Informe 5k6a4d

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO SEDE - HUAMACHUCO

PRACTICA 1: CONSERVCION POR AGENTES QUIMICOS I.

INTRODUCCION La conservación de los alimentos como medio para prevenir periodos de escasez y expandir el tiempo de consumo de estos ha sido una de las preocupaciones de la humanidad. La experiencia ha demostrado, a lo largo de la historia, que existen muy pocos sistemas confiables para mantener en buen estado los alimentos. La industria alimentaria dejo de ser artesanal para tecnificarse, evolucionando para incorporar métodos de producción y tecnología avanzada, en respuesta a un cambio a las necesidades del consumidor. El ritmo de vida de las sociedades modernas ha cambiado los patrones de consumo de alimentos con el aumento en la incidencia de enfermedades cardiovasculares y diabetes. Para contrarrestar estos problemas se recomienda el consumo de frutas y verduras, sin embargo su preparación involucra tiempo por lo que es necesario utilizar tecnología o sustancias para aumentar la vida útil de los frutos y verduras. Sin embargo, son productos muy perecederos debido al daño físico del corte y se requiere de tecnologías para alargar la vida de anaquel, también es necesario contar con herramientas para generar información precisa acerca de los cambios en la calidad. La alteración del color de los productos hortofrutícolas está fundamentalmente relacionada con el pardeamiento enzimático, siendo éste uno de los principales factores que limitan la vida útil de los productos mínimamente procesados. El rápido oscurecimiento de muchas frutas y verduras como manzanas, peras, aguacates, berenjenas es un problema con frecuencia al que se encuentra la tecnología de alimentos. Las reacciones enzimáticas en vegetales mínimamente procesados producen alteraciones sensoriales tales como mal olor, pérdida de firmeza y decoloración. El pardeamiento enzimático de la fruta se debe bien a procesos fisiológicos que tiene lugar durante la maduración, a procesos asociados a la recolección, o bien a tratamientos tecnológicos de post-recolección. Durante la última década el interés en el estudio de alimentos, se ha incrementado considerablemente, especialmente por parte de los nutriólogos, epidemiólogos, y productores de alimentos. El punto central de este trabajo lo constituye la enzima polifenoloxidasa responsable del pardeamiento de los alimentos tales como frutas, vegetales y hortalizas. En este trabajo se trata de explicar la acción de la enzima polifenoloxidasa en los alimentos, así mismo el efecto que propicia, los métodos que existen para inhibir la polifenoloxidasa y la determinación los sustratos que intervienen en cada reacción

II.

OBJETIVOS  Verificar el efecto de algunos agentes químicos en la conservación de productos agroindustriales.  Verificar el efecto del pH en la conservación de productos agroindustriales.  Determinar el tiempo óptimo de inmersión en solución con agentes químicos.

III.

FUNDAMENTO

FENÓMENO DE OSCURECIMIENTO EN LOS ALIMENTOS Las frutas y los vegetales están constituidas por tejidos biológicamente activos y por tanto contienen una gran cantidad de enzimas. Después de la recolección los frutos, en general continúan con su actividad respiratoria, lo que produce intensos cambios durante su almacenamiento; de hecho , estos alimentos se pueden conservar mucho tiempo al almacenarlos en cámaras con una atmosfera controlada, con lo cual se regula su velocidad de respiración al igual que muchos de sus procesos bioquímicos; un control adecuado de la temperatura y humedad en las cámaras de almacenamiento aumenta enormemente la vida de anaquel de las frutas. A pesar que las peroxidasas están ampliamente distribuidas en el reino vegetal, su papel en el pardeamiento enzimático de frutos y vegetales esta todavía bajo discusión, debido a que el nivel de agua interno en las plantas limita la actividad peroxidasa. Este pardeamiento produce cambios importantes tanto en la apariencia (colores oscuros) como en las propiedades organolépticas (sabor, textura) de frutas y hortalizas, además de ir asociado al desprendimiento de olores y efectos negativos sobre el valor nutricional. Las reacciones de oxidación que provocan el pardeamiento en frutas y vegetales son de origen enzimático y están catalizadas principalmente por la enzima polifenoloxidasa ,siendo su actividad particularmente alta en aquellos frutos y hortalizas que contiene niveles altos de compuestos polifenólicos. En el procesamiento de alimentos la oxidación suele ser una actividad dañina en las frutas y vegetales, pues entran en o con el aire catalizando la oxidación de los compuestos fenólicos naturales o sus correspondientes quinonas, y estás evolucionan de forma espontánea hacia diferentes pigmentos que producen el pardeamiento de las frutas, provocando un aspecto desagradable frente al consumidor y considerables pérdidas económicas. En la degradación de estos compuestos fenólicos, participan dos enzimas que son muy relevantes en términos de calidad de frutos y hortalizas, por la formación de melaninas que oscurecen los frutos. Estas enzimas son la polifenoloxidasa y la peroxidasa. A pesar que las peroxidasas están ampliamente distribuidas en el reino vegetal, su papel en el pardeamiento enzimático de frutos y vegetales esta todavía bajo discusión, debido a que el nivel de agua interno en las plantas limita la actividad peroxidasa. Se ha propuesto que la polifenoloxidasa puede actuar como promotor de la peroxidasa puesto que en las reacciones de oxidación de compuestos fenólicos se genera el grupo oxhidrilo (H2O2). El estado antioxidante de diferentes frutos y hortalizas puede crecer por la oxidación directa de estos en presencia de polifenoloxidasa y peroxidasa. Sin embargo, la principal enzima responsable del pardeamiento enzimático es la polifenoloxidasa aunque no debe ser excluido un posible efecto sinérgico entre polifenoloxidasa y peroxidasa. PARDEAMIENTO NO ENZIMÁTICO La formación de pigmentos oscuros en los alimentos durante el procesamiento y almacenado es un fenómeno muy común. Este tema es de interés primordial, ya que no solo involucra el color y el aspecto del alimento sino que también su sabor y su valor nutritivo. En ciertos casos como la manufactura de malta y de jarabe de arce, o el tostado del café, el cacao o las nueces, el tostado de cereales, o el horneado de pan, la producción de color oscuro y los cambios del sabor que le acompañan son deseables. Sin embargo como regla general, para productos alimenticios es una señal distinta de su deterioro. El pardeamiento más que cualquier otra alteración, es un motivo de la muerte comercial de muchos alimentos, y el factor limitante más importante de su vida útil en la estantería. A pesar que los resultados finales son los mismos, las reacciones que conducen al pardeamiento son extremadamente variadas y complejas. Algunas son catalizadas por enzimas que implican reacciones oxidativas en la participación de compuestos fenólicos y esta conocida como pardeamiento enzimático, la cual será descrita más adelante. Por el momento, hablaremos de las reacciones de pardeamiento no enzimático. Generalmente, el pardeamiento no enzimático es el resultado de reacciones originadas por las condensaciones entre compuestos carbonilos de los carbohidratos y

aminados de las proteínas; o por la degradación de compuestos con dobles enlaces conjugados a grupos carbonilo. Estas reacciones conducen a la formación de polímeros oscuros que en algunos casos pueden ser deseables (aromas cárnicos sintéticos), pero que en la mayoría de los casos conllevan alteraciones organolépticas y pérdidas del valor nutritivo de los alimentos afectados. A pesar de que muchos aspectos de estos fenómenos no han sido elucidados por completo, se presume que el pardeamiento no enzimático se produce a través de tres mecanismos diferentes:  Reacción de Maillard.  Oxidación del ácido ascórbico.  Caramelización de azucares. PARDEAMIENTO ENZIMATICO El rápido pardeamiento de alimentos y de muchas frutas y verduras como manzana, plátano, aguacates, papas y berenjenas, es un problema al que se enfrenta la tecnología de alimentos. A diferencia de los varios tipos de pardeamiento no enzimático mencionados anteriormente, este tipo de coloración es muy rápida, el cual requiere el o del tejido con el oxígeno y se reconoce como catalizado por enzimas y ocurre solamente en tejidos vegetales. El nombre que recibe este fenómeno es el de pardeamiento enzimático que con frecuencia, se considera como un proceso de deterioro perjudicial que debe de prevenirse. Por otra parte, este fenómeno se relaciona también con la síntesis “in vitro” de pigmentos obscuros de melanina en la piel y el cabello. El reconocimiento de la naturaleza enzimática de este tipo de pardeamiento en ciertos frutos debería de atribuirse probablemente a Lindet, en 1995. Sin embargo, fue Onslow quien demostró, en 1920, que el pardeamiento enzimático de los tejidos vegetales en o con el aire se debe a la presencia de derivados del odihidroxifenol, como el catecol, el ácido protocatecuico y el ácido cafeico, así como de ésteres del ácido hidroxigálico con el ácido cafeico, como el ácido clorogénico, que se encuentra difundido en muchos frutos, y especialmente en las papas y plátanos. 6.1 Mecanismo general La etapa inicial del pardeamiento enzimático es la oxidación catalizada por enzimas, de los derivados del catecol para dar las o-quinonas correspondientes. Las enzimas involucradas se denominan polifenoloxidasa, catecolasas o polifenolasas.

POLIFENOLOXIDASAS Las polifenoloxidasas son enzimas que catalizan una reacción que transforma odifenoles en o-quinonas. Las o-quinonas son muy reactivas y atacan a una gran variedad de componentes celulares, favoreciendo la formación de polímeros negromarrón. Estos polímeros son los responsables del oscurecimiento de tejidos vegetales cuando se dañan físicamente. Esto se observa fácilmente en plátanos o papas, que tienen altos niveles de polifenoloxidasas. Cuando la célula se encuentra sana e intacta, las polifenoloxidasas y sus sustratos, los fenoles, se encuentran en compartimientos separados (cloroplastos y vacuolas, respectivamente). Sin embargo, cuando la célula se desorganiza al envejecer, o como resultado de daño físico o infeccioso, las enzimas y sustratos se juntan y sucede la reacción descrita. El oscurecimiento producido por estas enzimas causa grandes pérdidas a la industria agropecuaria. Por esto, el contenido de polifenoloxidasas, y su

nivel de actividad son muy importantes para determinar la calidad de frutos y vegetales

IV.

MATERIALES Y METODOS IV.1 Materiales  Muestra  Frutas , hortalizas  Materiales  Vasos de precipitación de 250Ml  Balanza semianalitica  Placas de vidrio  Cronometro  Cuchillo  Baldes  Extractor  Tabla de picar  Reactivos  Agua  Ácido cítrico  Bisulfito de sodio  Cloruro de sodio  Ácido ascórbico IV.2 Metodología  Efecto de Bisulfito de sodio en el control del Pardeamiento Enzimático  0Lavar y acondicionar una fruta con pulpa de color claro: manzana  Extraer 5 porciones de 100mL de pulpa de fruta  Adicionar : 0.001, 0.003, 0.005, 0.008, 0.1%(p/v) de bisulfito de sodio a cada una de las porciones respectivamente  Disolver el bisulfito por agitación y dejar reposar 5 minutos  Graficar IP vs %de Bisulfito de Sodio  Determinación del tiempo óptimo de inmersión  Cortar la papa en rodajas y colocarlas en 4 soluciones distintas: Bisulfito de sodio (0.1%p/v), ácido cítrico (1%p/v), NaCl(2%p/v) y agua  Dejar como testigo una rodaja al medio ambiente  Retirar cada 30 segundos y evaluar el tiempo de inmersion donde no se produce pigmentación alguna  Observar el cambio de color según la escala arbitraria de IP, graficar IP vs . tiempo V.

RESULATDOS Y DISCUCIONES

Tabla 1: pardeamiento enzimatico de la Manzana MUESTRA

N° VASO

[]Bisulfuto de Na(%p/v)

MANZANA

1 2 3 4 5 6

0 0.01 0.03 0.05 0.08 0.1

I P 3 3 0 0 0 0

 Las reacciones de oxidación que provocan el pardeamiento en frutas y vegetales son de origen enzimático y están catalizadas principalmente por la enzima polifenoloxidasa ,siendo su actividad particularmente alta en aquellos frutos y hortalizas que contiene niveles altos de compuestos polifenólicos.

 En los vasos nuemro 1y 2 el pardeamiento enzimático está en un nivel más avanzado, esto se debe a la baja concentración de bisulfito de sodio.  En los vasos número 3, 4,5y 6 no se presenta pardeamiento enzimático debido a que se aplicó bisulfito de sodio en más concentración. Entonces podemos agregar bisulfito de sodio en la preparación de jugos y así evitar el pardeamiento enzimático. Tabla 2: Pardeamiento enzimatico de la Papa MUESTRA N° VASO []Bisulfuto de Na(%p/v) 1 0 2 0.01 3 0.03 PAPA 4 0.05 5 0.08 6 0.1

IP 7 5 3 3 3 0

 Generalmente, el pardeamiento no enzimático es el resultado de reacciones originadas por las condensaciones entre compuestos carbonilos de los carbohidratos y aminados de las proteínas; o por la degradación de compuestos con dobles enlaces conjugados a grupos carbonilo.  El pardeamiento enzimático (PE) está relacionado con la actividad de la enzima polifenol oxidasa (PPO) que cataliza la oxidación a diferentes compuestos fenólicos, con la consecuente transformación a pigmentos oscuros no deseables para la calidad industrial. En este caso en el primer vaso no se agregó bisulfito de sodio por lo cual fue la muestra en la que más pardiamiento se observó.

 En el vaso dos se le adiciono bisulfito de sodio a una concentración de 0.01%, en la cual se obtuvo un pardeamiento de color marrón claro.  En los otros vasos 3,4 y 5 el pardeamiento es de un color ligeramente pardo, esto se debe a mayor concentración de bisulfito de sodio.  A una concentración de 0.1 el bisulfito de sodio inhibe el pardiamiento enzimático manteniéndose el producto casi similar al producto fresco.

MUESTRA MANZANA

[]Bisulfuto de Na(%p/v) 0.05%

TIEMPO 5

IP 2

10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60



2 2 1 1 0 0 0 0 0 0 0

Esta es una de las prácticas más importantes debido a que no solo aprendimos sobre los conocimientos básicos de pardeamiento enzimático de algunas frutas sino que también podemos definir que esta es una reacción de oxidación por acción del oxígeno contenido en el aire en combinación con los compuestos químicos de la fruta y el pardeamiento será mayor al aumentar el daño en la estructura de la manzana ya que esta ayudara a que los compuestos fenólicos que quedan expuestos en dicha estructura se oxiden a quinonas con la ayuda del oxígeno.

 Con respecto al tiempo y la concentración de bisulfito, los resultados obtenidos nos indican que mientras la muestra este por más tiempo en la disolución su pardeamiento será menor, para este caso de la manzana desde 30 segundos en adelante la muestra no sufrió pardeamiento enzimático; se conservó casi como en su estado fresco.

MUESTRA PAPA

[]Bisulfuto de Na(%p/v) 0.05%

TIEMPO 5 10 15

IP 5 5 6

20 25 30 35 40 45 50 55 60

6 7 6 6 7 5 5 3 3

 Para el caso de la papa con respecto al tiempo y a una sola concentración de bisulfito de sodio de 0.05% los resultados obtenidos se presentan de distintos niveles de pardeamiento, obteniendo con más intensidad en los tiempos de 25 y 40 segundos. MUESTRA

[]Bisulfuto de Na(%p/v)

MANZANA

0.05%

MUESTRA

[]Bisulfuto de Na(%p/v)

PAPA

0.05%

TIEMPO 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

IP 3 2 2 3 6 2 2 1 1 2 1 1

tiempo 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60

IP 8 8 8 8 8 9 8 9 9 7 8 8

Tabla 2: pardeamiento enzimatico de la Papa MUESTRA

[]Bisulfuto de Na(%p/v)

MANZANA

0 0.01 0.03 0.05 0.08 0.1

IP 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

VI.

I P 7 0 0 3 3 3

COLOR Similar al producto fresco

Ligeramente pardo Color pardo Pardo intenso Color negro Color negro intenso

CONCLUSIONES  El proceso de pardeamiento enzimático se dio gracias la enzima polifenol oxidasa la cual oxida a los compuestos fenólicos presentes en las frutas en presencia del oxígeno a quinonas el cual se nota en la papa y tambien en la manzana, porque toma un color café oscuro y este sigue aumentando con el tiempo.  Determinamos como disminuir el pardeamiento enzimático en las frutas utilizadas en esta práctica.  Mediante un control de tiempo identificamos la velocidad de pardeamiento la cual es más veloz en la papa puesto que hay mayor cantidad de compuestos fenólicos ocasionando que la enzima actúe rápidamente.  Se estableció que aditivos podemos utilizar en la industria de los alimentos para que no haya pardeamiento y se conoció las cantidades permitidas por la normatividad vigente.

VII.

RECOMENDACIONES

 se recomienda utilizar el bisulfito de sodio en proporciones adecuadas; sabiendo que si se utiliza en cantidades mayores podría ser toxico para la salud del consumidor.  VIII. BIBLIOGRAFIA  Infostat, 2008. Infostat versión 2008. Manual del . Grupo Infostat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba. Primera Edición. Editorial Brujas, Argentina.  Milbourne, D., Meyer R., Bradshaw, J.E., Baird, E., Bonar, N., Provan, J., Powell, W., Waugh, R. 1997. Comparison of PCR based marker systems for the analysis of genetic relationships in cultivated potato. Molecular Breeding 3: 127-136.  MDE® Gel Solutions. 2003. Protocols for SS and Heteroduplex Analyses. Cambrex Bio Science Rockland, Inc. En: Http: //www.cambrex.com/bioproductos.htm, 8 p. Consulta Marzo 2010.  Thygesen, P., Dry, I., Robinson, S. 1995. Polyphenol oxidase in potato. A multigene family that exhibits differential expression patterns. Plant Physiology 109:525-531 

IX.

ANEXOS