Práctica Nº02 Medicion De La Tasa De Respiración De Frutas 3q2i50

UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS TECNOLOGÍA POST COSECHA (TA-454)

PRÁCTICA Nº 02 “MEDICIÓN DE LA TASA DE RESPIRACIÓN DE FRUTAS” PROFESOR

:

M. Sc HUAMANÍ HUAMANÍ, Alberto L.

INTEGRANTES

:

ARANGO MENESES, Herminia. CHÁVEZ CANGANA, Vilma.

GRUPO

:

Lunes 8 – 11 a.m.

FECHA DE EJECUCIÓN:

20/04/2009

FECHA DE ENTREGA :

04/05/2009

AYACUCHO - PERU 2009

INTRODUCCIÓN La respiración es un proceso metabólico fundamental, tanto en el producto recolectado, como en cualquier producto vegetal vivo. Puede describirse como la degradación oxidativa de los productos más complejos normalmente presentes en las células, como el almidón, los azúcares y los ácidos orgánicos, a moléculas más simples, como el dióxido de carbono y el agua, con liberación de energía y otras moléculas que pueden ser utilizadas en las reacciones sintéticas acaecidas en las células. La respiración puede tener lugar en presencia d oxigeno (respiración aeróbica) o en ausencia (respiración anaeróbica; a veces, denominada fermentación) (WILLS RON et al., 1998). La respiración es un proceso bioquímico muy complejo que ocurre en todos los seres vivos, fundamentalmente involucra la conversión exotérmica de la energía potencial en energía cinética, pues en presencia de oxígeno los carbohidratos son completamente oxidados hasta anhídrido carbónico y agua con la producción de trifosfato de adenosina, que es la forma como las células almacenan la energía. Realizaron un trabajo relacionado con la maduración natural y utilizando diferentes fuentes de etileno para conocer los principales cambios que ocurren en los plátanos. Comprobaron el comportamiento climatérico de esta fruta e identificaron dos etapas durante la maduración. En la primera la fruta desarrolla lentamente sus características típicas hasta llegar a su madurez fisiológica. En la segunda, que corresponde al período final de maduración, la fruta desarrolla rápidamente el sabor, la textura y el aroma que contribuyen a su calidad comestible; también se aprecia un notable incremento en la producción de CO2 por el acelerado proceso respiratorio. Esto es de especial importancia para la determinación del calor de respiración, que no es constante, pues cambia con el desarrollo de la maduración ya que está asociado con las condiciones y tiempo de almacenamiento (COBA Y GUANOLUISA, 1988).

I.

OBJETIVO  II.

Medir la tasa de respiración de la fruta y/o hortalizas. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA

FISIOLOGÍA DE LA RESPIRACIÓN La velocidad a que respira un producto constituye un índice de la actividad metabólica de sus tejidos y es una guía útil para calcular cuánto puede durar su vida comercial. Si se sigue la actividad respiratoria de una fruta, a través del consumo de oxigeno o del desprendimiento del dióxido de carbono, por unidad de su tiempo a lo largo de su desarrollo, maduración fisiológica, maduración organoléptica y senescencia, se obtendrá una pauta respiratoria característica. La actividad respiratoria por unidad de peso es más alta en las fases previas a la maduración y declina luego progresivamente con la edad. Su actividad respiratoria del plátano aumenta de un modo muy acusado durante la maduración organoléptica. A este incremento de la actividad respiratoria se le denomina climaterio (WILLS RON et al., 1998). Mediante la respiración la fruta obtiene la energía necesaria para desarrollar una serie de procesos biológicos indispensables. El proceso respiratorio ocurre a expensas de las sustancias de reserva (azúcares, almidones, etc) las que son oxidadas, con el consiguiente consumo de oxigeno (O2) y producción de dióxido de carbono (CO2). En general, cuanto mayor es el ritmo respiratorio del producto, menor es su vida útil de almacenamiento. Al respecto, los cítricos, la piña y la papaya posee ritmos respiratorios bajos; en tanto que el del plátano es ligeramente mayor (CUADRO Nº1). Es conveniente, sin embargo, tener presente que la vida útil de la fruta en poscosecha depende de una serie de factores de los que el ritmo respiratorio es tan sólo uno de ellos. La respiración en las frutas depende de varios factores dentro de los cuales se pueden mencionar la especie, la variedad y el grado de maduración de la fruta, así como también la temperatura y la composición de los gases del ambiente que rodea a la fruta (ARIAS V., 2000). CUADRO Nº1. Ritmo respiratorio de algunas frutas tropicales. Adaptado de: (Kader, A.A., 1992). Rango de respiración a Ritmo de respiración Producto 5ºC (mg CO2/kg/h) Cítricos, papaya, piña, melón Bajo 5 -10 “Money Dew”, sandía. Moderado 10 – 20 Mango, melón reticulado, plátano. Alto 20 - 40 Palta (aguacate) CURVAS DE RESPIRACIÓN La intensidad respiratoria se registró de acuerdo con el método indicado por Akamine y Goo (1971). Luego de 24 horas desde el corte del racimo para el embarque y transporte hasta Ambato, aproximadamente 1 kg. de fruta se colocó en los recipientes de medida de la actividad respiratoria en el interior de cámaras estabilizadas a tres temperaturas, 20, 25 y 30±1ºC. Para realizar las medidas, el flujo de aire pasa a través de una solución 0,2N de NaOH contenida en un primer recipiente en la que se retiene al CO 2 del aire, continúa hasta el segundo recipiente que contiene la fruta, luego de lo cual pasa a

un tercer recipiente que contiene una solución 0,2N de NaOH titrisol en la cual el CO 2 producido diariamente por la fruta forma Na2CO3, que se titula con una solución estandarizada 0,2N de HCl. La ecuación de oxidación de glucosa a 25ºC y 1 atmósfera de presión corresponde a: C6H12O6 (sól.) + 6 O2 (gas) 6 CO2 (gas) + 6 H2O + energía (Líq.) H (25ºC) = - 2 815 832 [J/g mol de glucosa]

Figura Nº1. Cambios del calor de respiración durante la maduración de plátanos Cavendish. En la Figura Nº1 se presentan los cambios en el calor de respiración, registrados durante la maduración de dos variedades de bananos: Cavendish, conocido también como guineo Variedad o Catalán y Gross Michel, conocido también como guineo Seda a 20º, 25º y 30ºC. En las dos variedades se observa que el tiempo para alcanzar la madurez total aumenta conforme disminuye la temperatura, así a 20ºC la aparición del pico climatérico, de máxima actividad respiratoria, ocurre entre 26 a 27 días (COBA Y GUANOLUISA, 1988).

Figura Nº 1: Pauta respiratoria poscosecha del plátano RON et al., 1998).

(WILLS

Foto Nº1. Plátanos de seda lista para la comercialización. III. MATERIALES Y METODOS III.1 Reactivos  Solución de HCl 1N, que deshumidifica el aire sin retener el CO2.  Solución de NaOH 1N, que absorbe el CO2 presente en el aire.  Solución de NaOH, que absorbe el posible CO 2 residual no retirado en la solución anterior.  Solución de cloruro de bario al 3%.  Indicador de fenolftaleina.

III.2     III.3 

Materiales Bureta de 10mL Pipeta de 1,5, 10mL Matraz de 150mL Termómetro Equipo Sistema confeccionado de acuerdo a la figura.

El método de determinación de tasa de respiración basado en la capacidad de soluciones básicas reaccione con el CO2, reteniendo en la solución en forma de ion carbonato. En la Figura 1, tenemos el esquema general de equipamiento utilizado para la determinación de tasa de respiración del producto. En este sistema, el aire del ambiente pasa por un tubo conteniendo lana de vidrio embebido en la solución de NaOH 1N y es posteriormente burbujeado en una solución de NaOH 1N, para retirar el CO2 presente. El aire, exento de CO 2, percola por los productos (2Kg), mantenidos dentro de un desecador de 10L, mantenidos en el interior de una cámara a 10°C. El aire tiene por el fondo del desecador y es retirado por la parte superior. El aire aspirado del desecador conteniendo CO2 y vapor de agua, provenientes de la respiración y transpiración del producto, es burbujeado en una serie de tubos conteniendo. III.4

Procedimiento

El procedimiento utilizado para la determinación de tasa de respiración será el siguiente: a. Standarizar las soluciones de NaOH y adicione un volumen de 150mL en los tubos por los cuales el aire pasa. b. Pesado de los frutos y su distribución en el desecador. c. Puesta en operación de la bomba de vacío con el registro del periodo. d. Después de aproximadamente 24 horas retirar alícuota de 1mL de los tubos conteniendo soluciones de NaOH y pipetear en frascos erlemeyer con 10mL de una solución de cloruro de bario al 3%, (por duplicado). Como la reacción de CO 2 con

NaOH es reversible, la función del cloruro de bario es formar carbonato de bario, que precipitará, evitando así la salida de CO2. e. Adicionar dos gotas de indicador de fenolftaleína en el frasco de erlenmeyer y la alícuotas titular con una solución previamente valorada de HCl 0.1N hasta el punto de viraje. f. Con el volumen gastado de HCL determinar, a través de un calculo estequiométrico, la masa de CO2 liberada por el producto después de 24horas. El resultado expresar en mg de CO2 / kg de producto calculado de la siguiente forma:

Donde: Mco2 =Masa de gas carbónico (mg CO2) NHCl =Normalidad del HCl utilizado en la titulación de la alícuota. Vtubo = Volumen del NaOH restante en el tubo de donde se retiró la alícuota (mL) V HCl. Fn = volumen de HCl gastado en la titulación de la alícuota retirada en el tiempo anterior (mL). V HCl. Fn +1 = volumen de HCl gastado en la titulación de la alícuota retirada en el día (mL). t = tiempo entre la última retirada de alícuota y la del día (h). Mfrutos= Masa de los frutos colocados en el desecador (kg). Todo el dispositivo será mantenido serrado, no permitiendo fugas. Evaluaciones de fuga y capacidad de retención de CO2 serán realizadas clocando un bequer conteniendo una masa conocida (balanzas analíticas) de CaCO 3 (0.5g), previamente secada en una estufa a 105ºC por 2 horas, en el interior del desecador. Todo el sistema será sellado por 2 horas para retirar el CO2 residual presente.

IV.

RESULTADOS CUADRO Nº2. Resultados experimentales de la tasa de respiración del plátano. GASTO DE VOLUMEN GASTO DE VOLUMEN TIEMPO (horas) (VHCl tubo 1) en mL (VHCl tubo 2) en mL 0 24.40 39.3 42.1 71.90 37.0 39.8 119.1 35.0 37.0 143.42 34.2 34.0 CUADRO Nº 3. Resultados tasa de respiración del plátano seda. La tasa respiratoria(mg Tiempo (Horas) M CO2 (mg) CO2/kg/h) a 20ºC 47.5 1497.6 219.4045 47.33 1537.36 226.0384 24.32 1210.44 346.3562 CUADRO Nº4. Comparación entre el valor experimental y teórico de la tasa de respiración del plátano. Rango de respiración a La tasa respiratoria PRODUCTO 5ºC (mg CO2/kg/h) (mg CO2/kg/h) a 20ºC (Kader, A.A., 1992). (experimental) Plátano 10 – 20 263.93

V.

VI.

DISCUSIONES 

WILLS RON et al., (1998) menciona que la guía útil para calcular cuánto puede durar su vida comercial de la fruta depende de la velocidad o tasa de respiración. Si se sigue la actividad respiratoria de una fruta, a través del consumo de oxigeno o del desprendimiento del dióxido de carbono, por unidad de su tiempo a lo largo de su desarrollo, maduración fisiológica, maduración organoléptica y senescencia, se obtendrá una pauta respiratoria característica. Y el producto a experimentarse en el laboratorio, en este caso el plátano de seda, se encontraba en una etapa de madurez fisiológica que presentaba un color verde y textura compacta, como se puede apreciar en el foto Nº1 del anexo; y posteriormente a medida que se analizaba la actividad respiratoria del plátano aumentaba de un modo muy acusado durante la maduración organoléptica. A este incremento de la actividad respiratoria se le denomina climaterio, al final del ensayo resultó que el color de la piel fue marrón, olor a fermento y la textura muy débil, esto se debe a que el producto ya terminó la etapa de respiración y entró a la senescencia. Y obviamente con este ensayo se pudo lograr obtener la tasa de respiración por el periodo de tiempo, donde estos valores podemos observar en el CUADRO Nº3 y así saber la durabilidad de vida comercial del plátano.



ARIAS V., (2000) define que la respiración en las frutas depende de varios factores dentro de los cuales se pueden mencionar la especie, la variedad y el grado de maduración de la fruta, así como también la temperatura y la composición de los gases del ambiente que rodea a la fruta, efectivamente en la parte experimental los resultados de la tasa de respiración del plátano es relativamente alto al valor teórico mencionada por KADER, A.A., (1992), estos valores comparativos podemos apreciar en el CUADRO Nº4, las diferencias se deben a los factores mencionados anteriormente, entre los cuales el factor resaltante que más interviene es la temperatura a la cual se sometió el producto.



La curva de respiración que presenta la fig.Nº1, nos muestra un promedio aproximado de 10 días de vida útil del plátano, sometidos a una temperatura de almacenamiento de 15ºC, en la práctica la curva experimental nos indica que el producto tiene una durabilidad de una semana aproximadamente, esto se debe a que la fruta analizada fue sometida a un tratamiento previo para su maduración, además la temperatura a la cual fue sometida dicho fruto es de 20ºC, razones por la cual nos da resultados de que el tiempo de vida útil del producto es inferior al valor reportado por (WILLS RON et al., 1998).

CONCLUSIONES 

Se pudo lograr la medida de la tasa de respiración de la fruta (plátano de seda), donde la tasa de respiración cambia durante la maduración, alcanzando los valores máximos en la madurez total y disminuyendo con el envejecimiento del producto.

VII. BIBLIOGRAFÍA  ARIAS VELAZQUEZ C., 2000. “Manual de manejo postcosecha de frutas tropicales (papaya, piña, plátano, cítricos)” FAO. Pág. 1-3.  ALVARADO, J. de D. 1996. “Principios de Ingeniería Aplicados a Alimentos”. OEA-PRCTD. Quito, Ecuador.  COBA, O. Y GUANOLUISA, M. 1988. “Maduración Artificial de Bananos Cavendish y Gross Michel Utilizando Compuestos de Etileno”. Tesis de Ingeniero en Alimentos. Universidad Técnica de Ambato. Ecuador. FCIAL.  WILLS RON et al., 1998. “introducción a la fisiología y manipulación poscosecha de frutas, hortalizas y plantas ornamentales” Ed. ACRIBIA, S.A. 2ª edición, ZARAGOZA (España). Pág. 33-35.

ANEXO Cálculo 1:

Cálculo 2:

Cálculo 3:

FOTO Nº2. La muestra (plátano de seda) a experimentarse para la tasa respiratoria.

FOTO Nº3. El equipo para medición de la tasa respiratoria de las frutas.

FOTO Nº4. La muestra colocada dentro del equipo.

FOTO Nº5. El experimento puesta en marcha.