o cuerpo
se le incrementa la temperatura por cualquier medio,
decimos que la materia se calienta, este calor se
desplaza desde la zona más caliente hasta el punto
más alejado del foco calórico, variando su
temperatura en la distancia de desplazamiento del
calor y en el tiempo que transcurre en recorrer desde
el punto más caliente hasta el lugar más frío. La
inversa de la conductividad térmica es la resistividad
térmica, que es la capacidad de los materiales para
oponerse al paso del calor.
De acuerdo a la Ley de Fourier, la conducción del
calor desde una zona hacia todos los puntos interiores
de un sólido y en cualquier dirección, demuestra que
el flujo de calor es proporcional a la variación de
temperatura en dicha dirección. Si denominamos t a
la variable tiempo (segundos), S (m2) al elemento de
superficie normal al eje X, que es la dirección
considerada como referencia, resulta la siguiente
expresión (Holman, 1998):
dQ/dt = - [K•S•(dT/dx)] (7)
Donde la cantidad de calor absorbido o cedido se
denomina: Q = dQ/dt, la unidad de medida para dQ
en el sistema SI es el julio [J] y en el sistema técnico
es la caloría [cal] o la kilocaloría [kcal]. Por lo tanto,
la unidad de medida de Q (calor transferido por
unidad de tiempo) es el [W] ó [J]/[s]. El coeficiente
de conductividad térmica de la materia K y, sus
unidades de medidas en el sistema SI serán:
[W/m.K], siendo W (vatios) la potencia trasmitida, m
(metro) la unidad de longitud, K (kelvin) la escala de
medición de la temperatura.
El gradiente térmico (Gt) entre planos paralelos con
un plano influido por un foco calorífico y se calcula
de la siguiente manera:
Gt = dT/dx = [ºC/m] (8)
Donde dT=T, es el componente de variación de
temperatura y su unidad de medida en el sistema SI
serán los kelvin (K) o grados centígrados (ºC), y
dx=X, es el componente de variación de la longitud y
su unidad de medida en el sistema SI será el metro
(m).
Quedando la ecuación como:
Q = -K•S•Gt [W ó cal] (9)
Si se despeja el coeficiente de conductividad
térmica, tenemos:
K = -(Q/S•Gt) [W/m.K] (10)
El signo negativo del segundo miembro de la
ecuación de Fourier, indica que cuando el gradiente
de temperatura es positivo (la temperatura disminuye
con la distancia), el flujo de calor es hacia fuera del
material (negativo) es decir que el material cede
calor. Cuando el gradiente de temperatura es negativo
(la temperatura aumenta con la distancia) el flujo de
calor es hacia adentro (positivo) del material, es decir
que el material absorbe calor. Cada elemento en la
naturaleza tiene su propio coeficiente de
conductividad térmica.
Sahriri et al. en (1981), mencionado por
Radhakrishnan (1997), en la determinación de la
conductividad térmica de diferentes especies de
pescado tales como machete, tilapia y sardinas,
utilizó la siguiente expresión:
K = 0.0324 + 0.329 W (11)
donde:
K = Conductividad térmica (W/m-ºC)
W = Contenido de humedad (decimal)
En el mismo estudio, Radhakrishnan (1997),
desarrolló un modelo matemático en el cual se
combinaba el efecto del contenido de agua y grasa en
el cálculo de la conductividad térmica, debido a que
estos componentes evidenciaban una influencia
significativa en el valor de dicha propiedad. La
ecuación propuesta es la siguiente:
K= 0,2223 – 0,0036F + 0,0035M (12)
donde:
K = Conductividad térmica (W/m-K)
F = Contenido de grasa (%)
Determinación de las propiedades termo físicas de concha de abanico (Argopecten pupuratus), calamar (Loligo
vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) y trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
An cient. 68(3) 2007, pp. 152-161
156
M = Contenido de agua (%)
3. Materiales y métodos
3.1 Lugar de ejecución
El presente trabajo de investigación se desarrolló
en el Laboratorio de Ingeniería Pesquera y
Laboratorio de Química de Recursos Hidrobiológicos
de la Facultad de Pesquería de la Universidad
Nacional Agraria La Molina.
3.2 Materia Prima
Se utilizaron las siguientes especies: Concha de
abanico (Argopecten purpuratus), Calamar (Loligo
vulgaris), Tilapia gris (Oreochromis niloticus) y
Trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss). Las especies
marinas fueron adquiridas del Terminal de Villa
María del Triunfo y las especies de aguas
continentales del Supermercado Metro de la Molina.
Para todas las muestras se realizó la evaluación
sensorial con la finalidad de determinar el estado de
frescura. Para la evaluación análisis se tomó en
cuenta las características generales de cada especie de
acuerdo a lo recomendado por Ministerio de
Agricultura, Pesca y Alimentación (1998).
3.3 Equipos, materiales y reactivos
Equipos Calorímetro de mezclas, marca THERMOS.
Botella para medición de gravedad específica,
capacidad 500 ml.
Baño maría, marca MEMMERT.
Termómetros digitales, marca HANNA.
Balanza analítica, marca SAUTER.
Balanza digital, marca OHAUS.
Estufa, marca MEMMERT.
Mufla, fabricación Nacional.
Equipo soxhlet, FORTUNA, NS 45/40,
Alemania.
Digestor Kjeldahl.
Destilador Kjeldahl.
3.4 Materiales
Tubos de ensayo con tapón, vasos de precipitado,
baguetas, probetas, placas petri, otros materiales
(cuchillos, tablas de picar, etc.).
3.4.1 Reactivos Acido sulfúrico p.a. 95-97% de pureza
Hidróxido de sodio p.a. 98% de pureza
Eter etílico p.a. 98% de pureza
Sulfato de sodio anhidro p.a. 99% de pureza
3.5 Métodos de control
Para las determinaciones experimentales se han
seleccionado métodos de fácil operación y cálculo; en
cada caso se analiza la composición química de las
muestras para relacionarlas con las características
físicas calculadas a partir de fórmulas empíricas.
3.5.1 Análisis químico proximal El análisis químico proximal se llevó a cabo para
cada uno de las especies estudiadas; cada análisis se
realizó por duplicado y siguiendo las
recomendaciones de la AOAC (2000).
3.5.2 Determinación del calor específico (Cp) El método empleado fue el sugerido por Caro
(2006), y tiene su fundamento en el cálculo de
balance de energía. De acuerdo al fundamento de las
mezclas, la cantidad de calor absorbida por la
muestra (pescado o molusco) debe ser igual a la
cantidad de calor perdida por el agua y por el
calorímetro, conforme a las ecuaciones siguientes:
Calor ganado la muestra = Calor cedido por el agua
+ Calor cedido por el calorímetro
Q1 = Q2 + Q3
En el equilibrio tenemos:
Cm.(Tequiibrio-Tmuestra fría) = m.Cp.(Tagua caliente-Tequilibrio)
+ C(Tcalorímetro – Tequilibrio) (13)
donde:
C = Capacidad calorífica del calorímetro (cal/°C).
Cp = Calor especifico del agua (1 cal/g-°C).
Cm = Capacidad calorífica de la muestra (cal/°C).
M = Masa del agua (100 g).
Para el cálculo del calor específico de la muestra,
se utilizó la siguiente expresión:
Cm = Masa muestra x Cp
Despejando:
Cg
cal
muestraladeMasa
CmCp
º
(14)
El procedimiento seguido para el cálculo de la
capacidad calórica de las muestras, se detalla a
continuación:
Colocar en el calorímetro 100 ml de agua
destilada a temperatura ambiental. Esperar 5
minutos y registrar la temperatura del agua; este
valor corresponderá a la temperatura de agua
caliente y temperatura del calorímetro (Tagua
caliente y Tcalorímetro).
Paralelamente, preparar la muestra fría, anotar
peso y temperatura, este valor corresponderá a la
temperatura de la muestra fría (Tmuestra fría).
Colocar la muestra fría al calorímetro y agitar
constantemente.
Registrar la temperatura cada 5 minutos hasta
temperatura constante, este valor corresponderá a
la temperatura de equilibrio (tequilibrio).
3.5.3 Determinación calórica del calorímetro Para la determinación de la capacidad calórica del
calorímetro, se utilizó la siguiente expresión (Caro,
2006):
m.Cp.(Tequiibrio-Tagua fría) = m.Cp.(Tagua caliente-Tequilibrio)
+ C(Tcalorímetro – Tequilibrio) (15)
donde:
C = Capacidad calorífica del calorímetro (cal/°C).
Cp = Calor especifico del agua (1 cal/g-°C).
M = Masa del agua (60 g).
Domingo Sánchez A., Fabiola Olivares P.
157
El procedimiento seguido se detalla a continuación:
Colocar en el calorímetro 60 ml de agua
destilada a temperatura ambiental. Esperar 5
minutos y registrar la temperatura del agua; este
valor corresponderá a la temperatura de agua
caliente y temperatura del calorímetro (Tagua
caliente y Tcalorímetro).
Paralelamente, preparar 60 ml de agua fría (4-6
°C), este valor corresponderá a la temperatura
del agua fría (Tagua fría).
Colocar el agua fría al calorímetro y agitar
constantemente.
Registrar la temperatura cada 15-20 segundos
hasta temperatura constante, este valor
corresponderá a la temperatura de equilibrio
(Tequilibrio).
3.5.4 Determinación del calor especifico por
cálculo
Se utilizó la fórmula empírica sugerida por
Radhakrishnan (1997), que relaciona el calor
específico con el contenido de humedad y grasa de la
especie, así como, con la temperatura de trabajo.
Cp = 1,5050 – 0,0024T + 0,0258F + 0,0252M (16)
donde:
Cp = Calor especifico (kJ/kg-K)
T = Temperatura (°C)
F = Contenido de grasa (%)
M = Contenido de agua (%)
3.5.5 Determinación de la difusividad térmica
( )
El método empleado fue el sugerido por Ibarz et al.
(2000), se utilizó la siguiente expresión:
tra
Yc
cf .512,2017,1
040,2loglog22
(17)
donde:
rc = Radio del cilindro (m).
a = Mitad del espesor de la lámina infinita (m).
α = Difusividad (m2/s).
T = Temperatura del baño maría (ºC).
T = Temperatura variable a los tiempos
respectivos (ºC).
To = Temperatura inicial (ºC).
El procedimiento seguido fue el siguiente:
Con un tubo de prueba grande al cual se le ha
acondicionado una tapa por donde penetra un
termómetro hasta la altura del centro geométrico,
llenar la muestra y se colocar en un baño maría a
temperatura constante.
Para cada tiempo tomar los valores de
temperatura y calcular el valor de Ycf
correspondiente, de acuerdo a la siguiente
expresión: TT
TTY
o
cf
Luego graficar en papel milimetrado (Log Ycf
vs Tiempo) y se obtener la pendiente la que se
iguala a la pendiente de la difusividad anterior.
Encontrar el valor de difusividad a partir de la
gráfica e igualando al término equivalente a la
pendiente de la difusividad de la ecuación (17).
3.5.6 Gravedad especifica
Se utilizó el método sugerido por Casimir en 1967
y citado por Cárdenas et al. (1979), adaptado a las
condiciones del laboratorio. El procedimiento a
seguir se detalla a continuación:
Pesar aproximadamente 10 g de muestra
homogénea.
Registrar los siguientes pesos: Peso de la botella
vacía y seca, peso de la botella llena de agua,
peso de la botella con agua y muestra y peso de
la botella y de la muestra cuya gravedad
especifica va a determinarse.
Para los cálculos se utilizó la siguiente expresión:
)()( ZWXY
XZGs (18)
donde:
X = Peso de la botella vacía y seca (g).
Y = Peso de la botella llena de agua (g).
W = Peso de la botella con agua y muestra (g).
Z = Peso de la botella y de la muestra cuya
gravedad específica va a determinarse (g).
Determinación de la gravedad especifica por cálculo
Se utilizó la ecuación empírica sugerida por
Cárdenas et al. (1979), que relaciona el peso
específico con la composición química de la muestra.
Pp = Pw X + Pa Y + Ps (1 – X - Y) (19)
donde:
Pp = Peso específico de la muestra.
Pw = Peso especifico del agua contenida (1000
kg/m3).
Pa = Peso especifico del aceite contenido (920
kg/m3).
Ps = Peso especifico de los sólidos totales (1300
kg/m3).
X = Porcentaje de agua contenida en la muestra.
Y = Porcentaje de aceite contenido en la muestra.
(1-X-Y) = Porcentaje de sólidos totales.
3.5.7 Conductividad térmica
La conductividad térmica de las muestras fue
obtenida de manera indirecta por cálculo, conocidos
los valores de las demás variables. Se utilizó la
expresión sugerida por Carslaw y Jaeger en 1959,
mencionada por Ibarz et al. (2000).
Determinación de las propiedades termo físicas de concha de abanico (Argopecten pupuratus), calamar (Loligo
vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) y trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
An cient. 68(3) 2007, pp. 152-161
158
Cp
K (20)
donde:
K = Conductividad térmica (KJ/s-m-ºC).
= Difusividad térmica (m2/s).
= Densidad (kg/m3), obtenida a partir de la
gravedad específica.
Cp = Calor específico (KJ/kg-ºC).
Determinación de la conductividad térmica por
cálculo
Se utilizó la fórmula empírica sugerida por
Radhakrishnan (1997), que es el resultado de
diferentes mediciones de alimentos marinos que
incluyen pescados azules, langostinos, caballa
española, salmones, tilapias, túnidos, entre otros
moluscos. La ecuación propuesta es la siguiente:
K= 0,2223 – 0,0036F + 0,0035M (21)
donde:
K = Conductividad térmica (W/m-K)
F = Contenido de grasa (%)
M = Contenido de agua (%)
4. Resultados y discusión
4.1 Composición química proximal de la
materia prima
Los resultados de la composición química
proximal, se muestran en la Tabla 2, en el que se
observa que los valores son similares a los obtenidos
por los autores mencionados en las fuentes
respectivas. Adicionalmente, se evaluó la calidad de
las materias primas obteniéndose un calificativo de
“fresco” para todos los casos (Ministerio de
Agricultura, Pesca y Alimentación, 1998).
Tabla 2. Resultado de la composición química
proximal de la materia prima.
Muestra Humedad %
Grasa
%
Proteína
%
Ceniza
Concha de
abanico 79,70 0,31 15,30 2,10
Calamar 79,10 1,07 18,30 1,10
Tilapia 71,20 3,91 14,30 4,80
Trucha 71,60 4,04 19,10 1,10
* Resultados obtenidos de análisis por duplicado.
4.2 Determinación del calor específico (Cp)
En la Tabla 3, se muestran los valores de calor
específico Cp (cal/g-ºC), en el cual se observa que los
resultados obtenidos mediante el método
experimental no difieren mayormente de los valores
calculados a partir de fórmulas teóricas empíricas.
Tabla 3. Calor específico (Cp) para las materias
primas en estudio.
Muestra
Experimental* Teórico
CM
(cal/°
C)
Cp
(cal/g-
°C)
Cp
(kJ/kg
-°C)
Cp
(cal/g
-°C)
Cp
(kJ/k
g-°C)
Concha de
abanico 3,33 0,85 3,56 0,83 3,49
Calamar 8,83 0,84 3.52 0,84 3,50
Tilapia 4,74 0,82 3.43 0,81 3,37
Trucha 1,67 0,83 3,48 0,81 3,38
* Resultados obtenidos de análisis por duplicado.
Al respecto, Rahman (1993) reporta valores de
calor especifico entre 3,29 y 3,79 kJ/kg-ºC para
calamar, pulpo, gambas y scallops frescos a un
temperatura de 17 ºC, observándose que los valores
obtenidos experimentalmente para las especies
marinas en estudio se encuentran dentro de este
rango. Para el caso de trucha y tilapia, Radhakrishnan
(1997), reporta valores entre 3,1 y 3,8 kJ/kg-ºC, que
también se encuentran dentro de los valores
obtenidos experimentalmente.
Para el cálculo de esta propiedad térmica, es
necesario tener en cuenta la composición proximal de
la especie, así como, la temperatura a la que fue
realizada la determinación.
En este sentido, Radhakrishnan (1997) establece
que los valores de calor específico decrecen con el
incremento de la temperatura, y que este
comportamiento se encuentra influenciado por el
contenido de agua de la especie. Tomando en cuenta
este análisis, establece un modelo matemático que
permite calcular el calor específico tomando en
cuenta el contenido de agua, grasa y la temperatura
de la muestra. Ecuación que ha sido utilizada para el
cálculo teórico de esta propiedad, obteniéndose
resultados muy cercanos a los experimentales.
4.3 Determinación de la difusividad térmica
( )
La difusividad térmica fue medida entre 50-70 °C.
Los valores obtenidos estuvieron en el orden de 10-8
m2/s para las diferentes especies en estudio, tal como
lo muestra la Tabla 4. En general, los valores de
difusividad térmica son encontrados raramente en la
literatura, lo que dificulta una comparación directa.
Tabla 4. Difusividad térmica ( ) para las materias
primas en estudio.
Muestra Experimental*
(m2/s)
Concha de abanico 4,85 x 10-8
Calamar 7,10 x 10-8
Domingo Sánchez A., Fabiola Olivares P.
159
Tilapia 6.57 x 10-8
Trucha 5,82 x 10-8
* Resultados de determinaciones por duplicado.
En las Figuras 1, 2, 3 y 4, se muestran las gráficas
para la obtención de la pendiente necesaria para la
aplicación de la ecuación (17) sugerida por Ibarz et
al. (2000) y así obtener la difusividad térmica de las
especies en estudio.
y = -0.0007x - 1.0577
R2 = 0.9749
-2.00
-1.50
-1.00
-0.50
0.00
0 500 1000 1500
Tiempo (s)
Lo
g Y
cf
Figura 1. Determinación de pendientes para el
cálculo de la difusividad térmica de la concha de
abanico (Argopecten purpuratus).
Figura. 2. Determinación de pendientes para el
cálculo de la difusividad térmica del calamar
(Loligo vulgaris).
Figura 3. Determinación de pendientes para el
cálculo de la difusividad térmica de tilapia
(Oreochromis niloticus)
y = -0.0008x - 0.8741
R2 = 0.9708
-2
-1.5
-1
-0.5
0
0 500 1000 1500
Tiempo (s)
Lo
g Y
cf
Figura 4. Determinación de pendientes para el
cálculo de la difusividad térmica de la trucha
(Oncorhynchus mykiss).
Kumbhar et al. (1981), reportó valores de
difusividad para 12 especies diferentes de peces,
dentro de un rango de 1,086 a 1,875 x 10-7
m2/s. Cabe
mencionar que las especies evaluadas en el presente
trabajo, no están incluidas en esta relación; sin
embargo, estos valores pueden ser tomados de
manera referencial para realizar la comparación con
los obtenidos experimentales, debido a que el estudio
en mención estuvo referido a especies de agua dulce
como salmón y tilapia roja.
Por otro lado, Radhakrishnan (1997) determina la
poca influencia de los parámetros de humedad y
grasa en la determinación de la difusividad, razón por
la cual no se propuso un modelo matemático para su
determinación.
4.4 Determinación de la gravedad específica
(Gs)
Los resultados se muestran en la Tabla 5, donde se
puede apreciar que los valores adimensionales
experimentales y teóricos son parecidos, en base a
estos resultados podemos determinar el peso
específico de las muestras.
Tabla 5. Gravedad específica (Gs) para las
materias primas en estudio.
Muestra
Experimental* Teórico (Cálculos)
Gravedad
Específica
(Adimensional)
Peso
Específico
(kg/m3)
Gravedad
Específica
(Adimensional)
Concha
de
abanico
1,09 1052,8 1,05
Calamar 0,98 933,44 0,93
Tilapia 1,02 1071,54 1,07
Trucha 1,04 1069,84 1,06
* Resultados de determinaciones por duplicado.
La gravedad específica al estar en íntima relación
con el peso específico proporciona la idea de la
=4,8509E-08
=6,5749E-08
=7,1049E-08
=5,8215E-08
Determinación de las propiedades termo físicas de concha de abanico (Argopecten pupuratus), calamar (Loligo
vulgaris), tilapia (Oreochromis niloticus) y trucha arco iris (Oncorhynchus mykiss)
An cient. 68(3) 2007, pp. 152-161
160
cantidad de agua y sólidos presentes en las muestras,
tal es así que la tilapia y trucha de acuerdo a los
análisis poseen mayor cantidad de sólidos que las
otras muestras y los valores de gravedad específica
son ligeramente superiores.
La utilidad práctica se encuentra en las operaciones
de manipuleo y cubicaje de los productos o especies
en general.
4.5 Determinación de la conductividad
térmica (k)
Los valores de conductividad térmica se presenta
en la Tabla 6, en general los valores obtenidos con
datos experimentales oscilan entre 0,19 y 0,24 W/m-
ºC, puede observarse que el valor aumenta a medida
que aumenta la cantidad de agua presente en la
muestra por lo tanto influyendo en relación inversa el
contenido de grasa.
Tabla 6. Conductividad térmica (k) de las
materias primas en estudio.
Muestra
Experimental* Teórica
k (w/m°C)
k (kcal/h-m°C)
k (w/m°C)
k (kcal/h-m°C)
Concha de
abanico 0,19 0,16 0,23 0,19
Calamar 0,24 0,21 0,23 0,19
Tilapia 0,22 0,19 0,22 0,19
Trucha 0,21 0,18 0,22 0,19
* Resultados de determinaciones por duplicado.
Radhakrishnan (1997) reportó valores promedio de
conductividad térmica de 0,49 y 0,51 W/m ºC para
tilapia y trucha respectivamente, medidas en un rango
de temperatura entre 0 a 30ºC. Dichos valores a pesar
de diferir con las obtenidas experimentalmente,
pueden ser utilizadas como referencia, teniendo en
cuenta que dicha diferencia se debe a la incidencia de
la composición proximal en dicha determinación.
Los valores mayores de conductividad térmica
indican que las especies conducen mejor el calor
tanto para las operaciones de cocción como para el
congelado o refrigerado; en el primer caso se
necesitará menor cantidad de calor o vapor para su
cocción y para el segundo caso la extracción de calor
será más rápida, es decir, requieren menores tiempos
para el calentamiento o enfriamiento. El calamar y
tilapia son las que reportan los mayores valores de
conductividad térmica: 0,21 y 0,19 kcal/h-m-ºC
respectivamente.
5. Conclusiones
De este estudio se pudo llegar a las siguientes
conclusiones:
1. Las ecuaciones matemáticas recopiladas en este
trabajo, para la determinación de las propiedades
termo físicas (Conductividad térmica, difusividad
térmica, calor específico y gravedad específica)
pueden ser aplicadas en cálculos de ingeniería de los
procesos térmicos de las especies: concha de abanico,
calamar, tilapia gris y trucha arco iris.
2. Los valores de calor específico para las especies
fluctúan experimentalmente entre 0,82 y 0,85 cal/g-
ºC y teóricamente 0,81 a 0,84 cal/g-ºC,
correspondiendo los valores relativamente más altos a
la concha de abanico y calamar, especies con elevado
contenido de agua.
3. La difusividad térmica está en el orden de 10-8
m2/s, correspondiendo los valores más altos a la
concha de abanico y calamar.
4. La conductividad térmica oscila entre 0,19 y
0,24 W/m-ºC, que está relacionado directamente con
el contenido de humedad e inversamente
proporcional al contenido de grasa de las especies
estudiadas, esta tendencia se observa en los valores
experimentales obtenidos.
5. La gravedad específica oscila
experimentalmente entre 0,98 y 1,09; la cual nos
permite determinar de los volúmenes ocupados en las
operaciones de almacenamiento.
6. Referencias bibliográficas
AOAC, Association of Official Analytical Chemist,
2000. Official Methods Analysis. Editado por
Kenneth Helrich. Arlington. Vol. I. pp. 3-5. Vol. II.
pp. 42-44.
CARO, V. 2006. Guía de Prácticas de Físico Química
I. Facultad de Ciencias. Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima. 60 pp.
CÁRDENAS, C; CÓRDOBA, J; COHAILA, L;
GONZALES, E. 1979. Características Físicas y
Química de las Principales Especies Marinas Para
Consumo Humano. Informe Nº 52. IMARPE.
Callao. 43 pp.
DEL VALLE, A; NÚÑEZ, R. 1990. Trucha Arco Iris
en Translasierra.
www.traslasierramix.com.ar/champa-
ayllu/biblioteca/especificos/TruchaArcoIris/truArc
oIris.htm
HUAYLLANI, A. 2003. Evaluación de la
Conservación de Trucha (Oncorhynchus mykiss)
Salada y Envasada al Vacío. Tesis para optar el
título de Ingeniero en Industrias Alimentarias.
UNCP. Huancayo. 119 pp.
HOLMAN, J.P. 1998. Transferencia de Calor. 1ra.
Ed. en Español. Editorial Concepción Fernández.
España. 484 pp.
IBARZ, A; BARBOZA, G; GARZA, S; GIMENO,
V. 2000. Métodos experimentales en la Ingeniería
Alimentaria. Editorial Acribia S.A. Zaragoza. 283
pp.
IMARPE, Instituto del Mar del Perú e ITP, Instituto
Tecnológico Pesquero, 1996. Compendio
Biológico Tecnológico de las Principales Especies
Hidrobiológicas Comerciales del Perú. Editorial,
Stella. Ate, Lima. 143 pp.
IMARPE, Instituto del Mar del Perú. 2000.
Investigación de Invertebrados Marinos. Lima.
www.imarpe.gob.pe/invertebrados/indice.html
Domingo Sánchez A., Fabiola Olivares P.
161
KREITH, F; BOHN, M. 2001. Principios de
Transferencia de Calor. Editorial Thomson
Paraninfo, S.A. Sexta Edición México D.F. 700 pp.
KUMBHAR, B; AGARWAL, R; DAS, K. 1981.
Thermal Properties of Fresh and Frozen Fish.
International Journal of Refrigeration. New Delhi.
4(3):143-146.
MINISTERIO DE AGRICULTURA, PESCA Y
ALIMENTACIÓN. 1998. Manual del Consumidor
de Pescado. Secretaría General Técnica. Centro de
Publicaciones. Madrid. 69 pp.
PAZ, J. 1992. Estudio del Enlatado de Pescado
Dulceacuícola Tilapia (Oreochromis niloticus) y
Gamitana (Colosoma macropumun). Tesis para
optar el Título de Ingeniero Pesquero. UNALM.
Lima. pp.15-20.
PROMPEX. 2006. Oportunidades de negocio en la
sierra exportadora. Gerencia de Pesca y
Acuicultura. Lima. www.prompex.gob.pe
RADHAKRISHNAN, S. 1997. Measurement of
Thermal Properties of Seafood. Thesis Submited to
the Faculty of the Virginia Polytechnic Institute
and State University in partial fulfillment of the
requirements for the degree of Masters of Science
in Biological Systems Engineering. Blacksburg,
Virginia. 83 pp.
RAHMAN, M. 1993. Specific Heat of Selected Fresh
Seafood. Journal of Food Science. Kensington.
58(3): 522-524.
SHIRASAKA, R; ARAKAKI, J. 1973. Estudio del
Calamar (Loligo vulgaris) y su Procesamiento.
Anales Científicos. Vol. XI. Enero–Junio Nº 1-2.
Lima. pp. 127-141.
SINGH, P; HELDMAN, D. 1998. Introducción a la
Ingeniería de los Alimentos. Editorial Acribia S.A.
Zaragoza. 544 pp.
STROSHINE, R; HAMANN, D. 1994. Physical
Properties of Agricultural Materials and Food
Products. Dept. of Agricultural Engineering,
Purdue University, Wet Lafayette. pp.143-150.
TOSSO, C. 1978. Estudio del Procesamiento del
Calamar (Loligo vulgaris) Sazonado Ahumado.
Tesis para optar el Título de Ingeniero Pesquero.
UNALM. Lima. 89 pp.
TREWAVAS, E. 1983. Tilapia fishes of the genera
Sarotherodon, Oreochromis and Danakilia. British
Mus. Nat. Hist., London, UK. 583 pp.
YÁNEZ, R; MARCONI, J; LÓPEZ, C.; RUBIOLO,
H. y GOYANES, S. 2001. Nuevo Dispositivo para
Medición de Difusividad Térmica. Dpto. de Física,
FCEN, UBA, Pab. I, Ciudad Universitaria, (1428)
Buenos Aires. Jornadas SAM CONAMET AAS
2001. pp. 795-802.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 22/05/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 05/09/2007
Distribución y abundancia del “calamar gigante” Dosidicus gigas registrada a
bordo de buques calamareros en el litoral peruano (abril 1992 – octubre 1995)
Juan J. Mancilla D. 1, Henry Orrego A.
2
Resumen
En el presente trabajo se analiza la CPUE, como índice de abundancia, aplicada sobre el “calamar gigante” a bordo
de buques calamareros entre abril de 1992 y octubre de 1995 frente al litoral peruano entre la latitud 03°26.06’S
(frontera con Ecuador) y la latitud 17°42.11’S (altura de la ciudad de Ilo) y entre la longitud 73°23.04’W y la
longitud 83°24.83’W, fuera de las 30 millas de la línea de costa. Se realizaron 829 operaciones de pesca para lo cual
se emplearon 39 840 máquinas calamareras dobles con un promedio de 48 máquinas por operación de pesca en 3
271 horas de pesca. La captura total de “pota” registrada fue 3 586 t, obteniendo una producción total de 2 455 t a
bordo de los buques calamareros. El mayor valor de la captura por unidad de esfuerzo (CPUE) para todo el período
analizado fue de 3 532,6 kg/h en julio de 1994 a bordo del Suwa Maru 38. El rango de la temperatura superficial del
mar durante la captura osciló entre 17,9 y 19,7 °C, obteniéndose una mayor captura a los 18,4 °C. Se aplicó el
modelo de regresión lineal múltiple que relaciona la captura del “calamar gigante” con las variables: número de
máquinas calamareras; temperatura superficial del mar y las horas de pesca, determinándose la ecuación: Yi =
36834 – 379.8 x1 – 1235.9 x2 + 1563.9 x3 obtenido de 287 observaciones. Se evaluó el ANOVA, concluyendo que el
coeficiente de correlación r2 = 0,226 es poco significativo y los coeficientes de regresión diferentes de cero con un
nivel de significancia = 0,05, afirmando que la captura del “calamar gigante” estuvo influenciada principalmente
por las horas de pesca, siguiéndole en importancia la temperatura superficial del mar y el número de máquinas
empleadas.
Palabras clave: Calamar gigante, distribución, CPUE, mar peruano, buques calamareros.
Abstract
The CPUE applied on “giant squid” on board of squid ships was analized. The sampled period was from april 1992
to October 1995 in front of the Peruvian sea between Latitudes 03°26’ S (Equator border) and 17°42’ S (Ilo city
location) and Longitudes between 73°23’ W and 83°24’ W, outside the 30 miles from the coastal line. 829 freshing
operations were performed using 39 840 double squid machines with an average of 48 machines for fishing
operations and 3 271 fishing hours. Total registered capture of “giant squid” was 3 586 t with a total production of 2
455 t on board of squid ships. The most value of capture per unit of effort (CPUE) was 3 532 kg/h in July 1994 on
board of Suwa Maru N° 38. The sea surface temperature for catch ranged between 17,9 to 19,7 °C and the higher
capture was obtained at 18,4 °C. The multiple lineal regression model was applied which relates “giant squid”
capture with the variables: number of squid machines, sea surface temperature and fishing hours, as follows Yi =
36834 – 379.8 x1 – 1235.9 x2 + 1563.9 x3 obtained from n = 287 analyzed observations. ANOVA was evaluated and
it was concludes that the correlation coefficient r2 = 0.226 is low and the regression coefficients were significant and
different from zero, with a significance level = 0,05, concluding that the “giant squid” capture was influenced
mainly by the fishing hours following in importance the sea surface temperature and the number of machines used.
Key words: Giant squid, distribution, CPUE, Peruvian sea, squid ships.
1. Introducción
El “calamar gigante” o “pota” Dosidicus gigas, es
una fuente de riqueza hidrobiológica distribuida en
toda nuestro litoral marino y constituye uno de los
principales e importantes recursos marinos del Perú
destinado al consumo humano directo (fresco) e
indirecto (industrial).
La explotación de este recurso en la década de los
90, con la presencia de flota extranjeras, vino
incrementándose hasta 2005, siendo de 55,1 t en 1998
con una fuerte influencia del evento de “El Niño” y
luego alcanzando 291 140 t siendo el pico más alto.
El estudio busca resaltar la importancia de la
captura de “pota” en diferentes áreas de nuestro mar,
mediante el análisis de las principales zonas de pesca
y de la captura por unidad de esfuerzo y su
1 Ingeniero Pesquero. Facultad de Pesquería, Universidad Nacional
Agraria La Molina. Lima,Perú. 2 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. E-mail: [email protected]
interrelación con parámetros oceanográficos como la
temperatura superficial del mar y otros factores
propios del esfuerzo aplicado como son el número de
máquinas utilizadas y las horas de pesca empleadas.
El presente trabajo tiene como objetivo principal
evaluar la distribución, abundancia y concentración
de “pota” a lo largo del litoral peruano, dentro y fuera
de las 200 millas analizando la captura por unidad de
esfuerzo (CPUE) de las embarcaciones calamareras
que operan en el mar peruano.
2. Revisión de literatura
El “calamar gigante”, “pota” o “jibia” de la familia
Ommastrephidae, tiene un manto alargado en forma
de torpedo, de forma cónica en la parte posterior, con
aletas grandes y terminales, cartílago del sifón en
forma de T invertida, 8 brazos y 2 tentáculos
alrededor de la boca, 2 hileras de ventosas en los
brazos y cuatro hileras en los tentáculos (Figura 1),
excepto en la especie Illex argentinus “calamar
argentino” que presentan 8 hileras de ventosas en el
Juan J. Mancilla D.L.C., Henry Orrego A.
163
dáctilo consecutivos bucales adheridos a los bordes
dorsales de los brazos IV, algunos géneros presentan
fotóforos (Steenstrup, 1857).
La Sub familia Ommastrephinae presenta en el
sifón una canaleta vertical y una arruga tipo bolsita y
fotóforos. Se consideran seis géneros de los cuales:
Dosidicus, Eucleteuthis, Ommastrephes y
Sthenoteuthis, están representados en el Perú y sólo
el Dosidicus es conocido como de interés comercial
(Nesis, 1970; Nigmatullin, 1994).
Figura 1. Mediciones morfológicas Dosidicus gigas
“calamar gigante” o “pota”.
El Dosidicus gigas (d’Orbigny, 1835) oriundo del
Perú y Chile, es el más grande de las especies
Ommastrephidae. Es de una longitud de hasta 115-
120 cm de longitud de manto (LM) y probablemente
pesa hasta 50 kilos, éste es una de la especies
endémicas (confinado a una determinada región o
país) del Pacífico Occidental (Nesis, 1973).
Evidentemente existen 3 grupos separados de
“pota”, que difieren en tamaño y en la madurez. El
tamaño pequeño de la población de maduración
rápida, habita en la región ecuatorial y en la Corriente
de California; el tamaño intermedio de la población
de maduración tardía, habita en la vertiente principal
Oceánica de la Corriente peruana (probablemente el
grupo más numeroso), y la población de tamaño
grande, la de maduración muy tardía, éstas se
encuentran en las aguas cercanas a las costas del Perú
y Chile en la zona que es influenciada por los
afloramientos costeros y por la vertiente costera de la
Corriente peruana (Sato, 1976).
Los espermatóforos a medida que crece el macho,
su longitud absoluta se hace mayor aunque la
longitud relativa a la longitud de manto disminuye o
decrece. En los machos de tamaños 24 y 40 cm de
longitud de manto (LM), el promedio de la longitud
de los espermatóforos fue 27,5 y 35 mm
respectivamente, y el número de espermatóforos 300
y 1 200 (Nesis, 1970).
Al realizar el cálculo de la fecundidad, Nesis
(1970) contó todos los huevos en los oviductos, pero
sólo los huevos en maduración (diámetro 1.0 mm)
en el ovario. Estas cuentas pueden ser subestimadas,
desde 100 000 hasta más de 60 000 huevos y con un
máximo de aproximadamente 650 000 huevos.
En alta mar al Oeste de la costa de Ecuador, Perú y
Chile, el promedio de la alimentación y de los
componentes en proporción del contenido estomacal
total es como sigue: pez linterna 70,2%; calamar
13,3%; plancton 7,9%; Trinchiurus nitens “pez cinta”
1,2%; despojos (o desechos) de los barcos 1,2%;
peces pequeños sin identificar 0,4%; alimentos
digeridos y restos sin identificar 5,8% (Nesis, 1970).
La “pota” es una especie euritérmica, su rango de
temperatura usual es de 15 - 28 °C, las
concentraciones más grandes se registraron en el
Hemisferio Sur entre los 17 y 23 °C, (mayormente de
18 – 20 °C) y de 25 – 28 °C, en el Hemisferio Norte
(Baral, 1967 b; Sato, 1976).
El límite de distribución es desde Baja California
extendiéndose en algunos años hasta California
Central (37° Latitud Norte) y el límite al Sur llega
hasta más allá del Sur de Chile (47° Latitud Sur). La
parte principal de su extensión es desde Baja
California hasta el Norte de Chile. También se tiene
registros cerca de las Islas Oceánicas, desde las Islas
Channel (34° Latitud Norte) y al Norte del
Archipiélago Juan Fernández (33° Latitud Sur) y al
Sur (Nesis, 1970).
Su límite Occidental de Oeste (Nor-Oeste) llega
aproximadamente a 125° Longitud Oeste, a lo largo
de la línea Ecuatorial; es una especie muy abundante
en la parte central, con distribución particularmente
en aguas de la Corriente de Humboldt en el Perú
(Nesis, 1973).
Se han obtenido escasos datos de la biología del
Dosidicus gigas, mayormente durante las invasiones
esporádicas de “pota” en la costa de California, Perú
y Chile (Brongersma-Sanders, 1957; Clarke, 1966;
Nesis, 1970) y de las observaciones de “pota” en
aguas costeras (Rubio y Salazar, 1992; Schweigger,
1960; García – Tello, 1965).
La distribución y la densidad de “pota” dentro de
un área geográfica cuyo rango es extremadamente
poco uniforme se puede decir que en alta mar hacia el
Oeste del Perú y Chile, las “potas” están presentes
durante todo el otoño. Durante la primavera ellos
están distribuidos ampliamente sobre la vertiente
hasta las 700 millas náuticas desde tierra firme.
La concentración más densa se encuentra entre el
Ecuador y Latitud 18°00’S, desde la orilla rocosa
hasta 200-250 millas náuticas hacia el mar; cerca de
la orilla hay poca “pota”, también hacia el Sur de
18°00’S y más allá de 200-250 millas náuticas desde
la costa, el número de “pota” disminuye rápidamente.
La aproximación de “pota” a las costas del Perú,
Norte y Centro de Chile es evidente de enero o
febrero hasta mitad de abril o mayo. En algunos años
la “pota” permanece en las aguas de la costa durante
todo el invierno. Con la edad las “potas” migran
activamente a zonas más productivas en aguas de la
Distribución y abundancia del “calamar gigante” Dosidicus gigas registrada a bordo de buques calamareros en el
litoral peruano (abril 1992 – octubre 1995)
An cient. 68(3) 2007, pp. 162-170
164
Corriente peruana, la zona ecuatorial y luego Nor-
Este y Este del Hemisferio Norte, estas incursiones
no son regulares (Gunther, 1936; Falke, 1950;
Brongersma-Sanders, 1957).
La “pota” del Perú y Chile, Dosidicus gigas de la
familia Ommastrephidae es uno de los más
abundantes en el mundo y tiene un rol importante en
el ecosistema de las aguas abiertas en la región Sud-
Este del Océano Pacífico con presencia masiva. El rol
en la nutrición de peces y mamíferos marinos es poco
conocido, considerándose a la “pota” como un
consumidor de tercer y cuarto orden (Nesis, 1970).
La “pota” siempre está presente en los
desembarques de las diferentes pesquerías,
representando algo más del 30% de los cefalópodos
desembarcados en el Perú (Benítez, 1982). El
desembarque anual de cefalópodos en el Perú desde
1964 hasta 2005 se presenta en Tabla 1.
Tabla 1. Desembarque anual de Cefalópodos en el
Perú ( t ).
Año Calamar Pulpo Pota
1964 41.5 10.7 120.8
1965 307.5 22.2 127.5
1966 554.8 24.8 130.4
1967 83.4 8.5 340.2
1968 77.6 0.6 311.1
1969 172.9 3.9 600.8
1970 287.0 22.1 484.1
1971 418.1 8.4 385.5
1972 719.9 5.5 37.9
1973 342.8 92.7 s.i.
1974 132.7 19.2 s.i.
1975 466.1 13.1 s.i.
1976 374.0 s.i. 717.0
1977 271.0 37.0 1.0
1978 361.0 72.0 s.i.
1979 231.0 67.0 59.0
1980 198.0 51.0 s.i.
1981 852.0 89.0 39.0
1982 1,462.0 235.0 880.0
1983 405.0 809.0 2.0
1984 128.0 194.0 35.0
1985 428.0 295.0 207.0
1986 743.0 512.0 716.0
1987 206.0 343.0 20.0
1988 169.0 549.0 446.0
1989 1,025.0 489.0 1,011.0
1990 3,725.0 657.0 6,898.0
1991 655.0 202.0 77,631.0
1992 228.0 350.0 107,144.0
1993 508.0 938.0 140,252.0
1994 363.0 391.0 188,801.0
1995 13,238.0 668.0 184,746.0
1996 8,522.0 1,712.0 40,516.0
1997 5,830.0 2,092.0 43,239.0
1998 12.0 1,955.9 55.1
1999 148.1 493.9 37,390.4
2000 24,548.0 819.0 53,795.0
2001 18,738.0 635.0 71,834.0
2002 6,490.0 1,415.0 146,390.0
2003 27,441.0 1,429.0 153,727.0
2004 12,481.0 1,270.0 270,368.0
2005 10,205.0 1,077.0 291,140.0
Total 143,589.4 20,078.5 1,820,597.8
Fuentes: Anuario Estadístico Pesquero (IMARPE), 1964-1983
Estadística de los Desembarques de la Pesquería Marina (IMARPE), 1984-1994.
Estadística de los Desembarques de la Pesquería Marina peruana
(IMARPE), 1995-1997
Informe Estadístico de los Recursos Hidrobiológicos de la Pesca
Artesanal 1998, e Industrial 1999 (no publicado)
Anuario Estadístico PRODUCE, 2000-2005. s.i: sin información
3. Materiales y métodos
El análisis y evaluación se realizó entre abril de
1992 y octubre de 1995 en las áreas de pesca
comprendida entre las latitudes 03°26.06’S y
17°42.11’S (entre Tumbes e Ilo) y las longitudes
73°23.04’W y 83°24.83’W.
Las capturas se realizaron a bordo de 5
embarcaciones japonesas cuyas características se
observan en la Tabla 2, dentro y fuera de las 200
millas a excepción de las 30 millas de la línea de
costa. Las áreas de pesca donde se trabajó fueron
divididas en cuadrados Marsden 1°lat.S x 1° Long W
= (60 x 60 millas náuticas).
El formato de registro operacional contiene los
siguientes datos: número de orden, fecha, posición
Lat.S y Long. W, N° de horas, suma de máquinas
dobles y en promedio, tipos de productos en bloque
M c/a T ó F: manto con aleta, tubo o filete; Ms/a T ó
F: manto sin aleta, tubo o filete; aleta y tentáculo con
sus respectivos pesos promedios, y total de bloques,
promedio de la temperatura superficial del mar
(TSM) en grados centígrados, producción y captura
en kg., áreas de pesca, profundidad del cardumen (m)
y número de operaciones.
El formato de captura y producción para los
diferentes tipos de productos contiene la siguiente
información: área de operación, posición Lat. S y
Long. W, captura y producción en kg para cada tipo
de producto y el total, el promedio de la temperatura
superficial del mar en grados centígrados. Se empleó
la carta de navegación de la zona de pesca y todos los
datos fueron registrados in situ a bordo de las
embarcaciones calamareras.
3.1 Obtención de la captura total en función
al factor de conversión
Para obtener la Captura total se muestra en la tabla
3 los factores de conversión empleados para los
diferentes productos procesados y congelados en
bloque y estibados en la bodega de las
embarcaciones.
3.2 Obtención de la captura por unidad de
esfuerzo (CPUE)
En la determinación del esfuerzo de pesca se han
empleado diferente unidades de esfuerzo como: horas
de pesca (kg/h); número total de máquinas
calamareras (kg/máq); número de máquinas en
promedio por hora (kg/máq/hora) y el número de
poteras en la extracción del “calamar gigante” por
hora (kg/pot/h). Por representar mejor las unidades de
esfuerzo se analiza el comportamiento mensual de la
CPUE teniendo como referencia las unidades de
esfuerzo expresadas en horas de pesca.
3.3 La temperatura superficial del mar
(TSM)
Se registró la temperatura superficial del mar de la
lectura en el termómetro digital, tanto al inicio como
Juan J. Mancilla D.L.C., Henry Orrego A.
165
al final de la operación de pesca. Luego se obtuvo el
promedio mensual y por áreas de pesca.
3.4 Análisis estadístico Para la evaluación de las capturas se realizó el
análisis de regresión lineal múltiple entre la captura
(Y) y las variables asociadas con el sistema de pesca
ambiental.
Yi = ßo + ß1X1 + ß2X2 + ß3X3, cuyas variables son:
Yi = Captura del “calamar gigante” en kg.
X1 = Número de máquinas calamareras.
X2 = Temperatura superficial del mar (TSM) en °C.
X3 = Horas de pesca.
Se realizó el correspondiente análisis de variancia
(ANOVA), con su respectiva prueba estadística F.
Tabla 2. Características de las embarcaciones calamareras.
Fuente: Gyoren del Perú S.A.C.; Koni Kasa S.A.
Tabla 3. Factor de conversión para hallar la captura total del Dosidicus gigas.
Producto Fórmula Fc
Entero Peso total
Peso total 1.0
Eviscerado Peso total
Peso eviscerado 1.15
Manto con Aleta
(tubo o filete)
Peso total
Peso M c/a 1.7
Manto sin Aleta
(tubo o filete)
Peso total
Peso M s/a 2.2
Aleta - -
Tentáculo - -
Otros - > 2.2 Donde: (M c/a, T ó F) = Manto con aleta, tubo o filete.
(M s/a, T ó F) = Manto sin aleta, tuvo o filete.
Fc = Factor de conversión. Cálculo para reconstruir la captura:
Captura = Producto (N° bloq) x Peso promedio del Bloq (kg) x Fc
No incluye, cabeza o tentáculo y aletas Producción = Producto (N° bloq) x Peso promedio del Bloq (kg)
Si incluye, cabeza ó tentáculo y aletas.
4. Resultados y discusión
Las áreas de pesca de las embarcaciones
calamareras se muestran en la Figura 2, donde se
puede observar que el periodo cubre todas las
temporadas del año a excepción del verano. Las
temporadas en que se realizan el mayor número de
operaciones en el mar está entre el invierno y
primavera con 762 operaciones en 251 días de pesca.
La mayor parte de las zonas de pesca abarcan la zona
norte del Perú principalmente entre las localidades de
Máncora y Chicama, pero con mayor predominancia
entre Mancora y Punta Falsa. Estos resultados
coinciden con lo hallado por Benítez y Valdivieso
(1984) de que la mayor concentración y captura del
calamar gigante se presenta en la zona norte del Perú.
La captura y producción total por mes y año para el
Dosidicus gigas durante el periodo en estudio de abril
Distribución y abundancia del “calamar gigante” Dosidicus gigas registrada a bordo de buques calamareros en el
litoral peruano (abril 1992 – octubre 1995)
An cient. 68(3) 2007, pp. 162-170
166
1992 a octubre de 1995, se puede observar en la
Tabla 4. Se realizaron 829 operaciones de pesca,
empleando 39 840 máquinas calamareras dobles con
un promedio de 48 máquinas por operación de pesca
en 3 271 horas de pesca. Resalta notoriamente la
captura y producción con 904,9 t y 665,8 t de
“calamar gigante” respectivamente, realizado a bordo
de Suwa Maru N° 38 en julio de 1994, además la
menor la captura y producción fue de 15,1 Tn y 9,5
Tn a bordo de Choyo Maru N° 5 en octubre de 1995,
este último afectado por los pocos días de pesca
invertidos. La captura total de “pota” registrada fue 3
586 t, obteniendo una producción total de 2 455 t a
bordo de los buques calamareros.
La presencia de la “pota” y por lo tanto su captura
está relacionada en cierto modo con las estaciones del
año y otros factores externos, siendo uno de los mas
importantes la temperatura superficial del mar. El
rango de esta temperatura (TSM) registrado en todo
el periodo de estudio osciló entre 15,7 °C mínima y
25,9 °C máxima, determinándose un rango óptimo de
captura entre 17,9 y 19,7 °C. Se obtuvo la mayor
captura a los 18,4 °C con una captura de 904,9 t de
“pota” que representó el 25,2% de la captura total
para el periodo analizado (Figura 3). Ropert et al.
(1984) reporta una distribución de pota dentro de un
rango de temperatura superficial entre 16 y 30 °C y
Benítez (1982) entre 17.5 y 27.5 °C; además Rubio y
Salazar (1992) mencionan que las condiciones del
medio ambiente del calamar gigante se localizan en
frentes de penetración de aguas oceánicas
superficiales de 20 a 21 °C y en las aguas costeras de
17.8 a 19.6 °C, indicando que las mejores capturas se
realizan entre 18.9 °C y 19.6 °C en función a la
estructura térmica de la columna de agua de 0 a 10 m.
La captura por unidad de esfuerzo (CPUE) por mes
y año expresada en diferentes unidades de esfuerzo
para todo el período se muestra en la Tabla 5 y Figura
3. Analizando la CPUE en unidades de esfuerzo
expresadas como horas de pesca, se observa que
predomina notablemente la CPUE en el mes de julio
de 1994 con 3 532,6 kg/h a bordo de Suwa Maru 38 y
luego en junio de 1995 con una CPUE de 1 581,90
kg/h a bordo del Choyo Maru 5; Además, se destaca
también la CPUE en el mes agosto de 1993 con 1
722,40 kg/h a bordo del Hakko Maru 51, siendo
siempre éstos dos últimos valores inferiores con
respecto al resultado obtenido en el mes de julio de
1994. Este mayor valor de la CPUE está relacionado
con la temperatura superficial del mar (TSM) de 18,4
°C, tal como se observa en la Figura 4 que nos
muestra la variación mensual de la CPUE relacionada
con la temperatura promedio superficial del mar
durante todo el periodo analizado.
La CPUE hallada en este estudio fue notoriamente
mayor a la reportada por el trabajo de exploración a
bordo del Shinko maru 2 en 1989 y que operó en los
meses de noviembre y diciembre obteniendo valores
de 18.74 a 472.12 kg/h (Rubio y Salazar, 1992).
Estos valores de CPUE también fueron mayores a la
obtenida por Baltuano (1994) registrado en diciembre
de 1992 que obtuvo 1200 kg/h, sin embargo en junio
de 1993 se obtuvo un CPUE alto de 3980 kg/h
coincidente al alcanzado en la misma temporada
(invierno) en el mes de julio de 1994.
Juan J. Mancilla D.L.C., Henry Orrego A.
167
Figura 2. Áreas de pesca de las embarcaciones.
Tabla 4. Captura y producción total para el Dosidicus gigas.
Figura 3. La captura por unidad de esfuerzo (CPUE) por mes y año para el Dosidicus gigas.
Distribución y abundancia del “calamar gigante” Dosidicus gigas registrada a bordo de buques calamareros en el
litoral peruano (abril 1992 – octubre 1995)
An cient. 68(3) 2007, pp. 162-170
168
Tabla 5. La captura por unidad de esfuerzo (CPUE) por mes y año para el Dosidicus gigas.
Figura 4. Variación mensual y total de CPUE (kg/h) para el Dosidicus gigas.
De las variables (Xi) sometidas al análisis de
variancia (ANOVA) para todo el periodo de estudio
se obtuvo el Fcal = 27,5 (Tabla 6), que es altamente
significativo y lo cual nos indica que las variables en
estudio se ajustan al modelo, además el coeficiente de
determinación múltiple r² = 0,226, aunque poco
significativo, nos indica el 22,6% de la variabilidad
total de la captura de “pota” están explicadas por la
variabilidad de la horas de pesca (0,39); la
temperatura superficial del mar (0,22) y el número de
máquinas calamareras (0,19) dichos datos fueron
obtenidos de N=287 observaciones a un nivel de
significancia del 5% (Tabla 7).
El coeficiente de correlación respectivo r = 0,4753,
indica que existe una asociación lineal múltiple de la
captura de “pota” con las variables explicativas (Xi),
afirmando que los datos observados se ajustan al
modelo de regresión múltiple.
Tabla 6. Análisis de variancia.
Fuente de
variabilidad GL SC CM Fcal
Regresión 3 11651528777 3883842926 27.51
Residual 283 39948993086 141162520
Total 286 51600521864
Juan J. Mancilla D.L.C., Henry Orrego A.
169
Particularmente, del análisis de cada una de las
embarcaciones calamareras que se muestra en la
Tabla 7, la embarcación Suwa Maru 38 muestra un
coeficiente de determinación r² = 0,464 que fue
sobresaliente con respecto a los demás buques
indicando que el 46,4% de la variabilidad total de la
captura de “pota” están explicadas por la variabilidad
del número de máquinas calamareras (X1); la
temperatura superficial del mar (X2) y las horas de
pesca (X3), determinando el grado de ajuste de los
datos observados a la ecuación de regresión lineal
múltiple.
De igual manera, el respectivo coeficiente de
correlación múltiple r = 0,681, nos indica que existe
una fuerte asociación lineal entre la captura de “pota”
con las variables explicativas (Xi). Por lo tanto, existe
suficiente evidencia estadística para afirmar que los
datos observados (n = 23) se ajustan al modelo de
regresión lineal múltiple con un nivel de significación
= 0,05, influyendo las horas de pesca (0,68) luego
las máquinas calamareras (0,21) y la temperatura
superficial del mar (0,17).
El coeficiente de variabilidad (CV) total en % para
todo el periodo fue 107,49% siendo muy variable
debido a las diferentes áreas de pesca, meses y años
que se capturó el recurso por parte de cada
embarcación en la captura de “pota”, destacando con
113,7% la embarcación Hakko Maru 51 en 1993.
Tabla 7. Análisis estadístico de los cinco buques calamareros.
5. Conclusiones
Se capturó un total de 3 586 t de “pota” con una
estimación promedio de 12,5 t/día, y una CPUE de
1,09 t/h, durante 14 meses correspondiente a 287 días
efectivos de pesca, desde abril de 1992 a octubre de
1995. La producción total fue de 2 455 t.
El mayor valor de la captura por unidad de
esfuerzo (CPUE) para todo el período analizado fue
de 3 532.6 kg/h en julio de 1994 a bordo del Suwa
Maru 38.
Durante todo el periodo la TSM promedio por
operación de pesca osciló entre 17,9 y 19,7°C,
obteniéndose una mayor captura a los 18,4°C.
Utilizando un modelo de regresión lineal múltiple
resultó un coeficiente de correlación relativamente
bajo; la prueba estadística F, y la prueba de hipótesis
nos muestra un nivel de significación aceptable con
= 0,05, por lo tanto la captura de “pota”, y los índices
de CPUE, estuvo influenciada por las horas de pesca
(X3) luego la temperatura superficial del mar (X2), y
el número de máquinas calamareras (X1) para las 5
embarcaciones calamareras con N = 287 datos
observados y analizados.
La mayor parte de las zonas de pesca donde se
distribuye el “calamar gigante” abarcan la zona norte
del Perú, principalmente entre las localidades de
Máncora y Chicama, pero se presentó una mayor
predominancia entre las localidades de Máncora y
Punta Falsa.
6. Referencias bibliográficas
BALTUANO, E., 1994. Análisis de la Actividad
Pesquera a bordo de embarcaciones calamareras
frente a la costa peruana, noviembre 1992 –
setiembre 1993. Trabajo preofesional. Facultad de
Pesquería. Universidad Nacional Agraria La
Molina.
BARAL, A.A., 1967. Some data on the bilogy of the
squid in the southeastern part of the Pacific Ocean.
Rybn. Kohoz, N° 8, and characteristies of the squid
quest and fisheries, Rybn. Kohoz, N° 8; 15-17 pp.
Distribución y abundancia del “calamar gigante” Dosidicus gigas registrada a bordo de buques calamareros en el
litoral peruano (abril 1992 – octubre 1995)
An cient. 68(3) 2007, pp. 162-170
170
BENITEZ, 1982. Desembarque de Cefalópodos
Pelágicos en el Litoral peruano. Bol. Int. Mar Perú
– Callao, 10 (5): 107 – 139 pp.
BENITEZ C. Y VALDIVIESO V. 1986. Resultados
de la Pesca exploratoria de 1979/1980 y
desembarque de cefalópodos pelágicos en el litoral
peruano. Boletín Instituto del Mar del Perú
(IMARPE), Vol. 10 N° 5.
BRONGERSMA-SAUNDERS, M. 1957. Mass
mortality in the sea. Geological Society of America
Memoir 67, Vol. I.
CLARKE, M.R. 1966. A review of the systematies
and ecology of oceanic squids. Advances Marine
Biol. 4; 91-300 pp.
GARCIA-TELLO, 1965. Utilización de la mandíbula
inferior de la jibia Dosidicus gigas (D’Orb.) en el
cálculo de su peso total (Mollusca, Cephalopoda,
Ommastrephidae). Revista de Biología Marina, 12.
GUNTHER, E. 1936. A report on the
oceanographical investigations in the Peru Coastal
Current. Discovery Rep., 13.
INSTITUTO DEL MAR DEL PERÚ, 1992-1996.
Estadística de los Desembarques de la Pesquería
Marina peruana. Informes N° 118, abril 1996, 76
pp.; N° 129, diciembre 1997, 64 pp.
INSTITUTO DEL MAR DEL PERÚ (IMARPE) E
INSTITUTO TECNOLÓGICO PESQUERO,
1996. Compendio Biológico Tecnológico de las
principales especies hidrobiológicas comerciales
del Perú, 143 pp.
NESIS, K.N. 1970. The biology of the giant squid of
Perú an Chile Dosidicus gigas, P.P. Shirshov
Institute of Oceanology USSR. Academy of
Sciencies. Volumen 10, N° 1, 1970; 108-118 pp.
NESIS, K.N. 1973. Cephalopod of the eastern
ecuatorial and southeastern Pacific. Tr. Inst.
Okeanol. Akad. Nauk. SSSR 94: 188-240 pp.
NIGMATULLIN, Ch.M., and LAPTIKHOVSKY,
V.V. 1994. Reproductive strategies in the squids of
the family Ommastrephidae (preliminary report)
edited by Atlantic Research Institute of Fisheries
and Oceanography, 5 Dm. Donskoy Str.
Kaliningrad 236000 Russia, 79-82 pp.
ROPERT. 1984. FAO, Species Catalogue, Vol. 3.
Cephalopods of the world. An annotate and
illustrate Catalogue of species of interest to
fisheries – FAO Fish, synop, 125 Vol. 3: 277 pp.
RUBIO, J. y SALAZAR, C. 1992. Prospección
Pesquera del “calamar gigante” Dosidicus gigas a
bordo del buque Japonés SHIKO MARU 2,
noviembre – diciembre de 1989, Informe N° 103.
Instituto del Mar del Perú (IMARPE), 31 pp.
SATO, T. 1976. Resultados de la pesca exploratoria
de 1971 para Dosidicus gigas frente a California y
México, FAO Fish. Rep., (1970) Suppl, 1:61-67
pp.
SCHWEIGGER, E. 1960. Fenómenos hidrográficos y
biológicos en el mar del Perú y en el norte de
Chile, Revista de Biología Marina, Chile.
STEENSTRUP, 1857. Contribución al conocimiento
bioecológico de la familia Ommastrephidae en el
Atlántico Centro-oriental.
WILHELM, G. 1954. Algunas observaciones acerca
de mortandades de jibias (Dosidicus gigas) en el
litoral de Concepción, Revista de Biología Marina,
Chile.
An cient. UANLM 68(3), 2007 Recibido: 12/09/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 15/10/2007
Efecto del congelado sobre las características del músculo de la concha navaja
(Ensis macha)
Andrés Molleda Ordoñez 1
Resumen
El congelar supone la conservación prolongada de un producto, manteniendo la característica sensorial inicial de la
especie, es decir, preserva su calidad original, tanto higiénica, nutricional y sensorial (características de textura,
sabor, aroma, etc.), incluso después de su descongelación, por lo que el conocimiento de su composición y el efecto
que pueda presenta durante la operación de congelado, servirá como guía para realizar la producción de concha
navaja congelada. La composición física de la concha navaja (Ensis macha) fue la siguiente: valvas, 27,1%; vísceras
y tejido de recubrimiento, 30 %; músculo, 23,7 %; liquido intervalval, 19 % para un tamaño promedio de 11 cm. Y
su composición química proximal fue: humedad, 79,78%; proteína, 13,26%; grasa, 0,5%; y ceniza, 1,95%. Durante
el congelado, la zona de máxima formación de cristales de hielo para la concha navaja con valvas estuvo en el rango
de -1,4 a -1,5 °C y para el músculo es de -3,0 °C, cuando las muestras se congelaron a -22 °C. La operación del
congelado afectó a la característica del músculo de la concha de navaja disminuyendo principalmente la textura, la
cual se refleja en el exudado, 7 % para el músculo y 22,8 % para la concha navaja entera, medida inmediatamente
después del congelado.
Palabras clave: Ensis macha, concha navaja, congelación, exudado.
Abstract
Freeze supposes the prolonged conservation of a product, maintaining the initial characteristic of the species;
preserves its original quality, hygienic, nutritional and other characteristic (texture, flavour, smell, etc.), after its
defrost, for that the knowledge of its composition and the effect that can present during the freezing operation will
serve as guide to make the razor clam (Ensis macha) freeze production. The physical composition of the razor clam
(Ensis macha) was the following: shell, 27.1%; guts and covering tissue, 30%; muscle, 23.7%; and internal liquid,
19%; and a average size of 11 cm. The proximal chemical composition was: humidity, 79.78%; protein, 13.26%; fat,
0.5%; and ash, 1.95%. During frozen, the zone of maxima ice crystal formation for the shell knife with shell was
around of -1,4 to -1.5 °C and for the muscle was of -3.0 °C, when the samples were to -22 °C. The frozen operation
affects to the characteristic of the muscle of the knife shell falling the texture, which is reflected in the exudate, 7%
for muscle and 22.8% for the shell whole knife, measurement immediately after freezing.
Key words: Ensis macha, whole knife, freezing, exudates.
1. Introducción
Durante la última década la industria del congelado
ha orientado su producción a diversificar el uso de su
materia prima, tal es el caso del bacalao de
profundidad, el calamar gigante o la concha de
navaja.
El congelar supone la conservación prolongada de
un producto, manteniendo la característica sensorial
inicial de la especie, es decir, preserva su calidad
original, tanto higiénica como nutricional y sensorial
(características de textura, sabor, aroma, etc.), incluso
después de su descongelación.
Una de las especies que se vine congelando a nivel
industrial es la concha navaja (Ensis macha) entera o
desvalvada, careciendo de información sobre su
proceso y composición.
Por ello, dentro del presente trabajo de
investigación se plantean los siguientes objetivos:
1. Determinar la composición física y química
proximal de la concha navaja (Ensis macha).
2. Obtener los perfiles de temperatura durante el
congelamiento de la concha navaja (Ensis macha)
3. Analizar la influencia de la operación del
congelado sobre la concha navaja (Ensis macha)
entera y del músculo.
1 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
2. Revisión de literatura
Con el nombre de “navaja” se identifican diferentes
especies pertenecientes a los géneros Ensis y Solen.
La navaja común es la más popular por su gran
calidad gastronómica; su concha es alargada y muy
frágil; las valvas son estiradas, con forma similar a la
de una espada o navaja, tienen una superficie
brillante que parece barnizada, las valvas son
alargadas, con una concha arqueada muy
característica (en forma de navaja).
Figura 1. Concha navaja “Ensis macha”.
La concha navaja (Ensis macha) habita en fondos
arenosos, se alimentan de plancton y materia orgánica
en suspensión y se distribuye desde el golfo de
Magallanes - Chile hasta Bahía de tortugas - Perú
(EROSKI, 2007).
Efecto del congelado sobre las características del músculo de la concha navaja (Ensis macha)
172
Por la modalidad de alimentación (captan nutrientes
por medio de la filtración de agua de mar), los
moluscos concentran con facilidad agentes patógenos
y sustancias tóxicas del medio natural, que puede
estar contaminado por desechos industriales o aguas
servidas, por lo que constituye un peligro para la
salud si son consumidos sin el debido tratamiento con
frío (Valiente, 2001).
Tabla 1. Información nutricional (en100 g) de la
concha navaja (Ensis arcuatus).
Fuente: Lonxanet (2007).
El transporte, manipuleo y almacenamiento de
moluscos debe realizarse en cajas o mallas de poca
altura para evitar el deterioro de las valvas. Además,
para mantener en estado vivo se debe evitar la
exposición de los moluscos a temperatura excesiva
del calor o frío o a los cambios repentinos de la
misma y resulta de suma importancias si está prevista
la purificación ulterior de los mariscos.
Durante el manipuleo y almacenamiento de los
moluscos deben ser permanentemente protegidos del
resecamiento, del contacto con el hielo o superficies
refrigerantes. La temperatura de almacenamiento más
apropiada generalmente se encuentra en el rango de 2
a 10 °C. Las valvas cerradas del molusco reflejas su
buen estado de conservación. (Valiente, 2001)
Características iniciales de frescura de la Concha
Navaja (Tagelus dombeii): valvas cerradas, de estar
abiertas deben cerrarse al contacto o al golpearlas.
Deben estar enteras, liquido intervalval cristalino y
sin olor. Olor característico. Músculo húmedo,
adherido a las valvas y de aspecto esponjoso y de
color crema claro.
La composición química en porcentaje (%) de
moluscos bivalvos como el mejillón verde (Perna
viridis) presenta una humedad 80,29 + 2,51;
proteínas, 12,14 + 1,57; grasa, 2,11 + 0,49 y ceniza,
2,70 + 0,38 y para la ostra perlera (Pinctada
imbricada): presenta una humedad 81,41 + 2,63;
proteínas, 12,80 + 1,18; grasa, 1,77 + 0,32 y ceniza,
2,78 + 0,36 (Cabello et al., 2004). Fennema (1985),
presenta datos del contenido de proteínas para la
ostras de 13% y para el mejillón de 11%.
Los componentes (proteína, grasa, ceniza y
humedad) nutricionales son importante en la calidad
de la materia prima como alimento. Estos varían
considerablemente entre las diferentes especies y
también entre individuo de una misma especie,
dependiendo de la edad, sexo, tamaño, medio
ambiente y época de año, y también están
estrechamente relacionada con la alimentación.
(Cabello et al., 2004)
Los moluscos especialmente los bivalvos, sufren
usualmente una alteración de tipo fermentativo a
causa de los carbohidratos, que son desdoblados en
condiciones anaeróbicas para formar principalmente
ácido láctico y alcohol. Para disminuir este proceso
de deterioro, los moluscos como en el caso de los
bivalvos deben desembarcarse vivos y mantenerse así
hasta el momento del proceso, por lo que es
recomendable utilizar un lugar fresco o refrigerado y
húmedo.
El almacenamiento a 2 - 4 °C y posterior
congelación y almacenamiento congelado a –30ºC
sobre la degradación de nucleótidos, contenido de
hipoxantina (Hx), capacidad ligante de agua y pH del
músculo aductor de vieira (callo) indican una rápida
pérdida de la calidad en el músculo almacenado en
frío. La calidad de la carne y la vida útil del producto
congelado son principalmente afectadas por el tiempo
transcurrido entre el enfriamiento postmortem y la
congelación. (De Vido, 2007)
La medida del pH del músculo abductor es un
indicador de grado de frescura y, por lo tanto, de su
idoneidad para ser congelado. En un producto fresco
su valor varía entre 6,3 y 6,5, en tanto el producto de
poca frescura se ubica por debajo de 5,8 (Valiente,
2001).
Para determinar el pH del músculo abductor se
prepara previamente una solución homogeneizada del
mismo con agua destilada, en proporción sólido/
líquido igual a 1:10. La medida de pH se efectúa con
ayuda de un papel indicador o, para mayor precisión
con un potenciómetro (FAO, 1999).
Los procesos de preservación temporal
(refrigeración o enfriado con capas de hielo) o de
conservación por más tiempo, como la congelación,
tienen un efecto sobre los aspectos de frescura de los
moluscos, provocan la abertura de las valvas lo que
ocasiona la pérdida del agua intervalval y la sequedad
del músculo. Este músculo suele cambiar de color
blanco a ligeramente amarillento y los tejidos que
unen las valvas pierden la flexibilidad y hace difícil
que puedan cerrarse.
Para aplicar la congelación como método de
preservación de un alimento, se debe considera que la
congelación se lleva en el líquido de los tejidos; este
se encuentra ubicado entre las células, fibras y entre
los espacios existentes entre ellas; constituyendo una
solución débil de una serie de sales y proteínas. La
concentración del líquido de los tejidos es diversa y
depende de su ubicación entre los elementos del
tejido, siendo menor en los espacios entre las células
y entre porciones de fibras. La mayor parte del agua
se encuentra en estado libre, el resto en estado
coloidal y enlazado mayormente con proteínas. El
agua enlazada se congela parcialmente a temperaturas
muy bajas. Se considera que 1 g de proteína enlaza,
en promedio 0,3 g de agua. (Valiente, 2001).
Como resultado de la disminución de la temperatura
por eliminación de calor se lleva al líquido a niveles
de sobreenfriamiento donde se desarrolla el proceso
de cambio de estado físico – cristalización del
líquido. A temperaturas superiores al punto de
Andrés Molleda Ordoñez
An cient. 68(3) 2007, pp. 171-177 173
cristalización, en el líquido existe pequeñas
formaciones (cristales dispersos); estas formaciones
son inestables, surgen y desaparecen incesantemente
bajo el movimiento térmico de las moléculas. A
temperaturas inferiores las pequeñas formaciones se
estabilizan, crecen en número y aumentan sus
dimensiones y surge una tendencia definida de
cristalización.
Tabla 2. Parámetro de frescura en moluscos bivalvos.
Fuente: Cabello et al., (2004).
Cuando la temperatura de las soluciones coloidales
(líquido del tejido de pescados y mariscos) es algo
menor que su temperatura de cristalización, se rompe
el equilibrio de fase y se forman los centros de
cristalización, esto es entre -1 y -2 °C. Apenas se
forman los embriones cristalinos, la temperatura del
producto aumenta hasta temperatura crioscópica y se
desarrolla el proceso de cristalización. El carácter y
velocidad de este proceso se determina por las
condiciones de la eliminación del calor (Valiente,
2001).
El crecimiento de los cristales es posible, si la
nucleación ya se ha realizado en tanto que la
nucleación requiere de varios grados de
subenfriamiento y su crecimiento es posible con un
subenfriamiento adicional mínimo siempre que el
cristal se encuentre estable. La velocidad de
crecimiento está controlada con la velocidad de
separación de calor del sistema. En tanto se encuentre
un cristal estable, al formarse el hielo, la fase líquida
se concentra más, con lo cual la viscosidad aumenta
al igual que las concentraciones iónicas. Si las
membranas celulares están intactas y resisten el paso
del hielo presenta una fuerza impulsora que origina la
deshidratación de las células por fenómeno osmótico.
Dependiendo de la velocidad de enfriamiento y de la
permeabilidad de las paredes celulares al agua, el
contenido celular puede subenfriarse. Si se realiza un
enfriamiento muy rápido, las células pueden
congelarse interiormente, en tanto que en un
enfriamiento muy lento, solo se forma hielo
extracelular. Si se presenta una precipitación de sales,
se origina una serie compleja de cambios de pH.
(Neave, 1989), y como consecuencia al realizar el
descongelamiento del producto no se restablece
plenamente la estructura de los tejidos.
Las propiedades que intervienen en los proceso
térmicos son: densidad ( ), conductividad térmica
( ), entalpía (H), calor específico (Cp) y difusividad
térmica ( ); los mismos cambian durante el proceso
de congelación (Neave, 1989).
La disminución de la temperatura de
congelamiento del líquido en la carne del molusco
como resultado de la presencia de diferentes sales
orgánicas y no-elctrolítos, corresponde a un
contenido de cloruro de sodio equivalente a 1.4%
aproximadamente. Como consecuencia del
enfriamiento hasta una temperatura cercana a -1 °C se
inicia la cristalización de agua pura, mientras que la
soluciones restantes se concentra. La mayor parte del
agua se congela en el intervalo de temperatura de -1 a
-5 °C, lo que retarda la velocidad de enfriamiento del
producto en dicho intervalo de temperatura; esta
etapa debe durar menos de 2 horas.
Una gráfica de congelamiento se caracteriza por
presentar claramente tres segmentos de la curva. Al
inicio del proceso, el líquido se enfría hasta el punto
crioscópico, lo que se refleja en la caída abrupta de la
temperatura. La formación de cristales ocurre a
temperatura constante y se produce un gran
desprendimiento de calor como resultado del cambio
de estado. La extensión del segmento de temperatura
constante depende de la intensidad de la eliminación
de calor: cuanto mas intensa sea la eliminación del
calor, tanto mas corto será el segmento de la curva, y
el tercer segmento muestra el enfriamiento del
producto hasta la temperatura prevista (Valiente,
2001).
Efecto del congelado sobre las características del músculo de la concha navaja (Ensis macha)
174
En la congelación rápida, habida cuenta de que los
espacios constituyen un todo continuo, el agua que
procede de la fusión del hielo intercelular discurre
como por una red de drenaje. Si la descongelación es
lenta las células musculares tienen tiempo de
reabsorber por inbibición parte del agua antes de que
empiece a exudar. La hidratación de las proteínas es
muy reducida en el punto isoelétrico. En el tejido
congelado rápidamente, cuya agua se congela
preferentemente en el interior de las células y poco en
los espacios intercelulares, se producen menores
pérdidas por exudación que en los congelados
lentamente, ya que en aquellos resultan muy raras
veces rasgados mecánicamente las membranas
celulares o sarcolemas. Solo cuando media una
acción mecánica (presión) se produce una mayor
perdida de fuga, pero no de manera espontánea, en
cualquier caso, siempre se producen perdidas por
exudación, ya que por efectos de la congelación, los
coloides celulares siempre pierden algo de su
capacidad de inbibición, quedando en tal estado sin la
total capacidad para retener todo el agua de
descongelación (Herrmann, 1977).
El congelamiento del agua en la carne implica
determinados daños de la estructura celular y
subcelular, aumento de la concentración de los
sustratos de la reacción y de las activadores de las
enzimas, así como de la dilución de la proteínas
estructurales. A -20 °C sólo el 89% del agua del
músculo se congela quedando un 11% en forma de
líquido concentrado (Sikorski, 1994).
La pérdida de agua por evaporación durante la
congelación representa generalmente en un 0,5 y
1,2% de la masa del producto aunque pueden
alcanzar un 5%. Esta pérdida depende,
mayoritariamente de las condiciones de congelación
y, especialmente durante una congelación mecánica,
de la velocidad del aire. De su temperatura y de la
humedad relativa, las perdidas son elevadas hasta que
el producto alcance la temperatura de congelación
(Genot, 2003).
Con la finalidad de disminuir la exudación del
líquido de los tejidos luego de la descongelación (que
pueden alcanzar hasta 25%) los moluscos se lavan
con una solución débil de cloruro de sodio.
El sistema de almacenamiento a -10 °C muestra
alteración en la estructura de la proteína y la
presencia de TMAOasa juega un rol importante en
esta alteración y agregado de las proteínas del
músculo de pescado analizado a -10 °C (Kittima,
2007).
3. Materiales y métodos
3.1 Materia prima
Se utilizó concha navaja (Ensis macha) viva
obtenida en una planta de congelado de productos
hidrobiológicos.
3.2 Lugar de ejecución
El presente trabajo de investigación se realizó en
los Laboratorios de la Facultad de Pesquería -
UNALM.
3.3 Materiales y equipos Los materiales utilizados fueron: láminas de
polietileno, cuchillo, bandejas y materiales de vidrio.
Equipos:
1. Congelador Coldex.
2. Termómetros TM50 Temp-Seeker.
3. Balanza analítica, SAUTER, cap. 200 g.
4. Microprocessor Pench pH/mV/ATC Meter.
5. Estufa, MEMMERT, T° 120 °C, 220 v.
6. Equipo Soxhlet, para determinación de grasa
total.
7. Equipo semi-micro Kjeldahl, para
determinación de proteínas.
8. Mufla, marca TEMCO Mod. CP ASIOT.
9. Higrómetro, marca traceable hygrometer.
3.4 Metodología 1. Inspección de las características sensoriales: se
realizó siguiendo la metodología reportado por
Cabello et al. (2004) sobre Parámetros de
Frescura en Moluscos Bivalvos.
2. Determinación de la composición química y pH
de la concha navaja: la composición química
proximal se determinó siguiendo la
metodología de la A.O.A.C (1995) y el pH
mediante la metodología reportada por
ITP/JICA (1982).
3. Medición del perfil de temperatura de
congelado: el proceso de disminución de
temperatura se realizó con la lectura de la
temperatura a través de un termómetro en el
centro del producto a intervalos de 1 minuto, lo
que permitió realizar el seguimiento del
proceso de congelado.
3.5 Procedimiento Inspección sensorial de concha navaja (Ensis
macha): Se realizó la inspección de las características
sensoriales de la especie de acuerdo al Tabla 2;
considerando el estado de las valvas, líquido
intervalval, olor y músculo de las especies.
Determinación de la composición química,
composición física y pH: la composición química
proximal se determinó siguiendo la metodología de la
A.O.A.C (1995). Se determinó la composición física,
considerando los pesos de las valvas, vísceras,
músculo y el contenido del líquido intervalval.
También se consideró la medición de longitud de las
especies. Para realizar la medición del pH, se pesó
una muestra de 10 g del músculo de la concha navaja,
luego se diluyó a 100 ml con agua destilada y se
midió el pH de la solución.
Perfil de temperatura de congelación: Se
seleccionaron las especies vivas con valvas así como
muestras de músculo separadas de especies vivas, a
las cuales se les colocaron los sensores de
temperatura de aguja en el centro, para luego registrar
la temperatura durante la congelación. Las lecturas se
realizaron a intervalos de 1 minuto. La temperatura
de la cámara de congelación fue de –22 °C.
Efecto del congelado sobre la concha navaja: Al
producto de la concha navaja congelada, se procedió
a descongelar para determinar la cantidad de líquido
emanado a efecto de la formación de hielo durante el
Andrés Molleda Ordoñez
An cient. 68(3) 2007, pp. 171-177 175
congelado, así como la pérdida de peso durante el
congelado.
4. Resultados y discusión
4.1 Características sensoriales
Las muestras de concha navaja (Ensis macha)
presentó las siguientes características: valvas que al
contacto se cierran, con superficies brillosos de color
marrón verdoso-crema, líquido intervalval cristalino,
olor característico, textura del músculo firme y de
color crema y brilloso. Estas características lo sitúan
en la escala 0 de 4 niveles de frescura, según lo
reportado por Cabello et al. (2004) en la Tabla 1, lo
que indica que la muestra utilizada presentó las
mejores características de frescura.
4.2 Composición física y química
De acuerdo con los resultados (Tabla 3), las
vísceras representan el mayor porcentaje (30,2%)
mientras que la parte comestible o músculo de la
concha navaja solo representa el 23,7%. Estos
porcentajes corresponden a individuos con una
longitud y peso promedio de 11 cm y 24,22 g.
Tabla 3. Composición física de la concha navaja
(Ensis macha).
Valvas 27,1 %
Vísceras y tejidos de recubrimiento 30,2 %
Músculo 23,7 %
Líquido intervalval 19,0 %
Total 100 %
Fuente: Elaboración propia.
El valor del contenido de humedad obtenido fue
79.78%, porcentaje muy cercano a los registrados
para otras especies de moluscos bivalvos como la
ostra perlera o el mejillón, reportado por Cabello
et.al. (2004); este alto contenido de humedad,
influiría según Herrmann (1977), en la pérdidas por
exudación.
Tabla 4. Composición química proximal de la
concha navaja (Ensis macha).
Componente %
Humedad 79.78
Proteínas 13.26
Grasas 0.5
Ceniza 1.95
* Análisis realizado por duplicado.
Las proteínas totales constituyen el componente de
mayor proporción después del agua, en la Tabla 4, se
observa que la concha navaja posee 13.26% de
proteínas totales, similar al reportado por Cabello
et.al. (2004), para especies como el mejillón (12,14 +
1,57); y la ostra perlera (12,80 + 1,18), y superior al
reportado para Ensis arcuatus (10.8).
El contenido de grasa de 0,5% por lo cual lo
clasifican como una especie magra, además la ceniza
fue de 1.75%.
4.3 Perfil de temperatura durante la
congelación Las muestra de concha navaja (Ensis macha) con
valvas y sólo músculo, tuvieron un comportamiento
que se muestra en la Tabla 5 y en la Figura 2. En el
primer caso la congelación se inicia a – 1,4 °C y se
mantiene aproximadamente constante hasta – 1,5 °C
en un tiempo de 17 min. Lo que implica que este
rango es donde la mayor parte del líquido se congela;
mientras que el músculo lo hace a – 3 °C, en un
tiempo de 8 min.
Este comportamiento se puede explicar por la
influencia que tendría el contenido de agua
intervalval y las valvas que actúan como una barrera
para la fluidez del calor a retirarse para que se
congele el producto. En el caso del músculo de
concha navaja se puede explicar, porque la
temperatura del medio de congelación (-22 °C )
permite que el enfriamiento se realice con mayor
velocidad situándose el mayor cambio de estado a
niveles de – 3 °C.
Se considera que la mayor parte de agua se
congela hasta -5 °C y esta deben ser menor a 2 horas
para no afectar las características del producto; en
ambos casos fueron menores.
La pérdida de humedad durante el congelado a –
22 °C y una HR de 18% fueron de 7 y 22,8% para el
músculo y la especie entera respectivamente.
Almacenados a 56 días la pérdida de humedad por
descongelación se incrementó ligeramente hasta
7,26% para el músculo y a 23,36% para la concha
navaja congelada entera. Una de la razones por la
cual presenta un porcentaje elevado de exhudado es
la temperatura del medio en el cual se congela (-22
°C), la misma que no es suficiente para tener una
velocidad en la cual forme cristales de hielo pequeños
(Neave, 1988) y no afecte a la estructura muscular de
la concha navaja.
De Vido (2007), menciona que los moluscos
bivalvos pierden rápidamente la calidad almacenados
en frío, entre ellos la textura. En la concha navaja la
disminución de esta característica, influye en la
formación de los cristales de hielo en el músculo, la
misma que se inicia en el fluido con menos solutos en
solución e incrementa la concentración del líquido
intercelular sin congelar (Herriman, 1977), este
comportamiento produce desnaturalización de las
proteínas, influyendo en el resultado del exhudado (7
y 22,8%) por descongelación.
Almacenados a 56 días la pérdida de humedad por
descongelación se incrementó ligeramente hasta
7,26% para el músculo y a 23,36% para la concha
navaja congelada entera. Según Sikorski (1999),
indican que a temperaturas de –20 °C, el 11% del
líquido del músculo no llega a congelarse, quedando
como una solución de alta concentración de solutos;
estos solutos concentrados de alta fuerza iónica,
desnaturaliza parte de las proteínas (Valiente, 2001)
disminuyendo la retención del líquido e
incrementando el porcentaje de exhudado.
En la Figura 2 se observa el perfil de temperatura
(°C) y el tiempo (min.) de congelación.
Efecto del congelado sobre las características del músculo de la concha navaja (Ensis macha)
176
Tabla 4. Temperatura y tiempo durante el proceso de congelado.
Tiempo °C °C Tiempo °C °C Tiempo °C °C
min C.V. SV Min C.V. SV min C.V. SV
1,0 6,7 13,2 23,0 -1,4 -4,8 45,0 -2,6 -17,1
2,0 5,6 8,2 24,0 -1,4 -4,8 46,0 -2,7 -17,1
3,0 4,4 4,0 25,0 -1,4 -5,5 47,0 -2,8 -17,8
4,0 3,1 1,9 26,0 -1,4 -5,5 48,0 -2,9 -18,5
5,0 1,6 -1,0 27,0 -1,4 -5,9 49,0 -3,1 -18,5
6,0 0,3 -2,9 28,0 -1,4 -6,3 50,0 -3,2 -19,2
7,0 -0,5 -3,0 29,0 -1,5 -6,9 51,0 -3,4 -19,2
8,0 -1,1 -3,0 30,0 -1,5 -7,5 52,0 -3,6 -19,2
9,0 -1,3 -3,0 31,0 -1,5 -8,0 53,0 -3,8 -19,2
10,0 -1,3 -3,0 32,0 -1,6 -8,5 54,0 -4,0 -20,1
11,0 -1,4 -3,0 33,0 -1,6 -9,5 55,0 -4,2 -20,1
12,0 -1,4 -3,0 34,0 -1,7 -10,1 56,0 -4,5 -20,1
13,0 -1,4 -3,0 35,0 -1,8 -10,7 57,0 -5,2 -20,1
14,0 -1,4 -3,0 36,0 -1,8 -11,9 58,0 -5,6 -20,8
15,0 -1,4 -3,2 37,0 -1,9 -12,6 59,0 -6,5 -20,8
16,0 -1,4 -3,2 38,0 -2,0 -13,4 60,0 -7,2 -21,5
17,0 -1,4 -3,4 39,0 -2,0 -13,8 61,0 -7,7 -21,5
18,0 -1,4 -3,6 40,0 -2,1 -15,0 62,0 -8,3 -21,5
19,0 -1,4 -3,6 41,0 -2,2 -15,3 63,0 -8,8 -21,5
20,0 -1,4 -4,0 42,0 -2,3 -15,6 64,0 -9,4 -21,5
21,0 -1,4 -4,4 43,0 -2,4 -16,0 65,0 -9,9 -21,5
22,0 -1,4 -4,4 44,0 -2,5 -16,6 66,0 -10,3 -21,5
-25,0
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
5,0
10,0
15,0
0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 60,0 70,0
N avaja con valva
N avaja sin valva
Figura 2. Perfil de Congelación de la concha navaja (Ensis macha).
Resultado del análisis por duplicado
Los valores elevados de exhudado para la concha
navaja congelada entera (22,8 y 23,36%) es por que
el líquido intervalval forma parte del exudado, el
mismo que representa el 19% del peso total de la
especie.
En la Tabla 5 se representa la composición
química proximal de la concha navaja congelada
entera y músculo, resaltando el contenido de
proteínas (15,5%) para el músculo.
Tabla 5. Composición química proximal después
del congelado. Con
valvas
%
Músculo
%
Humedad 83 77,0
Proteínas 11,0 15,53
Grasas 0,6 0,4
Ceniza 2,2 1,7
Andrés Molleda Ordoñez
An cient. 68(3) 2007, pp. 171-177 177
La diferencia en cuanto al contenido de las
componentes se debe fundamentalmente al líquido
intervalval considerado es este análisis.
5. Conclusiones
La composición física de la concha navaja (Ensis
macha) es la siguiente: valvas, 27,1%; vísceras y
tejido de recubrimiento, 30 %; músculo, 23,7 %;
liquido intervalval , 19 %, para un tamaño promedio
de 11 cm.
La composición química del músculo de la concha
navaja (Ensis macha) es la siguiente: humedad,
79,78%; proteína, 13,26%; grasa, 0,5%; y ceniza,
1,95%.
La zona de máxima formación de cristales de hielo
para la concha navaja (Ensis macha) con valvas esta
en el rango de -1,4 a -1,5 °C y para el músculo es de
– 3,0 °C.
El congelado afecta a la característica de la concha
de navaja, la cual se refleja en el exudado, 7 % para
el músculo y 22,8 % para la concha navaja entera,
medida inmediatamente después del congelado.
6. Referencias bibliográficas
A.O.A.C. 1995. Official Methods and Recomendaded
Practices of the A.O.C.S Tomo I y II.
CABELLO, A, Del VALLE VILLARROEL, R,
FIGUERA, B, RAMOS,C, Del VALLE
MÁRQUEZ, Y y BALLENILLA, O. 2004.
“Parámetros de Frescura de Moluscos”. Revista
científica”. RCv.14 n 5 Maracaibo.
Instituto Tecnológico Pesquero del Perú, 1982.
Métodos Químicos de Análisis. ITP/JICA.Callao –
Perú.
DE VIDO DE MATTIO, N. 2007. ”Vida útil de
especies pesqueras refrigeradas y congeladas”
unidad de investigación de biología y manejo de
recursos acuáticos. www.cenpat.edu.ar/ecomarea/t-
devido.htm (Consulta agosto del 2007)
EROSKI, 2007. Guía práctica de Pescado y mariscos
http://pescadosymariscos.consumer.es/moluscos.
(consulta agosto del 2007)
F.A.O. 1999. El Pescado Fresco: Su Calidad y
Cambios de su Calidad. FAO Documento Técnico
de Pesca 348. Editado por Hiss.
FENNEMA, O. 1985. Introducción a la ciencia de los
alimentos. Editorial Reverte S.A. (Barcelona).
GENOT, C. 2000. Congelación y calidad de la carne.
Editorial Acribia ., S.A. Zaragoza - España.
HERRMANN, K. 1977. Alimentos Congelados
Tecnología y Comercialización. Editorial ACRIBIA
Zaragoza (España).
KITTIMA LEELAPONGWATTANA. 2007. Raman
spectroscopic analysis and rheological
measurements on natural actomyosin from haddock
(Melanogrammus aeglefinus) during refrigerated
(4 °C) and frozen (−10 °C) storage in the presence
of trimethylamine-N-oxide demethylase from
kidney of lizardfish (Saurida tumbil). Department of
Food Technology, Faculty of Agro-Industry, Prince
of Songkla University, Thailand.
LONXANET, 2007. Pesca Sostenible, Comercio
Responsable
<http://www.lonxanet.com/index.php/cPath/6_24?l
xid=27e17b219fcf376da5e28f8049c1d53>
(Visitado agosto del 2007).
NEAVE, V. 1989. “Introducción a la Tecnología de
Productos Pesqueros”. Editorial Continental, S.A.
México. pp
SIKORSKI Z. 1994. Procesamiento de Productos
Hidrobiológicos Marinos. Ed. Industria Pesquera,
Moscú.
VALIENTE, M. 2001. Refrigeración y Congelación
de Pescado. Editorial Ciencia y Técnica EIRL.
An cient. UNALM 68(3), 2007 Recibido: 20/12/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 26/12/2007
Evaluación mediante el uso de cuatro criterios en la selección de caladeros
para una embarcación costera de pesca de arrastre de fondo
Miguel Delgado García 1
Resumen
El presente trabajo evalúa mediante el uso de cuatro criterios, la selección de caladeros para una embarcación
costera de 20 toneladas de capacidad de bodega, dedicada a la pesca de arrastre de fondo para merluza y otras
especies de Consumo Humano Directo (CHD). La temporada de pesca analizada es de 10 meses y se extiende entre
los paralelos 04° 30’ lat. S y 06° 30’ lat. S, para los caladeros Pariñas, Paita, Bayovar y Reventazón. Se utilizan
datos provenientes de los “partes de pesca”, formatos de liquidación, planillas, bitácoras de la sala de máquinas y de
navegación. Se obtienen los indicadores operativos: tiempo de navegación y búsqueda, tiempo de faena de pesca y
tiempo de operación de pesca. Se determinan tres tipos de costos: costo de la tripulación, costo del arte de pesca y
costo por día de viaje. Se concluye que los criterios de selección indican que la zona de Paita es el mejor caladero
con los siguientes índices: efectividad, 3525.35 US$/día; costo unitario, 32.64 US$/t; rentabilidad, 1.66 y utilidad,
2458.62 US$/día. Los meses representativos de cada caladero son: septiembre para Pariñas, diciembre para Paita,
marzo para Bayovar y mayo para Reventazón. Los tiempos operativos promedio mensuales indican que el ciclo de
pesca varió entre 23.2 horas y 28.5 horas y el tiempo de operación de pesca fluctuó entre 12.62 horas y 19.25 horas,
que relacionados con la captura por hora de arrastre varió entre 1.98 y 3.84 toneladas/hora.
Palabras clave: Caladeros, pesca de arrastre, embarcación costera.
Abstract
It was purpose of the present work to evaluate by mean four rules the selection fishing areas for a coastal fishing
vessel of 20 ton hold capacity for bottom trawl fishing for peruvian hake and others species for Direct Human
Consumption (DHC) is evaluated. The fishing season analyzed is ten months, between parallels 04° 30’ latitude S y
06° 30’ latitude S, for the Pariñas, Paita, Bayovar y Reventazón fishing areas. Data collected include: fishing
operation data, payment crew data, engine room and sailing log book. The sailing and search time, the fishing work
time and the operative fishing time was obtained as operative indicators. It identifies 3 types of costs: the crew cost,
the fishing gear cost and the fishing travel cost. It is concluded that the selection criteria indicate that Paita was the
best fishing areas with the following indices: effectivity, 3525.35 US$/day, unit cost, 32.64 US$/on, rentability, 1.66
and utility, 458.62 US$/day. The typical months for the fishing areas are: September for Pariñas, December for
Paita, March for Bayovar and May for Reventazón. The average operative total time indicate that the cycle of
fishing it varies among 23.2 hours at 28.5 hours, the fishing operation time it fluctuated among 12.62 hours at 19.25
hours and related with the capture for trawl hour it varies among 1.98 to 3.84 ton/hour.
Key words: Fishing areas, trawl fishing, fishing vessel coastal.
1. Introducción
La actividad extractiva de pesca de arrastre de
fondo en la zona norte del litoral peruano es muy
significativa y en los últimos años, ante las
restricciones normativas, la actividad debe ser
eficiente y óptima.
La captura diaria de un arrastrero depende de: la
presencia y densidad de los cardúmenes, la eficiencia
del arte, la duración del arrastre propiamente dicho, el
número de lances por día, el tiempo utilizado en
búsqueda y navegación entre caladeros, el tiempo de
largado y virado del arte, estrobado del copo de la red
de arrastre para el virado, reparando y preparando la
red para el siguiente lance, además, del rendimiento y
trabajo de la tripulación. Asimismo, para alcanzar
ganancias en eficiencia de la embarcación es
necesario analizar su ciclo operacional, ya que la
productividad por día de pesca se mide por la captura,
obtenida en un número determinado de lances, con
una duración óptima de la fase de arrastre (horas o
minutos). Se deben reducir los tiempos de maniobra
para aumentar el número de lances por día.
1 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
El objetivo general del presente trabajo es evaluar
mediante el uso de cuatro criterios (efectividad, costo
unitario, rentabilidad y utilidad), la selección de los
caladeros o zonas de pesca para una embarcación
costera dedicada a la pesca de arrastre de fondo y
determinar cuál de los caladeros, proporciona los
mejores indicadores en el rendimiento de la
embarcación.
Los objetivos específicos son:
1. Determinar los meses “típicos” o
representativos de mayor concentración de especies
en cada uno de los caladeros considerados.
2. Evaluar el rendimiento de la embarcación,
analizando los tiempos operativos promedio para
obtener el ciclo de pesca y su relación con el tiempo
de operación de pesca y la captura por hora de
arrastre.
2. Revisión de literatura
Rueda P. (2000), en “Análisis operacional de una
embarcación costera para la pesca de arrastre de
fondo”, llevó a cabo la evaluación operacional de una
embarcación costera, dedicada a la pesca de arrastre
de fondo, de 20 t de capacidad de bodega, donde
analizó datos y formatos de pesca, de liquidación,
planillas, bitácora de máquinas y del puente. La
Miguel Delgado García
An cient. 68(3) 2007, pp. 178-184 179
embarcación operó en forma continua, dedicada a la
pesca de merluza (Merluccius gayi peruanus) durante
diez meses, para luego dedicarse a la pesca de
especies de consumo, durante dos meses. Registró
981 lances de pesca, utilizando como unidad de
esfuerzo, las horas de arrastre y el número de lances;
analizó la CPUE que posteriormente sirve como
indicador de las zonas de pesca más productivas.
Determinó los factores que influyen en la captura:
salidas anuales, rendimiento por salida, composición
de la captura y precio promedio por especies; así
como los factores que influyen en los egresos:
participación por pesca, gastos de operación
(combustible, lubricantes, víveres, hielo), gastos en
reparación y mantenimiento (de motores, aparejos de
pesca, casco, varadero), seguros (tripulación y
embarcación), depreciación y gastos administrativos.
Universidad Católica de Valparaiso (1978),
presenta una metodología para la selección de
caladeros, asume que cuando la estructura de precios
se ajusta a la demanda de productos del mar, la
elección de los caladeros debe basarse en el valor
máximo de la captura. Como los recursos son
limitados y en muchos casos se sobrepesca, puede ser
conveniente evitar el objetivo de pesca máxima y
reemplazarlo por el valor máximo, ajustando el
esfuerzo a la demanda.
La evaluación de este procedimiento se puede
realizar en base a diferentes criterios, como son:
Criterio de Efectividad, Criterio de Costo unitario,
Criterio de Rentabilidad y Criterio de Utilidad. En
base a éstos criterios, podemos decidir qué caladeros
explotar y en qué períodos de tiempo.
A) Criterio de efectividad.- Mientras más alto sea el
valor del índice de efectividad, mayor será la
efectividad del caladero. La elección del caladero con
este criterio, depende de los siguientes factores:
productividad del caladero, estructura de especies,
que se ven afectadas por el arte de pesca, las técnicas
de procesamiento y el nivel de precios, distancia a
puerto, duración de las operaciones de pesca, tiempos
perdidos en búsqueda de cardúmenes y en zona de
temporales.
B) Criterio de costo unitario.- La correlación de
costos anuales con el número de días en la mar,
refleja el costo por día de pesca. Mientras menor sea
el valor del criterio de costo unitario, más
conveniente es el caladero. Debido al alto porcentaje
de costos fijos en el valor total de la captura, el nivel
del costo unitario en la pesca depende principalmente
de la efectividad. Su selección dependerá de:
productividad del caladero, distancia a puerto, tiempo
de permanencia en caladero, tiempo perdido por viaje
de un caladero a otro, en zona de temporales, etc.
C) Criterio de rentabilidad.- Se obtienen
combinando las fórmulas de los dos criterios
anteriores. Mientras más alto sea el valor del criterio
de rentabilidad, más razonable será optar por un
caladero en particular. Este criterio también se puede
usar para comparar la efectividad de cruceros
consecutivos de un barco, o cruceros de dos barcos.
En base a sustituciones sucesivas se puede examinar
las tendencias y desviaciones, así como la influencia
en los valores del índice.
D) Criterio de utilidad.- Considera todos los
factores que deben tomarse en cuenta en el proceso
de selección de caladeros.
Reyes E. (1992), analiza los partes de pesca de una
embarcación dedicada a la pesca de arrastre de fondo
en la zona norte del Perú, determinando las zonas de
pesca, horas, profundidades de arrastre y la variación
estacional de las capturas y la relación con algunos
parámetros oceanográficos. Establece zonas de mayor
captura entre las latitudes 04°30’ – 06°25’, determina
que la especie con mayor abundancia fue la merluza
con más del 90% del total de la captura y que se
distribuye principalmente a profundidades mayores a
100 m.
Carrillo L. e Iriarte F. (2001), analizan el tiempo
operativo que las embarcaciones cerqueras del Perú
desarrollan en una operación de pesca, como un
indicador numérico para emplearse en comparaciones
de eficiencia de pesca. Señalan que este indicador
permite que el equipo encargado de dirigir la flota
visualice la facilidad o rapidez de captura del recurso
pesquero y la accesibilidad del recurso en el área de
operaciones de la embarcación y/o flota. Se calculan
los intervalos de tiempo donde se muestran las
diferentes etapas de la operación de pesca, desde el
zarpe de la embarcación hasta la descarga de la
captura o arribo al puerto.
Imarpe (2007), señala que los resultados de las
investigaciones poblacionales de merluza de la última
década, han demostrado que esta especie ha venido
experimentando constantes cambios en sus patrones
de distribución, concentración, abundancia y
estructura, incluyendo cambios en su comportamiento
fisiológico y alimenticio, acorde a la variabilidad
oceanográfica de su hábitat y en respuesta a la
presión de pesca a la que esta sometida.
Del Crucero 0701-02 concluye que la población de
merluza se encontró ampliamente distribuida en la
plataforma continental del área evaluada,
principalmente a profundidades superiores a 50
brazas, formando dos núcleos de concentración en los
extremos de su área de distribución (03º30’S a
04º00’S y al sur de los 06º30’S) y una baja
disponibilidad del recurso en las principales áreas de
pesca (04º00’S a 06º00’S).
3. Materiales y métodos
3.1 De la embarcación, arte de pesca y
formatos La embarcación objeto del estudio es una
embarcación arrastrera multipropósito, de acero
naval, con capacidad de bodega 20,0 ton (en cajas
con hielo), autonomía 10 días, velocidad de 8,5 nudos
y base de operaciones en el Puerto de Paita - Piura,
durante el período setiembre 1995 a junio 1996. El
arte de pesca son dos redes de arrastre de fondo,
modelo 26/35, de nylon-poliamida (cabos, paños e
hilo), con relinga superior de 35 m y relinga inferior
de 26m, con lastre de cadena de hierro de 3/8”,
flotadores de boyas de carey y compuertas de hierro
Evaluación mediante el uso de cuatro criterios en la selección de caladeros para una embarcación costera de pesca
de arrastre de fondo
180
de 180 kg cada una. Se utilizan Partes de Pesca,
formatos de recepción, formatos de liquidación,
planillas, archivos de mantenimiento y de reparación.
Para el cálculo de indicadores operativos, las
bitácoras de máquinas y de puente.
3.2 De los datos utilizados Se toman como base los resultados logrados por
Rueda Puglio (2000), para el primer período de
operaciones pesqueras, es decir, de setiembre de 1995
a junio de 1996, en lo referente a:
a) Caladeros
En la Figura 1, se presentan los caladeros y sub-
áreas significativas, las que han sido definidas
considerando los cuadros Marsden, de 1° lat. x 1°
long, que a su vez se subdividen en cuatro sub-áreas
de 30’ lat. x 30’ long. cada una.
En la Tabla 1 se presentan los lances efectuados
(N°), el tiempo de arrastre (hrs) y la captura (t, %),
para cada uno de los caladeros o sub áreas
considerados.
b) Ingresos y egresos del período
En la Tabla 2 se presenta el desembarque mensual
(t) y precio de playa promedio mensual (US$ / t),
para cada una de las catorce especies
comercializadas, durante el período así como para el
“vocador” (Prionotus stephanophrys) que no se
comercializó y fue descartado en la misma zona de
pesca.
Figura 1. Caladeros y sub áreas.
Tabla 1. Lances, tiempo de arrastre y captura, según caladeros y sub áreas.
Caladeros Sub áreas Situación geográfica Lances
Tiempo de
arrastre Captura
( N° ) ( hrs ) ( t ) ( % )
Pariñas B12b 04°30’ - 05°00’ S
219 366.58 767.10 24.43 81°00’ - 81°30’ W
Paita C12a 05°00’ - 05°30’ S
421 710.00 1616.50 51.47 81°00’ - 81°30’ W
Bayovar C12b 05°30’ - 06°00’ S
92 173.42 447.20 14.24 81°00’ - 81°30’ W
I.Lobos de Tierra D11c 06°00’ - 06°30’ S
4 8.33 18.30 0.58 80°30’ - 81°00’ W
Reventazón D12a 06°00’ - 06°30’ S
32 43.67 291.50 9.28 81°00’ - 81°30’ W
TOTAL 768 1302.00 3140.60 100.00
Miguel Delgado García
An cient. 68(3) 2007, pp. 178-184 181
En el Cuadro 3 se presentan los 17 rubros o
factores (US$) que mensualmente influyen en los
costos totales.
En el Cuadro 4 se presentan los tiempos operativos
promedio (hrs) según meses y para la temporada en
estudio, considerando las siguientes fases:
navegación a caladero, búsqueda, largado de red, en
arrastre, virado de red, navegación de retorno,
descarga y descanso en puerto.
3.3 Metodología utilizada En el presente trabajo, se analizan y evalúan los
datos que corresponden a los resultados de Rueda, P.
(2000) que se muestran en los Cuadros 1, 2, 3 y 4.
Los rubros que determinan los ingresos / egresos y
los tiempos operativos promedio se agrupan de tal
forma que puedan ser utilizados en la formulación
planteada por los criterios de efectividad, de costo
unitario, de rentabilidad y de utilidad (Universidad
Católica de Valparaíso, 1978).
Los criterios utilizados en el presente trabajo, son
los siguientes:
3.3.1 Criterio de efectividad
21
2
TT
TPWW
xx jj
3.3.2 Criterio de costo unitario
21
21
TTW
KWKKTTKK
j
pcjas
j
xx
3.3.3 Criterio de rentabilidad
pcjas
jj
KWKKTTK
TPWR
xx
xx
21
2
3.3.4 Criterio de utilidad
2
1
T
TKKKKPWU
x
aspcjj
donde:
W = Valor de la captura diaria en un caladero (US
$/día).
Wj = Captura de j especies por día de pesca (t /
día).
Pj = Precio de venta de los productos derivados de
una tonelada de j especies de pescado (US$ / t).
T1 = Suma de tiempos de un viaje de pesca: tiempo
de navegación hacia y desde los caladeros, tiempo de
búsqueda de cardúmenes, tiempo en viajar de un
caladero a otro, tiempo de demoras por temporales
(día).
T2 = Tiempo de duración de la faena de pesca:
largado de red, en arrastre y virado de red (día).
K = Costo por día de viaje: ida, retorno, cambio de
caladero, temporal, etc., involucra combustible,
lubricante. víveres, mantenimiento del motor y gastos
en muelle, (US $/día).
KAS = Costo del arte de pesca, mantenimiento del
arte de pesca y hielo, por día de pesca, (US $/día).
Kpc = Costo de tripulación según participación de
pesca, seguro de tripulación e incentivos de
producción. calculado en términos de producto de
una tonelada de pesca, (US $ / t).
Pj – Kpc = Precio de venta de una tonelada de
pescado menos el costo de la mano de obra por
tonelada, es decir, costo de tripulación (participación
de pesca, seguro de tripulación e incentivos de
producción).
2
1
T
TKKK
x
as = Costo de explotación del
barco por día, sin considerar el costo de tripulación.
Los datos correspondientes a cada mes del período
de estudio son procesados y analizados. Se considera
el menor tiempo promedio mensual de la fase
“navegación a caladero” para el caladero más cercano
que es Paita (C12a) y es considerado como mes
representativo para dicho caladero. El mayor tiempo
promedio mensual de la fase “navegación a caladero”
corresponde al caladero más lejano que es
Reventazón (D12a). Para los caladeros Pariñas
(B12b) y Bayovar (C12b) se toma en cuenta el
tiempo promedio de la fase “navegación a caladero”,
debido al conocimiento de la velocidad de la
embarcación (8,5 nudos) y la distancia desde el
puerto base, 30 y 50 millas náuticas respectivamente.
Obtenidos los meses representativos o “típicos”,
los correspondientes valores y/o rubros mensuales se
aplican para cada criterio de selección; se consideran
como elementos válidos significativos para alcanzar
los resultados para la elección del caladero más
óptimo, procediéndose con una secuencia de méritos
entre ellos.
4. Resultados y discusión
4.1 Análisis de los lances, tiempo de arrastre y
captura en los caladeros
En el Cuadro 5 se presentan los lances (N°;%),
tiempo de arrastre (hrs;%), tiempo promedio de
arrastre (hrs/lance) y capturas del período (t;%) según
caladeros y sub áreas. Se puede apreciar que
siguiendo una secuencia de méritos, de mayor a
menor, le corresponde al caladero Paita, 421 lances
de pesca que corresponden al 54.82% del total, 710
horas acumuladas como tiempo de arrastre que
representa el 54.53% y 1 616.5 toneladas como
captura, que equivale al 51.47% del total; seguido de
los caladeros Pariñas, Bayovar, Reventazón e Isla
Lobos de Tierra. A ésta última le corresponde
solamente cuatro lances de pesca (0.52%), 8.33 horas
como tiempo de arrastre (0.64 %) y 18.30 toneladas
como captura (0.58%). Estos resultados confirman lo
señalado por Reyes E. (1992) e Imarpe (2007) en
cuanto a zonas de mayor captura.
El caladero Reventazón obtiene el menor tiempo
promedio de arrastre por lance (hrs/lance) y la zona
Isla Lobos de Tierra obtiene el mayor tiempo
promedio de arrastre por lance. Por lo poco
significativo de las capturas, lances y tiempo
promedio de arrastre, alrededor del caladero Isla
Lobos de Tierra, éste no se tomará en cuenta para las
estimaciones y cálculos que se realizarán mas
adelante.
Evaluación mediante el uso de cuatro criterios en la selección de caladeros para una embarcación costera de pesca
de arrastre de fondo
182
4.2 Análisis de los desembarques mensuales y
de los costos totales Del Cuadro 2 se deduce que de los diez meses
analizados, los mayores desembarques mensuales
corresponden a cuatro meses: enero con 387.90
toneladas (12.35%), noviembre con 371.70 toneladas
(11.83%), octubre con 359.50 toneladas (11.45%) y
diciembre con 358.80 toneladas (11.42%), siendo
mayo el mes con menor desembarque (240.10t;
7.65%), tanto para merluza como para otras especies
comercializadas (cabrilla, peje blanco, calamar, etc.).
Asimismo, la especie merluza destaca por su
abundancia con un desembarque de 2 734.23 t que
representa el 87.061% del total del período, seguida
del “vocador” con 373.67 t que representan el
11.898%. Asimismo, se debe señalar que en los
meses abril y junio, solamente se comercializó la
merluza, por lo que no serán considerados como
meses típicos o representativos para el análisis.
Con respecto al precio de playa promedio mensual,
altos precios de playa corresponden a los meses:
marzo (541.92 US$/t), octubre (464.44 US$/t) y
mayo (399.85 US$/t), mientras que los meses con
menores precios de playa son: junio (107.15 US$/t) y
abril (106.62 US$/t). Se debe indicar que el precio de
playa promedio para el período de estudio es 336.47
US$/t.
En el Cuadro 3 están representados los costos
totales según rubros, para todo el período de estudio.
Son cuatro rubros los de mayor importancia:
participación de tripulación (US$ 58441.66; 23.07%),
combustible (US$ 50557.97; 19.96%), depreciación
(US$ 37500.00; 14.80%) y hielo (US$ 29357.67;
11.59%). Los cuatro rubros suman US$ 175 857.30 y
representan el 69.42 % del total de egresos, lo que
señala lo importante de su análisis y su control a lo
largo del período.
Los cuatro costos mensuales más altos
corresponden a los meses de octubre (US $ 28 372.84
y 11.20%), setiembre (US $ 28 160.76 y 11.12%),
noviembre (US $ 27 972.29 y 11.04%) y enero (US$
25 985.60 y 10.26%), mientras que abril es el mes
con menor costo total (US $ 22 342.13 y 8.82%).
4.3 Análisis de los tiempos operativos
promedio En el Cuadro 6 se analizan los tiempos operativos
promedio (en horas) según meses y considerando un
día representativo. La fase “en arrastre” alcanza 1
302.0 horas acumuladas que representa el 24.95% del
ciclo de pesca general, seguida por la fase “descanso
en puerto”, que incluye descanso en fondeadero e
imprevistos, siendo de 1 288.6 horas con el 24.70 %.
El mes con mayor tiempo operativo acumulado es
marzo, llegando a 619.2 horas (11.9%), seguido del
mes de octubre con 595.50 horas y 11.4% del
período. El menor tiempo promedio de la fase
“navegación a caladero” (1.8 horas) corresponde al
mes de diciembre, es decir, corresponde al caladero
más cercano (Paita) y será considero como mes
representativo para dicho caladero. El mayor tiempo
promedio de la fase “navegación a caladero” (7.5
horas) corresponde al mes de mayo y será el mes
típico para el caladero más lejano (Reventazón). Para
los caladeros Pariñas y Bayovar se considera el
promedio de la fase “navegación a caladero” ya que
se conoce la velocidad de la embarcación (8,5 nudos)
y la distancia desde el puerto base, 30 y 50 millas
náuticas respectivamente, encontrándose que los
meses de setiembre y marzo, corresponden ser
considerados los meses representativos para estos
caladeros.
El ciclo de pesca promedio para cada mes
(navegación a caladero + búsqueda + largado de red
+ en arrastre + virado de red + navegación de retorno
+ descarga + descanso en puerto) varia entre 23.2 y
28.5 horas.
Se completa el Cuadro 6 con la determinación de
los parámetros denominados “tiempo de navegación
y búsqueda” (tiempo de navegación a caladero +
búsqueda + navegación de retorno) en horas y
“tiempo de faena” (tiempo de largado de red + en
arrastre + virado de la red) en horas. La suma de
ambos tiempos se expresa como “tiempo de
operación de pesca” que varia entre 12.62 y 19.25
horas. Estos tres parámetros son parte de los factores
utilizados para obtener los criterios de selección de
caladeros.
Finalmente, se determina el índice “captura por
hora de arrastre” relacionando la captura mensual con
las horas de arrastre del mismo mes, lo cual nos
indica una variación entre 1.98 y 3.84 toneladas/hora.
4.4 De los criterios de selección de caladeros.- En el Cuadro 7 se presenta el análisis de los cuatro
caladeros considerando los datos relativos a los
meses representativos y obteniéndose resultados para
cada uno de los criterios de selección. Es necesario
indicar la importancia de lograr una buena
representatividad mensual para cada caladero, ya que
los cuatro criterios de selección van a utilizar los
datos referidos a: días en el mar, días de pesca,
captura, precio de venta, costo total, etc.
correspondiente a los meses representativos:
setiembre para la zona de pesca Pariñas (B12b),
diciembre para la zona de pesca Paita (C12a), marzo
para la zona de pesca Bayovar (C12b) y mayo para la
zona de pesca Reventazón (D12a).
En las formulas de los criterios para la elección de
caladeros, se consideran tres tipos de costos: costo de
la tripulación (participación de tripulación + seguro
de tripulación + incentivos de producción, según
toneladas de pesca), costo del arte de pesca (costo del
arte + mantenimiento del arte + hielo, según días de
pesca) y costo por día de viaje (costo total mensual,
según días en el mar). Cada arte de pesca tiene un
costo de US $ 10,000.00 de acuerdo a la fuente.
Con la información colectada y la utilización de las
formulas indicadas en la metodología, se procede a la
obtención de los valores para cada uno de los
criterios.
Para el caso del criterio de efectividad (W), el valor
mas alto corresponde al caladero Paita con 3 525.35
US$/día, que nos indica que es el caladero con mayor
Miguel Delgado García
An cient. 68(3) 2007, pp. 178-184 183
efectividad; a renglón seguido destaca el caladero
Pariñas con un equivalente a 3 227.60 US$/día, mas
atrás se encuentra el caladero Bayovar con 2 137.07
US$/día, siendo el caladero menos efectivo
Reventazón con 995.45 US$/día. Se deduce la
influencia inversamente proporcional de dos
elementos significativos: distancia a puerto y
duración de las operaciones de pesca.
El criterio de costo unitario (Kj) nos indica que el
caladero Paita es el más conveniente por tener el
menor valor, es decir 32.64 US$/t, seguido por el
caladero Pariñas con 54.74 US$/t y el caladero
Reventazón con 68.64 US$/t. El caladero menos
conveniente es Bayovar por tener el mayor valor del
criterio de costo unitario, es decir, 73.13 US$/t. El
orden de merito es inversamente proporcional a la
efectividad principalmente, demostrada por cada
caladero y expresada en toneladas por día de pesca, lo
cual guarda estrecha relación con lo mencionado en
las citas bibliográficas.
En el caso del criterio de rentabilidad ®, éste nos
señala que el caladero Paita es el que se debe optar
por ser el mas razonable debido al mayor índice
obtenido, es decir, 1.66; seguido por el caladero
Pariñas con un índice de 1.59, Bayovar con 1.51 y
finalmente, el caladero que no se debería optar es
Reventazón por presentar el menor índice (0.74).
Este criterio tiene una relación directa con el criterio
de efectividad.
El criterio de utilidad (U) también indica que el
caladero mas conveniente por obtener el índice más
alto es Paita con 2 458.62 US$/día, luego el caladero
Pariñas con 2 390.34 US$/día. Después de ambos se
puede considerar el caladero Bayovar que logra un
índice de 2 128.33 US$/día. Sin embargo, el caladero
Reventazón obtiene un índice negativo (-1 788.49
US$/día) lo que esta indicando que los costos de
explotación del barco por día, sin considerar el “costo
de la tripulación“, es mayor que la eficiencia por día
de pesca.
En el presente trabajo se han utilizado los cuatro
criterios, de acuerdo con la recomendación
bibliográfica, encontrándose que la secuencia de
mérito entre los caladeros, normalmente es la misma
sin importar el criterio empleado.
El caladero Paita (C12a) obtiene los mejores
rendimientos para el período y por los resultados se
puede decir que la embarcación pesquera ha sido
correctamente dirigida hacia el caladero de mayor
rendimiento.
La principal desventaja del criterio de efectividad
(W) es que no considera una estructura de costos, que
definitivamente es decisiva en la toma de decisiones
cuando se decide dirigir una embarcación hacia un
caladero.
Una desventaja del criterio de costo unitario (Kj) es
que no considera el precio de playa o valor de las
especies comercializadas; utilizando este criterio en
forma aislada se podría seleccionar un caladero con
abundancia de pesca, pero con valores comerciales de
mercado bajos o de recursos sin aceptación en el
mercado.
La principal ventaja del criterio de utilidad (U) es
que considera todos los factores que deben tomarse
en cuenta en el proceso de selección de caladeros.
Una desventaja del criterio de rentabilidad ® es
que no indica cambios si fluctúan los valores y los
costos en forma proporcional. En tales casos, es
posible bajar el nivel de producción y hasta en gran
parte, los costos. Sin embargo, la utilidad total bajará
a pesar del hecho de que el índice de rentabilidad
muestre tendencias a aumentar. Por tal motivo, si es
tomado aisladamente, puede llevar a conclusiones
erróneas. Una forma de ajustar este índice es con
sustituciones sucesivas, de tal manera que se pueda
observar las tendencias y desviaciones que se
presenten.
5. Conclusiones
Para el período considerado, los cuatro criterios de
selección de caladeros señalan que Paita (C12a) es el
mejor caladero. Sus índices son: 3 525.35 US$/día de
efectividad, 32.64 US$/t como costo unitario, 1.66 de
rentabilidad y 2458.62 US$/día de utilidad. En
segundo lugar se destaca el caladero Pariñas (B12b),
luego Bayovar (C12b) y finalmente Reventazón
(D12a).
Los meses representativos o “típicos” de cada
caladero, son: setiembre para el caladero Pariñas
(B12b), diciembre para el caladero Paita (c12a),
marzo para el caladero Bayovar (C12b) y mayo para
el caladero Reventazón (D12a).
Los tiempos operativos promedio mensuales para
el período de estudio, indican que el ciclo de pesca de
la embarcación varió entre 23.2 horas y 28.5 horas,
que el tiempo de operación de pesca de la
embarcación fluctuó entre 12.62 horas y 19.25 horas.
Relacionando la captura mensual con las horas en la
fase “en arrastre” del mismo mes, se encuentra una
variación entre 1.98 y 3.84 toneladas/hora.
Del uso de los cuatro criterios se concluye que, la
secuencia de mérito entre los caladeros, normalmente
es la misma sin importar el criterio empleado. El
criterio de Utilidad (U) es el más completo ya que
considera todos los factores que siempre deben
tomarse en cuenta en el proceso de selección de
caladeros.
6. Referencias bibliográficas
CARRILLO LA ROSA, L. e IRIARTE AHON, F.
2001. Tiempos operativos de las Embarcaciones
Cerqueras en el Perú. Anales Científicos. Vol.
XLVIII-XLIX. UNALM. Lima-Perú.
IMARPE. 2007. Crucero de Investigación de
merluza y otros demersales en el verano del 2007,
Puerto Pizarro – Chicama. Informe Ejecutivo.
REYES LEIVA, E. 1992. Análisis de las capturas de
una embarcación de arrastre de fondo y la relación
Evaluación mediante el uso de cuatro criterios en la selección de caladeros para una embarcación costera de pesca
de arrastre de fondo
184
con algunos parámetros oceanográficos. Tesis Ing.
Pesquero UNALM. Lima-Perú.
RUEDA GUZMÁN, P. 2000. Análisis Operacional
de una embarcación Costera para la Pesca de
Arrastre de Fondo. Tesis Ing. Pesquero UNALM.
Lima-Perú.
UNIVERSIDAD CATÓLICA DE VALPARAISO.
1978. Curso Interamericano de Artes y Métodos de
Pesca (Curso Flotas Pesqueras – I). Escuela de
Pesquerías y Alimentos. Valparaíso – Chile.
An cient. UANLM 68(3), 2007 Recibido: 18/06/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 19/10/2007
Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en
almacenamiento refrigerado
Teodosio Soldevilla. 1, César Pizardi D.
2
Resumen
El presente trabajo tuvo como objetivo determinar el patrón de descomposición de la cabinza en refrigeración,
además de interrelacionar los análisis de descomposición sensorial, químico y microbiológico. Las variables
estudiadas fueron la influencia de la refrigeración en las etapas de rigor mortis (al término o saliendo) (A) y post
rigor (B), así como la presencia (1) o ausencia (2) de las vísceras, sobre la vida en almacenamiento del pescado
fresco / refrigerado. La metodología experimental consistió en el análisis sensorial mediante el esquema de
evaluación sensorial de Karlsruhe modificada para cabinza, teniendo en cuenta las recomendaciones señaladas por
Herrmann (1977) y Witting de Penna (1981), además, del análisis químico (BVN, TMA) y microbiológico (SPC).
Los resultados obtenidos mostraron la adaptabilidad de la tabla general de evaluación sensorial de alimentos de
Karlsruhe para cabinza, la conservación con hielo fue primordial para incrementar la vida útil (aproximadamente 2
días) una vez resuelto el rigor comparado con la variable post-rigor. El tiempo de vida útil para la cabinza
refrigerada en el límite mínimo de comestibilidad para las diferentes variables fue: A1 8.5 días, A2 9.0 días, B1 6.5
días y B2 7.0 días. La evisceración sólo resultó importante para la cabinza enhielada en post-rigor comparada con su
similar entera. El enhielado y evisceración al término del rigor extendió la conservación en refrigeración en 2.5 – 3
días. Los valores de BVN y TMA mostraron mucha variabilidad durante el período de almacenamiento, mientras
que en el límite de comestibilidad la carga microbiana fluctuó entre 2 x 105
y 5 x 106 ufc/g indistintamente de las
variables.
Palabras clave: Cabinza, descomposición, evaluación de frescura, vida útil, Isacia conceptionis.
Abstract
The present work aims to determine the decomposition pattern of refrigerated cabinza grunt (Isacia conceptionis),
besides to interrelate the sensory, chemical and microbiological decomposition analysis. The variables the influence
of refrigeration on the rigor mortis stages (at the end) (A) and post rigor (B), thus also the presence (1) or absent (2)
of the guts, on the shelflife of refrigerated fish were studied. The experimental methodology consisted in the sensory
analysis according to Karlsruhe scheme modified for cabinza grunt, considering the recomendations pointed out by
Herrmann (1977) and Witting de Pena (1981), also the chemical (NVB, TMA) and microbiological (SPC) analysis
were done. The results showed the adaptability of the Karlsruhe food sensory evaluation general table for cabinza
grunt evaluation. The iced storage to increase the shelflife (02 days approximately) at the end of rigor mortis
compared with of post rigor variable was necessary. The shelflife periods for refrigerated cabinza grunt for the
variables considered were: A1 8.5 days, A2 9.0 days, B1 6.5 days and B2 7.0 days. The gutting resulted important
only in the iced cabinza grunt in post rigor compared with the whole cabinza grunt. The iced and gutting in the rigor
mortis end extended his refrigerated preservation in 2.5-3 days. The NVB and TMA values showed very much
variability during of storage period, while that in the edible limit the microbiological count varied between of 2,5 x
10 to 5 x 10 ufc/g indistinctly of the variables.
Key words: Cabinza grunt, spoilage, freshness evaluation, shelflife, Isacia conceptionis.
1. Introducción
El consumo per cápita de proteínas en el Perú está
muy por debajo de las cifras señaladas como
consumo normal por los organismos internacionales.
En estos últimos años, se está dando mucho énfasis a
la seguridad alimentaria en el país, y en ella el
pescado de consumo humano directo bien podría
llenar el vacío existente en cuanto a los
requerimientos alimenticios del poblador.
Pero a su vez se desea, también, contar con el
pescado como alimento en condiciones óptimas de
calidad y frescura, permitiendo mantener sus valores
nutritivos para su consumo fresco/refrigerado.
La descomposición del pescado no es consecuencia
de un único fenómeno sino de una conjunción de
ellos. En la actualidad, no se ha conseguido
reemplazar la inspección sensorial por un
1 Ingeniero Pesquero, Universidad Nacional Agraria La Molina.
Lima, Perú. 2 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. E-mail: [email protected]
procedimiento objetivo único y valedero para la
determinación del grado de frescura del pescado. Por
esta razón, son necesarios los análisis objetivos como
una forma de respaldo al análisis sensorial.
El método de refrigeración es relativo en cuanto a
la conservación del pescado fresco, por lo que es
necesario e imprescindible conocer el patrón de
deterioro de diferentes especies, lo cual permita
estimar el tiempo de almacenamiento máximo para el
pescado de consumo humano.
La cabinza (Isacia conceptionis) es una especie de
pescado que se encuentra entre las seis especies de
mayor cantidad de desembarque en el país, destinada
para consumo directo en fresco / refrigerado. De ahí
la necesidad e importancia de realizar estudios para
determinar las variaciones durante su descomposición
antes de ser consumida.
De acuerdo con lo anterior, los objetivos del
presente trabajo fueron:
1. Determinar el patrón de descomposición de la
cabinza en almacenamiento refrigerado.
Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en almacenamiento refrigerado
186
2. Determinar e interrelacionar los análisis de
descomposición sensorial, químico y microbiológico.
2. Revisión de literatura
Desde el momento en que el pescado es extraído
del agua se inician una serie de cambios y
alteraciones químico-enzimáticas (autólisis) y
microbianas. El primero es responsable del fenómeno
de rigor mortis y postrigor, mientras que el último es
responsable de la putrefacción. La velocidad a la que
suceden estas acciones depende de la temperatura de
almacenamiento. Los procesos de descomposición se
retardan a baja temperatura y, por esta razón, el
pescado se mantiene comestible al guardarlo con
hielo (Hall, 2001).
La duración del almacenamiento del pescado
refrigerado varía según las especies, el manipuleo al
que es sometido, la temperatura, tipo y zona de
captura, época del año y por sus características
intrínsecas (condiciones de alimentación, madurez
sexual y composición) (Ruiter, 1999 y Hall, 2001).
Se recomienda un manipuleo apropiado tan pronto
como sea posible, después de la captura del pescado
para minimizar daños físicos. Durante el deterioro
ocurren una serie de cambios físicos, químicos,
enzimáticos y bacteriológicos, que tienen lugar
durante el paso gradual de la frescura inicial a la
putrefacción y se reflejan sensorialmente en los
cambios que ocurren en los tejidos (Bligh y Merritt,
1988).
En la mayoría de las investigaciones de
descomposición del pescado se emplean
determinaciones químicas y microbiológicas para
medir la calidad del pescado. Sin embargo, la gran
variación que presentan los resultados de estos
análisis, sobre todo en pescado almacenado en hielo,
hace que el método sensorial sea más confiable y
utilizado (Connell, 1980). Ruiter (1999) menciona
que se usan diversas pruebas o tablas sensoriales para
el seguimiento de la alteración del pescado fresco; sin
embargo, indica que se requieren pruebas no
sensoriales con fines comparativos debido a que son
consideradas más objetivas. Connell (1980) señala
que las pruebas más utilizadas son las
determinaciones de trimetilamina (TMA) y nitrógeno
básico volátil total (TVBN), aunque también se
emplean las mediciones de hipoxantina, valor K y
dimetilamina (DMA).
Por otro lado, Carranza (1977), Rivas Plata (1980)
y Paredes (1985) demostraron la influencia de las
vísceras en la descomposición del pescado fresco,
mientras que Paredes (1985) y Cáceda (1990)
encontraron que enhielar el pescado antes del rigor
retarda la descomposición en un tiempo significativo,
alargando de esta manera su vida útil y
comestibilidad.
3. Materiales y métodos
3.1 Lugar y fecha de ejecución El trabajo experimental se ejecutó en los
laboratorios de Microbiología y Transformación
Pesquera de la UNALM, durante los meses de agosto
y noviembre del 2001.
3.2 Parte experimental
3.2.1 Procedimiento El pescado fue adquirido en el muelle artesanal del
TPZ-Callao, alrededor de las 07 h 00, en un total de
doce docenas aún en estado de rigor. Se realizó un
muestreo discriminatorio de unidades de tamaño y
frescura homogénea y se enhieló la mitad (1:1) y la
otra mitad fue estibada sin hielo. Se trasladó el lote al
laboratorio, se mantuvo en condiciones
medioambientales por 8 horas, luego cada grupo fue
lavado y subdividido en dos, una parte fue eviscerada
y lavada y la otra se mantuvo entera. Los cuatro
grupos fueron enhielados y mantenidos
aproximadamente a 2 ºC.
3.2.2 Variables en estudio Las variables estudiadas fueron las siguientes:
A1: pescado con hielo desde la adquisición,
entero.
A2: pescado con hielo desde la adquisición,
eviscerado.
B1: pescado enhielado 08 horas luego de
adquirido, entero.
B2: pescado enhielado 08 horas luego de
adquirido, eviscerado.
En el presente trabajo, se estudió la influencia de la
refrigeración en las etapas de rigor mortis (al término
o saliendo) (A) y post rigor (B), así como la presencia
(1) o ausencia (2) de las vísceras, sobre la vida en
almacenamiento del pescado fresco.
3.3 Métodos analíticos Las determinaciones de humedad, proteína total,
grasa cruda y ceniza se realizaron de acuerdo a los
procedimientos que señala la A.O.A.C. (Hortwiz,
1980).
Se utilizó el esquema de evaluación sensorial de
Karlsruhe (Witting de Pena, 1981), la escala de
medición fue desde 9 (excelente) hasta 1 (muy malo),
se consideró un puntaje de 4 como el límite mínimo
aceptable. Las características señaladas en el
esquema fueron adaptadas para evaluar cabinza,
teniendo en cuenta las recomendaciones señaladas
por Herrmann (1977). Las calificaciones sensoriales
fueron transformadas a escala logarítmica y ambas
fueron tratadas estadísticamente mediante un análisis
de regresión lineal. Para el caso se utilizó el software
MINITAB Release 13 for Windows.
Los análisis químicos de frescura determinados
fueron las bases volátiles nitrogenadas (BVN) y la
trimetilamina (TMA). Se preparó una solución
muestra de extractivo tomándose 10 g del músculo de
la cabinza, se picaron y colocaron en un mortero más
20 ml de ácido tricloacético (TCA) al 20%, la mezcla
fue triturada transferida a una fiola de 100 ml, se
enrasó con agua destilada, se homogenizó, filtró y se
recibió en un frasco de vidrio con tapa
almacenándose en refrigeración (0 a 2 °C) hasta su
uso (Pearson, 1972). Las BVN fueron determinadas
por el método de microdifusión de Conway (Pearson,
1972). Se colocó 1 ml de la solución de ácido bórico
en el círculo central de la placa Conway, en el círculo
externo 1 ml de la solución muestra y 1 ml de la
Teodosio Soldevilla, César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 185-194 187
solución saturada de carbonato de potasio, se tapó la
placa, se homogeneizó e incubó a 37 ºC por 90
minutos, luego se tituló con HCl 0.02N el ácido
bórico del anillo interno. Se realizó un blanco usando
un 1 ml de ácido TCA al 4% en vez de la solución
muestra.
La determinación de TMA se hizo de acuerdo al
método de Dyer modificado por Tozawa (1971),
recomendado por Rivas Plata (1980). Se colocaron 10
ml del extractivo en un embudo de separación de 125
ml, se adicionaron 1 ml de formalina (10%), 10 ml de
tolueno anhidro y 3 ml de KOH (25%), se agitó por
60 veces y se dejó separar las fases. Se eliminó la
capa inferior, recogiendo la superior en un tubo
conteniendo 1 g de sulfato de sodio anhidro; se agitó
y se dejó reposar por 5 minutos, se tomaron 5 ml y se
colocaron en otro tubo más 5 ml de ácido pícrico
(0.02%) agitando ligeramente. Se pasó la mezcla a un
tubo colorimétrico y se midió la absorbancia a 410
nm. Se preparó un blanco, usando 10 ml de TCA al
4% y siguiendo el mismo procedimiento.
La numeración de gérmenes aerobios viables se
realizó por el método de contaje en placa (ICMSF,
1981). Para el caso se tomó una muestra de 10 g se
licuó con 90 ml de solución peptonada por 3 minutos
y se prepararon hasta 10-5
. Se sembró por duplicado 1
ml de cada dilución en placas petri, se agregaron 15
ml del medio PCA y se incubó a temperatura
ambiente por 48 a 72 horas. Para el conteo, se
tomaron las placas con rango de 30 – 300 colonias.
4. Resultados y discusión
4.1 De la composición química La composición química proximal de la parte
comestible de la cabinza se aprecia en la Tabla 1.
Los contenidos de agua, proteína, grasa y ceniza, se
encuentran dentro de los rangos señalados por Ruiter
(1999) y Sikorski (1994), como característicos de
especies magras. De acuerdo con Sánchez y Lam
(1970), citados por Rivas Plata (1980), la cabinza es
una especie magra pues su tenor de grasa es menor al
2%, mientras que Ruiter (1999), indica que las
magras deben contener menos del 5%. En ambos
casos, el resultado obtenido en este estudio cumple
con el requisito. El nivel de proteína confirma el alto
valor del pescado como alimento.
Tabla1. Composición química general de filetes de
cabinza (%).
Componente Contenido
Humedad 78.42
Grasa cruda 1.32
Proteína total 18.80
Ceniza 1.10
Carbohidratos 0.36
4.2 De la tabla de análisis sensorial de cabinza Los resultados de la elaboración de las
calificaciones sensoriales tabulados para la
evaluación de cabinza fresca refrigerada se aprecian
en la Tabla 2.
La característica forma fue cambiada por la de
apariencia en la superficie del pescado; la
determinación de color fue practicada en la piel, el
olor en las branquias y el sabor en una muestra cocida
del pescado. Para el caso de la textura se consideró,
según lo recomendado por Herrmann (1977),
subdividir esta característica en dureza y jugosidad.
Flores (1983) empleó el sistema de Karlsruhe para
evaluar caballa, mencionando que permite determinar
con menos variación y mayor rapidez la frescura del
pescado. Por su parte, Witting de Penna (1981) para
filetes de salmón y Ayala (1992) para filetes de jurel,
demostraron la adaptabilidad del sistema de
Karlsruhe para evaluar la calidad del pescado
refrigerado.
Tabla 2. Escala de análisis sensorial de Karlsruhe modificada para evaluar cabinza (puntos).
Característica Calidad grado I : Características típicas Calidad grado 2 : Deterioro tolerable Calidad grado 3 : Deterioro indeseable
Excelente 9 Muy buena 8 Buena 7 Satisfactoria 6 Regular 5 Pasable 4 Defectuosa 3 Mala 2 Muy mala 1
Color (Piel)
Típico brillante gris oscuro
Típico brillante, pérdida gradual del gris oscuro de la zona dorsal.
Natural color gris uniforme
Aparición zonas azuladas
Porciones de zonas azuladas brillantes
Completamente azulado
Aparición de manchas marrones
Marrón grisaceo opaco
Oscuro desagradable
Apariencia
Superficie iridiscente, branquias rojas muy brillantes, ojos convexos córnea transparente
Superficie muy atractiva, branquias rojo brillante, ojos convexos córnea transparente, algunas escamas sueltas
Superficie muy atractivo, branquias aún rojo brillante, ojos convexos córnea aún transparente, algunas escamas Sueltas.
Superficie mantenida branquias rojas menos brillante, ojos convexos córnea algo nubosa, escamas sueltas
Superficie algo decolorado, branquias rosa pálida, ojos planos, córnea algo opaca escamas sueltas
Superficie decolorado branquias rojo grisáceo ojos planos, córnea opaca. Apreciable cantidad de escamas sueltas
Superficie completamente decolorado branquias marrón rojizas, ojos planos córnea opalescente escamas se desprenden fácilmente
Superficie alterada, branquias marrones, ojos cóncavos, córnea lechosa
Completamente Alterada, branquias marrón sucio
Olor (Branquias)
A algas marinas muy agradable
Típico agradable fresco
Agradable fresco, neutro
suave a pescado
A pescado
A pescado ligeramente ácido
Fuerte a pescado
Totalmente desagradable
Nauseabundo
Sabor Completamente característico muy agradable.
Típico muy agradable
Suave agradable Neutro agradable Ligeramente ácido
Ácido Rancio desagradable Muy desagradable
Repulsivo
Textura
A) Dureza Muy firme, elástica
Firme a la presión dactilar
Firme a la presión dactilar
Ligera firmeza a la presión dactilar
Poco firme a la presión dactilar
Queda la huella a la presión dactilar de lenta regresión
Blanda huella dactilar permanece
Muy blando Muy flácido
B) Jugosidad Muy jugoso Muy jugoso Jugoso Jugoso Alguna pérdida de jugosidad
Pérdida de jugosidad
Ausencia de jugosidad
Seco y pegajosa
Pastoso
Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en almacenamiento refrigerado
188
4.3 De los análisis de deterioro
4.3.1 Análisis sensorial Los resultados del análisis sensorial se observan en
las Tablas 3 y 4, así como en las Figuras 1 a 3.
Para el caso de la variable A1 (entero enhielado de
inmediato) se observó una ligera disminución del
puntaje en los 02 primeros días, luego una caída
significativa hasta el cuarto día, se atenúa la
disminución hasta el octavo día y, después, la
reducción se hizo notoria.
La curva sensorial de la variable A2 (enhielado
inmediatamente y eviscerado) presentó un
comportamiento similar a la anterior con una ligera
diferencia a favor en el tercer día y cuarto día,
posteriormente se superpone con la misma tendencia.
En lo que respecta a la variable B1 (entero
enhielado después de 08 horas), la curva mostró la
disminución más rápida de todas las variables,
observándose una caída sostenida durante todo el
periodo de almacenamiento.
Por último, la variable B2 (enhielado después de 08
horas y eviscerado) mostró una reducción del puntaje
similar a la variable A1 hasta el quinto día, a partir
del cual la reducción de la frescura fue
significativamente mayor.
Laos y Pizardi (1984), citados por Cáceda (1990),
trabajando con lisa determinaron que es de suma
importancia enfriar el pescado antes o hasta el
término del rigor ya que esto influye sobremanera en
el tiempo de vida útil. Por su parte, Paredes (1985)
halló el mismo efecto trabajando con raya en
refrigeración, alargando de dos a tres días el tiempo
en el límite de comestibilidad.
La variación sensorial de cada una de las
características evaluadas exhibió diferencias entre las
variables estudiadas. En la Tabla 3 y la Figura 2, se
aprecia el comportamiento de las características en la
variable A1, siendo el olor el que más rápidamente se
afecta mostrando una rápida caída, anterior al resto
de características, y una función lineal. Las otras
características (color, apariencia, sabor y textura)
exhibieron diferente comportamiento, presentaron
una forma sigmoidea un tanto regular.
Tabla 3. Calificación de las características sensoriales de la cabinza entera refrigerada (puntos).
Enhielado Inmediatamente (A1) Enhielado después de 8 horas (B1)
Tiempo
(días) Color Apariencia Olor Sabor Textura Prom. Color Apariencia Olor Sabor Textura Prom.
0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 8.0 9.0 8.5 8.7
1 9.0 9.0 8.0 9.0 9.0 8.8 9.0 8.0 7.5 8.5 8.0 8.2
2 8.0 8.0 7.5 8.0 8.0 7.9 8.0 7.5 7.0 7.5 7.5 7.5
3 7.0 7.0 6.5 7.0 7.0 6.9 7.5 6.5 6.0 6.0 7.0 6.6
4 6.5 6.0 6.0 6.0 6.5 6.2 6.0 5.0 5.0 5.0 6.0 5.4
5 6.0 5.5 5.0 5.5 6.5 5.7 5.5 4.5 4.5 4.5 5.5 4.9
6 5.5 5.5 4.5 5.0 6.0 5.3 5.0 4.0 4.0 3.5 4.5 4.2
7 5.0 5.0 4.0 5.0 5.5 4.9 4.5 3.5 3.5 3.0 4.0 3.7
8 4.5 4.5 3.5 4.5 4.5 4.3 3.5 3.0 3.0 2.0 3.5 3.0
9 4.0 4.0 2.5 4.0 4.0 3.7 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0
10 2.5 2.5 2.0 3.5 3.5 2.8
Tabla 4. Calificación de las características sensoriales de la cabinza eviscerada y refrigerada (puntos).
Enhielado Inmediatamente (A1) Enhielado después de 8 horas (B1)
Tiempo
(días) Color Apariencia Olor Sabor Textura Prom. Color Apariencia Olor Sabor Textura Prom.
0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 9.0 8.0 9.0 9.0 8.8
1 9.0 9.0 8.0 9.0 9.0 8.8 9.0 9.0 7.5 8.0 8.5 8.4
2 8.5 8.0 8.0 8.5 9.0 8.4 8.0 8.5 7.0 8.0 8.0 7.9
3 8.0 8.0 7.5 8.0 8.0 7.9 7.0 8.0 6.5 7.5 7.0 7.2
4 7.0 7.5 7.0 7.5 7.0 7.2 6.0 7.0 6.0 7.0 6.5 6.5
5 6.0 7.0 6.0 6.5 6.5 6.4 5.5 6.0 5.5 6.0 6.0 5.8
6 5.0 6.0 5.0 5.0 6.0 5.4 4.5 5.0 4.0 5.0 5.0 4.7
7 4.5 5.5 4.5 4.5 5.5 4.9 4.0 4.0 3.0 4.0 4.5 3.9
8 4.0 5.0 3.5 4.5 4.5 4.3 3.5 4.0 2.5 3.0 4.0 3.4
9 4.0 4.5 3.0 4.0 4.0 3.9 2.5 3.0 1.5 2.0 3.0 2.4
10 3.0 3.0 2.5 2.5 3.5 2.9
Teodosio Soldevilla, César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 185-194 189
Figura 1. Evaluación sensorial de cabinza refrigerada (promedio de calificación total).
Figura 2. Evaluación sensorial de cabinza refrigerada (variable A1).
Figura 3. Calificación sensorial de olor, textura y promedio total de cabinza refrigerada (variable A1).
En esta variable, se determinó que la textura es la
característica que menos se afectó, siendo aceptable
(4 puntos) aún en el noveno día de almacenamiento a
diferencia del olor que lo alcanzó en el séptimo día.
El color y la apariencia tuvieron un comportamiento
irregular, en tanto que el sabor fue el segundo más
afectado después del olor.
Para la variable B1 (entero enhielado después de
08 horas) se tuvo que la característica más afectada
fue el sabor seguida del olor y la apariencia,
mostrando las tres curvas forma sigmoidea. El
máximo aceptable fue alcanzado por el sabor a cinco
y medio días, el olor y la apariencia a los seis días,
mientras que la textura lo hizo a los siete días.
La variable A2 (entero enhielado y eviscerado)
tuvo un comportamiento similar a la A1, el olor fue la
característica más rápidamente afectada alcanzando
el puntaje mínimo a los siete y medio días, el color a
los ocho días y el resto de características a los nueve
días. Todas las tendencias mostraron una forma
sigmoidea.
Por último, la variable B2 exhibió una reducción
del puntaje parecido al resto de variables, el aspecto
más coincidente fue que el olor resultó la
característica más rápidamente afectada, seguido del
color y el sabor. El olor alcanzó el puntaje mínimo a
los seis días; el sabor, color, apariencia y textura a los
ocho días.
Rivas Plata (1980) y Cáceda (1990), encontraron
resultados similares, indicando que el olor es la
característica que más rápidamente se afecta.
Haciendo una comparación entre el puntaje total
Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en almacenamiento refrigerado
190
(promedio) y el puntaje de las características olor y
textura, se observó lo siguiente: en las variables A (1
y 2) la disminución o reducción del puntaje total es
muy parecida al del olor, las tendencias de ambos
toman formas muy parecidas; sin embargo, en las
variables B (1 y 2) las tres formas son parecidas.
Este comportamiento podría significar que para el
caso de las variables A (1 y 2) el olor se afectó más
rápidamente que la textura y aquello reflejó mejor la
descomposición de la cabinza; en cambio, en las
variables B (1 y 2) ambas características fueron
afectadas con igual rapidez. Cáceda (1990), halló
igualmente una relación entre la variación del olor de
jurel almacenado en refrigeración con la calificación
total, siendo de naturaleza lineal.
Se puede deducir de lo anteriormente descrito que
la conservación del pescado con hielo
inmediatamente después de ser adquirido en el
muelle es decisivo ya que, al grupo que se le agregó
hielo después de ocho horas, presentó una reducción
más rápida de la frescura. Para el primer caso el
eviscerado posterior no fue de gran beneficio pues no
se extiende ni siquiera en 01 día el periodo de vida
útil; caso contrario ocurre en las variables B (1 y 2)
en donde el tiempo de vida útil del pescado fue
significativo.
En la Tabla 5 se indican los tiempos de vida útil de
la cabinza en refrigeración, determinados en el límite
mínimo de comestibilidad (LMC). Se puede
determinar que comparando las variables A y B, si es
significativa la diferencia en aproximadamente dos
días.
Tabla 5. Tiempo (días) de vida útil de la cabinza
refrigerada.
Variable Tiempo en el LMC
A1 8.5 días
A2 8.8 días
B1 6.4 días
B2 7.0 días
El haber enhielado el pescado terminando el rigor e
inicio del post rigor fue importante porque controló y
atenuó la actividad enzimática (autólisis) haciéndola
más lenta; en cambio, cuando ya el proceso de
autólisis se ha establecido, la adición de hielo y
refrigeración posterior es crucial para el inicio de la
descomposición.
Un enfriamiento retardado después de la captura
(hasta el rigor) afecta mucho la calidad del pescado.
Hansen (1981) reporta que la rápida refrigeración del
bacalao es importante porque de no hacerlo se reduce
el periodo de almacenamiento y el rendimiento de
filetes. Laos y Pizardi (1984), citados por Cáceda
(1990) y Paredes (1985) también determinaron la
importancia de enfriar rápidamente el pescado luego
de su captura. La explicación se sustenta en la acción
de las proteasas que se tornan activas desde el inicio
del post rigor, creando así las condiciones suficientes
para el desarrollo bacteriano; se traducen estas
acciones en la variación de las características
sensoriales, especialmente el olor.
Referente a la evisceración, no se nota una gran
variación tal como puede observarse en las Tablas 3 y
4, tratándose del mismo grupo (A o B); sin embargo,
si se comparan las muestras con el efecto de ambas
variables sí se aprecian variaciones significativas. Por
ejemplo, comparando las variables A1 y A2, la
diferencia es apenas de medio día, sucediendo lo
mismo entre B1 y B2. Sin embargo, A1 con B1 y A2
con B2, la diferencia entre ellas fue de dos días y la
diferencia se incrementó cuando se compararon A2
con B1. Esto confirma lo obtenido por los autores
antes citados.
La disminución de la calificación sensorial
presentó una tendencia lineal, por esta razón los
resultados fueron sometidos al análisis de regresión
lineal. Con el objeto de analizar y comparar, en el
análisis de regresión se han convertido los valores de
las calificaciones sensoriales a valores logarítmicos,
esto con el propósito de reducir los errores de
medición. Las funciones lineales obtenidas
exhibieron valores de coeficiente de determinación
por encima de 0.98, pudiéndose afirmar que la
variación de la calificación sensorial mostró una
relación lineal inversa en función al tiempo. En la
Tabla 6, se hace una comparación de los valores y
elementos de la regresión para las cuatro variables
experimentales. Se puede observar que no existe
diferencia, estadísticamente hablando, entre los
valores originales y los transformados por cuanto
mostraron medidas de r2 muy altos, de forma que
para facilitar la discusión solo se consideraron los
valores originales.
Las medidas con valores negativos de r indicaron
que la relación entre la variable “x”(tiempo) y la
variable “y” (calificación sensorial) fue directa e
inversa, así al incremento de una unidad de tiempo
(almacenamiento) presentó una reducción en la
calificación sensorial cuya magnitud fue diferente de
acuerdo con la variable experimental. Esta reducción
se determinó mediante la pendiente “b” de las
funciones lineales, los valores obtenidos se
encuentran en la Tabla 6 y se observan en la Figura 4.
Haciendo un ordenamiento de estos datos (en valores
absolutos) se tiene:
0.603 (A1)= 0.625 (A2) <0.715 (B1) < 0.762 (B2)
Los valores de las variables A1 y A2 mostraron
una diferencia poco significativa, por esta razón se
estimaron como similares, en cambio los valores de
B1 y B2 sí fueron mayores; es decir, la afectación de
la variable A2 fue muy similar a la de A1, mientras,
que las B1 y B2 afectaron de forma diferente, y en
mayor grado, la descomposición de la cabinza
refrigerada.
Este análisis confirmó lo que se indicó
anteriormente, en el sentido que fue primordial la
conservación de la cabinza con hielo antes de que se
haya resuelto el rigor mortis (A1), la evisceración
posterior no incrementó significativamente el periodo
de almacenamiento (A2); por otro lado, la adición de
hielo después de ocho horas de la adquisición de la
cabinza (B1) no fue adecuado pues el deterioro no
fue retrasado de manera efectiva, en cambio la
Teodosio Soldevilla, César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 185-194 191
evisceración en estas circunstancias (B2) si mejoró
los resultados de la variable afectada (B1).
Al respecto, Cáceda (1990) reporta haber
encontrado una relación lineal directa e inversa (r = -
0.960) entre la disminución de las calificaciones
sensoriales totales y el tiempo de almacenamiento,
similar a lo obtenido en el presente estudio.
Tabla 6. Análisis de regresión lineal de las
calificaciones sensoriales de cabinza refrigerada
(puntos).
Variable r2
(y - x)
r
(y - x)
r2
(log y – x)
B
(y – x)
A1 0.982 -0.991 0.990 -0.603
B1 0.989 -0.995 0.986 -0.762
A2 0.983 -0.992 0.966 -0.625
B2 0.988 -0.994 0.956 -0.715
r2 = coeficiente de determinación.; r = coeficiente de
correlación; b = pendiente de la recta.
Tiempo (dias)
Ca
lific
acio
n S
en
so
ria
l (p
un
tos)
9876543210
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Variable
a1
a2
b1
b2
(A) Valores Originales
Figura 4.
4.3.2 Análisis químicos Bases volátiles nitrogenadas (BVN)
En la Tabla 7, se observan los resultados de los
análisis de BVN para las diferentes variables. Los
datos muestran la gran variabilidad durante el
almacenamiento para las cuatro variables. En el caso
de la variable A1, se observa una disminución de las
BVN hasta los tres días y luego altas y bajas
alternadas, el máximo valor (23 mg/100 g) se obtuvo
a los ocho días. En la variable A2 la evolución de las
cifras de BVN se manifestó de la misma forma que
en la anterior; es decir, una disminución hasta los tres
días y luego una variación alternada con un pico
máximo aproximadamente de 26 mg/100 g. La
variable B1 exhibió una caída, igualmente, hasta los
tres días, y luego un incremento alternado con una
clara tendencia a aumentar, el valor máximo fue
obtenido a los nueve días y fue de 23.7 mg/100 g.
Para la variable B2 la situación fue parecida a las
anteriores, en cuanto a la disminución inicial se dio
hasta el tercer día, a partir del cual se manifestó la
heterogeneidad del contenido teniendo un máximo de
12.4 mg/100 g.
La situación presentada es muy diferente a la
señalada en la extensa bibliografía (Huss, 1998) y en
algunas referencias específicas (Paredes, 1985 y
Cáceda, 1990).
La heterogeneidad y alternancia de los valores de
BVN han sido manifestadas por Carranza (1977) y
Rivas Plata (1980) y Pizardi y Quevedo (1988),
quienes indican que se presentan algunas variaciones
en los valores de BVN en el experimento, explicando
que ello podría atribuirse, principalmente, a las
características intrínsecas de cada uno de los
individuos del test tales como: condición de rigor o
post rigor, alimentación, madurez sexual, estado
fisiológico, así como también a algunas condiciones
de manipuleo y conservación a bordo a las que
hubieron sido sometidos, en donde puede haber
tenido influencia el problema del “leaching” el que se
discutirá más adelante.
Tabla 7. Análisis químico de descomposición para cabinza refrigerada (mg/100g).
Tiempo
(días)
A1 A2 B1 B2
BVN TMA BVN TMA BVN TMA BVN TMA
0 13.70 0.96 9.70 0.68 15.40 1.05 13.50 0.33
1 8.25 0.53 2.10 0.24 7.70 0.43 8.20 0.15
2 6.10 0.48 4.80 0.13 4.90 0.22 5.60 0.12
3 4.90 0.17 1.90 0.40 2.70 0.17 3.30 0.40
4 19.20 0.29 10.20 0.32 5.50 0.29 6.00 0.36
5 5.30 1.43 14.60 0.65 4.90 0.20 7.00 0.85
6 4.60 0.80 3.80 0.41 8.40 0.46 5.20 0.37
7 12.00 1.54 7.10 1.10 14.80 0.78 3.00 0.62
8 23.00 1.08 19.40 0.93 12.90 0.64 12.40 0.14
9 17.10 0.92 13.60 0.45 23.70 1.50 10.20 0.72
10 13.80 1.45 26.50 0.87
Trimetilamina (TMA)
Los resultados de TMA se muestran en la Tabla 7,
para cada una de las variables estudiadas.
El comportamiento de los valores de TMA, en
todas las variables, se asemeja completamente al
demostrado por el de BVN; es decir, se obtuvo
alternancia en los valores. La variable A1 mostró los
cambios más bruscos, presentó una caída hasta el
tercer día y luego valores altos y bajos
alternadamente, con un valor máximo de 1,54 mg /
Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en almacenamiento refrigerado
192
100 g al séptimo día. En la variable A2, se presentó el
mismo panorama, disminución de los valores hasta el
tercer día, con un incremento interrumpido en el
quinto día y octavo día; la tendencia de producción
de TMA se podría decir que es positiva aumentando
durante el almacenamiento, sin embargo cabe señalar
que el valor máximo estuvo alrededor de 1 mg/100 g.
En lo que respecta a la variable B1, igualmente se
presentó una caída de la TMA hasta el tercer día,
posteriormente el comportamiento fue similar a los
anteriores con subidas y bajadas alternadas. Para la
variable B2, se presentó una caída de la TMA hasta el
tercer día, a partir del cual la progresión fue de alta y
baja alternadas; el valor máximo estuvo por debajo de
1 mg/100 g.
Análisis microbiológicos
Los resultados del análisis microbiológico para las
diferentes variables se muestran en la Tabla 8. Se
puede apreciar que la carga inicial fue baja con un
número entre 102
– 103 ufc/g. Para el caso de la
variable A1 se observó un incremento constante hasta
el sexto día luego disminuyó la carga, aumentó al
octavo y volvió a caer en el décimo día. En el caso de
la variable A2, la carga inicial fue la más alta y el
incremento fue gradual hasta el séptimo día para
luego decaer ostensiblemente. La variable B1
presentó un comportamiento similar al anterior, es
decir un aumento constante de la carga hasta el
séptimo día y luego descender. En la variable B2 el
comportamiento presentado fue un incremento
constante durante todos los días del experimento.
De manera general, se puede observar que si bien
la carga microbiana se incrementa durante el
almacenamiento, su valor no ha sido muy alto, sobre
todo en las etapas posteriores a la descomposición.
La carga inicial hallada en todas las variables osciló
entre 102 – 10
3 ufc/g, mientras que Lima dos Santos
(1981) señala que la carga inicial del pescado fluctúa
entre 103 – 10
4 ufc/g. La carga microbiana en el
pescado recién capturado es muy variable y, teniendo
en cuenta las exigencias actuales de higiene, esta
carga se puede reducir en 1 ó 2 unidades logarítmicas
(I.C.M.S.F., 1999). Esto puede haber sucedido en el
presente caso, pues el pescado fue lavado y
acomodado en las bandejas antes de su
almacenamiento refrigerado. El desarrollo bacteriano
es normal en refrigeración pues la flora normal del
pescado marino es psicrófila, desarrollándose a
temperaturas cercanas a 0 ºC. Sin embargo, el conteo
microbiano aceptado para pescado fresco refrigerado
varía de 0.5 x 105
a 107 ufc/g, rango que si se
extrapola a los resultados obtenidos, daría como
consecuencia una aceptación en todas las variables, lo
cual no es posible aceptar por cuanto el pescado se
hallaba deteriorado, en general, después de 7 a 8 días
de almacenamiento. Paredes (1985) reporta conteos
iniciales para raya de 102
– 103 ufc/g y el límite de
comestibilidad entre 8 x 105
a 2.5 x 106 ufc/g, lo cual
concuerda con lo hallado en el presente trabajo. Rivas
Plata (1980) indica que la baja carga inicial se
atribuye al lavado previo que se dio al pescado antes
de reacondicionarlo para el almacenamiento
refrigerado, esto fue confirmado por Paredes (1985).
Por su parte, Bligh y Merrit (1988) mencionan que la
carga microbiana del pescado recién capturado está
por encima de 103 ufc/g, y en el pescado
descompuesto es muy superior a 107 ufc/g, siendo
que el desarrollo microbiano se manifiesta por un
aumento con pequeñas oscilaciones.
Tabla 8. Análisis microbiológico en cabinza
refrigerada (ufc/g).
Tiempo
(días) A1 A2 B1 B2
1 9.4 x 102 1.20 x 103 6.7 x 102 4.9 x 102
2 2.6 x 103 5.45 x 103 2.8 x 104 1.5 x 104
4 1.7 x 104 4.90 x 104 1.3 x 105 7.6 x 104
6 1.6 x 105 1.01 x 105 2.6 x 105 1.9 x 105
7 5.0 x 104 6.00 x 105 5.1 x 106 8.2 x 105
8 2.4 x 106 3.60 x 105 2.9 x 106 2.8 x 105
10 2.0 x 105 2.50 x 105 2.1 x 105 2.8 x 106
A1: entero enhielado inmediatamente
A2: enhielado inmediatamente y eviscerado
B1: entero enhielado después de 8 horas
B2: eviscerado y enhielado después de 8 horas
4.4 Interrelación de los análisis de
descomposición Teniendo en cuenta la gran variabilidad de los
resultados de BVN y TMA, se creyó conveniente
considerar para el análisis de interrelación sólo las
variables A2 y B1 (Tabla 9). Para el caso de la
variable A2, la TMA presentó un comportamiento
ascendente; sin embargo, en el límite mínimo de
comestibilidad (sensorial) a un puntaje de cuatro (4),
el valor fluctuó entre 0.7 a 0.8 mg/100 g, que según
diversos autores (Sikorski,1994; Hall, 2001 y Ruiter,
1999) corresponde a unidades con alto grado de
frescura (<2 mg/100 g); mientras que BVN no
sobrepasa los 20 mg/100 g correspondiendo a, según
los autores anteriores, a pescado muy fresco (< 20
mg/100 g). Para el caso de la variable B1, las BVN
no sobrepasaron los 15 mg/100 g y la TMA estuvo
por debajo de 0.5 mg/100 g. En general, se puede
afirmar que los contenidos de BVN y TMA fueron
bajos a lo largo del proceso de descomposición de
cabinza almacenada en refrigeración. Sikorski (1994)
y Ruiter (1999) mencionan que el pescado muy
fresco muestra niveles de hasta 2 mg/100 g de TMA
y menos de 20 mg/100 g de BVN; comparando estas
cifras con las obtenidas en el presente estudio, se
tendría que considerar en buen estado de frescura
todas las unidades analizadas en todo el periodo de
almacenamiento; sin embargo, teniendo en cuenta las
anomalías, no es posible esta afirmación. Respecto a
la alteración de los valores de TMA y BVN, Shewan
(1962), citado por Carranza (1977), menciona que
esto se debe a la lixiviación o filtrado (“leaching”) de
las células musculares que provoca pérdidas de los
compuestos del extractivo. Además, puede agregarse
que el agua producida por fundición del hielo
disuelve y arrastra estos compuestos por
escurrimiento, presentándose la gran variabilidad
observada en los análisis y exhibiendo un
Teodosio Soldevilla, César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 185-194 193
comportamiento totalmente anómalo. Una
confirmación de este fenómeno fue la detección
cualitativa tanto de BVN y TMA en el líquido
escurrido, observándose una fuerte coloración de la
solución de ensayo en ambos casos. Carranza (1977)
y Rivas Plata (1980) también mencionan haber
encontrado el mismo comportamiento aunque solo
ocasionalmente para pescado almacenado en
refrigeración. Pizardi y Quevedo (1988) señalan que
esto mismo se presentó en gran medida en merluza
conservada por el método CSW, mostrando los
análisis valores muy bajos de BVN tales como 5 a 10
mg/100g, explicando que el “leaching” fue facilitado
por encontrarse el pescado en una solución de
salmuera diluida lo cual aceleró la pérdida por
ósmosis.
Por último, en la Tabla 10 se hace una
comparación entre los tiempos de almacenamiento
refrigerado de la cabinza obtenida de diferentes
formas.
Tabla 9. Interrelación de los análisis de
descomposición para las variables A2 y B1.
Tiempo
(días)
A2 B1
C.S. BVN TMA C.S. BVN TMA
0 9.0 9.7 0.7 8.7 15.4 1.1
1 8.8 2.1 0.2 8.2 7.7 0.4
2 8.4 4.8 0.1 7.5 4.9 0.2
3 7.9 1.9 0.4 6.6 2.7 0.2
4 7.2 10.2 0.3 5.4 5.5 0.3
5 6.4 14.6 0.7 4.9 4.9 0.2
6 5.4 3.8 0.4 4.1 8.4 0.5
7 4.9 7.1 1.1 3.6 14.8 0.8
8 4.3 19.4 0.9 2.8 12.9 0.6
9 3.9 13.6 0.5 1.0 23.7 1.5
10 2.9 26.5 0.9
C.S. : calificación sensorial (puntos)
BVN y TMA (mg/100g)
Tabla 10. Tiempos de vida útil (días) en el LMC
para cabinza refrigerada.
Variable Experimental
Estadístico
f.
lineal
f.
logarítmica
A1 8.5 8.2 9.7
A2 8.8 8.6 9.4
B1 6.4 6.3 6.5
B2 7.0 7.2 7.7
Los tiempos que más se asemejan entre sí fueron
los obtenidos por los datos experimentales
(empíricos) y los expresados por la función lineal
(estadístico), considerándose entonces como los más
convenientes para realizar el análisis sensorial.
5. Conclusiones
1. La tabla general de evaluación sensorial de
alimentos de Karlsruhe fue adaptada muy
adecuadamente para analizar la calidad
sensorial de la cabinza en refrigeración,
teniendo en cuenta las características de color,
apariencia, olor, sabor y textura (dureza,
jugosidad).
2. La conservación de la cabinza con hielo
inmediatamente resuelto el rigor mortis fue
primordial para incrementar la vida útil
(aproximadamente 2 días) comparada con la
cabinza adicionada con hielo durante el post
rigor.
3. La evisceración no tuvo influencia para la
cabinza enhielada inmediatamente después de
su adquisición comparada con las unidades
enteras; en cambio, si resultó importante para la
cabinza enhielada en post rigor comparada con
su similar entera.
4. El enhielado y evisceración de la cabinza al
término del rigor extendió su conservación en
refrigeración en 2.5 - 3 días en contraste con la
cabinza entera enhielada ya iniciado el post
rigor.
5. Los valores de los análisis de BVN y TMA
mostraron una tabla anómala en la cabinza
enhielada refrigerada, causado por el
“leaching” y el escurrimiento del agua
fusionada del hielo, no pudiendo establecer una
interrelación con los valores sensoriales.
6. En el límite mínimo de comestibilidad la carga
microbiana fluctuó entre 2 x 105
y 5 x 106 ufc/g,
indistintamente de las variables.
7. El análisis de regresión de los valores promedio
del análisis sensorial demostró que éstos
tuvieron una tendencia lineal (r >- 0.99); por lo
tanto, la variación de la calificación sensorial
exhibió una relación lineal inversa en función
al tiempo.
6. Referencias bibliográficas
AYALA, M. E. 1992. Obtención de quitosina del
caparazón de langostino y su aplicación como
crioprotector en filetes congelados de jurel. Tesis
M. Sc., UNALM, Lima. 133 p.
BLIGH, E. G. y MERRIT, J. H. 1988. Post harvest
fishery losses. Ed. ICMRD, Kingston, RI. 250 p.
Cáceda, P. M. 1990. Determinación del grado de
rancidez oxidativa del jurel (Trachurus symetricus
murphyi) en almacenamiento refrigerado Tesis Ing.
Pesquero, UNALM, Lima, 67 p.
CARRANZA, R. 1977. Estudio comparativo de los
métodos organolépticos y químicos en la evaluación
de frescura de lorna, tollo y carpa almacenados al
medio ambiente y en refrigeración. Tesis Ing.
Pesquero, UNALM, Lima.156 p.
FLORES, J. 1983. Estudio de la conservación en
almacenamiento de la caballa ahumada en caliente
por acción de aditivos químicos. Tesis Ing.
Pesquero, UNALM, Lima. 155 p.
HALL, G. 2001. Tecnología del Procesado del
Pescado. Ed. Acribia , Zaragoza. 305 p.
HANSEN, 1981. Bulk handling of purse seine
catches for the sardine canning industry. Scand.
Refrig. , 9 (3): 143 p.
HERRMANN, K. 1977. Alimentos congelados
tecnología y comercialización. Ed. Acribia,
Zaragoza. 285 p.
Evaluación de la calidad de la cabinza (Isacia conceptionis) en almacenamiento refrigerado
194
HORWITZ, W. 1980. Official methods analysis.
Association of Official Analytical Chemists,
Washington D. C. 13va. Ed. 1018 p.
HUSS, H. H. 1998. (Ed.) El pescado fresco: su
calidad y cambios de su calidad. FAO Documento
técnico de pesca, Nº 348 Roma. 202p.
I.C.M.S.F. 1981. Microorganismos de los alimentos.
Técnicas de análisis microbiológicos. Vol 1. 2º
edición. Editorial Acribia. Zaragoza. 431 p.
PAREDES, L. 1985. Estudio del deterioro de raya
águila y raya espinosa, enteros y eviscerados,
almacenados a 0 °C. Tesis Ing. Pesquero, UNALM,
Lima. 110 p.
PEARSON, D. 1973. Laboratory techniques in food
analysis. Ed. Butterworths, London. 3125 p.
PIZARDI, C. y QUEVEDO, S. 1988. CSW system
for the preservation of hake onboard fishing vessel.
Worl Symposium on fishing gear and fishing vessel
lesign. Proceedings. Marine Institute, St. John’s,
N.F, Canadá. 337-339 p.
RIVAS PLATA, H. 1980. Estudio de los métodos
organolépticos y químicos en la evaluación de
frescura de caballa, jurel y pejerrey, enteros y
eviscerados almacenados en refrigeración. Tesis
Ing. Pesquero UNALM, Lima. 110 p.
RUITER, A. 1999. El Pescado y los productos
derivados de la pesca. Ed. Acribia, S.A.
Zaragoza.416 p.
SIKORSKI, Z. 1994. Tecnología de los productos del
mar. Ed. Acribia, S.A. Zaragoza. 330 p.
WITTING DE PENNA, E. 1981. Evaluación
sensorial, una metódica que mide calidad.
Alimentos, Vol. 6 – N°1, 25-31 p.
An cient. UANLM 68(3), 2007 Recibido: 25/06/2007
ISSN 0255-0407 Aceptado: 19/10/2007
Detección y enumeración de bacteriófagos F+ específicos como indicadores de
enterovirus en el choro (Aulacomya ater)
Milagros Miranda C. 1, César Pizardi D.
2
Resumen
El objetivo del presente trabajo fue la determinación viral del choro (Aulacomya ater), comercializado en mercados
de Lima, mediante la determinación de bacteriófagos F+ específicos. El trabajo se desarrolló en el laboratorio de
virología del Instituto de Medicina Tropical de la UNMSM, entre agosto y setiembre del 2002. Las muestras
utilizadas fueron las vísceras y el manto del choro. La metodología empleada fue la recomendada por la norma ISO
10705-1:1995, la cual consistió primero en la preparación de los cultivos madre y de trabajo de la cepa hospedadora
Salmonella typhimurium WG49, detección y enumeración de bateriófagos ARN F+ específicos a la cepa y
determinación de coliformes fecales. Los resultados mostraron que la cepa Salmonella typhimurium WG49 cumplió
con los criterios de aceptabilidad para ser empleada como hospedadora en la presente investigación; también se
encontró que el desarrollo de la cepa, determinada por la turbiedad del medio, tuvo una correlación muy alta
(r2=0.9673) con el tiempo de cultivo. El bacteriófago fue detectado únicamente en las muestras provenientes del
Terminal Pesquero de Ventanilla, con una mayor concentración en las vísceras (6x 103 a 10
4 ufc) que en el manto
(0.8 x 103 a 1.4 x 10
3 ufc). Por el contrario, en las muestras correspondientes para esas fechas se determinó
coliformes fecales pero con una carga baja que en ningún caso superó los límites autorizados para su
comercialización en fresco. Esta situación mostró que la presencia del bacteriófago ARN F+ no se correlaciona
directamente con una alta contaminación por coliformes fecales.
Palabras clave: Choro, enterovirus, bacteriófagos, Aulacomya ater, Salmonella WG 49.
Abstract
The objective of the present work was to determine the viral contamination of mussel (Aulacomya ater) as it is
marketed in Lima by means of F+ specific bacteriophages assessment. The work was carried out in the laboratory of
virology of the Institute of Tropical Medicine (UNMSM) between August and September 2002. Mussel viscera and
mantle were used for the assessment. Samples were processed as recommended by the ISO 10705-1: 1995 standard,
which consisted in the preparation of both the stock and working cultures of Salmonella typhimurium WG49 as the
host strain, quantification of ARN F+ specific phages and determination of fecal coliforms. The results showed that
S. typhimurium WG49,fulfilled the acceptability criteria to be used as phage host. Also, it was found that the strain
growth as determined by culture turbidity was highly correlated (r2=0.9673) to incubation time. Bacteriophages
were found only in samples form the fishery terminal of Ventanilla. Viscera contained higher levels (6 x 103 to 1 x
104 pfu) than mantle (0.8 x 10
3 to 1.4 x 10
3 pfu). However, the above corresponding samples showed low levels of
fecal coliforms that that in neither case were beyond the authorized limits for fresh commercialization. These results
indicate that the presence of bacteriophages in mussel is not correlated with high levels of fecal coliforms.
Key words: Mussel, enterovirus, bacteriophage, Aulacomya ater, Salmonella WG 49.
1. Introducción
Los brotes de enfermedades producidas por virus
entéricos tras el consumo de bivalvos crudos o
ligeramente cocidos constituyen un peligro
importante para la salud pública.
Como todo bivalvo, el choro (Aulacomya ater)
filtra grandes cantidades de agua para alimentarse de
toda la materia que ésta lleva en suspensión, entre las
que pueden encontrarse bacterias patógenas y
viruses. Además, poseen una gran capacidad de
concentración (logran concentraciones 1 000 veces
superiores a las del agua exterior) convirtiéndose en
peligrosos portadores de agentes infecciosos.
El choro es un bivalvo de gran importancia
comercial destinado al consumo humano, por lo cual
requiere de un estricto control microbiológico que
contribuya a minimizar la transmisión de virus
entéricos por vía alimentaria.
Los niveles de contaminación viral pueden ser
establecidos directamente revelando la presencia de
1 Ingeniera Pesquera, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima, Perú. 2 Facultad de Pesquería, Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima,
Perú. E-mail: [email protected]
estos virus son patógenos al hombre,
lamentablemente aislar virus es lento y el costoso
proceso puede requerir de personal muy
especializado en comparación con métodos indirectos
para determinar la identificación de indicadores de
contaminación viral, siendo estos procedimientos
rápidos, sencillos y económicos.
Por lo anterior, el objetivo del presente trabajo fue
determinar la contaminación viral del choro
(Aulacomya ater) comercializado en mercados,
mediante la detección y enumeración de
bacteriófagos F + específicos.
2. Revisión de literatura
La presencia de virus entéricos humanos en agua
utilizada para beber, recreación o cultivo de mariscos
son de un alto riesgo para la salud. El tratamiento y
estrategias de manejo del agua, diseñadas sobre la
base de criterios bacteriológicos, no necesariamente
protegen contra infecciones virales porque éstos son
más resistentes en un medio como el agua y no son
eliminados en el tratamiento (Havelaar et al., 1993).
Los brotes de enfermedades producidas por virus
entéricos tras el consumo de moluscos constituyen un
Detección y enumeración de bacteriófagos F+ específicos como indicadores de enterovirus en el choro (Aulacomya ater)
196
peligro importante para la salud pública a nivel
mundial. Los virus responsables son principalmente
gastroentéricos, tales como: Norwalk, rotavirus,
astrovirus y el virus de la hepatitis A (Romalde,
2002).
A través de los bivalvos vivos pasan grandes
cantidades de agua (según Gerba y Goyal, citados por
Huss, 1997) hasta 1.500 1/día/ostra, lo que significa
que la concentración del virus en el molusco es
mucho más alta que en el líquido circundante.
Bacterias y virus patógenos al hombre se acumulan
durante la alimentación por filtración de ciertos
moluscos, los cuales crecen en agua contaminada por
desagües y pueden significar un peligro cuando se
consumen crudos o ligeramente cocidos (Rippey y
Sockett et al., citados por Doré et al., 2000).
En el país, en los últimos años se ha venido
incrementando la ocurrencia de enfermedades
virales, especialmente hepatitis; esto como
consecuencia de la inexistencia de un sistema de
declaración, vigilancia y tratamiento de la
información epidemiológica. Estas enfermedades
están muy relacionadas con productos alimenticios
especialmente mariscos crudos o poco cocidos
(Carvajal, 1991).
A pesar de la importancia de tener que realizar una
vigilancia de la calidad virológica del agua y
alimentos, esto se dificulta demasiado porque algunos
viruses entéricos importantes son ineficientemente
cultivables o no lo son; además se tiene a la
complejidad de las técnicas, el excesivo tiempo de
análisis y el alto costo. Por esta razón, se hace
necesario contar con indicadores confiables, rápidos
y de bajo costo (Hsu et al., 1995).
Los bacteriófagos F+ específicos han sido
sugeridos como indicadores de contaminación viral
en el medio ambiente marino (Havelaar et al., 1986)
y en mariscos (Doré y Lees, 1995). Se han utilizado
también en alimentos, siendo fáciles de detectar
(Cliver, 1997). Al respecto, Hernández et al. (2006)
han patentado un procedimiento para detección e
identificación de trazas de bacteriófagos de especies
de bacterias lácticas en leche. Por último, León-
Zapata et al. (2007) utilizaron el método descrito en
la ISO 10705-2 (1999) para la detección y
cuantificación de fagos somáticos en aguas.
3. Materiales y métodos
El trabajo experimental fue desarrollado en el
laboratorio de virología del Instituto de Medicina
Tropical “Daniel A. Carrión” de la UNMSM, entre
agosto y setiembre del 2002.
3.1 Materiales
Los materiales utilizados fueron: peptona,
tripticasa peptona, extracto de levadura, agar Mac
Conkey (DIFCO), agar nutritivo (BBL), medios
TYGB y TYGA (DIFCO), cloruro de sodio (DIFCO),
cloruro cálcico (Riedel de Häen), Tween 80 y
kanamicina (SIGMA) y ácido nalidíxico (Winthrop
Prod.).
Se emplearon los siguientes equipos:
espectrofotómetro (Spectronic 20D), centrífuga
refrigerada (Sorvall), cabina de flujo laminar (Bellco
Glass) y vortex (Ika Werk).
3.2 Parte experimental
3.2.1 Metodología empleada
En la Figura 1 se observa el diagrama de flujo
correspondiente a la metodología empleada.
Cuatro a cinco docenas de choros se adquirieron en
los Terminales Pesqueros de Villa María y Ventanilla
así como de algunos mercados de abastos. Para la
preparación de las muestras se siguieron las
recomendaciones de Doré y Lees (1995) con algunas
modificaciones. Los choros fueron lavados con agua
potable descartándose los que estaban abiertos o no
respondían a estímulo externo. Se abrieron
asépticamente con un cuchillo flameado, se
extrajeron las vísceras y el manto por separado
colocándose en frascos hasta completar un peso
aproximado de 100g. Luego cada muestra fue
homogeneizada en una licuadora con 100 ml de agua
peptonada al 0.1% y 0.5 ml de Tween 80. Se separó
un volumen de la muestra para el recuento de
coliformes fecales. El homogeneizado fue sometido a
centrifugación refrigerada (2 - 3 ºC) a 5 000 rpm por
30 minutos, el sobrenadante fue retirado y mantenido
en refrigeración ( 2 ºC) hasta la determinación de
los bacteriófagos.
3.2.2 Cultivo de la cepa hospedadora
Salmonella typhimurium WG49
Para el caso se siguieron los procedimientos
señalados en la norma ISO 10705-1:1995 (ISO,
1995).
Preparación del cultivo madre: se cultivó la cepa
Salmonella typhimurium WG49 en 50 ml del medio
TYGB, a 37 ºC por 18 horas y con agitación
mecánica. Luego se adicionaron 10 ml de glicerol
esterilizado y se distribuyeron en criotubos en
volúmenes de 0.7 ml/tubo, almacenándose a -70 ºC.
Preparación de los cultivos de trabajo: Se inoculó
el cultivo madre en placas de agar MacConkey,
manteniéndose a 37 ºC por 18 horas. Luego se
procedió a seleccionar de 3 a 5 colonias de lactosa (+)
las que fueron inoculadas en frascos con 50 ml de
TYGB y colocados en estufa a 37 ºC por 5 horas con
agitación mecánica. Se adicionó 10 ml de glicerol a
los frascos y se distribuyó en criotubos
almacenándose a -70 ºC.
Calibración de la medida de turbiedad: Un
volumen de 0.5 ml del cultivo de trabajo fue
inoculado en 50 ml de TYGB, se incubó a 37 ºC por
06 horas con agitación. Se midió la turbiedad
tomando alícuotas desde el tiempo cero y después
cada 30 minutos, previamente se ajustó la lectura del
espectrofotómetro a 580 nm a absorbancia cero
utilizando como blanco el medio TYGB.
Simultáneamente, se hizo el recuento de gérmenes
viables en el periodo que se determinó la turbiedad,
para lo cual se realizó la dilución correspondiente de
10-1
a 10-8
. Se sembró por extensión 0.1 ml de las
diluciones sobre TYGA y se mantuvo a 37 ºC por 24
horas, luego se contó el número de colonias en placas
Milagros Miranda C., César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 195-203 197
que contuvieran entre 30 y 300 colonias y se calculó
el número de ufc/ml.
Control de calidad de la cepa hospedadora: En los
tiempos t = 0 horas y t = 3 horas se sembró la cepa S.
typhimurium WG49 en agar MacConkey por
duplicado y se mantuvo a 37 ºC por 24 horas. Se
contaron las colonias lactosa (+) y lactosa (-),
expresándose los resultados en porcentaje de lactosa
(-). Por otro lado, en los mismos periodos arriba
señalados, se tomaron alícuotas de la dilución de la
cepa a 10-2
y se sembraron en TYGA y en agar
MacConkey, luego se colocaron discos ( 4 mm) uno
de ácido nalidíxico y otro de kanamicina sobre los
medios y se mantuvieron a 37 ºC por 24 horas. Se
midieron las zonas de inhibición alrededor de los
discos de antibióticos.
Teniendo en cuenta que la cepa WG49 utilizada en
los ensayos no debería presentar ningún tipo de
alteración, que impida la especificidad entre la cepa y
los bacteriófagos ARNF+, fue necesario que ésta
cumpla los siguientes criterios de aceptabilidad (ISO,
1995):
Recuento en TYGA a t = 0 horas: 0.5 a 3x107
ufc/ml.
Recuento en TYGA a t = 3 horas: 7 a 40 x 107
ufc/ml.
Zona de inhibición (disco de ácido nalidíxico):
ausente.
Zona de inhibición (disco de kanamicina):
ausente o menor a 20mm de diámetro.
3.2.3 Determinación de bacteriófagos
Muestras del manto y vísceras de choros fueron
utilizadas para la determinación y enumeración de
bacteriófagos ARN F+ específicos con presencia de
la cepa hospedadora Salmonella typhimurium WG49
fagotipo 3 Na I (F’42 lac::Tn 5 ) NCTC 12484. Se
empleó el método de la norma ISO 10705-1:1995
(ISO, 1995).
Se realizaron diluciones de 1/10 y 1/100 en las
muestras de algunos mercados de abasto, de acuerdo
con lo recomendado en la metodología cuando se
supone una alta contaminación de las muestras.
3.2.4 Determinación de coliformes totales
Se utilizó el medio MacConkey por ser un medio
recomendado para el aislamiento y diferenciación de
organismos fermentadores de lactosa de los no
fermentadores en el grupo de las enterobacterias
(DIFCO, 1984). La metodología empleada fue la
recomendada por Barry et al., citados por
Sonnenwirth (1980), sembrando muestras sin
centrifugar por duplicado. El procedimiento fue el
siguiente: se fundió agar MacConkey y se distribuyó
en placas y tubos, a éstos se añadió 1 ml de muestra
homogeneizada por tubo, se mezcló y virtió en las
placas con el medio, se dejó enfriar y luego fueron
colocadas en estufa a 37 ºC por 18 a 24 horas.
Figura 1. Preparación de las muestras de choros
para el análisis de bacteriófagos y coniformes.
4. Resultados y discusión
4.1 Calibración de la medida de turbiedad de
la capa WG49
Los resultados de la calibración del recuento de
gérmenes viables y medida de la turbiedad de la cepa
WG49 se muestran en la Tabla 1 y en la Figura 2.
Como se observa en la Figura 2, a partir de
aproximadamente 95 minutos se obtuvo 1 x 108
colonias de la cepa hospedadora y, paralelamente, la
turbiedad a los 90 minutos fue de 0,106,
encontrándose que casi coinciden el tiempo de
evaluación con el de siembra. De acuerdo con
Havelaar et al. (1984), Chung et al. (1998) y
Romalde (2002), es necesario que la cepa
hospedadora manifieste un rápido crecimiento ( 108
colonias en 1 a 2 horas) y una turbiedad mayor a 0,1
de absorbancia; en el presente caso cumplieron
ambas condiciones.
En la Figura 2 se aprecia la relación entre el
crecimiento de la cepa WG49 y la turbiedad
determinada durante dicho desarrollo, la cual mostró
una tendencia lineal representada en la ecuación
y=0.0008x+0.0198 con un r2=0.9673.
Adquisición y selección de
choros
Abertura aséptica
Obtención de muestra (manto / vísceras)
Dilución 1:1 con agua
peptonada 0.1% + Tween 80
Homogeneizado
Recuento de coliformes fecales
Centrifugación refrigerada (5000 rpm por 30 min)
Mantenimiento en refrigeración
Determinación de
bacteriófagos
Detección y enumeración de bacteriófagos F+ específicos como indicadores de enterovirus en el choro (Aulacomya ater)
198
Tabla 1. Recuento de gérmenes viables y medida de turbiedad para Salmonella typhimurium WG49.
Tiempo (minutos) Nº de colonias Absorbancia
0 2.9 x 107 0.005
30 3.2 x107 0.050
60 3.9 x 107 0.078
90 4.6 x 107 0.106
120 2.2 x 1010 0.114
150 4.0 x 1010 0.135
180 1E x 11 0.165
y = 0.0008x + 0.0198
R2 = 0.9673
0
0.02
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 10
0
11
0
12
0
13
0
14
0
15
0
16
0
17
0
18
0
19
0
Tiempo (Minutos)
Ab
so
rba
nc
ia
Figura 2. Medida de turbidez en la cepa WG49.
4.2 Criterios de aceptabilidad de la cepa Los resultados de la cepa WG49 y los criterios para
determinar su aceptabilidad se muestran en la Tabla 2.
Los resultados del control de calidad de la
actividad de la cepa S. typhimuriumWG49 mostraron
que se cumplieron ampliamente los criterios o
requisitos de aceptabilidad, el recuento a las 3 horas
fue superior al rango determinado como apropiado
señalando con ello la gran actividad de desarrollo de
la cepa. Por lo tanto, la cepa WG49 confirmó su
aptitud como bacteria hospedadora suficiente para
efectos del presente estudio.
Tabla 2. Comparación entre la actividad de la cepa S. typhimuriumWG49 con los criterios de aceptabilidad.
Características Criterio de
aceptabilidad
Resultados cepa
WG49
Recuento de
TYGA a t=0
horas
0.5 a 3 x
107ufc/ml 2.9 x 107 ufc/ml
Recuento de
TYGA a t=3
horas
7 a 40 x 107
ufc/ml 1 x 1011 ufc/ml
Colonias lactosa
(-) Menor a 8% 0,1%
Zona de
inhibición
alrededor del
disco de ácido
nalidíxico
ausente ausente
Zona de
inhibición
alrededor del
disco de
kanamicina
Ausente o
menor a 20
mm de
diámetro
ausente
4.3 Condiciones higiénicas de la venta de
choros Los resultados de las condiciones higiénicas de los
lugares de expendio de donde se obtuvieron las
muestras se muestran en la Tabla 3.
En el Terminal Pesquero de Chorrillos, los choros
fueron vendidos por docenas sin ningún tipo de
lavado de las valvas previo a la venta, por lo que se
observaron cantidades considerables de lodo sobre
ellas. Se observaron condiciones inadecuadas de
higiene en el lugar de expendio.
En los mercados de Sarita Colonia I, Sarita Colonia
II y en un pequeño mercado de Bellavista, todos en el
Callao, los choros eran vendidos en condiciones
antihigiénicas no sólo en los puestos de venta de
choros, sino en todo el mercado, además de la
presencia de varios animales domésticos.
Milagros Miranda C., César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 195-203 199
En el mercado de Breña I se observó lodo en las
valvas de los choros pero en el mercado de Breña II
las valvas estaban lavadas. En ambos casos las
condiciones de higiene fueron mejores que en los
mercados del Callao.
En el Terminal Pesquero de Villa María los choros
eran acomodados en “pilas” para luego ser
clasificados por tamaños (grandes y pequeños) los
cuales eran vendidos por docenas y manojos
directamente o previamente colocados en cajas. Se
observó que se manipulaban y vendían en el suelo
por donde fluye el agua gris, probablemente
contaminada no sólo por la utilización previa de los
vendedores sino también por el paso constante de
personas por la zona.
En el Terminal Pesquero de Ventanilla se observó
lo mismo pero en un grado mayor de riesgo debido a
que el agua se estanca en mayor medida y era de
color “terroso”.
En todos los casos observados, el transporte de los
choros hasta los puntos de venta fue realizado en
vehículos no acondicionado para mantenerlos al
resguardo de contaminación ni sistema de
enfriamiento o refrigeración.
Tabla 3. Detección del fago y coliformes fecales de acuerdo al tipo de muestra y procedencia.
Nº Procedencia Detección del fago Detección de
coliformes
Condiciones
higiénicas
Positivo Negativo Positivo Negativo
1 Terminal P. Chorrillos (05/08/02)
Condiciones inadecuadas de higiene. Poca iluminación
Manto (1) *
Vísceras (1) *
Manto (2) *
Vísceras (2) *
2 Sarita Colonia I
(Callao) (05/08/02)
Condiciones inadecuadas de
higiene. Presencia de animales
domésticos Manto (1) *
Vísceras (1) *
Manto (2) *
Vísceras (2) *
3 Sarita Colonia II
(Callao) (05/08/02)
Condiciones inadecuadas de
higiene. Presencia de animales domésticos Manto (1) *
Vísceras (1) *
Manto (2) *
Vísceras (2) *
4 Mercado
Bellavista(Callao) (05/08/02)
Pequeños puestos de venta con
muy pocas nociones de higiene
Manto (1) *
Vísceras (1) *
Manto (2) *
Vísceras (2) *
5 Mercado de Breña I
(13/08/02)
Adecuadas condiciones de higiene,
pero presencia de lodo en valvas
Manto (1)
Vísceras (1)
Manto (2)
Vísceras (2)
6 Mercado de Breña II
(13/08/02)
Apropiadas condiciones de
higiene. No se observó lodo en
valvas Manto (1)
Vísceras (1)
Manto (2)
Vísceras (2)
7 T.P.V.M. (18/08/02) Presencia de lodo en las valvas, su
venta se realiza a pocos centímetros del suelo donde se
suele estancar el agua
Choros Pequeños
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
8 T.P.V.M. (23/08/02)
Choros Pequeños
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
9 T.P.V.M. (28/08/02)
Choros Pequeños
Detección y enumeración de bacteriófagos F+ específicos como indicadores de enterovirus en el choro (Aulacomya ater)
200
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
10 T.P.V.M. (04/09/02)
Choros Pequeños
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
11 T.P.V. (13/09/02)
Choros Pequeños Presencia de lodo en las valvas, su
venta se realiza a pocos centímetros del suelo donde se
suele estancar el agua
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
12 T.P.V. (13/09/02)
Choros Pequeños
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
13 T.P.V (20/09/02)
Choros Pequeños
Manto
Vísceras
Choros Grandes
Manto
Vísceras
T.P.V.M Terminal Pesquero de Villa María.
*T.P.V: Terminal Pesquero de Ventanilla. *Muestras en donde se realizaron diluciones.
( ) Fecha de compra.
4.4 Determinación de bacteriófagos
4.4.1 Detección
En la Tabla 3 se muestran los resultados de la
detección del bacteriófago (o fago) en las muestras de
choro.
Se obtuvieron cuatro resultados positivos al fago
tanto de las vísceras como del manto, en choros
provenientes del Terminal Pesquero de Ventanilla en
las fechas correspondientes al 13/09/02 al 20/09/02.
La presencia de bacteriófagos ARN F+ en choros
indicó que estuvieron expuestos a contaminación
fecal ya sea en las áreas de cultivo o en algún punto
de la cadena de comercialización. De acuerdo con las
consultas realizadas al personal, no se realiza ningún
tipo de actividad que implique desinfección de los
lotes comercializados, incrementándose el riesgo de
contaminación por patógenos.
Es conveniente mencionar que las muestras de
choros de procedencia desde el 1 al 11, presentaron
negativo en la detección del fago; sin embargo, no
significa que no estuvieran presentes ya que estas
muestras fueron diluidas y la probabilidad de
detección fue enormemente reducida.
La contaminación de choros con bacteriófagos
ARN F+ podría presentarse en mayor medida en
determinados períodos cuando existe un incremento
en las ventas o en la estación de verano, aumentando
en consecuencia el riesgo de que la población
enferme por virus entéricos. Doré et al. (2000) halló
esta misma situación en el caso de ostras depuradas,
mientras que Havelaar (1999) menciona que los
bacteriófagos ARN F+ son resistentes a la radiación
UV por lo que su exposición en meses calurosos no
los inactivan significativamente.
El presente trabajo se basó en la especificidad entre
bacteriófagos y bacterias para la detección indirecta
de virus entéricos en choros. Esta característica ha
sido utilizada exitosamente para la detección
indirecta de varias especies microbianas como lo
citan Talledo et al. (1998) para la detección,
cuantificación y caracterización morfológica de
bacteriófagos indicadores de Vibrio cholerae.
Un ejemplo de estos indicadores virales según Hsu
et al. (1995) son los colifagos ARN F+ específicos,
utilizados en el presente estudio, que pueden servir
no sólo para la detección de virus entéricos en
moluscos sino también para el monitoreo de la
calidad virológica del agua y alimentos porque son
similares a enterovirus, calicivirus y hepatitis A.
Ellos también están presentes de una manera
constante en agua sin tratamiento y son lo
suficientemente persistentes en el medio ambiente
(Havelaar, 1999 y Havelaar et al., 1984).
Los choros se analizaron en condiciones normales
de comercialización en algunos mercados de abasto y
terminales pesqueros lo cual incluiría no sólo las
condiciones citadas anteriormente sino también
cualquier posible contaminación durante su
comercialización. Sin embargo, Doré et al. (2000)
indica que no existe correlación entre los niveles de
Milagros Miranda C., César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 195-203 201
E. coli o coliformes fecales en productos listos para la
venta y los niveles de contaminación en las zonas de
cultivo.
Doré et al. (2000), sugieren que resultados
positivos al fago, como en el caso de los choros, se
pueden correlacionar con la frecuencia de
contaminación por hepatitis A o algún tipo de
infección gastrointestinal de tipo viral determinado
por técnicas de PCR, el número de incidentes de
salud reportados asociados con moluscos
provenientes de cada sitio de estudio y el grado de
contaminación en estas áreas de cultivo.
Al igual que otros sistemas indicadores, la
presencia de bacteriófagos ARN F+ en moluscos
indica la potencial contaminación viral más que un
peligro definitivo en la muestra que está siendo
estudiada.
4.4.2 Enumeración de bacteriófagos El método empleado permitió, además de
determinar cualitativamente la presencia de fagos,
determinar la cantidad de partículas virales haciendo
el recuento de las unidades formadoras de fagos (ufc)
por unidad de peso de molusco (100 g). En la Tabla
4, se muestran los resultados obtenidos en la
enumeración de fagos. Se cuantificaron solamente las
muestras que dieron positivo cualitativamente o sea
en las procedentes del Terminal Pesquero de
Ventanilla.
Tabla 4. Número de placas de lisis por 100g de
muestra en pruebas positivas al fago.
Nº Muestras Manto
(ufc)
Vísceras
(ufc)
12
T.P.V
(13/09/02)
choros pequeños
800 6000
T.P.V
(13/09/02)
choros grandes
1200 9000
13
T.P.V
(20/09/02)
choros pequeños
800 5000
T.P.V
(20/09/02)
choros grandes
1400 10000
T.P.V: Terminal Pesquero de Ventanilla
Se observó que tanto el manto como las vísceras
dieron positivo, cuantitativamente en las vísceras el
número de fagos fue mucho mayor que en el manto,
esto es debido al tipo de alimentación del choro,
siendo que las vísceras retienen un mayor número de
partículas virales. Al respecto, Doré et al. (2000)
mencionan que existe una posible correlación entre
los moluscos listos para la venta y los niveles de
contaminación en las zonas de cultivo encontrándose
que bacteriófagos ARN F+ alcanzaron niveles,
generalmente, mayores a 1 000 ufc por 100 g de
muestra y, ocasionalmente, fueron mayores a 10 000
ufc por 100 g. Sin embargo, después de una
depuración de 48 horas los niveles de E. coli o
coliformes fecales y bacteriófagos F+ se reducen casi
de manera indetectable en todos los tejidos excepto
en el tracto digestivo.
Doré y Lees (1995), mencionan que antes y durante
la depuración la mayor parte de microorganismos
entéricos y bacteriófagos F+ (87.3%) fueron
detectados en el tracto digestivo (glándula digestiva e
intestino).
Doré y Lees (1995), Doré et al. (2000), Burkhardt
et al. (1992) de De Mesquita et al. (1991); han
utilizado bacteriófagos ARN F+ como un modelo
para remover virus de moluscos durante la
depuración. Estos estudios han demostrado que
durante la depuración los bacteriófagos ARN F+ son
removidos del tracto digestivo de una manera
considerablemente más lenta en comparación con E.
coli o coliformes fecales. En el presente trabajo no se
utilizaron los bacteriófagos como un control de algún
proceso de disminución de organismos patógenos,
sino sólo como un control para los choros que se
encuentran listos para la venta al consumidor.
Cabe la posibilidad de que los choros listos para la
venta fueron cultivados en zonas contaminadas,
entonces la frecuencia y grado de contaminación por
bacteriófagos ARN F+ podría asociarse al consumo
de moluscos como un riesgo de salud debido a virus
entéricos. Los datos sugieren que los bacteriófagos
ARN F+ son indicadores confiables y efectivos de la
posible presencia de virus entéricos gastrointestinales
en moluscos depurados y listos para la venta.
El método utilizado en el presente trabajo serviría
como un método rápido para monitorear los
diferentes procedimientos utilizados para eliminar los
virus contaminantes (por ejemplo desinfección) y, de
esta manera, mejorar las condiciones sanitarias y
disminuir el riesgo de enfermedades.
4.4.3 Determinación de coliformes fecales Los resultados de la detección de coliformes
fecales se observan en la Tabla 3. Como se puede
apreciar, los resultados obtenidos indicaron que las
condiciones sanitarias bajos las cuales han sido
vendidos los choros han sido deficientes en la
mayoría de los lugares muestreados.
Esto es confirmado en la descripción que se realizó
en el punto 4.3 donde las condiciones de venta y
comercialización de los choros fueron inadecuadas y
favorecen la presencia de todo tipo de
microorganismos patógenos.
La detección de coliformes fecales en algunos de
los mercados de abasto se debería, además de causas
como el almacenamiento y transporte inadecuado,
principalmente a un mal manipuleo lo que pondría en
riesgo al consumidor.
La primera determinación cuantitativa de
coliformes fecales se realizó sobre diluciones de 1/10
y 1/100 de la muestra original, de acuerdo con lo
sugerido en la metodología cuando se presume una
alta contaminación. Los resultados se muestran en la
Tabla 5. Las cifras exhibieron ausencia de coliformes
fecales; sin embargo, no se puede afirmar que no
estén presentes sino que la carga original es muy baja
y al diluir la muestra no es posible detectarla. Por
Detección y enumeración de bacteriófagos F+ específicos como indicadores de enterovirus en el choro (Aulacomya ater)
202
esta razón, en las siguientes pruebas se utilizaron las
muestras enteras u originales.
Los resultados de los otros mercados con muestras
sin diluir se aprecian en la Tabla 6.
Tabla 5. Detección de coliformes por ufc/g de
muestra (05-08-02).
Nº Procede-ncia Dilución 1/10 Dilución 1/100
Man-to
Víscera
Man-to
Vísce-ra
1 T.P.Ch* 0 0 0 0
2 Sarita Colonia I 0 0 0 0
3 Sarita Colonia II 0 0 0 0
4 Mercado Bellavista
0 0 0 0
*Terminal Pesquero de Chorrillos
Tabla 6. Determinación de coliformes fecales
(ufc/g) en choros de diversos mercados. Nº Fecha Choros pequeños Choros grandes
Manto Vísceras Manto Vísceras
Mercado de
Breña I*
5 13/08/02 0 110
6 146
Mercado de
Breña II**
6 13/08/02 242 794
14 204
Terminal
Pesquero de
Villa María
7 18/08/02 4 3 11 4
8 23/08/02 5 148 9 2
9 28/08/02 4 55 19 17
10 04/09/02 2 13 13 35
Terminal
Pesquero de
Ventanilla
11 11/09/02 1 3 22 14
12 13/09/02 1 5 46 11
13 20/09/02 2 8 3 2
*Las muestras fueron mezclas de choros pequeños y
grandes
En esta ocasión si se observó una carga
significativa y alta en algunos casos. También se
apreció que la carga no tiene relación con el tamaño
del choro; en cambio, con respecto al tejido si se
aprecia alguna diferencia entre la carga hallada en el
manto con relación a la de las vísceras resultando un
contaje menor en la primera para la mayoría de las
veces.
De acuerdo con la ICMSF (Huss, 1997) la carga de
coliformes fecales aceptada en moluscos bivalvos es
menor a 400 ufc/g de muestra y las muestras enteras
de los choros no sobrepasan este límite a excepción
de las muestras del mercado Breña II.
La presencia E. coli y coliformes fecales son
usados para el monitoreo de mariscos y el agua de las
zonas de crecimiento; no obstante, estas bacterias son
irrelevantes a la presencia de virus en los mariscos y
otros alimentos (Berg y Wait, citados por Cliver
1997). De igual manera, se ha mencionado que no
hay necesariamente una relación directa entre la
presencia y cuantificación de E. coli o coliformes
fecales y viruses o bacteriófagos (Romalde, 2002;
Cliver, 1997).
4.4.4 Relación entre la determinación de
coliformes fecales y bacteriófagos De acuerdo con los resultados obtenidos no existe
una relación consistente y confiable entre indicadores
de bacterias fecales y virus entéricos como ya
anteriormente ha sido demostrado ( LeGuyader et al.,
1993) y, tal como se puede observar en la Tabla 3 los
resultados positivos de coliformes fecales en las
muestras de manto y vísceras de mercados y
Terminales Pesqueros no le corresponden resultados
positivos en la búsqueda del fago; igualmente, en el
caso de los resultados obtenidos para las muestras del
TP Ventanilla en donde se detectó positivo con un
contaje bajo de coliformes fecales con fecha
20/09/02, debió ser una carga mucho mayor teniendo
en cuenta el alto contenido de bacteriófagos.
Diversos trabajos (Beril et al., Cohen y Shuval,
Yerba, citados por Romalde 2002, Chalmers et al.,
Gill et al., Heller et al., McDonell et al., citados por
Doré et al., 2000; Wait et al., citados por Cliver,
1997) han demostrado que no existe una buena
correlación entre la presencia viral y bacteriana, tanto
en moluscos como en el medio ambiente. Por tanto,
el uso de coliformes fecales o Escherichia coli como
indicador de presencia viral no es fiable del todo.
Esta fiabilidad es todavía menor en el caso de
productos congelados, ya que la supervivencia de las
bacterias a las condiciones de congelación es muy
baja, mientras que la viral es bastante elevada
(Romalde, 2002).
Al no existir correlación entre la determinación de
E. coli o coliformes totales y los bacteriófagos ARN
F+ hace que el monitoreo en base solo a estas
bacterias no signifique un riesgo viral potencial como
lo sugiere Doré et al. (2000).
Con los resultados obtenidos se demuestra que los
choros analizados presentan contaminación viral; por
lo tanto, sería conveniente en nuestro medio
introducir este método para la detección de probable
contaminación viral como una técnica de control
rutinaria. Para asegurar el consumo de choros éstos
deberían ser sometidos a un proceso de depuración
antes de su comercialización.
Una posible crítica para bacteriófagos ARN F+
como indicadores de riesgo viral en moluscos
bivalvos es que son específicos para humanos.
Havelaar et al. (1986) mencionan que las heces de
origen animal también pueden causar contaminación
por bacteriófagos ARN F+.
Sin embargo, para efectos prácticos, es indistinta la
fuente de contaminación porque en cualquier caso
representan un altísimo riesgo de infección para los
seres humanos que los consuman, particularmente si
lo hacen en forma cruda o ligeramente cocida.
5. Conclusiones
1. Se determinó que la cepa Salmonella
typhimurium WG49 cumplió con los criterios de
aceptabilidad para la realización del presente estudio,
Milagros Miranda C., César Pizardi D.
An cient. 68(3) 2007, pp. 195-203 203
hallándose una alta correlación (r2
= 0.9673) entre el
desarrollo de la cepa (turbiedad) y el tiempo de
cultivo.
2. Solamente se detectaron bacteriófagos ARN F+
en las muestras provenientes del Terminal Pesquero
de Ventanilla con una carga muy alta sobre todo en
las vísceras del choro.
3. La dilución de las muestras (1/10 y 1/100) afectó
negativamente la detección de bacteriófagos y
coliformes fecales, reduciendo su probabilidad de
hallazgo.
4. La enumeración de bacteriófagos mostró
mayores recuentos en las vísceras que en el manto,
mientras que la enumeración de coliformes fecales
exhibió el mismo comportamiento aunque en menor
proporción.
5. Se determinó que no existe una relación directa
entre la presencia de bacteriófagos y la de coliformes
fecales en las muestras analizadas.
6. Referencias bibliográficas
BURKHARDT, W.; RIPPEY, R. y WATKINS, D.
1992. Depurations rates of northern quahogs
Mercenaria mercenaria Linnaeus 1758 and eastern
oysters Crassostrea virginica Gmelin 1791 in ozone
and ultraviolet light- disinfected seawater system. J.
Shellfish Res. 11: 105-109
CARVAJAL, G. 1991. Microbiología de Alimentos
Marinos. CONCYTEC, Lima. 164p.
CLIVER, D. 1997. Virus transmission via food.
Food Technology Nº4, 51:241-248.
CHUNG, H.; JAYKUS, L.; LOVELACE, G. y
SOBSEY, M. 1998. Bacteriophages and bacteria as
indicators of enteric viruses in oysters and their
harvest waters. Wat. Sci. and Technol. Nº12.
38:37-44.
De MESQUITA,M.;EVISON,M. y WEST, A. 1991.
Removal of fecal indicador bacteria and
bacteriophages from the common mussel (Mytilus
edulis) under artificial depuration conditions. J.
Appl. Bacteriol. 70:495-501.
DIFCO (1984) DIFCO Manual: Dehidrated media
and reagents for microbiology .Tenth Edition.
USA. 1155p.
DORÉ, W. y LEES, D. 1995. Behavior of
Escherichia coli and male-specific b bacteriophage
in environmentally contaminated bivalve molluscs
before and after depuration, Appl. Environ.
Microbiol. Nº8. 61:2830-2834.
DORÉ, W.; HENSHILWOOD, K. y LEES, D. 2000.
Evaluation of F-Specific RNA bacteriophage as a
candidate human enteric virus indicator for bivalve
molluscan shellfish. Appl. Environ. Microbiol. Nº4
66:1280-1285.
HAVELAAR, A.; HOGEBOOM, W. y POT, R.
1984. A method for the enumeration of male –
specific bacteriophages in sewage. J. Appl. Bact.
56:439-447.
HAVEELAR, A.: FURUSE, H. y HOGEBOOM, W.
1986. Bacteriophages and indicator bacteria in
human and animal faeces. J. Appl. Bacteriol. 60:
225-262.
HAVELAAR, A.; OLPHEN, M. y DROST, Y. 1993.
F-Specific RNA bacteriophages are adecuate model
organisms for enteric viruses in fresh water. Appl.
Environ. Microbiol. Nº9. 59:2956-2962.
HAVELAAR, A. (1999) Bacteriophages as model
organisms in water treatment. Microbiol. Sci.
4:362-364.
HERNÁNDEZ, A.; ARIZA, M.; MARTÍN, M. y
RÍO, B. 2006. Detección e identificación de
bacteriófagos de bacterias del ácido láctico
mediante reacción en cadena de polimerasa múltiple
(multi-PCR) y sus aplicaciones. Patente
p200501522. España.
HSU, F.; SHIEH, S.; VANDUIN, J.;
BEEKWILDER, M. y SOBSEY. M. 1995.
Genotyping male – specific RNA coliphages by
hybridization with oligonucleotide probes. Appl.
Environ. Microbiol. 61:3960-3966.
HUSS, H. 1997. Aseguramiento de la calidad de los
productos pesqueros FAO. Nº334, Roma, 174p.
ISO (1995) ISO 10705-1:1995 Water quality –
Detection and enumeration of bacteriophages – Part
1: Enumeration of F – specific RNA
bacteriophages.
LEGUYADER, F.; APAIRE – MARCHAIS , V.;
BRILLET, J. y BILLAUDEL, A. 1993. Use of
genomic probes to detect hepatitis A virus and
enterovirus RNA in wild shellfish and relationship
of viral contamination to bacterial contamination.
Appl. Environ. Microbiol. 59: 3963-3968.
LEÓN-ZAPATA, A.; TREJOS, J.; CÁRDENAS, M.
y CAMPOS, C. 2007. Comportamiento de fagos
somáticos en mezclas de biosólidos y áridos
utilizados para la restauración ecológica de la
cantera Soratama (Bogotá). Universitas
Scientarium, Ed. Especial, Vol 12, 99-109.
ROMALDE, J. 2002. Implicaciones de la
contaminación viral de moluscos para la salud
pública. www.consumaseguridad .com. Junio, 27.
5p.
SONNENWIRTH, A. 1980. Collection and culture of
specimens and guides for bacterial identification. In
Gradwohl’s clinical laboratory methods and
diagnosis. Volume 2. Edited by Sonnenwirth and
Jarrett. USA. 201p.
TALLEDO, M.; GUTIÉRREZ, S.; MERINO, F. y
ROJAS, N. 1998. Detección, cuantificación y
caracterización morfológica de bacteriófagos
indicadores de Vibrio cholerae. Revista de
Biología. UNMSM. 5 (2): 90-97.