Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha Vol.19 Nº2

VOLUMEN 19 NÚMERO 2

COMITÉ EDITORIAL DE LA REVISTA IBEROAMERICANA DE TECNOLOGÍA POSTCOSECHA Dr. Reginaldo Báez Sañudo Coordinador Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Carretera a La Victoria Km. 0.6; Hermosillo, Sonora. México. e-mail: rbaez@ciad.mx; rebasa@hmo.megared.net.mx Dr. Víctor Escalona Contreras Presidente AITEP Centro de Estudios Postcosecha-Facultad de Ciencias Agronómicas Universidad de Chile Santiago-Chile e-mail: vescalona@uchile.cl MSc. María José Andrade Cuvi Universidad Tecnológica Equinoccial (Ecuador) Quito, Ecuador e-mail: acmj2221@ute.edu.ec

Dr. Luis Luchsinger Lagos Universidad de Chile (Chile) Santiago de Chile, Chile e-mail: lluchsin@uchile.cl

Dra. Alma Centurión Yah Instituto Tecnológico de Mérida Mérida, Yucatán (México) e-mail: almacy@uxmal.itmerida.mx

M.C. Carlos Demerutis Peña Universidad EARTH (Costa Rica) San José de Costa Rica. Costa Rica. e-mail: cdemerut@earth.ac.cr

Dr. Francisco Artés Calero Universidad Politécnica de Cartagena Cartagena, Murcia. España e-mail: fr.artes@upct.es

Dr. Crescenciano Saucedo Velóz Colegio de Postgraduados (México) Texcoco, Estado de México. México e-mail: sauveloz@colpos.mx

Dr. Ricardo Kluge Dep. Ciências Biológicas ESALQ/USP, Piracicaba, SP. (Brasil) e-mail: rakluge@usp.br

Dr. Jorge A. Osuna García Instituto Nacional de Investigaciones Forestales y Agropecuarias (México) Tepic, Nayarit. México e-mail: josunaga@hotmail.com

Dr. Ricardo Elesbão Alves Empresa Brasileira de Pesquisa Agropecuaria (Brasil) Fortaleza, Ceará. Brasil e-mail: elesbao@cnpat.embrapa.br

ISSN: 1665-0204

Dr. Juan Saavedra del Aguila Universidade Federal do Pampa (UNIPAMPA) Campus Itaqui (Brasil) e-mail: juanaguila@unipampa.edu.br

Revista Indizada en: RedAlyc, (www.redalyc.org) Latindex (www.latindex.org) y CAB Abstracts International and/or Global Health database (www.cabi.org)

Índice

CONTENIDO (VOLUMEN 19 No. 2) Páginas

Generales Propiedades nutrimentales del camote (Ipomoea batatas l.) y sus beneficios en la salud humana. Adria Renee Vidal, Alejandra Linaloe Zaucedo-Zuñiga, Margarita de Lorena Ramos-García Nutrimental properties of the sweet potato (Ipomoea batatas l.) and its benefits in human health Determinación de polifenoles en frutas con vitamina C incorporada: Metodología para mejorar la especificidad del ensayo de Folin-Ciocalteu. Juan D. Cortez, María A. Faicán, María E. Pirovani, Andrea M. Piagentini Determination of polyphenols in fruits added with vitamin C: Methodology to improve the specificity of the Folin-Ciocalteu test Reportes Frutas Caracterização de umbu (Spondia tuberosa) durante seu desenvolvimento Clarismar de Oliveira Campos, Tassia do Vale Cardoso Lopes, Gean Charles Monteiro, Giuseppina Pace Pereira Lima Development of the umbu fruit (Spondia tuberosa) and its chemical correlations

132-146

147-158

159-166

Efecto del tratamiento con ozono gaseoso sobre la calidad fisicoquímica y capacidad antioxidante de naranjilla (Solanum quitoense Lam). Andrade-Cuvi, Maria Jose, Guijarro-Fuertes, Michelle, Jara-Gómez, Samantha, Narváez-López, Pamela, Moreno-Guerrero, Carlota, Concellón, Analía Effect of treatments with gaseous ozone on the physicochemical quality and antioxidant capacity in naranjilla (Solanum quitoense Lam).

167-182

Cambios en la calidad y componentes cuticulares en frutos de limón mexicano tratados con AG3 y 1-MCP Froylan Rodríguez Novoa, Crescenciano Saucedo Veloz, Daniela Saucedo Reyes y Alejandro Berrospe Ochoa Changes in quality and cuticle components in mexican lemon fruits treated with AG3 and 1MCP

183-189

Calidad y vida de anaquel de mango (Mangifera indica L.) tratado con 1-MCP y recubrimiento comestible. García-Robles Jesús Manuel, Mercado-Ruiz Jorge Nemesio y Báez-Sañudo Reginaldo Quality and shelf life of mango fruits (Mangifera indica L.) treated with 1-MCP and edible coating

190-200

Reportes Procesamiento Impregnación por vacío: Impacto de las variables tecnológicas para la obtención de manzanas mínimamente procesadas María Auxiliadora Faicán; Juan Diego Cortez; Andrea Marcela Piagentini y María Élida Pirovani Vacuum impregnation: Impact of technological variables to obtain minimally processed apples

Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol. 19(2)-2018

201-209

I

Índice

Evolução da coloração de frutos e geleias de amora-preta ao longo do período de armazenamento Angela Vacaro de Souza, Marcos Ribeiro da Silva Vieira, Rogério Lopes Vieites Evolution of coloration of blackberry fruit and jellies over the storage period

210-217

Sistema modelo experimental para evaluar la influencia del estrés osmótico en Rúcula, a través de propiedades superficiales de protoplastos. Sain, P., Rodríguez, S. del C., Disalvo, A. Experimental model system to evaluate the influence of osmotic stress on Arugula, through surface properties of protoplasts

218-230

Performance of coated Peanuts seeds during storage Raphaela Maceió da Silva, Francisco Assis Cardoso Almeida, Bruno Adelino Melo, Acácio Figueiredo Neto, Josivanda Palmeira Gomes Desempenho de sementes de Amendoim peliculizadas durante a armazenagem

231-238

Calidad organoléptica, métodos de beneficio y cultivares de café robusta (Coffea canephora Pierre ex Froehner) en la amazonía del Ecuador Luis Alberto Duicela Guambi; Jairo Andrade Moreano; Diana Sofía Farfán Talledo; Sofía del Rocío Velásquez Cedeño Organoleptic quality, methods of benefit and cultivars of robust coffee (Coffea canephora pierre ex froehner) in the amazon of Ecuador

239-253

Optimización de las mezclas de harinas de calabacita, maíz y amaranto para la elaboración de tallarines libres de gluten. Velasco-Rodríguez C., Valenzuela Meléndrez M., Martínez Núñez Y., Robles- Ozuna L.E., IslasRubio A.R., y Montoya-Ballesteros L.C. Optimization of the flour mixtures of zucchini, corn, and amaranth to prepare gluten-free noodles.

254-266

Utilización de harina de sorgo tratada térmicamente como una alternativa en la sustitución de harina de trigo en panificación Francisco Vásquez Lara, Daniel Soto Padilla, Diana Laura Cordero Fernández, María del Carmen Granados Nevárez, Alma Rosa Islas Rubio, Samuel Verdú Amat, Raúl Grau Meló, José Manuel Barat Baviera. Use of heat treated sorghum flour as an alternative in the substitution of wheat flour in breadmaking

267-280

Sustitución parcial de harina de trigo (triticum aestivum) con harinas de vaina de Mezquite (prosopis spp.) para panificación Francisco Laborín Escalante, Nina G. Heredia Sandoval, María C. Granados Nevárez, Francisco Vásquez Lara, Ana M. Calderón de la Barca, Alma R. Islas Rubio. Partial replacement of wheat flour (triticum aestivum) with flours of mesquite pods (prosopis spp.) for breadmaking

281-293

Políticas de Publicación de la Revista y Guía para Autores

II

Rev. Iber. Tecnología Postcosecha Vol. 19(2)-2018

Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Presentación Escalona Contreras, Víctor Presentación Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541015

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Presentación

Presentación Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541015 Víctor Escalona Contreras * Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., Chile vescalona@uchile.cl

Estimados colegas y asociados en esta ocasión ponemos a vuestra consideración el volumen 19, número 2 que pueden consultar a través de la página http://www.redalyc.org con quien hemos establecido el compromiso de usar su portal electrónico como nuestra plataforma, que bajo el esquema XML-JATS podrán bajar los artículos en diferentes formatos. El Dr. Renar Joao Bender continúa haciendo un esfuerzo enorme en la organización de nuestro X congreso Iberoamericano de Tecnología Postcosecha y Agroexportaciones del 1 al 5 de abril de 2019 en Bento Gonçalves, Brasil. Solicitamos el apoyo de todos los agremiados y colegas para hacer de esta reunión un evento relevante para la región. Toda la información referente a este evento la podrán consultar en la página http://w ww.foodloss2019.com. Espero que todos hagamos el mayor de los esfuerzos para participar. Nuestro congreso se llevará a cabo de manera simultánea con la reunión de pérdidas postcosecha en América Latina y III Congreso de Procesamiento Mínimo y Postcosecha de frutas, flores y hortalizas; Continuará siendo nuestro objetivo, el dar a conocer los avances desarrollados en fisiología y tecnología de postcosecha de productos hortofrutícolas y la interacción entre líneas de trabajo de todos los colegas y estudiantes de Iberoamérica. Este volumen 19 número 2 contempla la publicación de 14 excelentes trabajos realizados en los diferentes países agremiados en nuestra asociación. INVITAMOS a todos los colegas a enviar sus trabajos para su publicación y mantener la constancia de nuestra revista como hasta la fecha la hemos logrado. Seguimos esperando las glosas de hojas de vida o curriculums de los y las colegas iberoamericanos para hacer realidad la construcción de la Red Iberoamericana que hoy más que nunca nos puede generar beneficios incalculables a todos los miembros de esta Asociación.y sus contribuciones a través de un servidor y su participación en todas las actividades de la AITEP. Se incluye la guía de autores y pueden enviar sus escritos al Dr. Reginaldo Báez-Sañudo; Cerrada de Montebello No. 47, Residencial Montebello; Hermosillo, 83249, Sonora. México. Tel/Fax (+52) (662) 2-89-24-21; e-mail: rebasa@hmo.megared.net.mx; reginaldo.baez@gest-agro.com; rbaez@ciad.mx. Reciban un afectuoso saludo. Dr. Víctor Escalona Contreras Presidente de AITEP Diciembre del 2018

Notas de autor *

Dr. Víctor Escalona Contreras, Presidente de AITEP, Diciembre del 2018. vescalona@uchile.cl PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Propiedades nutrimentales del camote (Ipomoea batatas L.) y sus beneficios en la salud humana Vidal, Adria Renee; Zaucedo-Zuñiga, Alejandra Linaloe; Ramos-García, Margarita de Lorena Propiedades nutrimentales del camote (Ipomoea batatas L.) y sus beneficios en la salud humana Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541001

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Generales

Propiedades nutrimentales del camote (Ipomoea batatas L.) y sus beneficios en la salud humana Nutrimental properties of the sweet potato (Ipomoea batatas L.) and its benefits in human health Adria Renee Vidal 1 Universidad Autónoma del Estado de Morelos, México adriareneevidal@gmail.com

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541001

Alejandra Linaloe Zaucedo-Zuñiga 2 Universidad Autónoma del Estado de Morelos, México alelina_sz@hotmail.com Margarita de Lorena Ramos-García 3 Universidad Autónoma del Estado de Morelos, México margarita.ramosg@uaem.edu.mx

Recepción: 09 Octubre 2018 Aprobación: 14 Noviembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: El camote es un vegetal de interés en la actualidad, debido a que es considerado un alimento funcional por su composición nutrimental y bajos costos de producción en el país. Sus aplicaciones en la industria a nivel mundial son cada vez mayores, siendo utilizado como complemento o sustituto en la elaboración de productos alimenticios. El camote es una planta perene que se desarrolla bajo el suelo y posee estructuras vegetativas comestibles de alto valor nutritivo. Es un tubérculo que contiene agua, fibra, lípidos, proteínas, grasas, almidón, azúcares, vitaminas, minerales y aminoácidos. Sin embargo su contenido nutrimental puede variar dependiendo el tipo de cocción al que esté sometido. El consumo de camote se ha estudiado ampliamente en el tratamiento de varios padecimientos y enfermedades que dañan la salud del ser humano. Los compuestos bioactivos contenidos en este tubérculo juegan un papel importante en la promoción de la salud, aportando nutrimentos esenciales a la dieta, mejorando la función inmunológica, previniendo el daño vascular y cardiaco, protegiendo al hígado y mejorando las funciones de las células hepáticas, suprimiendo el crecimiento de células malignas para el ser humano, interfiriendo en el metabolismo de lípidos, disminuyendo los niveles de azúcar en sangre y reduciendo las ulceras gástricas. Además varios estudios han informado que los antioxidantes provenientes del camote desempeñan un papel importante en la prevención del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad. El objetivo de esta revisión fue describir las propiedades nutrimentales que presenta el camote, así como los beneficios que proporciona su consumo a la salud. Palabras clave: Antioxidante, tubérculo, antidiabético, anticancerígeno.

Abstract: e sweet potato is a vegetable of interest at present, because it is considered a functional food due to its nutritional composition and low production costs in the country. Its applications in the industry worldwide are growing, being used as a complement or substitute in the elaboration of food products. e sweet potato is a perennial plant that develops underground and has edible structures of high nutritional value. It is a tuber that contains water, fiber, lipids, proteins, fats, starch, sugars, vitamins, minerals,

Notas de autor 1

Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Nutrición. Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa. C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, México. Tel. 7771000505; E-mail: adriareneevidal@gmail.com

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Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Nutrición. Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa. C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, México. Tel. 7771000505; E-mail: alelina_sz@hotmail.com

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Universidad Autónoma del Estado de Morelos, Facultad de Nutrición. Av. Universidad 1001, Col. Chamilpa. C.P. 62209, Cuernavaca, Morelos, México. Tel. 7771000505. Email: margarita.ramosg@uaem.edu.mx. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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and amino acids. However, its nutritional content may vary depending on the type of cooking to which it is subjected. Sweet potato consumption has been studied extensively in the treatment of various diseases and illnesses that harm human health. e bioactive compounds contained in this tubercle play an important role in the promotion of health, roviding essential nutrients to the diet, improving immune function, preventing vascular and cardiac damage, protecting the liver and improving the functions of liver cells, suppressing the growth of malignant cells for humans, interfering with lipid metabolism, decreasing blood sugar levels and reducing gastric ulcers. In addition, several studies have reported that antioxidants from sweetpotato play an important role in the prevention of aging and age-related diseases. e objective of this review was to describe the nutritional properties of sweetpotato, as well as the health benefits of its consumption. Keywords: Antioxidant, tuber, antidiabetic, anticarcinogenic.

INTRODUCCIÓN El camote (Ipomoea batatas L.) es un tubérculo que se cultiva alrededor del mundo con una producción mundial de 150 millones de toneladas (Basurto et al., 2015). Es un cultivo de fácil propagación y pocos requerimientos nutricionales por lo tanto sus costos de producción bajos. El camote contiene características nutricionales importantes que lo convierten en un alimento de alto valor nutritivo y puede ser una alternativa en países en vías de desarrollo que presentan escasez alimentaria. En México se cultiva desde tiempos ancestrales y en la actualidad se producen variedades de pulpa blanca, amarilla, naranja, rosada o morada (Contreras, 1995; Moreno, 2018), en 26 estados de la república, con dos ciclos anuales de producción: primavera- verano (de riego) y otoño-invierno (temporal) (Sagarpa, 2015). México reporta una producción aproximada de 61,098 toneladas en 2,908 hectáreas. Los estados con mayor superficie cultivada son Guanajuato (27,328 ton) y Michoacán (10,756 ton). Sin embargo en términos de rendimiento los estados más productivos son Chihuahua, Yucatán, Guanajuato, Michoacán y Jalisco (30.8, 30, 25.5, 24.2, 23.8 T/HA) (Sagarpa, 2015; Basurto et al., 2015). En el año 2005, la producción de camote en México alcanzó los valores de producción más altos reportados en los últimos 15 años (68,000 ton), lamentablemente a la fecha la producción ha caído en declive. La disminución en su producción a lo largo de 10 años puede estar relacionado a que su consumo es escaso y que es utilizado o considerado como alimento complementario o postre (Basurto et al., 2015; Sagarpa, 2016; Vega, 2017; Conabio, 2015). El camote es un tubérculo con alto valor nutricional rico en vitaminas y minerales; es importante mencionar que los valores nutricionales puede variar dependiendo del cultivar que se analice y el tipo de cocción utilizado. Su composición otorga varios beneficios a la salud, tales como, aportes nutricionales, propiedades cardioprotectoras, hepatoprotectoras, anti cancerígenas, anti obesogénicas , anti envejecimiento, anti diabetico, anti ulcerogenico, entre otros Es por ello que se promueve como un alimento funcional en enfermedades crónico degenerativas, para disminuir su incidencia y prevalencia (Wang et al, 2016). TÓPICOS

Características Botánicas del camote El camote pertenece a la familia de los convolvulaceae, del género Ipomoea y el tipo de especie Ipomea batatas L. (Pagalo, 2010). Son plantas perennes y se desarrollan por medio de fragmentos de guía con una longitud de 30 – 40 cm, de los cuales se planta 2/3 partes y se extiende horizontalmente sobre el suelo formando un follaje bajo (Conabio, 2009). Posee una raíz tuberosa la cual se desarrolla en los nudos del tallo que se encuentran enterrados y pueden tener una longitud de 30 cm y un diámetro de 20 cm. Su forma es alargada a los extremos y con una protuberancia central (Cusumano y Zamudio, 2013). La guía es considerada el tallo de este tubérculo y su longitud es distinta de acuerdo la variedad (Huamán, 1992). Las hojas se desarrollan en espiral en la guía, varían en tamaño y forma según el cultivar. Su forma puede ser acorazonada, hastada, dentada o PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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trilobulada (Lago, 2011; Sarceño, 2015) (Figura 1). El color por lo regular es verde y en algunos casos tienen una pigmentación púrpura incluso en el tallo, este tipo de follaje es común en los de la pulpa púrpura. Las flores están agrupadas en inflorescencias (Cañas, 2016), con una longitud de 20 cm aproximadamente, con forma de campana presentando una variación de colores que va desde un verde pálido a un púrpura oscuro (Cusumano y Zamudio, 2013).

FIGURA 1

Hojas de tres variedades de camote

a) hoja de camote blanco; b) hoja de camote morado; c) hoja de camote anaranjado.

Estructuras vegetativas comestibles del camote La planta del camote es utilizada y consumida de forma distinta en diferentes partes del mundo. En china se consume los tallos y hojas en diversos platillos; en restaurantes se utilizan como guarniciones usualmente hervidos con ajo y aceite vegetal sazonado con sal antes de servir (Sun et al, 2014). Sin embargo, en países de África los consumen como verduras. En islas pacíficas del sur, las hojas y tallos tiernos, son considerados y consumidos como ensaladas (las hojas son cocinadas en agua con crema de coco, chiles, con ajo y camarones secos y cebolla). Son una excelente opción para sopas y está recomendado para bebés, mujeres embarazadas y durante el periodo de lactancia. La receta “baby´s delight” (el degusto del bebé) está constituido por hojas de la guía del camote, pequeños trozos de calabaza, pescado y crema de coco; es un alimento complementario a la lactancia materna (Wang y Zhu, 2016; Sun et al., 2014; Bovell-Benjamin, 2007; Amagloh y Coad, 2015). En México el tubérculo es consumido comúnmente como postre, helado, gelatina, flanes, pudines entre otros. En la ciudad de México, los camotes van cocidos al vapor acompañados de leche condensada o miel. En Puebla es conocido como dulce poblano o dulce cristalizado (el tubérculo es hervido con azúcar para obtener una consistencia dura y con apariencia brillosa). En otras partes del país es consumido en forma de puré c/ pasas, almendras, vainilla canela y crema, o como botana (una mezcla de rodajas de camote frito con mantequilla, ajo y orégano), o simplemente como “chips” un sustituto de las papas fritas. Los productores de este tubérculo lo consumen hervidos o a las brasas (Sagarpa, 2016; Vega, 2017; Conabio, 2015).

Usos del camote en la industria alimentaria El camote tomó auge en los últimos años en la industria a nivel mundial. En china se utiliza para obtener almidón (constituye en 55%), En Perú obtienen harina para elaborar alimentos panificados y fideos (Grüneberg et al, 2015). En Japón además de la obtención de harina, se elaboran salmueras a partir de la raíz y lacto-bebidas. En Filipinas extraen las antocianinas del tubérculo para agregarlas en la leche fermentada por la bacteria Lactobacillus acidophilus, para fortalecer el sistema inmune por su poder antioxidante y evitar la formación de radicales libres (El Sheika et al, 2017). En Estados unidos a los zumos de grosella negra, arándano y moscatel se adicionaron sustancias bioactivas de la pulpa del camote tales como; carotenoides,

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vitaminas, polifenoles y fibra (Tang et al, 2015). La adición de estos compuestos es para que se ejercer un efecto protector ante enfermedades crónicas (Padilla et al, 2008).

Contenido nutricional del camote Se han realizado diversos estudios para conocer la composición nutricional del tubérculo del camote. Es un alimento rico en carbohidratos, proteínas, lípidos, carotenoides, vitamina A, C, riboflavina, niacina, fibra y Agua (Ibrahium y Hegazy, 2014) (Tabla 2). Es por ello que se sugiere como un alimento de alto valor nutricional (Wang et al, 2016; Bovell-Benjamin, 2007). El sabor dulce del camote es dado por la degradación del almidón a azúcares simples como sacarosa, siendo este el mayor componente, seguido de la fructosa y glucosa (Tabla 1). Entre los carbohidratos indigeribles por los humanos, se encuentra la celulosa y hemicelulosa, que funcionan como fibra acelerando el tránsito intestinal (Martí, 2011). El camote contiene una relación de sodio de 19-55 mg/100g y potasio de 200-385 mg/100g. Por lo tanto, es adecuado para incluir en un plan de alimentación con una restricción de sodio de 500 mg/día en pacientes con hipertensión arterial (HTA). De acuerdo al Food and Drug Administration (FDA), el camote posee una poderosa cantidad de vitamina A (retinol) la cual es un excelente antioxidante. Dicha cantidad le otorga a una persona más del 100% de la cantidad diaria requerida (Tabla 2). El aporte de proteína del camote es de 0.5 - 2.1 g/100g. La calidad de su aporte proteico es valiosa dado que contiene aminoácidos esenciales; tales como: leucina (.092 g/100g), isoleucina (0.055 g/100g), lisina (0.066 g/100g), metionina (0.029 g/100g), fenilalanina (0.089 g/100g), treonina (0.083 g/100g), triptófano (0.031 g/100g), valina (0.086 g/100g) e histidina (0.031g /100g) (Tabla 3). Estos aminoácidos presentes en el camote son esenciales para el buen funcionamiento del organismo. TABLA 1

Contenido nutrimental de tubérculos de camote

Fuente: Lim et al, 2016; Linares et al, 2008; Pagalo et al, 2010; Cusumano et al, 2013; Martí et al, 2011; Wang y Zhu, 2016.

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TABLA 2

Contenido nutrimental de vitaminas, minerales y elementos traza de tubérculos de camote

Fuente: Lim et al, 2016; Linares et al, 2008; Pagalo et al, 2010; Cusumano et al, 2013; Martí et al, 2011; Wang y Zhu, 2016.

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TABLA 3

Contenido nutrimental de aminoácidos en los tubérculos de camote

Fuente: Lim et al, 2016

Cambios en la composición nutrimental del camote de acuerdo a los tipos de cocción Durante el proceso térmico el camote puede sufrir cambios de calidad y cantidad de nutrimentos, aumentando o disminuyendo la concentración de ciertos compuestos, por ejemplo; la cantidad de proteína en el camote hervido (4.36 - 5.03g/100g) es mayor en comparación del camote horneado (3.54 - 4.56g/100g) (Lim et al, 2016). Se puede observar que la cantidad de almidón en el camote horneado (55.80 - 60.22g/100g) no presenta diferencias al compararlo con el camote fresco (63.90 - 64.89g/100g). La concentración de glucosa es mayor en el camote horneado (1.72 - 4.90mg/100 g) comparado con el camote hervido (1.34-3.94 mg/100 g); esto puede estar relacionado por la deshidratación durante el proceso térmico. Se ha sugerido el camote hervido como una opción en pacientes diabéticos por su bajo aporte de glucosa. Ambos procesos de cocción muestran una disminución en la composición al compararlo con los valores del camote en fresco, solo el ácido ascórbico aumenta cuando el tubérculo se expone a temperaturas elevadas (Tabla 4) (Allen et al, 2012).

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TABLA 4

Composición nutrimental del camote de acuerdo con los tipos de cocción

Fuente: Lim et al, 2016; Shekhar et al, 2015; Allen et al, 2012 RAW= Retinol activity equivalent

Beneficios del consumo de camote en la salud humana El consumo de camote se ha estudiado ampliamente en el tratamiento de varios padecimientos y enfermedades que dañan la salud del ser humano. De acuerdo con el Departamento de Salud Pública de Los Ángeles. USA., los camotes contienen grandes concentraciones de magnesio; mineral que combate el estrés, promueve la relajación y un estado de ánimo favorable, al igual que favorece la salud arterial, sanguínea, ósea, muscular y nerviosa. Es una excelente fuente de vitaminas B6 (piridoxina), la cual ayuda a descomponer la homocisteína (sustancia que contribuye al endurecimiento de los vasos sanguíneos y arterias), además, al contener potasio puede disminuir la presión arterial. Se le atribuyen propiedades para aumentar la leche materna en las mujeres que están en etapa de lactancia. La vitamina A que contiene provee propiedades antienvejecimiento, mejora la vista y mantiene la integridad de las membranas mucosas y la piel (Mohanraj y Sivasankar, 2014; Wang et al, 2016). Los compuestos bioactivos contenidos en este tubérculo juegan un papel importante en la promoción de la salud, al mejorar la función inmunológica, reducir el estrés oxidativo y el daño de los radicales libres, reduciendo el riesgo de enfermedades cardiovasculares y suprimiendo el crecimiento de células malignas para el ser humano (Johnson y Pace, 2010). Varios autores han reportado que el camote brinda aportes nutricionales y ha sido utilizado como cardioprotector, hepatoprotector, anti cáncerigeno, anti obesogénico, anti envejecimiento, anti diabético y anti ulcerogénico.

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Aportes nutricionales El cuerpo humano necesita cantidades relativamente pequeñas de vitaminas. Sin embargo, muchas personas no reciben la cantidad suficiente de estas sustancias y esto ocasiona que los bajos niveles vitamínicos interfieran con su salud (Brown y Challem, 2007). El camote amarillo contiene una gran cantidad de vitaminas y se ha utilizado para tratar enfermedades que están relacionadas con deficiencia de vitamina C (ácido ascórbico), la carencia de esta vitamina en los seres humanos, puede provocar hemorragias acompañada de una pobre cicatrización y lento proceso de curación de las heridas (Bastías y Cepero, 2016; Del Valle, 2017). La deficiencia de hierro es una de las problemática más comunes en la desnutrición, especialmente en regiones donde el consumo de carne es escaso y por lo tanto, la ingesta de hierro hemo es baja (López et al, 2016). En los adultos, la anemia por deficiencia de hierro reduce el rendimiento físico, mientras que en la infancia y la adolescencia se puede producir un deterioro el desarrollo físico y mental (Falkingham et al, 2010). Varios investigadores han utilizado el camote solo y fortificado con betacarotenos para reducir la deficiencia de hierro en niños de Nicaragua, los resultados mostraron una buena aceptabilidad por parte de los participantes incluyendo el camote en su dieta como alimento rico en hierro, lo que permitió aumentar su ingesta y disminuir la inseguridad alimentaria (Centeno y Pachón, 2011). Es importante mencionar que no solo el tubérculo del camote aporta beneficios nutricionales; las hojas de camote podrían constituir una fuente alternativa de verduras de hoja verde; de acuerdo con el índice de calidad nutricional, las hojas de camote son buenas fuentes de proteína, fibra y minerales, especialmente K, P, Ca, Mg, Fe, Mn y Cu (Taira et al, 2013). El camote horneado es una buena fuente de fibra y de vitaminas A, B6 y C, y está catalogado en el cuarto lugar de las siete mejores fuentes de alimentos con vitamina A (Grotto, 2014).

Efecto Cardioprotector El camote es considerado como cardioprotector por que previene el daño vascular coronario y cardíaco; García (2016), reporta que el camote beneficia el corazón debido a que posee vitamina B6, la cual ayuda a prevenir el endurecimiento de las arterias y otros vasos sanguíneos. El American Heart Association (2010), reporta que el consumo de camote ayuda a disminuir la presión sanguínea, por su alto nivel de potasio el cual también es un electrolito importante para regular el ritmo cardiaco. Los antioxidantes como la vitamina C y los fenoles totales contenidos en el camote posiblemente mejoran los biomarcadores que reducen los riesgos de enfermedad cardiovascular. En una investigación realizada en hámsters adultos con una dieta alta en grasa (HF-45%), se observó que al integrar a su dieta hojas y tallos de camote, se redujo el aumento de peso de los roedores y se modificaron los lípidos plasmáticos (Yoon, 2007). Del mismo modo Johnson y Pace (2010), evaluaron el consumo de una dieta que contenía 4% de camote dulce durante 4 semanas en ratas. Los investigadores reportaron que los individuos que consumieron la dieta con camote, disminuyeron la concentración de ácidos grasos saturados (pentadecanoico y láurico) y aumentaron las concentraciones de ácidos grasos omega-9 monoinsaturados , ácidos eicosapentaenoico, docosahexaenoico to tal y omega total -3. Los efectos del consumo de camote en los lípidos séricos y el riesgo de enfermedad cardiovascular se han examinado en hombres y mujeres. El consumo diario de 120 g de hojas de camote durante 14 días ha sido efectivo para reducir significativamente la presión arterial y el peso; por lo tanto el consumo de hojas de camote podría ayudar a reducir los riesgos asociados con el desarrollo de enfermedades cardiovasculares.

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Efecto de hepatoprotección El papel hepatoprotector consiste en proteger al hígado y mejorar el funcionamiento de las células hepáticas para bloquear las toxinas del organismo. Jung et al. (2011), evaluaron extractos crudos y antocianinas purificadas de camote (910 mg / kg durante 3 semanas), sobre ratones con lesión hepática (daño o anomalía en el hígado que incluye tumores, lesiones e infecciones causadas por diversas razones) inducida por CCl4. Los investigadores reportaron que al consumir los extractos y las antocianinas de camote se atenuaron los cambios hepatológicos, tales como, distorsión hepática, hemorragia, necrosis e infiltración de células inflamatorias.

Efecto Anti cáncer Las hojas de camote contienen altas concentraciones de polifenoles (ácido cafeico, ácido clorogénico, ácido 3,4-di- O- cafeoilquinico, ácido 3,5-di- O-cafeoilquinico, 4,5-di - ácido O- cafeoilquinico, y 3,4,5-triO-cafeoilquinico). Se investigó la supresión de células cancerosas humanas (CCH) utilizando compuestos fenólicos aislados de hojas de camote. Las CCH utilizadas en la investigación incluyeron células de cáncer de estómago (Kato III), cáncer de colon (DLD-1) y células de leucemia promielocítica (HL-60). Al finalizar el estudio se observó que el ácido cafeico y los ácidos di- y tricafeoilquínicos y 3,4,5-tri- O-cafeoilquinico, deprimieron en general la proliferación de células cancerígenas. Específicamente el ácido cafeico tuvo un control mayor contra las células HL-60 a diferencia de los otros ácidos (Wang y Zhu, 2016). Otros estudios realizados in vitro con células cancerígenas como SGC7901 y SW620 que están relacionadas al cáncer de colón, indicaron que el camote tiene propiedades anti cancerígenas mediante la inhibición de proliferación de células cancerígenas y simulando apoptosis (Karna et al , 2011). En cáncer de colon y cáncer de mama, las células Bcap-37 y la pectina de la raíz del camote (a dosis de 0,01, 0,10,0.25, 0,50, 1,00 mg / ml) han mostrado inhibición sobre la proliferación de células cancerígenas (Zhang et al, 2013). Del mismo modo otros autores han reportado que la proteína purificada de raíces de camote fresco (a dosis de 2, 4, 10, 20, 40 μmol de proteína/ ml), inhibe la proliferación, migración e invasión de células cancerosas SW480 colorrectales (Li et al., 2013).

Efecto anti Obesogénico El potencial antiobesidad de las antocianinas del tuberculo del camote se evaluó en células HepG2 (línea celular de carcinoma de hígado hepatocelular humano). Las fracciones de antocianinas inhibieron la acumulación de lípidos hepáticos a través de la activación de las vías de señalización de AMPK. Las células HepG2 se trataron con glucosa (30 mM) para inducir la acumulación de lípidos hepáticos. Las fracciones de antocianinas (a dosis de 50, 100, 200 μg / ml) no fueron tóxicas y redujeron la acumulación de lípidos intracelulares, triglicéridos y colesteroles totales en las células, y redujeron niveles de proteínas relacionadas con el metabolismo de lípidos (FAS y SREBP-1) (Wang y Zhu, 2016).

Efecto antienvejecimiento Varios estudios han informado que los antioxidantes provenientes del camote desempeñan un papel importante en la prevención del envejecimiento y las enfermedades relacionadas con la edad (Sun, 2014). Las hojas de camote son ricas en luteína, la cual tiene una serie de beneficios para el ojo, especialmente en la prevención de la degeneración macular (trastorno ocular que deteriora la mácula del ojo y destruye PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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lentamente la visión central y aguda) relacionada con la edad y cataratas; las hojas de camote son ricas en antioxidantes y también en vitamina C, que ayuda a combatir los radicales libres, lo que previene el envejecimiento prematuro. Las antocianinas (IbMYB1 y IbMYB2) son las responsables de los pigmentos morados en la cascara y la pulpa del camote. Las antocianinas peonidinas y cianidinas tienen importantes propiedades oxidantes y anti inflamatorias, particularmente cuando pasan a través del tracto digestivo (Mohanraj y Sivasankar, 2014). Lu et al. (2010), evaluaron el efecto de las antocianinas del camote sobre la supervivencia de neuronas en 40 ratones Kunming macho con daño por estrés oxidativo inducido por Dgalactosa. Se administró a los ratones PSPC (pureza> 90%; Qingdao Pengyuan Natural Pigment Research Institute) de 100 mg / (kg / día) en agua destilada que contenía 0.1% Tween 80. Los datos mostraron que los ratones que intervenidos con las antocianinas del camote mejoraron su actividad en campo abierto, se redujo la latencia y mejoró el aprendizaje espacial así como la capacidad de memoria en ratones viejos tratados con D-galactosa. Los autores reportan que la supervivencia neuronal promovida por antocianinas puede ser un método potencialmente efectivo para mejorar la resistencia de las neuronas a la enfermedad relacionada con la edad.

Efecto antidiabético La diabetes se ha convertido en una importante preocupación para la salud debido al aumento de su incidencia en todo el mundo y las estrategias naturales para su control son de gran relevancia (Schwarz et al, 2013). El tubérculo del camote tiene un índice glucémico bajo, es decir, que libera lentamente el azúcar al torrente sanguíneo, lo que ayuda a estabilizar los niveles de glucosa en la sangre. El camote presenta propiedades antidiabéticas, debido a que ha resultado más efectivo al compararlo con medicamentos estándar para tratar la diabetes. El camote es rico en manganeso, el cual ayuda a metabolizar los carbohidratos y por lo tanto a mantener niveles adecuados de azúcar en la sangre y a controlar el apetito. Se estudiaron los efectos de la flavona extraída de la hoja de camote sobre el peso corporal, la glucosa en sangre, los perfiles lipídicos séricos, la insulina sérica y los radicales libres en ratas con diabetes mellitus no insulinodependiente. Durante 2 semanas el tratamiento con flavona (25, 50, 100 mg kg-1) dio como resultado una disminución significativa en la concentración de triglicéridos en plasma, colesterol plasmático y peso en ratas, además redujo notablemente el nivel de insulina en plasma en ayunas y el nivel de glucosa en sangre (Wang y Zhu, 2016; Zhao, 2007).

Efecto anti úlcerogenico La úlcera péptica es uno de los trastornos gastrointestinales más prevalentes. Rengarajan (2012), evaluó el efecto antiulceroso de extractos etanólicos de camote mediante modelos de úlcera inducida por estrés de restricción de frío y ligación pilórica en ratas Wistar macho. Los ratones inducidos por ligación pilórica e intervenidos con el extracto concentraciones de 250 y 500 mg/Kg, redujeron significativamente la ulcera (55.24 y 61.45 %, respectivamente), mientras que los inducidos por estrés de restricción al frío redujeron 51.35 y 75.68, respectivamente. Esta investigación confirmo que el tubérculo del camote posee actividad anti ulcerogenica. En otra investigación realizada por Mohanraj y Sivansakar (2014), se comprobó la actividad antiulcerosa de los extractos de camote en modelos inducidos por estrés por frío y por aspirina. El potencial gastroprotector se estudió en ambos modelos al igual que el estado antioxidante de enzimas (superóxido dismutasa, catalasa, glutatión peroxidasa y glutatión reductasa), junto con el glutatión y la peroxidación lipídica, y los resultados mostraron que el tubérculo (camote) tuvo actividad protectora, como lo demuestra su significativa inhibición de la puntuación de úlcera media y el índice de úlcera, y un marcado aumento

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en glutatión, superóxido dismutasa, catalasa, glutatión niveles de peroxidasa y glutatión reductasa, así como producción de peroxidación de lípidos.

Otros beneficios Chen et al, (2008) evaluaron los efectos de consumir hojas de camote morado en la modulación y manifestación de la respuesta inmune en jugadores de baloncesto, el estudio consistió en el consumo diario de 200 g de hojas de camote durante 2 semanas lo que dio como resultado un aumento de las concentraciones plasmáticas de polifenoles. Además, el consumo de hojas camote aumentó significativamente la respuesta de proliferación en células mononucleares de sangre periférica, así como la actividad citotóxica de las células naturales (Johnson y Pace, 2010). La fibra del camote puede ser usada como completo en combinación con otros agentes terapéuticos para la piel cómo uso terapéutico de heridas. El efecto curativo de la fibra de camote fue evaluado para quemaduras y heridas decubitales (llagas o escaras en la piel) en ratas mayores de 19 días. Al final del estudio los resultados que se obtuvieron fueron la reducción en el tamaño y diferencias en la severidad de la herida en las ratas que fueron tratadas con camote (Mohanraj y Sivasankar, 2014). En otro estudio realizado por Hermes (2013), se reportó el potencial del camote como agente cicatrizante en modelos animales; la aplicación de un ungüento basado en harina de camote (2.5%), reparó heridas cutáneas y aumentó el número de células sometidas a metafase y reepitelización tisular; demostrando que la harina del camote es una alternativa natural en la cicatrización de heridas. CONCLUSIÓN El camote es considerado una hortaliza de gran importancia en la alimentación por su alto valor nutritivo y los beneficios que aporta a la salud. Su consumo aporta nutrimentos esenciales para el buen funcionamiento del organismo. Varios investigadores han reportado que las hojas y los tubérculos del camote presentan efectos benéficos para la salud, tales como cardioprotectores, hepatopotectores, anti cancerígenos, anti obesogénicos, anti envejecimiento, anti diabéticos y anti ulcerogénico; por lo tanto podría ser una alternativa para reducir la prevalencia de algunas enfermedades crónicas. BIBLIOGRAFÍA Allen, J. C., A. D. Corbitt., K. P. Maloney., M. S. Butt y V. Truong. 2012. Glycemic index of sweet potato as affected by cooking methods. Open Nutr J. 6:1-11. Amagloh, F. K., y J. Coad. 2015. Sweetpotato-based formulation: An alternative food blend for complementary feeding. p. 592–601. In: Low, J.M.; M. Nyongesa.; S. Quinn.; M. Parker. (eds). Potato and Sweetpotato in Africa: Transforming the Value Chains for Food and Nutrition Security, Boston (USA). Andre, C. M., G. Burgos., J. Ziebel., C. Guignard., J.F. Hausman., y Felde T zum. 2017. In vitro iron bioaccessibility and uptake from orange-fleshed sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam.) clones grown in Peru. J Food Compos Anal 68:79–86. Bastías, M. J. M., y B.Y. Cepero. 2016. La vitamina C como un eficaz micronutriente en la fortificación de alimentos. R Ch Nut. 43: 81–86. Basurto, F., D. Martínez., T. Rodríguez., V. Evangelista., M. Mendoza., D. Castro., J. C. Gonzáles y V. Vaylón. 2015. Conocimiento actual del cultivo de Camote (Ipomoea batata (L.)Lam) en México. Agro Productividad. 3: 30– 34.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Determinación de polifenoles en frutas con vitamina C incorporada: Metodología para mejorar la especificidad del ensayo de Folin-Ciocalteu Cortez, Juan D.; Faicán, María A.; Pirovani, María E.; Piagentini, Andrea M. Determinación de polifenoles en frutas con vitamina C incorporada: Metodología para mejorar la especificidad del ensayo de Folin-Ciocalteu Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541002

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Generales

Determinación de polifenoles en frutas con vitamina C incorporada: Metodología para mejorar la especificidad del ensayo de Folin-Ciocalteu Determination of polyphenols in fruits added with vitamin C: methodology to improve the specificity of the FolinCiocalteu test Juan D. Cortez 1 Universidad Nacional del Litoral, Argentina

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541002

María A. Faicán 2 Universidad Nacional del Litoral, Argentina Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina María E. Pirovani 3 Universidad Nacional del Litoral, Argentina Andrea M. Piagentini 4 Universidad Nacional del Litoral, Argentina ampiagen@fiq.unl.edu.ar

Recepción: 19 Septiembre 2018 Aprobación: 24 Octubre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: El método más usado para la cuantificación de fenoles totales en alimentos es Folin-Ciocalteu (F-C) por ser simple y rápido, sin embargo, puede presentar inconsistencias debido a compuestos interferentes, entre los cuales están el ácido ascórbico (AA) y enedioles como el ácido dehidroascórbico (DHA). El reactivo de F-C reacciona con fenoles formando complejos fosfomolíbdicofosfotúngsticos que a pH básico se reducen formando óxidos cromógenos de color azul. La vitamina C (AA + DHA), en condiciones ácidas reacciona rápidamente con el polifosfotungstato, dando color azul antes de la adición del álcali, por tanto, la medición espetrofotométrica mide la absorbancia de todos los compuestos azules formados tanto provenientes de la reacción con los fenoles como los formados por reacción de AA y DHA. Se propone una metodología para mejorar la especificidad del ensayo de F-C en la determinación de fenoles totales por sustracción de la actividad reductora de la vitamina C y aplicar dicha metodología para determinación de fenoles totales en manzanas impregnadas bajo vacío (IV) con alto contenido de vitamina C. Se combinaron metodologías espectrofotométricas y cromatográficas (HPLC) para obtener una ecuación general para la determinación del contenido de fenoles totales corregido por la interferencia de vitamina C. La sobrevaloración del contenido de fenoles totales por F-C por interferencia de vitamina C en manzanas tratadas por IV representó entre el 4,9 al 44,6%, para muestras con un contenido de vitamina C entre 6,5 a 608,4 mg Kg-1, obteniéndose los mayores valores de sobrevaloración en las

Notas de autor 1

Instituto de Tecnología de Alimentos, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Litoral, Santiago del Estero 2829, Santa Fe, Argentina

2

Instituto de Tecnología de Alimentos, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Litoral, Santiago del Estero 2829, Santa Fe, Argentina Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas (CONICET), Santa Fe, Argentina. ampiagen@fiq.unl.edu.ar

3

Instituto de Tecnología de Alimentos, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Litoral, Santiago del Estero 2829, Santa Fe, Argentina

4

Instituto de Tecnología de Alimentos, Facultad de Ingeniería Química, Universidad Nacional del Litoral, Santiago del Estero 2829, Santa Fe, Argentina PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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muestras con mayor contenido en vitamina C. La metodología propuesta para mejorar la especificidad de F-C sirve como base para su aplicación en la determinación de fenoles totales en diferentes matrices vegetales con diferentes contenidos de ácido ascórbico. Palabras clave: Fenoles totales, ácido ascórbico, determinación, interferencia.

Abstract: e most used method for the quantification of total phenols in foods is Folin-Ciocalteu (FC) because it is simple and fast, however it can present inconsistencies due to interfering compounds, among which are ascorbic acid (AA) and ene-diols as dehydroascorbic acid (DHA). e reagent of F-C reacts with phenols forming phosphomolybdic-phosphotungstic complexes that at basic pH are reduced, forming chromogenic oxides of blue color. Vitamin C (AA + DHA), under acidic conditions, reacts rapidly with the polyphosphotungstate, giving a blue color before the addition of alkali, therefore, the spectrophotometric measurement measures the absorbance of all the blue compounds formed both from the reaction with the phenols as those formed by reaction of AA and DHA. A methodology is proposed to improve the specificity of the F-C assay in the determination of total phenols by subtracting the reducing activity of vitamin C and apply this methodology for the determination of total phenols in apples impregnated under vacuum (VI) with high vitamin content. C. Spectrophotometric and chromatographic methodologies (HPLC) were combined to obtain a general equation for the determination of the total phenol content corrected for the interference of vitamin C. e overestimation of the content of total phenols by F-C by interference of vitamin C in apples treated by VI represented 4,9-44,65%, for samples with a vitamin C content between 6.5-608.4 mg Kg-1, obtaining the highest values of overestimation in the samples with the highest vitamin C content. e methodology proposed to improve the specificity of F-C serves as a basis for its application in the determination of phenols to different plant matrices with different ascorbic acid contents. Keywords: Total phenols, ascorbic acid, determination, interference.

INTRODUCCIÓN Los compuestos fenólicos constituyen la mayor fuente de antioxidantes en frutas y hortalizas, siendo su cuantificación una práctica común al momento de seleccionar genotipos, etapas de maduración, condiciones de almacenamiento y de procesamiento, con el objetivo de obtener alimentos frescos y procesados con alto potencial de protección contra radicales libres (Sánchez-Rangel et al., 2013). Por ejemplo, la presencia de estos compuestos fitoquímicos en manzanas ha mostrado beneficios importantes sobre la salud, es así que se le han atribuido propiedades como capacidad antioxidante y acción anti-proliferativa de células anticancerígenas, además de prevenir enfermedades crónicas en humanos (Boyer y Rui, 2004). El ensayo de Folin-Ciocalteu nos da una buena estimación del contenido de fenoles totales para la mayoría de matrices vegetales. Se basa en la capacidad de los fenoles para reaccionar con agentes oxidantes. El reactivo de Folin-Ciocalteu (F-C) contiene sales de molibdeno y tungsteno que reaccionan con cualquier tipo de fenol formando complejos fosfomolíbdico-fosfotungstico. La transferencia de electrones a pH básico transforma (reduce) los complejos fosfomolíbdico-fosfotúngsticos en óxidos cromógenos de color azul intenso de tungsteno(W8O23) y molibdeno (Mo8O23) siendo proporcional este color al número de grupos hidroxilo de la molécula. La coloración azul se puede determinar espectrofotométricamente a 760nm (Andrés-Lacueva et al., 2010; Asami et al., 2003; Vrhovsek et al., 2004) (Figura 1)

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FIGURA 1

Efecto del pH en la reacción con el reactivo de Folin-Ciocalteu Sin embargo este método experimenta interferencias debido a la presencia de diferentes sustancias (particularmente azúcares, aminas aromáticas, dióxido de azufre, ácido ascórbico y otros enedioles y reductonas, y hierro (II)) por lo tanto se debería realizar una corrección que considere las sustancias interferentes, con la finalidad de obtener exclusivamente la concentración de fenoles totales (Andrés-Lacueva et al., 2010; Escarpa y González, 2001; Prior et al., 2005; Sánchez-Rangel et al., 2013; Singleton y Rossi, 1965). El ácido ascórbico (AA), el ácido dehidroascórbico (DHA) y los azúcares reductores (glucosa y fructosa) tienen el mayor impacto en obstaculizar la precisión del ensayo especialmente en frutas y hortalizas mínimamente procesadas donde se incorpora ácido ascórbico como agente antioxidante. Se han desarrollado algunos factores de corrección por interferencia de AA y DHA (vitamina C) utilizando ensayos específicos para esta vitamina y métodos de extracción que eliminan la mayoría de la vitamina C (Prior et al., 2005). En ese sentido se han propuesto diferentes metodologías para mejorar la especificidad del ensayo de F-C, dentro de los cuales se encuentra el cálculo de la corrección del valor de fenoles totales sustrayendo la actividad reductora del ácido ascórbico (AA) (Sánchez-Rangel et al., 2013). Exponiendo el reactivo F-C a condiciones ácidas (pH≈3), el AA y DHA reaccionan rápidamente con el polifosfotungstato, dando un color azul justo después de mezclar la muestra con el reactivo. La observación de color azul antes de la adición del álcali indica la presencia de AA, DHA u otros compuestos reductores que no requieren la forma de fenolato para reducir el reactivo F–C (Figura 1). El DHA es el primer producto de oxidación de AA y está naturalmente presente en frutas y hortalizas, especialmente en aquellas donde la actividad de la polifenol oxidasa (PPO) es alta se utiliza AA como agente para reducir las quinonas. El DHA es un enediol y por lo tanto también produce color azul en condiciones ácidas durante la reacción de F-C (Sánchez-Rangel et al., 2013). La presencia de AA es generalmente un problema al determinar el contenido de fenoles totales de frutas tales como naranja, kiwi y frutilla, que tienen concentraciones significativas de vitamina C (SánchezRangel et al., 2013). Este inconveniente también se presenta en todos aquellos productos, como las frutas mínimamente procesadas, en que se incorpora AA como agente antioxidante. El contenido promedio de vitamina C en manzanas es de alrededor de 46 mg Kg-1 (Ainsworth y Gillespie, 2007), y la incorporación de vitamina C en manzanas mínimamente procesadas mediante tratamientos de impregnación por vacío puede generar un incremento de este valor, alcanzando por ejemplo valores de hasta 645 mg Kg-1, de ahí la necesidad de definir una metodología que mejore la especificidad del ensayo de F-C para este tipo de productos.

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OBJETIVOS Se propone desarrollar una metodología para mejorar la especificidad del ensayo de F-C en la determinación de fenoles totales por sustracción de la actividad reductora del ácido ascórbico. Aplicar dicha metodología para determinación de fenoles totales en manzanas mínimamente procesadas impregnadas bajo vacío con alto contenido de vitamina C. MATERIALES Y MÉTODOS

Corrección del contenido de fenoles totales por sustracción de la actividad reductora del ácido ascórbico La metodología propuesta para determinar el contenido de fenoles totales de una muestra sin interferencia del ácido ascórbico se presenta en la Figura 2.

FIGURA 2

Esquema para corrección del contenido de fenoles totales por sustracción de la actividad reductora del ácido ascórbico Para llevar a cabo dicha metodología es necesario determinar experimentalmente: • •

AbsCFT: Absorbancia correspondiente a la muestra por ensayo de F-C (Ec. 1, Figura 2) CH AAT: Concentración de ácido ascórbico total de la muestra determinado por HPLC (mg AAT L-1 , Ec. 2, Figura 2)

A continuación, con el valor de CH AAT y la ecuación 3 (Figura 2) se determina el valor de AbsAAT. Luego se realiza la corrección correspondiente a la actividad reductora del ácido ascórbico realizando la diferencia entre las absorbancias (Ec. 4, Figura 2); donde AbsCFT-C = absorbancia corregida por la actividad reductora del ácido ascórbico. Con este valor obtenido de AbsCFT-C y la ecuación 1, se determina el contenido de fenoles totales corregidos por la actividad reductora del ácido ascórbico (CCFT-C) en mg de AGE L-1. Con las ecuaciones 1, 2, 3 y 4 (Figura 2), se obtiene una ecuación general (Ec. 5):

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(Ec. 5)

Donde: C*CFC-C = contenido de fenoles totales corregidos [mg AGE Kg-1] AbsCFT = Absorbancia de la muestra por F-C aAAT = ordenada al origen de la curva de calibrado para el contenido de ácido ascórbico total por F-C bAAT= pendiente de la curva de calibrado para el contenido de ácido ascórbico total por F-C. A H AAT = Área de ácido ascórbico total obtenida del análisis por HPLC. aH AAT = Ordenada al origen de la curva de calibrado para ácido ascórbico total por HPLC bH AAT = Pendiente de la curva de calibrado para ácido ascórbico total por HPLC d = Dilución realizada por el método de HPLC (Extracto: Fase Móvil) VeHPLC = Volumen de solución extractante usada para determinación de AAT por método HPLC mfHPLC= masa de muestra usada para determinación de AAT por método HPLC mfCFT= masa de muestra usada para determinación por método F-C VeCFT= volumen de solución extractante para determinación de CFT por método F-C aCFT = ordenada al origen de la curva de calibrado para el contenido de fenoles totales por F-C bCFT= pendiente de la curva de calibrado para el contenido de fenoles totales por F-C.

Curva de calibrado para la determinación del contenido de fenoles totales (CFT) por el método de F-C Se preparó una solución madre de ácido gálico (AG) de 100 mg L-1, a partir de esta se prepararon soluciones estándar con concentraciones de 20-80 ppm, se tomaron alícuotas de 250 µL de cada una de las soluciones en tubos falcon y se adicionaron 250 µL del reactivo de Folin-Ciocalteu (F-C), 1500 µL de agua destilada (V1) + 500 µL de Na2CO3 al 10% + 2500 µL agua destilada (V2). Se agitaron los tubos en un Vortex V-1 plus BOECO, posteriormente se centrifugaron a 4000 rpm por 15 min y se dejaron reposar en la oscuridad por 15 min. Finalmente se midió la absorbancia de las muestras en espectrofotómetro Genesys 10S UV-VIS a 760 nm, obteniéndose por regresión lineal la curva de calibrado de absorbancia (AbsCFT) vs concentración de ácido gálico, CCFT [mg AG L-1] (Ec. 1, Figura 2)

Curva de calibrado de ácido ascórbico total (AAT) por HPLC Se realizó con un cromatógrafo Líquido (HPLC) SHIMADZU serie LC-20A equipado con una columna de fase reversa Gemini 5µ C18 110A de 250 x 4,6 mm, unida a un guarda columna Phenomenex (Phenomenex Inc., CA, USA) y un detector SPD-M20A, jeringa de 100 µL con punta roma, especial para HPLC (Van de Velde et al., 2011). Se preparó una solución de ácido ascórbico 4 g L-1 a partir de AA, previamente secado durante 1 hr en estufa a 105 °C, disuelto en solución extractante (SE: ácido metafosfórico 30gL-1 + ácido acético 80 g L-1). Se tomó 0,5 mL de esta solución y se diluyó en 10 mL con SE, se tomó 4 mL de esta mezcla y se completó a 10 mL con fase móvil (FM: solución buffer 0,03 M de acetato de sodio/ácido acético pH= 5,8 (95%), metanol (5%)), previamente filtrada con filtros de nylon de 0,45 µm. Posteriormente se agregó 1,3 mL de solución de DL-

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ditiotreitol (DTT: 5 g L-1, preparado en fosfato de potasio dibásico, K2HPO4 2,58 M), y se dejó reaccionar por 2 hrs en la oscuridad a temperatura ambiente. Finalmente se diluyo esta solución con 10 mL de FM. A partir de esta solución se realizaron las diluciones con FM para obtener soluciones estándares de 0 a 80ppm. Se filtraron dichas soluciones en membranas millipore 0,45 µM y se inyectaron en el HPLC. Se obtuvieron las áreas de cada solución estándar a partir de las cuales se obtuvo una curva de calibrado de área, AH AAT [mv s] vs concentración de AAT, CH AAT [mg AAT L-1] (Ec. 2, Figura 2).

Curva de calibrado para la determinación de ácido ascórbico total (ATT, por el método espectrofotométrico de F-C Se realizó una curva de calibrado para ácido ascórbico en las mismas condiciones que la curva realizada con ácido gálico por el método de F-C. Se prepararon soluciones estándares de ácido ascórbico de concentraciones de 20-140 ppm, se tomaron alícuotas de 250 µL de cada una de las soluciones en tubos falcon y se adicionaron 250 µL del reactivo de Folin-Ciocateu (F-C), 1500 µL de agua destilada (V1) + 500 µL de Na2CO3 al 10% + 2500 µL agua destilada (V2). Se agitaron los tubos en un Vortex V-1 plus BOECO, posteriormente se centrifugaron a 4000 rpm por 15 min y se dejaron reposar en la oscuridad por 15 min. Finalmente, se midió la absorbancia de las muestras en espectrofotómetro Genesys 10S UV-VIS a 760 nm, obteniéndose por regresión lineal la curva de calibrado de absorbancia (AbsAAT) vs concentración de AAT, CAAT [mg AAT L-1] (Ec. 3, Figura 2)

Determinación del contenido de fenoles totales corregidos en matrices vegetales con diferente contenido de vitamina C Para evaluar la metodología propuesta, se obtuvieron cinco muestras de manzanas mínimamente procesadas con diferente contenido en ácido ascórbico mediante la tecnología de impregnación por vacío (IV). Posteriormente, en cada una de dichas muestras se determinaron el contenido de ácido ascórbico total, el contenido de fenoles totales sin realizar la corrección, y el contenido de fenoles totales corregidos con sustracción de la actividad reductora del ácido ascórbico (Ec. 5), determinándose el incremento en el valor del CFT determinado por F-C debido a la presencia de AAT (Ec. 6). (Ec. 6)

Preparación de muestras de manzanas mínimamente procesadas con ácido ascórbico incorporado por IV Se emplearon manzanas variedad Granny Smith. Las mismas fueron seleccionadas, lavadas, peladas y descorazonadas. Posteriormente se cortaron en cubos de 1.5 cm de lado y sometidas a IV para la incorporación del ácido ascórbico. Se utilizó una solución de sacarosa de 30 °Bx conteniendo 1% de ácido cítrico más 1% de ácido ascórbico. Los ensayos se realizaron a temperatura ambiente, a una presión de vacío de 67.7 mbar y tiempos de vacío/relajación entre 1 y 14 min. Finalmente, los cubos de manzanas se escurrieron y se realizaron las determinaciones analíticas correspondientes.

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FIGURA 3

Equipo de impregnación por vacío para la obtención de manzanas mínimamente procesadas con alto contenido en vitamina C

Determinación de contenido de fenoles totales (CFT) y del contenido de ácido ascórbico total (AAT) en manzanas frescas cortadas tratadas por IV Obtención del extracto de las muestras Para la obtención de los extractos para la determinación de CFT y AAT, se pesaron 2,5 g de cada muestra molida (fruta fresca cortada tratada FT), se adicionó 25 mL de solución de acetona/agua 80:20, y se homogenizó la mezcla en ultrasonido por 15 min. Posteriormente se centrifugó a 12000 g a 4 °C por 20 min y finalmente se separó el sobrenadante que se usó para la determinación de CFT y AAT.

Determinación del contenido de fenoles totales (CFT) por el método de F-C La determinación del contenido de fenoles totales se llevó a cabo usando el reactivo Folin-Ciocateu (F-C) (Rodriguez Arzuaga et al., 2016; Singleton y Rossi, 1965). Las reacciones para FF y FT se realizaron de manera similar a la descripta para la obtención de la curva de calibrado: en tubos falcon de 15 ml, se hicieron reaccionar 250 µL de extracto + 250 µL de solución F-C + 1500 µL de agua destilada (V1) + 500 µL de Na2CO3 al 10% + 2500 µL agua destilada (V2), se agitaron los tubos en un Vortex V-1 plus BOECO y posteriormente se centrifugaron a 4000 rpm por 15 min. Se dejaron reposar en la oscuridad por 15 min para finalmente medir la absorbancia de las muestras en espectrofotómetro Genesys 10S UV-VIS ermo Scientific a 760 nm. Las determinaciones se efectuaron por triplicado, y los resultados obtenidos a partir de la Ec. 1 (Figura 2) se expresaron en mg AGE Kg-1 fruta.

Determinación del contenido de ácido ascórbico total (AAT) por HPLC Para la obtención de extractos se pesaron 12,5 g de muestra de y se agregaron 25 mL de solución extractante, se homogenizó la mezcla durante 1min en un Vortex V-1 plus BOECO y se sonicó en un ultrasonido TESTLAB por 15 min con agua fría y refrigerante, finalmente se centrifugó a 12000 g durante 20 min en centrífuga refrigerada a 4 °C y se tomaron los sobrenadantes. Se tomaron 2 mL del extracto de FT, se adicionaron 0,5 mL de solución de DTT y se dejó reaccionar por 2 h en la oscuridad, pasado este tiempo se tomó 1 mL de esta mezcla y se agregó 5 mL de fase móvil para PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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llegar a la dilución 1/5; finalmente se filtró la muestra para inyectar en HPLC. Con los valores de las áreas bajo el pico correspondiente y la curva de calibrado (Ec. 5) se determinó la concentración de AAT en mg AAT Kg-1 Fruta. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Curvas de calibrado Los coeficientes para las ecuaciones obtenidas a partir de las curvas de calibrado para CFT y AAT por el método espectrofotométrico de F-C y para AAT por HPLC se pueden observar en la tabla 1, y las curvas de calibrado en las figuras 1, 2 y 3, respectivamente. TABLA 1

Coeficientes de las curvas de calibrado correspondientes a las ecuaciones obtenidas para CFT y AAT por el método de F-C y para AAT por el método de HPLC

ai: ordenada al origen, bi: pendiente; R2: coeficiente de determinación

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FIGURA 4

Curvas de calibrado de: ácido gálico (AG) obtenida por el método de espectrofotométrico de F-C (a); ácido ascórbico total (AAT) obtenida por el método espectrofotométrico de F-C (b); de ácido ascórbico total (AAT), determinada por HPLC (c)

Determinación del contenido de fenoles totales corregidos por sustracción de la actividad reductora del ácido ascórbico A partir de la ecuación 6, se efectuaron los cálculos de corrección de fenoles totales por sustracción de la actividad reductora del ácido ascórbico. Se evidenció que existe interferencia del ácido ascórbico en la determinación del CFT presentes en las muestras de manzanas con ácido ascórbico incorporado, obteniéndose valores superiores al CFT real en 4,9 al 44,6% (Tabla 2).

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TABLA 2

Concentración de Fenoles Totales (C*CFT) y concentración corregida (C*CFT-C) para muestras de manzana fresca cortada con distinto contenido de ácido ascórbico (CH´ AAT).

IAAT (%): incremento en el valor del CFT determinado por F-C debido al AAT

CONCLUSIONES A partir de los resultados obtenidos se puede indicar que para realizar la valoración del contenido de fenoles totales a través del método espectrofotométrico de F-C en muestras de frutas con alto contenido de AAT, como las manzanas impregnadas con ácido ascórbico mediante la tecnología de IV, es necesario realizar la corrección por interferencia de AAT en base a la metodología propuesta en el presente trabajo. Se debe tener en cuenta que tanto el contenido de fenoles totales como el de ácido ascórbico total en las muestras de frutas deben estar en el rango de concentraciones en que se realizaron las respectivas curvas de calibrado, ya que en ese rango las mismas son lineales. Si las muestras exceden dichas concentraciones, se deberán realizar las diluciones correspondientes de los extractos, para poder aplicar la ecuación 5. Se determinó que el porcentaje de interferencia en el contenido de fenoles totales se incrementa a medida que la concentración de ácido ascórbico presente en la muestra es mayor, observándose porcentajes de sobrevaloración entre 4,9 y 44,6% para muestras con contenido de ácido ascórbico de 6,5 y 608,4 mg Kg-1 de fruta, respectivamente. La metodología desarrollada en el presente trabajo permite obtener el contenido de fenoles totales corregido por la interferencia de vitamina C, y sirve como base para futuras investigaciones con incorporación de ácido ascórbico en diferentes matrices vegetales. Referencias Ainsworth, E. A. y Gillespie, K. M. (2007). Estimation of total phenolic content and other oxidation substrates in plant tissues using Folin-Ciocalteu reagent. Nature Protoc, 2, 875–877. Andrés-Lacueva, C., Medina-Remon, A. Y Llorach, R., Urpi-Sarda, M., Khan, N., Chiva Blanch, G., Zamora-Ros, R., Rotches-Ribalta, M., Larnuela-Raventós, R. (2010). Phenolic Compounds: Chemistry and Occurrence in Fruits and Vegetables. En: De la Rosa, L., Alvarez-Parrilla, E., González-Aguilar, E. (Eds). Fruit and Vegetable Phytochemicals: Chemistry, Nutritional Value and Stability. USA: Blackwell Publishinglowa. Asami, D., Hong, Y., Barret D. & Alyson E. (2003). Comparison of the Total Phenolic and Ascorbic Acid Content of Freeze-Dried and Air-Dried Marionberry, Strawberry, and Corn Grown Using Conventional, Organic, and Sustainable. Agricultural Practices. J. Agric. Food Chem. 51, 1237-1241 Boyer, J. y Rui Hai L. (2004). Apple phytochemicals and their health benefits. Nutrition Journal, 3:5. Escarpa, E. y Gonzáles, M. (2001). Approach to the content of total extractable phenolic compounds from different food samples by comparison of chromatographic and spectrophotometric methods. Analytica Chimica Acta, 427. 119–127

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Piagentini, A. M. y Pirovani, M. E. (2017). Total phenolics content, antioxidant capacity, physicochemical attributes and browning susceptibility of different apple cultivars for minimal processing. International Journal of Fruit Science: 1(17), 102-116. DOI: 10.1080/15538362.2016.1262304 Prior, R., Wu, X. y Schich, K. (2005). Standarized methods for the determination of antioxidant capacity and phenolics in foods and dietary supplements. Journal of agricultural and food chemistry. 53, 4290-4302. Rodríguez Arzuaga, M. Salsi, M. S., Piagentini, A. M. (2016). “Efecto del mínimo procesamiento y tratamiento con yerba mate sobre el potencial saludable y los atributos de calidad de manzanas Granny Smith”. Revista Del Laboratorio Tecnológico del Uruguay INNOTEC, 12, 7- 14. ISSN 1688-6593. Sanchez-Moreno, C., De Pascual, S., De Ancos, B. & Cano, P. (2010). En: Hui, Y. H (Ed). Nutritional values of fruits. Handbook of Fruit and Vegetable Flavors. (pp. 34). USA: Blackwell Publishing Sánchez-Rangel, J., Benavides, J. & Basilio, J., Cisneros-Zevallos, L., Jacobo-Velazquez, D. (2013). e Folin-Ciocalteu assay revisited: Improvement of its specificity for total phenolic content determination. Anal. Methods, 5, 5990. Singleton, V y Rossi, J. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. Amer. J. Enol. Vitic. 16:144-158. Van de Velde, F., Pirovani, M., Cámara, M.S., Güemes, D., Bernardi, C.M. del H. (2011). Optimization and Validation of a UV-HPLC method for vitamin C determination in strawberries (Fragaria ananassa Duch.), using experimental designs. Food analytical Methods, 5:1097-1104. Vrhovsek, U., Rigo, A., Tonon, D., Mattivi, F. (2004). Quantitation of Polyphenols in Different Apple Varieties. J. Agric. Food Chem, 52 (21), 6532–6538.

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Caracterização de umbu (Spondia tuberosa) durante seu desenvolvimento de Oliveira Campos, Clarismar; Cardoso Lopes, Tassia do Vale; Monteiro, Gean Charles; Pereira Lima, Giuseppina Pace Caracterização de umbu (Spondia tuberosa) durante seu desenvolvimento Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponível em: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541003

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Reportes Frutas

Caracterização de umbu (Spondia tuberosa) durante seu desenvolvimento Development of the umbu fruit and its chemical correlations Clarismar de Oliveira Campos 1 Universidade do Estado da Bahia, Brasil

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Tassia do Vale Cardoso Lopes 2 Universidade Federal de Uberlândia, Brasil Gean Charles Monteiro 3 Universidade Estadual Paulista, Brasil Giuseppina Pace Pereira Lima 4 Universidade Estadual Paulista, Brasil finalima@gmail.com

Recepção: 16 Junho 2018 Aprovação: 30 Agosto 2018 Publicado: 10 Dezembro 2018

Resumo: O umbuzeiro é uma árvore que ocorre na região semi-árida do nordeste do Brazil. Seus frutos são usados como fonte de alimentação durante a estação seca. Porém, os estádios adequados de maturação e a colheita para industrialização ou venda in natura ainda não são bem definidos. Deste modo, o objetivo deste estudo foi caracterizar a curva de crescimento de umbu (Spondias tuberosa Arruda), correlacionando com aspectos químicos importantes para a agroindústria. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 5, compreendendo 5 unidades de coleta e 5 estágios de desenvolvimento do fruto (figa, ponto de umbuzeitona, início de pigmentação, maduro e super maduro). A maturação de umbu apresenta comportamento curva sigmoide simples. Frutos verdes (figa, ponto de umbuzeitona e início de pigmentação) apresentam potencial para as agroindústrias devido ao conteúdo de vitamina C e acidez titulável. Tanto a casca, como a polpa, são fontes de compostos fenólicos, antioxidantes importantes para a saúde. Palavras-chave: Spondias tuberosa , agroindústria, fenóis, vitamina C.

Abstract: e umbu tree is endemic to the semi-arid region of northeastern Brazil. e fruit is used as a source of feed during the dry season. However, the appropriate stages of maturation and harvesting for industrialization or sale / consumption in natura are still not well defined. us, the objective of this study was to characterize the growth curve of umbu, correlating with chemical aspects, important for agroindustry. e experimental design was completely randomized, in a 5 x 5 factorial scheme, comprising 5 collection units and 5 stages of fruit development (figa, umbuzeitone point, beginning of pigmentation, ripe and over-ripe). Umbu show a single sigmoid curve. Green fruits (fig, umbuzeitona point and pigmentation start) present potential for agroindustries

Autor notes 1

Universidade do Estado da Bahia, Departamento de Tecnologia e Ciências Sociais, CEP: 48905-680, Juazeiro, Bahia, Brasil.

2

Universidade Federal de Uberlândia, Faculdade de Medicina, CEP: 38400-392, Uberlândia, Minas Gerais, Brasil.

3

Universidade Estadual Paulista, Faculdade de Ciências Agronômicas, Departamento de Horticultura, Rua José Barbosa de Barros, CEP: 18610-307, Botucatu, São Paulo, Brasil.

4

Universidade Estadual Paulista, Instituto de Biociências, Departamento de Química e Bioquímica, CEP: 18618-693, Botucatu, São Paulo, Brasil. *E-mail: finalima@gmail.com Autor correspondente Giuseppina Pace Pereira Lima. E-mail: finalima@gmail.com PDF gerado a partir de XML Redalyc JATS4R Sem fins lucrativos acadêmica projeto, desenvolvido no âmbito da iniciativa acesso aberto

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due to vitamin C content and titratable acidity. Both peel and pulp are sources of phenolic compounds, important antioxidants for health. Keywords: Spondias tuberosa , agroindustry, phenols, vitamin C.

INTRODUÇÃO O umbuzeiro (Spondias tuberosa Arruda) é uma planta tropical endêmica do semiárido brasileiro (Caatinga), xerófila lenhosa e perene, que produz os frutos em épocas de baixa precipitação. É bem adaptado em regiões com precipitação entre 400 a 800 mm anuais, com temperatura entre 12 a 38 °C e 2.000 a 3.000 horas luz solar/ano. Essa planta é resistente ao estresse hídrico, devido ao armazenamento de água e reservas nutritivas nas raízes modificadas ou xilopódios (De Menezes et al., 2017). O umbuzeiro desempenha um papel importante no Nordeste do Brasil, principalmente como recurso nutricional e fonte alternativa comercial para agricultura familiar durante o período da seca (Vidigal et al., 2011; De Menezes et al., 2017). Da planta é possível produzir uma série de produtos, como doces, farinha da raiz, bebidas, gelatinas, vinho, refresco, sorvete, os quais têm ganhado espaço nos mercados nacional e internacional (De Menezes et al., 2017). O fruto é fonte das vitaminas B1, B2, B3, A e principalmente C, compostos antioxidantes, além de minerais como cálcio, fósforo e ferro, possuindo um excelente sabor e aroma (Vidigal et al., 2011; De Menezes et al., 2017). Entre os antioxidantes, os compostos fenólicos, apesar de não apresentarem importância nutricional direta, têm recebido muita atenção devido a sua atividade biológica. Uma atraente hipótese sugere que os vegetais que contenham metabólitos secundários apresentam efeitos benéficos à saúde, entre os quais o de anti-inflamatórios e antioxidantes. Por outro lado, algumas substâncias podem causar reações adversas à saúde, como o nitrato. O conteúdo de nitrato varia em frutos e hortaliças de 1 a 10.000 mg kg-1. Elevados teores de nitrato podem se combinar com poliaminas, formando nitrosaminas, compostos danosos à saúde (Lima et al., 2017). Por outro lado, existem relatos que o nitrato é reduzido a nitrito e oxido nítrico, que possui propriedades vasodilatadoras, agindo na diminuição da pressão sanguínea, entre outras (Hord et al., 2009). Trabalhos com frutas tropicais como o umbu, justificam-se pela preservação da espécie para usos atuais e futuros, somado com a preservação ecológica e geração de emprego e renda, aliado ainda ao aumento de pequenas indústrias de processamento de frutas para produção de polpa (Vidigal et al., 2011; De Menezes et al., 2017). Nosso objetivo foi caracterizar a curva de crescimento dos frutos do umbuzeiro, correlacionando com aspectos químicos, importantes para a agroindústria. MATERIAL E MÉTODOS O experimento foi desenvolvido no município de Petrolina (Pernambuco) e Juazeiro (Bahia), Brasil. O clima é Bwh, semiárido de acordo com a classificação de Köppen. Os dados climatológicos durante o período experimental foram obtidos da Estação Meteorológica da Embrapa Semiárido, localizada nas coordenadas 40° 26’ de longitude Oeste e 09º 24’ de latitude Sul, altitude de 375m. A temperatura variou entre 19 °C a 33 °C e umidade relativa do ar entre 24 a 79%. A precipitação ocorrida no período foi de 264 mm e a evapotranspiração acumulada, nos seis meses foi de 1.784,1 mm. Cem árvores em fase adulta, incluídas dentro de unidades geoambientais, foram escolhidas para o estudo (40° 42’ 25.2’’ W e 8° 10’ 21.4’’ S e 312 m de altitude). Não houve nenhum tipo de irrigação ou manejo diferenciado entre as plantas. Os frutos (20/planta) foram colhidos em cinco estádios de desenvolvimento, conforme a Tabela 1 e analisados quanto ao peso médio do fruto (g) (curva de crescimento), vitamina C, sólidos solúveis (SS) e acidez titulável (AT). No ponto de colheita (4FPA-M) (Tabela 1) as polpas e as cascas dos frutos foram caracterizados quanto aos teores de nitrato e fenóis totais. PDF gerado a partir de XML Redalyc JATS4R Sem fins lucrativos acadêmica projeto, desenvolvido no âmbito da iniciativa acesso aberto

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TABELA 1

Classificação dos estádios de maturação do fruto do umbuzeiro, segundo a coloração da casca

Todas as análises foram realizadas de acordo com as recomendações analíticas do Instituto Adolfo Lutz (IAL, 1985). O teor de vitamina C foi determinado a partir de 10 g de amostra homogeneizadas com 10 mL de ácido oxálico e 2,6-diclofenol-indofenol e os resultados expressos em mg de ácido ascórbico 100g-1 de polpa (AA mg 100g-1). Os teores de sólidos solúveis foram determinados por refratômetro e expressos em °Brix. A acidez titulável foi determinada por titulação com solução padronizada de NaOH a 0,1 N, usando como indicador a fenolaleína a 1 % e os resultados foram expressos em g de ácido cítrico por 100g de polpa (g AC 100g-1). Os teores de nitrato foram obtidos através de um ‘compact meter’, modelo C-141 (Horiba) e os resultados expressos em mg kg-1. A análise do teor de fenóis totais foi realizada de acordo com o método espectrofotométrico usando o reativo de Folin-Ciocalteau (Singleton e Rossi, 1965). A absorbância foi medida a 725 nm em espectrofotômetro (BEL Photonics®, SP 2000 UV/vis) e o conteúdo foi calculado por meio de curva-padrão de ácido gálico (10 a 50 µg). Os resultados foram expressos em mg de ácido gálico equivalente 100g-1 de massa fresca. O delineamento utilizado foi inteiramente casualizado, em esquema fatorial 5 x 5, compreendendo 5 unidades de coleta e 5 estágios de desenvolvimento do fruto. Os dados foram submetidos a análise de variância para comparação dos estádios e unidades e análise de correlação entre variáveis. Para as fontes com variação empregou-se o teste Tukey, utilizando o soware SAS. Todas as análises foram realizadas ao nível de 5% de significância. RESULTADOS E DISCUSSÃO O padrão de crescimento dos frutos do umbuzeiro é do tipo sigmoidal simples, baseada no peso fresco dos frutos (Figura 1). Outros estudos descrevem comportamento semelhante em frutos do mesmo gênero Spondias, como cirigueleira (Martins et al., 2003), cajazeira (De Moura et al., 2003) e umbugueleira (Dantas et al., 2016). Em nosso estudo, entre abertura dos botões florais ocorre um período de crescimento acelerado até a fase 3 (estádio 3FTV-I) (92 dias do início da formação do fruto), quando os frutos atingiram cerca de 90% do peso total (Figura 1). Uma fase intermediária, de crescimento lento ocorre até a fase 4 (4FPAM), quando os frutos atingem o ponto de maturidade fisiológica (entre 92 e 112 dias). Próximo da abscisão (5FTA-M) (entre 113 e 118 dias), há uma fase de diminuição de ganho de peso.

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FIGURA 1

Curva de crescimento do fruto de umbuzeiro em função do peso do fruto (g) Os níveis de vitamina C no primeiro estádio (1FTV-F) foi maior comparado aos demais estádios analisados. Com o crescimento do fruto, houve diminuição dos níveis dessa vitamina e no ponto de colheita, os frutos apresentaram 10,9 mg 100g-1 (Tabela 2). De acordo com Almeida et al. (2011), os níveis de vitamina C em Spondias tuberosa é aproximadamente 12,1 mg 100g-1, valores muito próximos aos encontrados neste estudo. Para o consumo de umbu com maiores teores de vitamina C, os frutos deveriam ser consumidos verdes, entretanto, devido a adstringência da polpa, pode não ser aceito pela população. Outros frutos da família Anarcadiaceae também mostram diminuição dos níveis de vitamina C durante o crescimento e maturação, como em cajá (Spondias mombin L.) (Sampaio et al., 2007). Mudanças essas de comportamento nos frutos são caraterizados pelas fases de desenvolvimento. Conforme Hancock et al. (2007), o conteúdo de ácido ascórbico nas células vegetais é atribuído ao genótipo de cada espécie e são altamente controlados por processos que ocorrem no desenvolvimento. Com isso, variações entre frutas são encontradas de acordo com as fases de desenvolvimento do fruto, diminuindo, aumentando ou havendo picos na concentração de ácido ascórbico, relacionados diretamente com a expressão de genes que podem sintetizar como degradar a molécula, ativando e desativando enzimas responsáveis por esses processos (Liang et al., 2017). Sólidos solúveis aumentaram com o desenvolvimento e amadurecimento dos frutos de 7 (1FTV-F) a 12,3 (5FTA-M) °Brix (Tabela 2). Em Spondias mombin parcialmente maduros, teores de SS em torno de 12.5 °Brix foram descritos por Bora et al. (1991), muito próximo aos encontrados em nosso estudo com frutos de S. tuberosa e em umbu-cajazeira (Spondias spp.) (Lima et al., 2002). O aumento dos níveis de SS pode ser atribuído a hidrólise de amido e pectina (De Sales et al., 2004). O teor de ácidos diminui com o crescimento dos frutos e maturação. No ponto de consumo, o teor encontrado (1,4 %) e a menor acidez (0,88 %) foi encontrada nos frutos senescentes. A diminuição dos ácidos orgânicos pode ser atribuída ao processo respiratório, isto é, sendo substrato para formação de energia durante a respiração, principalmente nas primeiras fases de desenvolvimento do fruto (Ciriminna et al., 2017; Taiz et al., 2017).

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TABELA 2

Teor de vitamina C, sólidos solúveis e acidez titulável em cinco estádios de desenvolvimento do fruto de umbuzeiro

* Médias seguidas de mesma letra, na coluna, não diferem significativamente entre si, pelo teste de Tukey ao nível de 5% de probabilidade. 1FTV-F, fruto totalmente verde (em formação); 2FTV-D, Fruto totalmente verde (caroço duro); 3FTV-I, fruto totalmente verde (início da pigmentação); 4FPA-M, Fruto com predominância do amarelo; 5FTA-M, fruto totalmente amarelo.

Polpa de umbu contêm maiores teores de fenóis totais em relação à casca (Tabela 3). Os compostos fenólicos são relacionados com propriedades antioxidantes, eliminado radicais livre. Os níveis encontrados em casca e polpa de umbu são inferiores aos descritos em outras espécies da família Anacardiaceae. Em mangas os teores variam entre 80 a 100 mg 100g-1 em função do amadurecimento (Palafox-Carlos et al., 2012), enquanto que em cajá (Spondias mombin), o teor de fenóis totais varia entre 70,92 mg 100g-1 (extrato aquoso) e 6,62 mg 100g-1 (extrato hidroalcoólico) (Vieira et al., 2011). Os níveis de nitrato foram menores na polpa, comparado com a casca. A intensidade luminosa parece ser, dentre os fatores ambientais, o de influência mais marcante no acúmulo de nitrato em plantas. O acumulo de nitrato ocorre na ausência de luz ou em baixa intensidade luminosa. Nestas condições, não haveria nos cloroplastos um fluxo de elétrons via ferredoxina suficiente para a redutase de nitrito (RNO2) reduzir o nitrito à amônia, como consequência, o nitrato ficaria acumulado. Esse acúmulo promove a inibição da atividade da redutase de nitrato no citoplasma, acumulando assim, o nitrato absorvido (Hord et al., 2009). Umbu, geralmente cultivado no nordeste do Brasil, local com alta intensidade luminosa, comparado com outros alimentos, parece conter menores teores (Tabela 3) por exemplo, com alface (11.600 mg kg-1 peso fresco). A FAO (Organização das Nações Unidas) responsável pela agricultura e alimentação em nível mundial relata que o índice máximo de ingestão diária admissível de nitrato é de 2,5 a 5x103 ppm ou mg/ kg ou µg/g (Hord et al., 2009). TABELA 3 -1

Teor de nitrato (mg kg ) e fenóis totais (mg g-1) de umbu (polpa e casca) no ponto de colheita

* Médias seguidas de mesma letra na coluna não diferem significativamente ao nível de 5% de probabilidade.

CONCLUSÕES Os resultados indicam a possibilidade da utilização de umbu no estádio de fruto verde na indústria. Os valores de vitamina C e acidez titulavel são importantes para a conservação de produtos alimentícios (redução da atividade microbiológica, atividade antioxidante, ente outros), contribuindo para a vida de prateleira.

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Referências Almeida, A.L.S., Albuquerque, U.P. e C.C. Castro. 2011. Reproductive biology of Spondias tuberosa Arruda (Anacardiaceae), an endemic fructiferous species of the caatinga (dry forest), under different management conditions in northeastern Brazil. Journal of Arid Environments , 75:330-337. Bora, P.S., N., Narain, H. J., Holschuh, e M.A.D.S. Vasconcelos. 1991. Changes in physical and chemical composition during maturation of yellow mombin (Spondias mombin) fruits. Food chemistry, 41(3):341-348. Ciriminna, R., F. Meneguzzo, R. Delisi e M. Pagliaro. 2017. Citric acid: emerging applications of key biotechnology industrial product. Chemistry Central Journal, 11(1), 22. Dantas, A.L., S.D.M. Silva, R.L. Dantas, A.D. Sousa, e A. Schunemann. 2016. Desenvolvimento, fi siologia da maturação e indicadores do ponto de colheita de frutos da umbugueleira (Spondias sp.). Revista Brasileira de Fruticultura, 38(1):33-42. De Menezes P.H.S., A.A D. Souza, E.S.D. Silva, R.D.D. Medeiros, N.C. Barbosa, e D.G. Soria. 2017. Influência do estádio de maturação na qualidade físico-química de frutos de umbu (Spondias tuberosa). Scientia Agropecuaria, 8(1):73-78. De Moura, F.T., S.M. Silva, L.P. Martins, R.M.N. Mendonça, R.E. Alves. e Filgueiras, H.A.C. 2003. Evolução do crescimento e da maturação de frutos de cajazeira (Spondias mombin L.). Proc. Interamer. Soc. Trop. Hort, 47:231-233. De Sales, A.N., N. Botrel, e A.H.R. Coelho. 2004. Aplicação de 1-metilciclopropeno em banana 'Prata-Anã' e seu efeito sobre a substâncias pécticas e enzimas pectinolíticas application of 1-Methylcyclopropene on bananas cv. 'PrataAnã'and its effect upon pectic substances and pectinolytic enzymes. Ciência e Agrotecnologia, 28(3):479-487. Hord, N.G., Tang, Y e T.N. Bryan. 2009. Food sources of nitrates and nitrites: the physiologic context for potential health benefits. e American Journal of Clinical Nutrition, 90: 1-10. Hancock, R.D., P.G. Walker, S.D.A. Pont, N. Marquis, S. Vivera, S.L. Gordon, R.M. Brennan, e R. Viola. 2007. LAscorbic acid accumulation in fruit of Ribes nigrum occurs by in situ biosynthesis via the L-galactose pathway. Funct. Plant Biol, 34:1080–1091. IAL - Instituto Adolfo Lutz. 1985. Métodos físicos e químicos para análise de alimentos. IAL, São Paulo. pp. 533. Liang, D., T. Zhu, Z. Ni, L. Lin, Y. Tang, Z. Wang, L. Wang, e H. Xia. 2017. Ascorbic acid metabolism during sweet cherry (Prunus avium) fruit development. PloS One, 12(2):e0172818. Lima, E.D.P.A., C.A.A. Lima, M.L. Aldrigue, e P.J.S. Gondim. 2002. Caracterização física e química dos frutos da umbu-cajazeira (Spondias spp) em cinco estádios de maturação, da polpa congelada e néctar. Revista Brasileira de Fruticultura, 24(2):338-343. Lima, G.P.P., C.V., Borges, F, Vianello, L., Cisneros-Zevallos, e I.O. Minatel. 2017. Phytochemicals in organic and conventional fruits and vegetables. p. 350-365. In: Elhadi M.Y. (eds.). Phytochemicals in organic and conventional fruits and vegetables. 2ed.: John Wiley & Sons Inc (Verlag). Martins, L.P., S.M. Silva, R.E. Alves, e H.A.C. Filgueiras. 2003. Fisiologia do dano pelo frio em ciriguela (Spondias purpúrea L). Rev. Bras. Frutic., 25(1):23-26. Palafox-Carlos, H., Yahia, E.M. e G.A. González-Aguilar. 2012. Identification and quantification of major phenolic compounds from mango (Mangifera indica, cv. Ataulfo) fruit by HPLC–DAD–MS/MS-ESI and their individual contribution to the antioxidant activity during ripening. Food Chemistry, 135:105–111. Sampaio, S.A., Bora, P.S., Holschuh, H.J. e S.M. Silva. 2007. Postharvest respiratory activity and changes in some chemical constituents during maturation of yellow mombin (Spondias mombin) fruit. Food Science and Technology, 27:511-515. Singleton, V.L., e J.A. Rossi. 1965. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3):144-158. Taiz, L., E. Zeiger, I.M. Moller e A. Murphy. 2017. Fisiologia e desenvolvimento vegetal. Artmed Editora, Porto Alegre. pp. 888.

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Vidigal, M.C., V.P. Minim, N.B. Carvalho, M.P. Milagres, e A.C. Gonçalves. 2011. Effect of a health claim on consumer acceptance of exotic Brazilian fruit juices: Açaí (Euterpe oleracea Mart.), Camu-camu (Myrciaria dubia), Cajá (Spondias lutea L.) and Umbu (Spondias tuberosa Arruda). Food Research International, 44(7):1988-1996. Vieira, L.M., Sousa, M.S.B., Mancini-Filho, J. e A. Lima. 2011. Fenólicos totais e capacidade antioxidante in vitro de polpas de frutos tropicais. Revista Brasileira de Fruticultura, 33:888-897.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Efecto del tratamiento con ozono gaseoso sobre la calidad fisicoquímica y capacidad antioxidante de naranjilla (Solanum quitoense Lam) Andrade-Cuvi, Maria Jose; Guijarro-Fuertes, Michelle; Jara-Gómez, Samantha; Narváez-López, Pamela; Moreno-Guerrero, Carlota; Concellón, Analía Efecto del tratamiento con ozono gaseoso sobre la calidad fisicoquímica y capacidad antioxidante de naranjilla (Solanum quitoense Lam) Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541004

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Reportes Frutas

Efecto del tratamiento con ozono gaseoso sobre la calidad fisicoquímica y capacidad antioxidante de naranjilla (Solanum quitoense Lam) Effect of treatments with gaseous ozone on the physicochemical quality and antioxidant capacity in naranjilla (Solanum quitoense Lam) Maria Jose Andrade-Cuvi 1 Universidad Tecnológica Equinoccial, Ecuador mjandradecuvi@ute.edu.ec

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541004

Michelle Guijarro-Fuertes 2 Universidad Tecnológica Equinoccial, Ecuador Samantha Jara-Gómez 3 Universidad Tecnológica Equinoccial, Ecuador Pamela Narváez-López 4 Universidad Tecnológica Equinoccial, Ecuador Carlota Moreno-Guerrero 5 Universidad Tecnológica Equinoccial, Ecuador Analía Concellón 6 Universidad de La Plata, Argentina

Recepción: 25 Abril 2018 Aprobación: 30 Agosto 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: El objetivo fue evaluar el uso del ozono gaseoso como tratamiento poscosecha sobre la calidad fisicoquímica y capacidad antioxidante en naranjilla. Frutos recién cosechados se dividieron en dos grupos: (1) tratamiento ozono gaseoso, 1.5 ppm y (2) frutos sin tratamiento, denominados controles. Los frutos se empacaron en bandejas tipo clamshell, a los 0,7,14 y 21 días de almacenamiento refrigerado (4ºC) se analizó el índice de deterioro, pérdida de peso, pH, acidez, sólidos solubles, ratio, color (L* y

Notas de autor 1

Universidad Tecnológica Equinoccial, Centro de Investigación de Alimentos (CIAL) Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Av. Occidental y Mariana de Jesús, Quito-Ecuador. mjandradecuvi@ute.edu.ec

2

Universidad Tecnológica Equinoccial, Centro de Investigación de Alimentos (CIAL) Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Av. Occidental y Mariana de Jesús, Quito-Ecuador.

3

Universidad Tecnológica Equinoccial, Centro de Investigación de Alimentos (CIAL) Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Av. Occidental y Mariana de Jesús, Quito-Ecuador.

4

Universidad Tecnológica Equinoccial, Centro de Investigación de Alimentos (CIAL) Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Av. Occidental y Mariana de Jesús, Quito-Ecuador.

5

Universidad Tecnológica Equinoccial, Centro de Investigación de Alimentos (CIAL) Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, Av. Occidental y Mariana de Jesús, Quito-Ecuador.

6

Grupo de Investigación en Tecnología Poscosecha (GITeP), Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos (CIDCA. CCT La Plata-CONICET, CIC PBA, UNLP), La Plata, Argentina. Autora de correspondencia María José Andrade-Cuvi. E-mail: mjandradecuvi@ute.edu.ec PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Maria Jose Andrade-Cuvi, et al. Efecto del tratamiento con ozono gaseoso sobre la calidad ...

b*), tasa respiratoria, firmeza y compuestos antioxidantes (ácido ascórbico, carotenoides, fenoles totales y capacidad antioxidante). Los frutos tratados y controles mantuvieron buenas características durante 14 días; para el final del almacenamiento (día 21) los frutos tratados presentaron un daño ligero a moderado mientras que los frutos control desarrollaron un daño moderado a severo siendo el desarrollo fúngico el principal síntoma de daño. No obstante el tratamiento con ozono produjo mayor pérdida de peso en relación a los frutos control. Por otro lado, el tratamiento redujo pérdidas de color y producción de etileno además de mantener mayor firmeza a lo largo del almacenamiento sin afectar parámetros de calidad como pH, acidez, sólidos solubles, ratio y tasa de respiración. En cuanto al contenido de compuestos antioxidantes, se observó un efecto positivo en fenoles, ácido ascórbico y capacidad antioxidante (excepto carotenoides) ya que se produjo un incremento inmediato una vez aplicado el tratamiento. Luego de 21 días de almacenamiento se produjo una acumulación de todos los antioxidantes analizados con una concentración mayor que en los frutos control. Probablemente esta condición habría permitido mantener la calidad del fruto aumentando su vida útil por 7 días respecto a los frutos no tratados, sin embargo son necesarios más estudios para conocer los mecanismos de respuesta del fruto al estrés producido por la acción del ozono y sus efectos fisiológicos. Palabras clave: atmósfera de ozono, naranjilla, postcosecha.

Abstract: e aim was to evaluate the use of gaseous ozone as postharvest treatment on the physicochemical quality and antioxidant capacity in naranjilla. Fresh fruits were divided into two groups: (1) gaseous ozone treatment, 1.5 ppm and (2) untreated fruits, called controls. Fruits were packed in clamshell trays. During refrigerated storage (4°C) at 0,7,14 and 21 days was evaluated: index of deterioration, weight loss, pH, acidity, soluble solids, ratio, color (L* and b*) of refrigerated storage (4ºC), respiratory rate, firmness and antioxidant compounds (ascorbic acid, carotenoids, total phenols and antioxidant capacity). Treated and control fruits maintained good characteristics for 14 days; for the end of storage (day 21) the treated fruits presented slight to moderate damage while the control fruits developed moderate to severe damage, with fungal development being the main symptom of damage. However, the treatment with ozone produced greater weight loss in relation to the control fruits. On the other hand, the treatment reduced color losses and ethylene production in addition to maintaining greater firmness throughout the storage without affecting quality parameters such as pH, acidity, soluble solids, ratio and respiration rate. As for the antioxidant compounds content, a positive effect was observed in phenols, ascorbic acid and antioxidant capacity (except carotenoids), since an immediate increase occurred aer treatment. Aer 21 days of storage its produced an accumulation of all the antioxidants analyzed with a higher concentration than in the control fruits. Probably this condition would have allowed to maintain the quality of the fruit increasing its useful life by 7 days with respect to control fruits, nevertheless more studies are necessary to know the mechanisms of response of the fruit to the stress produced by the action of ozone and its physiological effects. Keywords: naranjilla, gaseous ozone, postharvest treatment.

INTRODUCCIÓN El ozono (O3) es una molécula termodinámicamente inestable, alótropo del oxígeno, conformado por tres átomos de este elemento (Guzel-Seydim et al., 2004). Tanto en estado gaseoso y acuoso posee gran poder germicida ya que inactiva los microorganismos interviniendo rápidamente sobre enzimas intercelulares, materiales nucleicos y componentes de envoltura de las células; estos mecanismos fueron descritos desde hace más de tres décadas (Victorin, 1992). En la industria de frutas y hortalizas la ozonización se usa como alternativa para su conservación aplicada como tratamiento poscosecha tanto en la etapa de lavado (Lozowicka et al., 2016; Carletti et al., 2013) como con aplicación continua durante el almacenamiento (Concha-Meyer et al., 2016; Feliziani et al., 2014). El poder oxidativo del ozono es 1.5 más veces que el cloro y es efectivo para un espectro más amplio de microorganismos en comparación con otros desinfectantes. En el almacenamiento en frío se puede emplear en concentraciones muy bajas porque permite el control del crecimiento de bacterias y hongos en el aire y en las superficies de las frutas y verduras, además se utiliza como agente deodorizante (Liangji, 1999). Numerosos estudios han comprobado que el ozono retrasa en un 20 a 30% la maduración de los frutos debido a diferentes efectos, a su acción sobre el metabolismo del etileno prolongando así la vida útil de los productos (Ali et al., 2014; Minas et al., 2014; Han et al., 2017). Se ha estudiado el uso del ozono y su efecto sobre los atributos de calidad de zanahoria (Liew y Prange, 1994), frutilla (Pérez et al., 1999), uvas (Cayuela et al., 2009), entre otros, y como se ha mencionado anteriormente, se ha comprobado su eficaz uso para el control de microorganismos como Escherichia coli PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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y Listeria monocytogenes (Rodgers et al., 2004; Yuk et al., 2006; Alwi et al., 2014; Wani et al., 2015) y mohos causantes de pérdidas poscosecha como Colletotridhum (Ong y Ali, 2015), Aspergillus, Fusarium y Penicillium (Savi y Scussel, 2014) en diferentes frutas y hortalizas. La principal limitación del uso del ozono en la industria frutihortícola es su efecto sobre compuestos volátiles (Pérez et al., 1999; Nadas et al., 2003). Se ha reportado disminución en el contenido de tioles que desempeñan un papel antioxidante en la dieta humana (Quiang et al., 2005), también se han estudiado los efectos sobre el contenido de compuestos bioactivos (nutrientes y antioxidantes) en diferentes productos frutihortícolas (Rozpądek et al., 2015; Chen et al., 2015; de Candia et al., 2015). Debido al alcance y las limitaciones de la ozonización es necesario que a cada producto se realice una evaluación previa a su uso ya que el efecto del ozono en la fisiología y calidad del producto varía según el tipo de producto, la composición química, el estado de madurez y la dosis aplicada (tiempo y concentración de ozono) (Bateller et al., 2010). La naranjilla, lulo o nuqui (Solanum quitoense) es un fruto subtropical climatérico, originario de la región interandina, específicamente de Colombia, Ecuador y Perú. Este fruto es cultivado en la zona oriental ecuatoriana principalmente para su comercio interno y es utilizado para su consumo en fresco para la elaboración de jugos y pulpas. La fruta es de forma redonda y en su estado de madurez comercial su cáscara es de color amarillo o anaranjado y está cubierta de minúsculas espinas denominadas tricomas (figura 1a). Al cortarla se diferencia que está dividida por particiones membranosas en cuatro compartimentos que albergan a la pulpa de color verdoso cuyo sabor es ácido y a numerosas semillas de color blanco-cremosas (figura 1b). Es una fruta con alto contenido de vitamina C y minerales, además de buenas características antioxidantes (Mertz et al., 2009; Brito et al., 2011; Andrade-Cuvi et al., 2015).

FIGURA 1

Apariencia externa (a) e interna (b) de frutos de naranjilla (Solanum quitoense) Durante la etapa poscosecha es susceptible al ataque de plagas y debido a malas prácticas de manipulación se raja, se mancha y se descompone. En los comercios populares se mantiene a temperatura ambiente volviéndose altamente perecible mientras que en los supermercados se conserva en refrigeración y a temperatura ambiente almacenada en bandejas de poliestireno cubiertas con films PVC. Normalmente presentan una vida útil de hasta 8 días a temperatura ambiente y hasta 15 días en refrigeración según el grado de madurez en el que sea cosechado (García y García, 2001). Este fruto tiene gran aceptación por su sabor agradable y aroma exquisito y tiene una gran demanda por ser considerada como una fruta exótica (Revelo et al., 2010). Se han realizado estudios sobre mejoramiento genético de cultivos (Medina et al., 2009; Ochoa y Gallardo, 2004) enfocados a obtener variedades resistentes a plagas como Fusarium oxysporum (Ochoa et al., 2001). No obstante son escasos los estudios realizados sobre la aplicación de tecnologías poscosecha en naranjilla (Andrade-Cuvi et al., 2013; Andrade-Cuvi et al., 2017), principalmente se encuentran estudios sobre caracterización de diferentes variedades y estados de madurez PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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(Gaviria et al., 2012) así como medición de actividad enzimática de polifenoloxidasa ya que es un fruto que tiene alta velocidad de pardeamiento una vez pelado y troceado (Caicedo e Higuera, 2007; Arias et al., 2012; Rodríguez et al., 2011). El objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar la aplicación de ozono gaseoso sobre la calidad fisicoquímica y capacidad antioxidante de la naranjilla (Solanum quitoense). MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal y diseño del experimento Se utilizó naranjilla (Solanum quitoense) variedad Baeza, cosechada en la provincia de Napo, zona oriental del Ecuador, 0.4644° S, 77.8896° W. Los frutos se cosecharon con un desarrollo de 75 al 100% de color amarillo (grado de madurez entre 4 y 5) según la norma técnica ecuatoriana NTE INEN 2 303, (2009). Los frutos se seleccionaron, limpiaron y dividieron en dos grupos: Control y Tratados. Los cuales fueron almacenados en bandejas plásticas cubiertas con papel film durante 21 días, bajo refrigeración (4°C). A los 0, 7, 14 y 21 días se realizaron los siguientes análisis: índice de deterioro (ID), pérdida de peso (PP), color superficial, pH, acidez total titulable (AT), sólidos solubles (SS) y ratio, firmeza, tasa respiratoria (TR) y producción de etileno (ET). Además se congelaron en nitrógeno líquido muestras de tejido (piel y pulpa) y se almacenaron a -20°C para realizar la determinación de fenoles totales (FT), carotenoides totales (CT), ácido ascórbico (AsA) y capacidad antioxidante. El experimento completo se realizó por triplicado. Aplicación de ozono gaseoso: Se utilizó un sistema discontinuo diseñado por el Centro de Investigación de Mecatrónica CIMETICS, FCII, UTE, Ecuador. Se generó el ozono por el método de descarga corona y se aplicó una concentración de 1.5 mg/L con un tiempo de exposición de 5 minutos y un flujo controlado manualmente al 30%. La concentración de ozono fue medida con un sensor Aeroqual EQZ 03-GSE (0-10 mg/L).

Propiedades fisicoquímicas •

• • •

•

Índice de Deterioro: Los frutos se evaluaron visualmente utilizando una escala subjetiva, considerando los parámetros de manchas, decaimiento, zonas blandas, firmeza al tacto y apariencia global; la evaluación se basó en una escala de 1 al 4 donde: 4=daño severo, 3=daño moderado, 2=daño ligero y 1=sin daño. Pérdida de Peso: Se pesó cada fruto al inicio y al término de cada periodo de almacenamiento. Se determinó la pérdida de peso como porcentaje del peso inicial. Color: Se midió el color superficial en 30 frutas de cada grupo. Se utilizó un colorímetro Konica Minolta CR400 con la escala Cie L*a*b*. Se determinaron los parámetros: L* y b*, según la metodología de Oz y Ulukanli (2014). pH, AT, SS y ratio : Se tomó 50 g de fruta y se homogenizó con una trituradora marca Oster y se filtró. Se utilizó el filtrado para la medición del pH (por inmersión de electrodo), AT (por neutralización de 5 ml del filtrado con NaOH 0.1N, los resultados fueron expresados como % de ácido cítrico) y SS donde se usó un refractómetro digital (marca Boeco BOE 32195, los resultados se expresaron como % p/p). El ratio se calculó mediante la relación entre SS/AT. Firmeza: Se retiró la piel en la zona ecuatorial del fruto y se tomaron cuatro medidas en diferentes zonas. Se utilizó un penetrómetro o durómetro de frutas Penetrometer Firmness Tester; los resultados obtenidos fueron registrados en Newtons (N).

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•

Tasa respiratoria (TR) y producción de etileno (ET): Para estos análisis se utilizó la técnica de atmósfera confinada (Bartz y Brecht, 2003). Se tomaron 4 frutos previamente pesados y se colocaron en un sistema previamente adaptado, para la TR se tomó una medida inicial y después de una hora, utilizando un analizador de gases (CO2 Meter Vitro GC-2028). Los resultados se expresaron en mg de CO2 Kg-1·h-1. Para la determinación de ET se utilizó un medidor de etileno (Etileno Bioconservación ppm Ethylene) y los resultados se expresaron como ppm de etileno.

Contenido de compuestos antioxidantes •

•

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Determinación de AsA: La muestra fue preparada pesando 1 g de muestra que fue disuelta en ácido metafosfórico 4.5%. El análisis fue realizado usando un equipo HPLC Modelo Agilent con un detector de absorbancia UV-Visible con una longitud de detección es de 245 nm. Los resultados se expresaron como mg AsA/100 g tej. seco. Determinación de CT: Se pesaron entre 0.3 y 0.5 g de tejido liofilizado y se añadieron 5 mL de hexano:acetona:etanol (2:1:1), la mezcla se mantuvo en agitación durante 1 min. A continuación, se añadió 1 mL de agua destilada para lograr la separación de fases. Finalmente se separó cuidadosamente la fase superior (hexano) que fue utilizada para la medición de absorbancia a 454 nm en el espectrofotómetro. Las medidas se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron como mg de β-caroteno por kg de tejido seco empleando εβ-caroteno=1.39x105 M-1cm-1. Fenoles totales y capacidad antioxidante: El extracto se preparó a partir de 3 g de tejido congelado y triturado que se homogenizó con 10 mL de etanol. La mezcla se agitó y centrifugó a 5500 rpm en una centrífuga Hermle Labnet Z323K, durante 15 minutos. El sobrenadante se separó por filtración y se conservó en congelación hasta su uso. La preparación del extracto se realizó a 4˚C.

La determinación de FT se realizó usando el método colorimétrico de Singleton y Rossi (1965) con ligeras modificaciones. Una muestra de 100 µL de extracto fue transferido a un tubo de ensayo que contenía 1660 µL de agua bidestilada, se añadieron 200 µL de reactivo de Folin-Ciocalteau (1N), se homogenizó, tapó y mantuvo a temperatura ambiente durante 3 min. Posteriormente se añadió 400 µL de Na2CO3 al 20 % P/ V en NaOH 0.1N y se completó un volumen final de 2360 µL con agua bidestilada. La absorbancia de la solución fue medida a 760 nm al completar 60 min de reacción en un espectrofotómetro ermo Spectronic Modelo Genesys 20. La concentración de FT fue calculada empleando una curva de calibración con ácido gálico de 2 a 14 µg en el volumen final de reacción. Las medidas se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron como mg de ácido gálico por gramo de tejido seco. La capacidad antioxidante se determinó de acuerdo a la metodología de Re et al. (1999) con ligeras modificaciones. El radical ABTS·+ se obtuvo tras la reacción de ABTS (7 mM) con persulfato de potasio (2.45 mM) incubados a temperatura ambiente, sin agitación y en oscuridad durante de 16h. Una vez formado el radical ABTS·+ se diluyó con etanol hasta obtener una absorbancia de 0,700 ± 0,050 a 734 nm. Se colocaron 1000 μL de la dilución del radical ABTS·+ en tubos de ensayo, se añadió 20 μL de extracto y se homogenizó y se dejó reposar por 6 min a temperatura ambiente y se midió la absorbancia a 734 nm. Para la muestra blanco se sustituyó el extracto por etanol. La concentración de actividad antioxidante fue calculada empleando una curva de calibración con trolox (6-hidroxi-2,5,7,8 tetrametilcromo-2 ácido carboxílico) 0.5 mM tomando volúmenes de 0 μL a 20 μL (cada 5 μL) de solución de trolox. Las medidas se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron como μmol de trolox por gramo de tejido seco.

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Análisis estadístico Los resultados se analizaron utilizando el paquete informático InfoStat versión 2010 (Grupo Infostat, FCA, Universidad Nacional de Córdoba, Argentina). Se utilizó un análisis de varianza (ANAVA) y las medias fueron comparadas mediante la prueba de Tukey con un nivel de confianza de 0.05. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Propiedades fisicoquímicas: En la tabla 1 se presentan los resultados obtenidos en los análisis de pérdida de peso, color, pH, acidez, sólidos solubles, ratio, firmeza, tasa de respiración y producción de etileno de frutos control y tratados con ozono gaseoso (1.5 ppm). Los frutos tratados y controles mantuvieron buenas características durante 14 días (figura 2), para este tiempo los frutos presentaron síntomas de daño con un valor de ID de 1.6 y 1.8 (daño ligero) para muestras tratadas y controles, respectivamente. Para el final del almacenamiento (día 21) los frutos tratados presentaron un valor de ID = 2.8 (daño ligero a moderado) mientras que los frutos control desarrollaron un daño moderado a severo (ID = 3.5). El principal síntoma de daño en los frutos control fue el desarrollo fúngico iniciado en el pedúnculo a diferencia de los tratados en los que no se observó desarrollo visible de mohos durante el período de ensayo. Desde hace varios años se ha demostrado que la ozonización retrasa el crecimiento de hongos patógenos tanto en frutos enteros como en mínimamente procesados (Brodowska et al., 2017; Skog y Chu, 2001; Pérez et al., 1999) permitiendo mantener la calidad de los productos por más tiempo (Liew y Prangue, 1994).

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FIGURA 2

Índice de deterioro (externo e interno) de naranjilla (Solanum quitoense) tratada con ozono gaseoso (1.5ppm)

Letras distintas indican diferencias de acuerdo al test Tukey con un nivel de significancia de P<0.05

En todas las muestras se produjo la pérdida de peso progresiva a lo largo del almacenamiento (Tabla 1). Al igual que la aparición de síntomas de daño, se encontró diferencia significativa a partir del día 14 con valores cercanos al 1%, que se incrementó en el día 21 en frutos control y tratados. Estos últimos presentaron la mayor pérdida de peso con un valor de 5.9% en tanto los frutos control alcanzaron una pérdida de peso de 3.9%. Resultados similares se encontraron en caqui almacenado en atmósfera de ozono (Arnal et al., 2004). Este hecho puede generarse debido a una exposición prolongada al ozono que afecta a la a la cutícula del fruto, favoreciendo la pérdida de agua por evaporación (Crisosto et al., 1999). Por el contrario, en zuquini y pepino en los que se aplicó ozono con tratamiento poscosecha se produjo menor pérdida de peso en los frutos control (Glowzac et al., 2015). Según explican Ali et al. (2014), esta diferencia en los resultados se atribuye a factores como grosor de la piel del producto, tipo de cultivar y grado de madurez.

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TABLA 1

Propiedades fisicoquímicas de naranjilla control (C) y tratada (T) con ozono gaseoso (1.5 ppm)

Letras distintas indican diferencias de acuerdo al test Tukey con un nivel de significancia de P < 0.05.

El color de la piel de naranjilla cosechada con madurez comercial presentaron valores iniciales de L* en un rango entre 64 y 66, correspondiente a color naranja. Durante el almacenamiento el valor de L* de las muestras control se redujo alcanzando un valor de 55 en el día 21 (con un reducción del 14%), en tanto que las muestras tratadas se produjo una ligera reducción (L*=62) y no presentaron diferencia significativa al inicio del experimento. En cuanto a las coordenadas de b* (intensidad del color amarillo) se observó un comportamiento similar a lo ocurrido con L*. Los valores iniciales de b* fueron de 65 y 64 para muestras tratadas y controles, respectivamente. Este valor se mantuvo constante hasta el final del almacenamiento en las muestras tratadas en tanto que los controles mostraron una reducción del 14%. A diferencia de las muestras control, el tratamiento con ozono permitiría mantener estable el color de los frutos durante 21 días de almacenamiento así como las reacciones metabólicas asociadas a la pérdida de color, que según explican Reis et al. (2006) incluyen el aumento del pardeamiento enzimático (relacionado con L*) y la fotodegradación de los pigmentos amarillos α y β carotenos (relacionado con b+). El pH tanto de frutos tratados y controles se mantuvo estable durante el almacenamiento con valores en un rango entre 3.2 y 3.6, sin encontrarse diferencia significativa entre las muestras. Por otro lado, los frutos tratados presentaron menor AT que los controles al inicio del almacenamiento (día 0) y se observó una disminución de la AT hasta el día 21 que fue en mayor proporción en las controles (2.4 unidades de pH) que en los frutos tratados (0.2 unidades de pH). En cuanto al contenido de SS, en relación al inicio del PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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experimento, este se vio incrementado tanto en las muestras control como tratadas en 2.8 y 3.1 unidades, respectivamente. En consecuencia el ratio se vio incrementado en frutos control y tratados; al igual que los parámetros anteriores no se encontró diferencia significativa entre las muestras. Resultados similares a los obtenidos en este estudio, se han reportado en productos como pimiento y pepino (Glowazc et al., 2015), tomate (Aguayo et al., 2006), banano (Rodrigues et al., 2013) papaya (Ali et al., 2014) y kiwi (Barboni et al., 2010), llegando a determinar que el uso de ozono como tratamiento poscosecha no afecta significativamente a atributos de calidad como pH, acidez, sólidos solubles y ratio. La firmeza es considerada un importante parámetro de calidad en la frutas. En el presente estudio se observó una reducción gradual de la firmeza de los frutos control y tratados durante el almacenamiento; el tratamiento con ozono retrasó la pérdida de firmeza de los frutos por 7 días. En relación al inicio del experimento, se produjo una reducción de 13.7 y 8.9 N para las muestras control y tratadas, respectivamente. Datos similares se obtuvieron en fresas almacenadas en refrigeración y a temperatura ambiente (Nadas et al., 2003) y aguacate (Salvador et al., 2006). La firmeza de las frutas depende de diferentes factores como el contenido interno de agua y la rigidez de las paredes celulares; al igual que en el presente estudio, uvas tratadas con ozono presentaron menor pérdida de firmeza y mayor pérdida de peso que los frutos control (Horvitz y Cantalejo, 2014). Según Artés-Hernández et al. (2004) y Rodoni et al. (2010) estos resultados estarían asociados a cambios producidos en la pared celular como menor solubilización y depolimerización de polisacáridos pécticos. En cuanto a la TR, una vez aplicado el tratamiento de ozono gaseoso los frutos tratados presentaron un ligero incremento (46.1 y 48.1 mgLCO2/Kg*h para muestras control y tratadas, respectivamente). A medida que avanzó el tiempo de almacenamiento se produjo una reducción gradual de TR tanto en frutos control y tratadas, manteniéndose la relación inicial (TR de las muestras tratadas fue mayor que las controles), sin embargo no se encontró diferencia significativa entre las muestras. Al igual que la TR, la aplicación inicial de ozono produjo un incremento en la producción de etileno (control: 1.6 y tratadas: 2.2 mg C2H4/kgh) mientras que durante el almacenamiento la producción de etileno se incrementó gradualmente y en mayor proporción en los control alcanzando en el día 21 valores de 11.8 mg C2H4/kgh para los frutos control y 5.5 mg C2H4/kgh para los frutos tratados. Los efectos del uso de ozono como tratamiento poscosecha sobre la TR y la producción de etileno son diversos y depende de la exposición a tecnologías (solas o combinadas) que pueden producir estrés sobre el tejido. En arándanos (Song et al., 2003) no se produjeron cambios en TR y producción de etileno. En tomates se encontraron resultados similares a los reportados en el presente estudio en relación a disminución de la TR y la producción de etileno no se vio afectada por el tratamiento (Aguayo et al., 2006). Mientras que en zanahoria se ha asociado el incremento de la TR y producción etileno a la exposición del producto al ozono (Hassenberg et al., 2008) Contenido de compuestos antioxidantes: Durante el almacenamiento, en general se encontró diferencia significativa en el contenido de ácido ascórbico, carotenoides, fenoles totales y la capacidad antioxidante de frutos control y tratados con ozono gaseoso (1.5 ppm), según se muestra en la Tabla 2.

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TABLA 2

Contenido de compuestos antioxidantes de naranjilla control (C) y tratada (T) con ozono gaseoso (1.5 ppm)

Letras distintas indican diferencias de acuerdo al test Tukey con un nivel de significancia de P < 0.05.

Al inicio del almacenamiento (día 0) se encontró un contenido 52% mayor de AsA en las muestras tratadas. Durante el almacenamiento se produjo un ligero incremento de AsA en los controles, en día 21 se determinó 20% mayor concentración de AsA respecto al día 0. En tanto que en las muestras tratadas se produjo una reducción del 42% de AsA en relación a los valores iniciales del experimento. Similares resultados fueron reportados por Glowzac et al. (2015) en pepino mientras que Beltrán (2005) y Hampson (1998) indican que la aplicación de ozono no habría influido sobre el contenido de AsA en lechuga y tomate. En relación al contenido de CT, una vez aplicado el tratamiento, los frutos tratados presentaron 15% menos concentración de CT que los controles. A lo largo del almacenamiento el contenido de CT se incrementó en todas las muestras, siendo este incremento en mayor proporción en frutos tratados que en controles. Al final del almacenamiento se encontraron valores 8.2 y 28% mayores al día 0, para frutos control y tratados (respectivamente). En papaya (Ali et al., 2014), tomate (Tzortzakis et al. 2007) y kiwi (Minas et al., 2010) el tratamiento con ozono también produjo incremento en el contenido de CT durante el almacenamiento, en contraste a lo ocurrido en zanahoria (Chauhan et al., 2011) tratada con agua ozonizada con una concentración de 200 mg/h y posterior empaque en atmósfera controlada condujo a la reducción de CT. Según explican Seki et al. (2007) y Guoroung et al. (2009) la disminución de CT depende de la concentración y tiempo de exposición al ozono que induce estrés oxidativo en el tejido cuyo control junto con otros compuestos utilizaría compuestos carotenoides para reducir la concentración de especies reactivas de oxígeno (EROs). Por otro lado, está comprobado que tecnologías poscosecha que incluyen al ozono y otras como almacenamiento refrigerado, radiación UV-C, microondas y campos pulsados pueden reducir la degradación o inducir la síntesis de compuestos fenólicos en productos frescos (Ong et al., 2014). En el presente estudio, la variación del contenido de FT presentó un comportamiento similar a lo ocurrido con el AsA. Inicialmente los frutos recién tratados presentaron valores 28% mayores a los controles. Se produjo un incremento del 16% en las muestras control en el día 21 mientras que en los frutos tratados los FT se incrementaron hasta el día 14 y luego disminuyeron alcanzando en el día 21 un valor 10% menor al día 0. Es importante indicar que para el final del almacenamiento los frutos control presentaron 23% mayor contenido de FT que las muestras tratadas. El aumento de FT asociado al tratamiento con ozono se ha reportado en pimiento y tomate (Sachadyn-Król et al., 2016 y Rodoni et al., 2010), este comportamiento puede atribuirse a diferentes tipos de respuesta como la activación de la enzima fenilalanina amonioliasa que induce la síntesis de compuestos fenólicos (Duarte-Sierra et al., 2016) o cambios producidos en la pared celular que produciría la liberación de compuestos fenólicos ligados a la membrana celular (Ali et al., 2014).

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En cuanto a la capacidad antioxidante de la naranjilla evaluada según la prueba de ABTS los valores obtenidos a lo largo del almacenamiento oscilaron entre 445 y 883 µmoles Trolox/g. tejido seco. Inmediatamente después de la aplicación del tratamiento se encontró una diferencia del 16% entre muestras control y tratadas, siendo mayor en estas últimas. Durante el almacenamiento la capacidad antioxidante de los frutos control y tratados presentó un comportamiento similar a FT, se produjo un incremento gradual hasta alcanzar un valor 50% superior al día 0 en los controles, mientras que este incremento fue de 28% en los frutos tratados. En el día 21, las muestras tratadas presentaron 21% mayor capacidad antioxidante que las muestras control. Se ha encontrado una fuerte correlación entre FT y la capacidad antioxidante en diferentes productos frutihortícolas, por lo que es necesario conocer cuáles son los componentes responsables por la capacidad antioxidante total (Ali et al., 2014). Resultados similares a los obtenidos en el presente estudio han sido reportados en papaya y semillas de cardamomo tratada con ozono gaseoso a diferencia de productos como lechuga y espinaca en los que el uso de ozono acuoso no afectó a la capacidad antioxidante (Karaca et al., 2014; Brodowska et al., 2014). Los cambios observados en el contenido de AsA, CT, FT y en consecuencia en la capacidad antioxidante total de la naranjilla responden a la estabilidad de estos compuestos frente a la fuerte actividad oxidante del ozono (Brodowska et al., 2017) durante el almacenamiento refrigerado. Por lo tanto, la capacidad del tejido de mantener el equilibrio entre la producción y eliminación de EROs debido a la participación de los sistemas antioxidantes enzimáticos y no enzimáticos cuya actividad puede ser inducida por tratamientos como el ozono (aplicado en bajas concentraciones y cortos tiempos de exposición), puede influir positivamente en mantener la calidad y alargar la vida útil de productos frutihortícolas como se ha demostrado en numerosos trabajos de investigación. CONCLUSIONES El uso del ozono gaseoso (1.5 ppm) es una alternativa para el tratamiento poscosecha de naranjilla ya que reduce tanto la severidad de daño como pérdidas de color y producción de etileno además de mantener mayor firmeza a lo largo del almacenamiento refrigerado sin afectar parámetros de calidad como pH, acidez, sólidos solubles, ratio y tasa de respiración. Por otro lado, se produjo un efecto positivo sobre los antioxidantes predominantes en naranjilla (FT, AsA y de la capacidad antioxidante, excepto CT) al producirse un incremento inmediato una vez aplicado el tratamiento. Luego de 21 días de almacenamiento se produjo una acumulación de todos los antioxidantes analizados con una concentración mayor que en los frutos control. Probablemente esta condición habría permitido mantener la calidad del fruto aumentando su vida útil por 7 días respecto a los frutos no tratados, sin embargo son necesarios más estudios para conocer los mecanismos de respuesta del fruto al estrés producido por la acción del ozono y sus efectos fisiológicos. Agradecimientos Universidad Tecnológica Equinoccial. Dirección de Investigación y Transferencia de tecnologías, ITT. Proyecto de investigación: VI.UIO.ING.24. Facultad de Ciencias de la Ingeniería e Industrias, FCII, Centro de Investigación de Alimentos, CIAL. Referencias Aguayo, E., Escalona, V. H. y Artés, F. (2006). Effect of cyclic exposure to ozone gas on physicochemical, sensorial and microbial quality of whole and sliced tomatoes. Postharvest Biology and Technology, 39(2), 169-177. Alwi, N. A. y Ali, A. (2014). Reduction of Escherichia coli O157, Listeria monocytogenes and Salmonella enterica sv. Typhimurium populations on fresh-cut bell pepper using gaseous ozone. Food Control, 46, 304-311.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Cambios en la calidad y componentes cuticulares en frutos de limón mexicano tratados con AG3 y 1-MCP Rodríguez Novoa, Froylan; Saucedo Veloz, Crescenciano; Saucedo Reyes, Daniela; Berrospe Ochoa, Alejandro Cambios en la calidad y componentes cuticulares en frutos de limón mexicano tratados con AG3 y 1-MCP Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541005

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Reportes Frutas

Cambios en la calidad y componentes cuticulares en frutos de limón mexicano tratados con AG3 y 1-MCP Changes in quality and cuticle components in Mexican lemon fruits treated with AG3 and 1-MCP Froylan Rodríguez Novoa 1 Colegio de Postgraduados, México

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541005

Crescenciano Saucedo Veloz 2 Colegio de Postgraduados, México sauveloz@colpos.mx Daniela Saucedo Reyes 3 Colegio de Postgraduados, México Alejandro Berrospe Ochoa 4 Universidad Autónoma de San Luis Potosí, México

Recepción: 25 Septiembre 2018 Aprobación: 21 Noviembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: Por su producción y aporte en vitamina C, minerales, ácido cítrico y diversos compuestos bioactivos, los frutos de limón mexicano (Citrus aurantifolia Swingle) presentan una importante demanda en diversos países. Sin embargo, por su metabolismo asociado con el fenómeno de senescencia, presenta en postcosecha aceleradas pérdidas de clorofila y ácido ascórbico, asì como altas pérdidas de peso y rápido marchitamiento. A esta respuesta contribuyen las características morfológicas de tamaño pequeño y epicarpio delgado de los frutos, lo que favorece mayores pérdidas de agua en toda su superficie, efecto que se relaciona con los componentes cuticulares que, en el caso de limón mexicano, han sido poco estudiados. El objetivo fue evaluar la respuesta al tratamiento con 1MCP en el contenido de algunos componentes cuticulares y de la calidad en frutos tratados con AG3 en precosecha y 1-MCP en postcosecha. Se cosecharon frutos de árboles con y sin tratamiento de AG3 en estado verde y tamaño 39±2 mm; se establecieron

tres tratamientos: 1-MCP, AG3+1-MCP y Testigo. El tratamiento con AG3 fue 30 mg L-1 y de 1-MCP 500 ppm; los frutos se almacenaron a 22º C y 60 % HR por 5 y 10 días; tras cada periodo se midieron las variables: pérdidas de peso, índice de color, SST, acidez titulable, vitamina C, ceras intracuticulares, masa cuticular y permeabilidad de membranas. Los resultados revelaron que, en relación a los otros dos tratamientos, los frutos con AG3 + 1-MCP presentaron mayor contenido de ceras intracuticulares, mayor masa cuticular y menor permeabilidad de membranas, lo que se manifestó en menores pérdidas de peso, del color verde externo y del contenido de vitamina C; no observándose cambios en SST y ácido cítrico, lo que sugiere que este tratamiento constituye una opción para mantener frutos de limón mexicano con mayor vida de anaquel y aceptable calidad. Palabras clave: Citrus aurantifolia Swingle, ceras intracuticulares, Permeabilidad de membranas, índice de color, vitamina C.

Notas de autor 1

Colegio de Postgraduados-Fruticultura, Km 36.5 Carretera México-Texcoco (56230), Montecillo, Texcoco. Edo. de México, México.

2

Coordinación Académica, Región Altiplano Oeste, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carretera Salinas-Santo Domingo 200, Colonia Centro, Municipio Salinas-Hidalgo, SLP, México. sauveloz@colpos.mx

3

Colegio de Postgraduados-Fruticultura, Km 36.5 Carretera México-Texcoco (56230), Montecillo, Texcoco. Edo. de México, México.

4

Coordinación Académica, Región Altiplano Oeste, Universidad Autónoma de San Luis Potosí, Carretera Salinas-Santo Domingo 200, Colonia Centro, Municipio Salinas-Hidalgo, SLP, México. Autor de correspondencia Crescenciano Saucedo Veloz. E-mail: sauveloz@colpos.mx PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Froylan Rodríguez Novoa, et al. Cambios en la calidad y componentes cuticulares en frutos de limón...

Abstract: By their production and supply of vitamin C, minerals, citric acid and various bioactive compounds, Mexican lemon fruits (Citrus aurantifolia Swingle) are in great demand in several countries. However, due to its metabolism associated with the phenomenon of senescence, the fruits present accelerated postharvest losses of chlorophyll and ascorbic acid as well as high weight loss and rapid wilting. To this response contribute to the morphological characteristics of the small size and the thin epicarp of the fruits, which favors the elderly, the water losses in all its surface, the effect that is related to the cuticle components that, in the case of Mexican lemon, have been little studied. e objective was to evaluate the response to treatment with 1-MCP in the content of some cuticle components and the quality in the fruits with AG3 in pre-harvest and 1-MCP in postharvest. Fruits were harvested from trees with and without AG3 treatment in green state and size 39±2 mm; ree treatments were established: 1-MCP, AG3 + 1-MCP and Control. e treatment with AG3 was 30 mg L-1 and 1-MCP 500 ppm. e fruits were stored at 22 °C and 60% RH for 5 and 10 days. Aer each period, the measured variables were: weight loss, color index, SST, titratable acidity, vitamin C, intracuticle waxes, cuticle mass and membrane permeability. e results revealed that, in relation to the other two treatments, the fruits with AG3 + 1-MCP exhibited higher content of intra cuticle waxes, greater cuticle mass and lower membrane permeability, which is manifested in lower weight, green external color and vitamin C content without any TSS and citric acid change suggesting that this treatment constitutes an option to maintain a high shelf-life and acceptable quality Mexican lemon fruits. Keywords: Citrus aurantifolia Swingle, intracuticle waxes, membrane permeability, color index, vitamin C.

INTRODUCCIÓN A nivel mundial, el limón mexicano (Citrus aurantifolia Swingle) se produce en diversos países, entre los que destacan México, Brasil, India, Perú y Egipto donde se comercializa como fruto fresco, en forma de jugo para la preparación de bebidas, además para la extracción de pectinas y aceites esenciales utilizados en la industria de perfumería (Plattner, 2014). Nutricionalmente es importante por su aporte de ácido ascórbico (Vitamina C), minerales, ácido cítrico y compuestos bioactivos como el limonin-glucósido, que es un triterpenoide altamente oxigenado relacionado con actividad anticancerígena (Jacob, 2000). Fisiológicamente, el fruto presenta comportamiento no climatérico (Kader, 2000) por lo que en postcosecha presenta cambios asociados al fenómeno de senescencia, caracterizados por baja velocidad de respiración y producción de etileno, elevadas pérdidas de peso, síntesis de etanol y acetaldehídos, pérdidas de clorofila, endurecimiento del epicarpio y disminución de la concentración de ácido ascórbico (Saucedo, 2008). Al igual que en otros cítricos, el principal factor relacionado con el avance de la senescencia, lo constituye el estrés hídrico por pérdidas de agua a través de toda la superficie del fruto y el cual es impuesto por las condiciones de temperatura y humedad relativa durante el manejo postcosecha. Diversos estudios (Albrigo, 1986; TafollaArellano et al., 2013; Loetitia y Joselyn, 2014), han resaltado la importancia del papel fisiológico de la cutícula y del contenido de ceras cuticulares, en regular la velocidad de transpiración y mantener el balance de agua, así como controlar el intercambio de gases en los frutos; asimismo, se ha señalado (Knoche et al., 2004) que esta respuesta depende, además del grosor de la cutícula, de la cantidad y composición de las ceras intra y extra cuticulares, las cuales a su vez varían con la especie, variedad, y estado fisiológico de los frutos (Schreiber, 2010). En este sentido, de acuerdo con Sala (2000), el contenido de ceras epicuticulares presentó un aumento durante la maduración de mandarina ‘Fortune’ de 25 a 48 µg cm-2, en tanto que, en naranja ‘Navelate’, el contenido cambió de 98 µg cm-2, al momento de cosecha, hasta 102 µg cm-2 después de cuatro días a 22º C y 90-95% de humedad relativa (Cajuste et al., 2010). Por su parte (Baez et al., 1993), han reportado que aplicaciones de Ácido Giberélico y Benciladenina en frutos de mandarina ‘Clementina’ retardaron los cambios en las fracciones de los componentes de ceras intra y epicuticulares relacionados con daños por senescencia; asimismo, Cajuste et al. (2010) mencionan que tratamientos con etileno aumentaron el contenido total de ceras epicuticulares en naranja Navelate, favoreciendo el control de alteraciones relacionadas con senescencia en el epicarpio. En limón mexicano, se han realizado pocos estudios sobre permeabilidad de cutículas y del contenido de ceras intra y epicuticulares, importantes para entender y PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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resolver la problemática de elevadas pérdidas de peso, manchado de tejidos y pérdidas de la calidad por avance de la senescencia. El objetivo de este estudio fue evaluar la respuesta al tratamiento con 1-metilciclopropeno en el contenido de algunos componentes cuticulares y de la calidad en frutos de limón mexicano almacenados a condiciones de comercialización. MATERIALES Y MÉTODOS Para el estudio se cosecharon frutos de limón mexicano (Citrus aurantifolia Swingle) de árboles desarrollados en el Campo experimental del INIFAP (Instituto de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias) de Tecomán, Colima, México, localizado a 32 msnm, clima BS1 (h’) considerado como cálido, semi-semiseco; temperatura y precipitación media anual de 26º C y 750 mm, respectivamente. Los frutos se cosecharon de tres árboles tratados con ácido giberélico (AG3) en dosis de 30 mg L-1 (ACTIVOL® GS-40%) cuando habían alcanzado un tamaño 30±2 mm de diámetro y de otros tres árboles sin el tratamiento mencionado. Para el experimento, del grupo de tres árboles tratados con AG3, se cosechó un total de 80 frutos y de los no tratados 160 frutos, cuando alcanzaron un diámetro de 39±2 mm (números 4 y 5 según NMX-FF-087-SCFI-2005); tras un traslado de 12 horas, los 80 frutos provenientes de árboles tratados con AG3 y otros 80 frutos de árboles sin AG3, se expusieron a un tratamiento con 1-MCP (500 ppm por 8 horas, SmartFresh®, 14 %), los frutos restantes no recibieron ningún tratamiento (Testigo). El tiempo de almacenamiento se estableció en 5 y 10 días a 22º C y 60 % de humedad relativa, de tal manera que los 80 frutos de cada tratamiento se dividieron en dos lotes de 40 frutos para quedar un total de seis tratamientos experimentales: AG3 + 1-MCP (5 días), AG3 + 1-MCP (10 días), 1-MCP (5 días), 1-MCP (10 días), Testigo (5 días) y Testigo (10 días). Después de cada periodo de almacenamiento se midieron las variables siguientes: Pérdidas de peso (%) por diferencia de peso respecto al inicial; Índice de color con un colorímetro de reflexión Hunter-Lab modelo D25A, óptical sensor, Reston, Virginia, USA y aplicando la ecuación IC=1000a/bL (Jiménez-Cuesta et al.,1981); acidez titulable (% ácido cítrico) y sólidos solubles totales (%SST) por los métodos descritos por la AOAC (1990); ácido ascórbico por el método de Tillman (titulación con 2,6 diclorofenol-indofenol) (AOAC, 1986); Masa cuticular (μg/cm2) obtenida a partir de cutículas aisladas por cada tratamiento y analizadas según el método descrito por Schönherr y Riederer (1986); ceras intracuticulares (μg/cm2) extraídas según el método descrito por Schönherr y Riederer (1986) y cuantificadas de acuerdo al método de Riederer y Scheneider (1990); permeabilidad en cutículas aisladas (Schönherr y Riederer, 1986) y analizadas según el método descrito por Báez, et al. (1993), los datos se expresaron como mg de agua pérdida en forma de vapor por cm2 de cutícula durante una hora (mg H2Ov/ cm2/h). Estadísticamente los datos se analizaron con la aplicación de un ANDEVA y prueba de comparación de medias de Tukey (α = 0.05) con el programa estadístico SAS 9.4. RESULTADOS De acuerdo con los resultados obtenidos, las pérdidas de peso resultaron significativamente mayores al incrementarse el tiempo de almacenamiento. Después de 5 días las pérdidas obtenidas no superaron el 5 % y no se presentaron diferencias entre tratamientos; a los 10 días, los frutos del tratamiento AG3 +1-MCP resultó con significativamente pérdidas menores (7.84 %), respecto al testigo y 1-MCP (Cuadro 1). El contenido de ceras intracuticulares aumentó al avanzar el tiempo de almacenamiento, pero de manera significativa solo en el tratamiento AG3 +1-MCP al alcanzar un contenido de 248.5 μg cm-2 a los 10 días de exposición a 22±1º C; el menor contenido de ceras intracuticulares se presentó en los frutos del testigo (Cuadro 1). Con relación a la masa cuticular, tras cinco días a dicha temperatura, los frutos de los tratamientos 1-MCP y el testigo mostraron significativamente la menor masa, respecto al AG3 +1-MCP PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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con 7234.4 μg cm-2, después de 10 días de almacenamiento la masa cuticular disminuyó en los tres tratamientos, sin diferencias significativas entre éstos, no obstante los frutos con AG3 +1-MCP mantuvieron la mayor masa (Cuadro 1). Por otro lado, los frutos de este último tratamiento mostraron, significativamente, la menor permeabilidad cuticular con 36.1 y 31.7 mg H20v cm-2 h-1 a los 5 y 10 días de almacenamiento, respectivamente; con 1-MCP este efecto solo se presentó al quinto día a 22±1º C con 33.9 mg H20v cm-2 h-1 (Cuadro 1). CUADRO 1

Pérdidas de peso y cambios en componentes cuticulares en frutos de limón mexicano tratados con AG3 en precosecha y 1-MCP en postcosecha, almacenados a 22º C

Medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de Tukey (α=0.05)

En cuanto al efecto de los tratamientos sobre la calidad de los frutos, tras el primer periodo de almacenamiento no se observaron diferencias significativas en cuanto al índice de color, si bien los frutos con AG3 +1-MCP mostraron un valor más negativo (-16.8), lo que sugirió una tonalidad más verde; a los 10 días de exposición a 22±1º C, este último tratamiento resultó con un índice de color significativamente diferente a los otros dos tratamientos, al mantener un valor más negativo (-16.4) (Cuadro 2). No se observaron diferencias significativas en el contenido de SST y ácido cítrico, los cuales se mantuvieron entre 7.2–7.7 % y 7.2-7.5 %, respectivamente (Cuadro 2). En cuanto a la vitamina C, los frutos tratados con 1-MCP y AG3 + 1-MCP presentaron significativamente mayor contenido de ácido ascórbico en los dos periodos de almacenamiento, mostrando incluso menores pérdidas de esta vitamina (Cuadro 2). CUADRO 2

Cambios en el color externo y calidad interna de frutos de limón mexicano tratados con AG3 en precosecha y 1-MCP en postcosecha y almacenados a 22º C

Medias con letras iguales no son estadísticamente diferentes de acuerdo a la prueba de Tukey (α=0.05)

DISCUSIÓN Diversos estudios han señalado la alta sensibilidad de los frutos de limón mexicano a las pérdidas de peso durante su manejo postcosecha, observándose variación en función de la temperatura, tiempo y humedad relativa de almacenamiento y/o comercialización: 8.6 % tras 6 días a 22º C y 60 % HR (Muñoz-Lazcano et al., 2011), 9.6 % después de 2 semanas a 9±1º C y 80 % HR+4 días a 22±2 y 60 % HR (Hernández-Pérez PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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et al., 2014), 4.7 % a 12º C y 90 % HR (Obeed y Harhash, 2006); todo lo cual explica las altas pérdidas obtenidas en el presente experimento. Fisiológicamente las pérdidas de peso son resultado directo de pérdidas de agua desde los tejidos del fruto (Woods, 1990); lo que de acuerdo con Ben-Yehashua et al. (1985) en cítricos ocurre tanto a través de aperturas epidérmicas y de una fase acuosa en la cutícula. En este sentido, tratamientos con fitohormonas han mostrado que aplicaciones precosecha con AG3 + BA disminuyeron la pérdida de agua a través de la cutícula del epicarpio en frutos de mandarina ‘Fortune’ (Báez et al., 1993); por su parte, Hernández-Pérez et al., (2014) reportan pérdidas de peso mayores en frutos de limón mexicano tratados con 1-MCP (500 nL L-1 a 20º C por 8 horas), lo que de acuerdo con Manganaris et al. (2008) se relaciona con cambios en la cantidad y composición de ceras epicuticulares las cuales regulan el transporte del vapor de agua a través del epicarpio de los frutos. En el presente experimento, las menores pérdidas de peso estadísticamente significativas fueron las del tratamiento AG3 + 1-MCP por 10 días, respuesta que manifestó un efecto sinérgico entre estos dos compuestos, lo que además se asoció con contenido mayor de ceras intracuticulares, menores pérdidas de masa cuticular y menor permeabilidad de cutículas al vapor de agua. Por otro lado, los frutos tratados con AG3 + 1-MCP mostraron durante el almacenamiento significativamente menores pérdidas del color verde y del contenido de ácido ascórbico (vitamina C), lo que permitió asumir retardo en la evolución de la senescencia; Algunos investigadores Porat et al., 2001; Zea-Hernández et al., 2016) han reportado que aplicaciones de AG3 en precosecha retardan la pérdida del color verde del epicarpio de cítricos almacenados a condiciones de comercialización, debido al retardo de la degradación de clorofila por efecto del etileno asociado a senescencia; si bien los frutos con sólo 1-MCP en postcosecha no reveló diferencias significativas en el índice de color, con relación al testigo, se observó una tendencia a mantener un valor de índice más negativo, debido a su efecto de inhibición de la acción de etileno, todo lo cual explica el efecto obtenido por la aplicación del tratamiento AG3 + 1-MCP en retardar la pérdida de color verde. CONCLUSIONES El tratamiento con la combinación de AG3 aplicado en precosecha y 1-MCP en postcosecha, incrementa el contenido de ceras intracuticulares, reduce la pérdida de masa cuticular y disminuye la permeabilidad de cutículas al vapor de agua, en frutos de limón mexicano almacenados por 10 días a 22±2º C y 60 % de humedad relativa, todo lo cual se traduce en menores pérdidas de peso y del color verde del epicarpio; además de mantener la calidad interna con menor pérdida de vitamina C y sin cambios en los contenidos de SST y ácido cítrico. La aplicación de únicamente 1-MCP en postcosecha, bajo las mismas condiciones de almacenamiento, presenta una respuesta similar en cuanto a la calidad interna; sin embargo, el efecto en pérdidas de peso y del color verde son similares a los frutos sin ningún tratamiento. Referencias Association of Official Analytical Chemists (AOAC). 1986. 14th Ed. Official methods of analysis, Washington, DC, USA. Association of Official Analytical Chemists (AOAC). 1990. 15th Ed. Official methods of analysis, Washington, DC, USA. Baez-Sañudo, R., F. R. Tadeo, E. Primo-Milo, and L. Zacarías. 1993. Physiological and ultrastructural changes during the ripening and senescence of clementine mandarina. Acta Horticulturae 343: 18-24. Jiménez, M., J. Cuquerella, and J.M. Martínez. 1981. Determination of color index for fruit degreening. Proceeding International Society of Citriculture 2: 750-753. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Calidad y vida de anaquel de mango (Mangifera indica L.) tratado con 1-MCP y recubrimiento comestible García-Robles, Jesús Manuel; Mercado-Ruiz, Jorge Nemesio; Báez-Sañudo, Reginaldo Calidad y vida de anaquel de mango (Mangifera indica L.) tratado con 1-MCP y recubrimiento comestible Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541006

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Reportes Frutas

Calidad y vida de anaquel de mango (Mangifera indica L.) tratado con 1-MCP y recubrimiento comestible Quality and shelf life of mango fruits (Mangifera indica L.) treated with 1-MCP and edible coating Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541006 Jesús Manuel García-Robles 1 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México jemagaro@ciad.mx

Jorge Nemesio Mercado-Ruiz 2 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México Reginaldo Báez-Sañudo 3 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México

Recepción: 30 Mayo 2018 Aprobación: 17 Septiembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: La calidad intrínseca de los frutos de mango, además de su manejo postcosecha, son características importantes para una exitosa comercialización y su consumo posterior por parte de clientes cada vez más exigentes a dichos parámetros. El presente trabajo se llevó a cabo con la finalidad de obtener información relevante a la calidad de frutos de mango cv. ‘Haden’; además de evaluar tratamientos postcosecha con base a un recubrimiento comestible (Cera) y 1-Metilciclopropeno (1-MCP) para prolongar su vida en anaquel. Ambas aplicaciones se hicieron por separado, el 1-MCP se aplicó a un lote de frutos con una concentración de 750 ppb por 12 h a 20 ºC. Mientras, que a otro se le aplicó Cera y ambos fueron evaluados bajo condiciones de mercadeo (20 ºC y 70-75 % HR). Se evaluó porcentaje de pérdida de peso, la firmeza de fruto, acidez titulable, sólidos solubles totales (ºBrix), color interno, tasa respiratoria y producción de etileno. Observamos el comportamiento normal de la relación inversa entre la pérdida de agua, determinada como pérdida acumulada de masa, y la firmeza en los frutos tratados y testigo. La pérdida de peso al día 15 promedió 3.27 % para Testigo, seguida de 1-MCP y Cera sin presentar diferencias significativas durante los demás días. En la firmeza, a pesar de que al día 1 se encontraron diferencias (p≤0.05) entre Testigo y los tratamientos, no fue así durante el resto del almacenamiento. Se observaron diferencias (p≤0.05) en SST al día 4 y al 15 entre los tratamientos, pero no respecto al Testigo. En acidez total y pH no se encontraron diferencias estadísticas. La tendencia general, hasta el final del almacenamiento, fue a un incremento de 1.09 veces los SST, 1.30 veces el pH y una disminución de la acidez en 8.51 veces. El incremento en orden descendente fue semejante para SST y pH en 1-MCP, Cera y Testigo. Para acidez titulable de los mangos, la disminución en orden descendente fue para Cera, 1-MCP y Testigo. La tendencia en la producción de CO2 y etileno tuvo un comportamiento normal para este fruto, presentando picos máximos al día 7 y 6, respectivamente. El máximo de producción de CO2 (≈ 46 mL/kg.h) se relacionó con el aumento en los valores de SST y disminución de la acidez al día 8, sin presentar diferencias significativas entre los tratamientos. Cera presentó los valores más bajos en a* (rojo). Los valores de b*, tendientes al tono amarillo, fueron más altos en el tratamiento 1-MCP, seguido

Notas de autor 1

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Carretera a La Victoria Km. 0.6, Apartado Postal #1735. Hermosillo, Sonora, 83304 México. E-mail: jemagaro@ciad.mx

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Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C. Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Carretera a La Victoria Km. 0.6, Apartado Postal #1735. Hermosillo, Sonora, 83304 México. Autor de correspondencia Jesús Manuel García-Robles. E-mail: jemagaro@ciad.mx PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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de Cera y en menor medida en los Testigo. Sin embargo, las diferencias (p≤0.05) fueron en los días 1 y 12. Cera mantuvo valores más altos de matiz. Esto mismo ocurrió en saturación del color y luminosidad en pulpa, aunque solo en un día presentó diferencia significativa con 1-MCP. Los tratamientos aplicados al mango “Haden” no modificaron en gran medida las variables de calidad analizadas; sin embargo, se apreciaron tendencias favorables donde el tratamiento con Cera logró diferenciarse del tratamiento con 1-MCP y Testigo. Palabras clave: color interno, almacenamiento, parámetros físico-químicos.

Abstract: e intrinsic quality of mango fruits, in addition to their postharvest handling, are important characteristics for a successful commercialization and their subsequent consumption by customers increasingly demanding these parameters. e present work was carried out in order to obtain information relevant to the quality of mango fruits cv. 'Haden'; besides evaluating postharvest treatments based on an edible coating (Cera) and 1-Methylcyclopropene (1-MCP) to prolong shelf life. Both applications were made separately, 1-MCP was applied to a batch of fruits with a concentration of 750 ppb for 12 h at 20 ºC. Meanwhile, another was applied Cera and both were evaluated under marketing conditions (20 ºC and 70-75% RH). We evaluated percentage of weight loss, fruit firmness, titratable acidity, total soluble solids (ºBrix), internal color, respiratory rate and ethylene production. We observe the normal behavior of the inverse relationship between the loss of water, determined as accumulated mass loss, and the firmness in the treated and control fruits. e weight loss at day 15 averaged 3.27% for Testigo, followed by 1-MCP and Cera without presenting significant differences during the other days. In firmness, in spite of the fact that on day 1 there were differences (p≤0.05) between the Testigo and treatments, this was not the case during the rest of storage. Differences were observed (p≤0.05) in SST at day 4 and at 15 between the treatments, but not with respect to Testigo. In titratable acidity and pH, no statistical differences were found. e general trend, until the end of storage, was an increase of 1.09 times SST, 1.30 times pH and a decrease in acidity by 8.51 times. e increase in descending order was similar for SST and pH in 1-MCP, Cera and Testigo. For titratable acidity of the mangoes, the decrease in descending order was for Cera, 1-MCP and Testigo. e trend in the production of CO2 and ethylene had a normal behavior for this fruit, presenting maximum peaks at day 7 and 6, respectively. e maximum production of CO2 (≈ 46 mL/kg.h) was related to the increase in the values of SST and decrease in titratable acidity at day 8, without presenting significant differences between treatments. Cera presented the lowest values in a* (red). e b* values, tending to the yellow tone, were higher in 1-MCP treatment, followed by Cera and to a lesser extent in Testigo. However, the differences (p≤0.05) were on days 1 and 12. Cera maintained higher values of hue. e same occurred in saturation and luminosity of the color in the pulp, although only in one day it presented a significant difference with 1-MCP. e treatments applied to "Haden" mango did not modify to a large extent the quality variables analyzed; However, favorable trends were observed where the treatment with Cera managed to differentiate itself from the treatment with 1-MCP and Testigo. Keywords: internal color, storage, physico-chemical parameters.

INTRODUCCIÓN El mango (Mangifera indica L.), por su capacidad de adaptación a diferentes condiciones adversas, es uno de los frutales más ampliamente explotados a nivel mundial. En México, mantiene una importancia significativa en el contexto agrícola, debido a que se dedican alrededor de 193, 343 hectáreas para la producción de este fruto, con un volumen anual de 1.88 millones de toneladas en el año 2016 (SAGARPA, 2017). La producción y el comercio internacional de esta fruta se están expandiendo rápidamente; sin embargo, la corta vida útil, la alta susceptibilidad al daño por frío, las enfermedades postcosecha y la demanda de los consumidores para mantener la calidad externa e interna de la fruta son los principales desafíos que afectan el mercadeo de mango (Osorio y Fernie, 2013; Singh et al., 2013). El nivel de madurez es un factor crítico tanto para el importador como para el minorista, quienes consideran que es necesario mejorar la tecnología utilizada, tanto precosecha como postcosecha, para lograr una definición más precisa del nivel óptimo de calidad (Sivakumar et al., 2011). Con el objetivo de mantener la calidad postcosecha se ha estado trabajando con diferentes tecnologías, entre las que se encuentran la temperatura de almacenamiento, atmósfera controlada, aplicación de ceras comestibles y 1-Metilciclopropeno (1-MCP) (Singh y Singh, 2012; Singh et al., 2013). Éste último, ha sido probado en diferentes frutos y ornamentales, obteniendo resultados diversos, debido a que éstos difieren dependiendo del fruto, variedad, cultivar, estado de madurez, tiempo de exposición al gas y temperatura, entre otros (Lurie, 2007; Pongprasert y Srilaong, 2014). El almacenamiento a bajas temperaturas ha sido una de PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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las tecnologías más utilizadas para mantener la calidad postcosecha del mango (Seymour et al., 1990; Baloch y Bibi, 2012; Emongor, 2015). Siendo una temperatura de 13 ºC la más recomendada para este fruto, debido a que temperaturas inferiores causan daño por frío (Nair y Singh, 2009; Patel et al., 2016) y deterioro de los frutos (Baloch y Bibi, 2012). Mientras que el almacenamiento en atmósfera modificada tiene sus limitaciones debido a la alta incidencia de enfermedades, los olores provenientes de la fermentación y los daños internos en los frutos (Singh y Zaharah, 2015). Con respecto a las cubiertas comestibles, se han desarrollado formulaciones que resaltan ciertas características de algunos frutos (Amariz et al., 2010; Ploto et al., 2010; Barboza de Lima et al., 2012). Este tipo de materiales puede reducir la pérdida de peso, retardar el proceso de maduración y dar brillo a los frutos mejorando de esta forma su apariencia (Abbasi et al., 2011; Cissé et al., 2015; Onias et al., 2016). Los recubrimientos comestibles ofrecen una alternativa atractiva al empaque con película plástica debido a sus características favorables al medio ambiente (Singh et al., 2013). En diferente proporción todas estas cubiertas protectoras promueven un intercambio selectivo de gases entre la atmósfera de almacenamiento y los frutos (Baldwin et al., 1999). En consecuencia, se requiere desarrollar tecnologías apropiadas para extender la vida de los frutos en almacenamiento y reducir las pérdidas poscosecha y de esta forma explotar el mercado potencial que existe. Por tal motivo, nosotros nos enfocamos en la aplicación de 1-MCP y cera comestible en los frutos de mango cultivar ‘Haden’, buscando mantener una calidad óptima de los mismos hasta llegar al consumidor final. MATERIALES Y MÉTODOS

Materia prima Se obtuvieron frutos de mango (Mangifera indica L.) cv. ‘Haden’ en estado de madurez fisiológica provenientes de una huerta experimental ubicada en Bacobampo, Sonora. Los frutos no recibieron tratamiento hidrotérmico debido a que provienen de una zona libre de mosca de la fruta y se seleccionaron de acuerdo a peso y tamaño, desechando aquellos que presentaron algún tipo de daño. Los frutos seleccionados se lavaron con una solución de hipoclorito de sodio al 6% a una concentración de 200 ppm y se dejaron secar a temperatura ambiente.

Tratamientos aplicados Aplicación de cera comestible. Se llevó a cabo por inmersión del fruto en la misma (3 segundos por fruto), se secaron al aire libre y posteriormente, se almacenaron directamente a temperatura de mercadeo (20 ºC), durante 15 días. La cera se elaboró a partir de carbohidratos (1.5 %), polipropilenglicol (2.0 %), ácidos grasos (3.0 %), antimicrobiano (0.01 %), surfactante (0.01 %) y antioxidante (0.001 %), todos ingredientes GRAS (Generalmente reconocidos como seguros). Aplicación de 1-MCP. Se aplicó un tratamiento con 1-MCP (0.14%, Smartfresh, Rohm and Hass Co.) a una concentración de 750 ppb durante 12 horas a 20ºC. La exposición de los frutos con el gas se realizó en una cámara de plástico herméticamente cerrada, colocando el 1-MCP en contacto con agua caliente (50 mL) para la liberación del gas en un recipiente de vidrio dentro de la cámara. Los frutos que no recibieron el tratamiento con 1-MCP, también se sometieron a las mismas condiciones de aplicación para minimizar errores en el análisis de los resultados. El experimento se llevó a cabo a una temperatura de mercadeo (20ºC, 65-70% H.R.).

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Análisis realizados Se llevaron a cabo evaluaciones de calidad y fisiológicas tendientes a verificar el efecto de la aplicación de 1MCP, cera comestible (CC) y control (T) en la vida de anaquel y calidad de los frutos. Las evaluaciones se realizaron por triplicado cada 3 días, a excepción de la tasa de respiración, producción de etileno y pérdida de peso que se realizaron diariamente. Pérdida de peso. Se registró diariamente durante el almacenamiento en 10 frutos por tratamiento. Se utilizó una balanza Voyager OHAUS (2100 g x 0.01 g, Ohaus Corporation, Suiza). Los resultados se reportaron como porcentaje de pérdida de peso acumulada, mediante la siguiente fórmula: % Pérdida de Peso = ((Peso inicial – Peso diario/Peso inicial) x 100). Firmeza. Se midió en los lados opuestos del diámetro ecuatorial del fruto después de retirar la cáscara. Se utilizó un penetrómetro digital Chatillon DMF-50 (AMETEK Inc., USA), equipado con un puntal cónico de 8 mm de diámetro. Los datos se registraron en Newtons (N). Acidez titulable. Se tomaron 5 mL de jugo de los frutos, agregando 50 mL de agua destilada ajustada a pH 7.0. La titulación se llevó a cabo en un titulador automático Mettler DL67 equipado con un Rondo Tower 60 (Mettler Toledo, Suiza). Se utilizó NaOH 0.1 N como estándar. Los resultados obtenidos se expresaron como % de ácido cítrico (AOAC, 1998). Sólidos solubles totales. Se midieron colocando unas gotas de jugo en un refractómetro digital ATAGO Palette PR-101 (0-45%) (Japón). Los resultados se expresaron en ºBrix (AOAC, 1984). Tasa de respiración y producción de etileno. Esta medición se llevó a cabo mediante el método de sistema cerrado (Watada y Massie, 1981), donde el triplicado de los tratamientos se colocó en recipientes de plástico. Los recipientes se sellaron diariamente una hora antes de determinar las concentraciones de CO2 y etileno. Con una jeringa se tomó 1 mL del espacio de cabeza para inyectarlo en un cromatógrafo de gases Varian Star 3400, equipado con detectores de ionización de flama (FID) y de conductividad térmica (TCD), una columna (Supelco) metálica de 2 m de largo y 1/8¨ de diámetro interno, empacada con Hayesep N 80/100. Las condiciones del equipo fueron: temperaturas de inyección y columna a 100 y 80ºC, respectivamente; los detectores a 120ºC para el FID y 170ºC para el TCD. Se utilizó nitrógeno como gas acarreador a un flujo de 25 mL/min. Para la cuantificación de los gases se utilizaron estándares de concentración conocida (CO2 al 5% y etileno a 1 ppm). Color interno. Su evolución se midió en dos secciones opuestas ubicadas en el límite entre el mesocarpio y la semilla del fruto, mediante un colorímetro Minolta CR-300 (Minolta Co., Ltd. Japón). Determinando los valores L*, a* y b*. Con estos parámetros se calculó el Croma (C*) y el ángulo hue (h*).

Análisis de los datos El diseño fue completamente al azar. Se bloqueó el tiempo y para cada variable analizada, después de probar la normalidad de los datos, se realizó ANOVA de una sola vía para comparación de medias mediante TukeyKramer. En los casos donde no se encontró normalidad de los datos se realizó la comparación de las medianas mediante Kruskal-Wallis. El nivel de confianza fue del 95 % utilizando el paquete estadístico NCSS 2011. RESULTADOS Observamos el comportamiento normal de la relación inversa entre la pérdida de agua, determinada como pérdida acumulada de masa, y la firmeza en los frutos tratados y testigo (Figura 1). La pérdida de peso al día 15 fue en promedio de 3.27 % para Testigo, seguida de 1-MCP y Cera sin presentar diferencias significativas durante los demás días. En la firmeza, a pesar de que al día 1 se encontraron diferencias (p≤0.05) entre PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Testigo y los tratamientos, no fue así durante el resto del almacenamiento. Esto pudo deberse, entre otros factores, a una condición de estabilidad por los tratamientos aplicados ya que estos contienen agua. La semejanza del comportamiento de los tratamientos y el Testigo hasta el día 15, corrobora lo anterior. Al día 4 se alcanzó una firmeza en promedio de 10 N por lo que al final del almacenamiento, tanto los frutos tratados como el Testigo, perdieron un 37.28 % de firmeza. La temperatura del almacén, así como el estado fisiológico del fruto, determinan en gran medida la disminución de la firmeza y la velocidad con que se pierde el agua de los tejidos. Sin embargo, aparentemente esta tendencia natural no fue reducida por ninguno de los tratamientos aplicados. Se esperaba que el tratamiento con Cera actuara como barrera dificultando la pérdida de agua, aunque aparentemente en la gráfica fue ligeramente menor su comportamiento comparado con el Testigo. Los resultados obtenidos por Estrada et al. (2015), concuerdan con estas diferencias mínimas en pérdida de peso firmeza entre tratamientos al aplicar dos recubrimientos comestibles a frutos de mango. Ellos infieren, que los recubrimientos comestibles proporcionaron una barrera protectora que restringió la transferencia de agua, comparable con los resultados obtenidos por Valera et al. (2011). Los resultados obtenidos con la aplicación de 1-MCP son contrastantes con los publicados por Cocozza et al. (2004), en cuanto al comportamiento de la firmeza de los mangos.

FIGURA 1

Cambios en la pérdida acumulada de masas (%) y firmeza (N) de frutos de mango “Haden” tratados (1-MCP o cera) o no (Testigo) durante 15 días a 20 °C Literales distintas en el mismo día de almacenamiento presentan diferencias significativas (n=10).

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En cuanto a las variables físico-químicas, algunos estudios aplicando recubrimientos comestibles en mango han observado un retraso en la maduración de algunos días (Dhalla y Hanson, 1988; Feygenberg et al., 2005; Dang et al., 2008; Cissé et al., 2015), aunque la variación en la respuesta normalmente es no significativa. Es decir, los cambios observados en ellas no son pronunciados o son muy semejantes. De manera similar, la aplicación de 1-MCP en estos frutos, no son consistentes con respecto al nivel de concentración de dicho compuesto requerido para alcanzar el retraso deseado de la maduración (Jiang y Joyce, 2000; Hofman et al., 2001; Lalel et al., 2003; Alves et al., 2004; Wang et al., 2006; Sozzi y Beaudry, 2007). En este sentido, y haciendo referencia a nuestros resultados, es posible que las metodologías utilizadas no permiten ver los cambios sutiles por efecto de los tratamientos aplicados, o que deben considerarse respuestas alternativas para explicar el efecto de los tratamientos para valorar una determinada característica de calidad. Con referencia en lo anterior, en la tabla 1 observamos que, al mismo día de muestreo, solo hubo diferencias (p≤0.05) en SST al día 4 y al 15 entre los tratamientos, pero no respecto al Testigo. En acidez total y pH no se encontraron diferencias estadísticas. La tendencia general, hasta el final del almacenamiento, fue a un incremento de 1.09 veces los SST, 1.30 veces el pH y una disminución de la acidez en 8.51 veces. Aunque no se realizó un análisis estadístico entre los días de muestreo, apreciamos que el incremento en orden descendente fue semejante para SST y pH en 1-MCP, Cera y Testigo. Para el parámetro de acidez total de los mangos, la disminución en orden descendente fue para Cera, 1-MCP y Testigo. TABLA 1

Pruebas físico-químicas en mango “Haden” durante 15 días a 20 °C tratados con 1-MCP, Cera o sin tratamiento

Media ± error estándar (n=5). Diferencias (p≤0.05) en letras distintas al mismo día para cada variable respuesta.

La tendencia en la producción de dióxido de carbono y etileno tuvo un comportamiento normal para este fruto, presentando picos máximos al día 7 y 6 respectivamente (Figura 2). El máximo de producción de CO2 (≈ 46 mL/kg.h) se relacionó con el aumento en los valores de SST y disminución de la acidez al día 8 (Tabla 1), sin presentar diferencias significativas entre los tratamientos. Este valor cae dentro del intervalo de producción de CO2 publicado por Kader (1997), que va desde 35-80 mL/kg.h en mango almacenado a 20 °C, mientras que el rango de emisión de etileno va de 0.5-8 µL/kg.h. En la tasa respiratoria, las diferencias (p≤0.05) entre Testigo y Cera se apreciaron los días 6, 8 y, a partir del 10, hasta el 15. Aun así, fueron valores menores los del tratamiento con Cera. El máximo de etileno se presentó un día antes al de CO2 con un valor promedio de 0.17 µL/kg.h, de igual manera sin diferencias estadísticas entre los tratamientos. Los frutos tratados con 1-MCP mostraron un comportamiento errático al presentar valores semejantes de CO2 respecto al Testigo, pero con valores mayores de C2H4 que este, incluso con diferencias significativas. Este comportamiento supondría una mayor actividad metabólica, incrementando los valores de las variables arriba revisadas, lo cual no sucedió. Quizás, pudo haber influenciado la baja emisión de etileno del mango por efecto de los tratamientos y la temperatura de almacenamiento, la cual fue menor a la reportada por Kader (1997).

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FIGURA 2

Producción de CO2 y C2H4 de mango “Haden” tratados con 1-MCP, Cera o sin tratamiento durante 15 días a 20 °C

Literales distintas en el mismo día de muestreo presentan diferencias significativas (n=3).

La valoración de los parámetros de color en pulpa de mango realizada cercana al hueso permitió observar diferencias significativas, al menos en algunos días, entre los tratamientos y los frutos testigo (Figura 3). Los valores en a*, tendientes a rojo no fueron percibidos debido a que fueron menores a 30 en la esfera de color, ubicándolos en la zona de los grises (Figura 3A). Aun así, se apreció que Cera presentó los valores más bajos en el color rojo. Los valores de b*, tendientes al tono amarillo, fueron más altos en el tratamiento 1-MCP, seguido de Cera y en menor medida en los Testigo. Sin embargo, las diferencias (p≤0.05) fueron solo al día 1 y 12 (Figura 3B). Esto mismo se observó en el cambio de matiz en la pulpa, donde los Testigo no variaron después de 4 días hasta el final del almacenamiento. De igual forma, los tratamientos Cera y 1-MCP fueron diferentes (p≤0.05) en algunos días respecto a Testigo (Figura 3C). Aunque Cera mantuvo valores más altos de matiz. Esto mismo fue observado en la saturación del color y la luminosidad en pulpa, aunque solo en un día presentó diferencias significativas comparado con 1-MCP (Figura 3D y E). Los valores bajos en la saturación del color y luminosidad se relacionan con procesos de maduración avanzados e incremento en el contenido de carotenoides (Ornelas-Paz et al., 2008), por lo que se especularía que el tratamiento con Cera redujo tales efectos.

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FIGURA 3

Cambios en color de pulpa cercana a la semilla en mango “Haden” tratado con 1-MCP, Cera o sin tratamiento durante 15 días a 20 °C Letras distintas en el mismo día representan diferencias significativas (n=10).

CONCLUSIONES Los tratamientos aplicados al mango “Haden” no modificaron en gran medida las variables de calidad analizadas; sin embargo, se apreciaron tendencias favorables donde el tratamiento con Cera logró diferenciarse del tratamiento con 1-MCP y Testigo. Con base a estos resultados, sugerimos modificar las proporciones en la formulación de la cera, lo cual podría establecer diferencias claras con respecto a los mangos sin tratar para mantener su calidad durante su mercadeo. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Abbasi K.S., Anjum N., Sammi S., Masud T. y Ali S. 2011. Effect of coatings and packing material on the keeping quality of mangos (Mangifera indica L.) stored at low temperature. Pak. J. Nutr., 10(2): 129-138. Alves R.E., Filgueiras H.A.C., Pereira M.E.C., Cocozza F.M. y Jorge J.T. 2004. Postharvest ripening of ‘Tommy Atkins’ mangoes on two maturation stages treated with 1-MCP. Acta Hort., 645: 627-632. Amariz A., Lima M.A.C. de, Trindade D.C.G. da, Santos A.C.N. dos y Ribeiro T.P. 2010. Recobrimentos à base de carboximetilcelulose e dextrina em mangas ‘Tommy Atkins’ armzenadas sob refrigeração. Ciência Rural, 40(10): 2199-2205.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Impregnación por vacío: Impacto de las variables tecnológicas para la obtención de manzanas mínimamente procesadas Faicán, María Auxiliadora; Cortez, Juan Diego; Piagentini, Andrea Marcela; Pirovani, María Élida Impregnación por vacío: Impacto de las variables tecnológicas para la obtención de manzanas mínimamente procesadas Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541007

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Reportes Procesamiento

Impregnación por vacío: Impacto de las variables tecnológicas para la obtención de manzanas mínimamente procesadas Vacuum impregnation: impact of technological variables to obtain minimally processed apples María Auxiliadora Faicán 1 Universidad Nacional del Litoral, Argentina Consejo Nacional de Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas, Argentina

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541007

Juan Diego Cortez 2 Universidad Nacional del Litoral, Argentina Andrea Marcela Piagentini 3 Universidad Nacional del Litoral, Argentina María Élida Pirovani 4 Universidad Nacional del Litoral, Argentina mpirovan@fiq.unl.edu.ar

Recepción: 30 Mayo 2018 Aprobación: 17 Septiembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: Se estudió, mediante diseño factorial, el impacto de la presión de vacío (P1: 67.7 y P2: 667.3mbar) y el tiempo de vacío/relajación (t1: 3/3 y t2: 10/10 min), sobre la calidad de “fresco” de cubos de manzanas Granny Smith impregnados por vacío con solución de sacarosa (30°Bx), mas adición de 1% de ácido cítrico y 1% de ácido ascórbico, a 22oC. Las respuestas fueron variación relativa porcentual (∆%) respecto a la fruta fresca cortada sin tratar de: sólidos solubles (SS), pH, aw, firmeza (F) y color (L*, C*ab hab y ∆E*ab). Se determinaron los parámetros de transferencia de masa (%): ganancia de sólidos (SG), pérdida de agua (WL) y reducción de peso (WR). La ∆%SS, ∆%pH y ∆%aw resultaron afectadas por P y t. Los SS incrementaron a P2 (27-40%). El pH disminuyó en todos los casos. La aw mostró cambios leves (máximo -0,4%). La firmeza a P2 se redujo (31%) y una combinación de P1 y t1 generó incremento (≈1%). La ∆%L* y ∆E fueron afectadas por P y t, mientras que ∆%C*ab y ∆%hab solo por P. El valor de L* a P2 disminuyó (20-21%); pero con P1 y t1 aumentó (≈8%). C*ab incrementó con P1 (12 a 15%) y con P2 disminuyó (18 a 25%). El valor hab en general incrementó levemente (0.2 al 7%) pero con P1 y t1 disminuyó. La ∆E*ab a P2 mostró cambios importantes de color (∆E*ab>12); y con P1 los cambios fueron menores. SG fue afectada por P y t (mayor incremento con P2). WR fue afectado por P, con incremento de peso en todos los casos. La WL en el rango de las variables estudiadas no fue afectada por ningún factor (1,8% promedio). La P es la variable que debería controlarse con mayor precisión para mantener la calidad de “fresco” del producto.

Notas de autor 1

Instituto de Tecnología de Alimentos (Facultad de Ingeniería Química - Universidad Nacional del Litoral). Santiago del Estero 2829. Santa Fe, Argentina. Consejo Nacional de Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Santa Fe, Argentina. mpirovan@fiq.unl.edu.ar

2

Instituto de Tecnología de Alimentos (Facultad de Ingeniería Química - Universidad Nacional del Litoral). Santiago del Estero 2829. Santa Fe, Argentina.

3

Instituto de Tecnología de Alimentos (Facultad de Ingeniería Química - Universidad Nacional del Litoral). Santiago del Estero 2829. Santa Fe, Argentina.

4

Consejo Nacional de Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Santa Fe, Argentina. mpirovan@fiq.unl.edu.ar Autora de correspondencia María Élida Pirovani. E-mail: mpirovan@fiq.unl.edu.ar PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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María Auxiliadora Faicán, et al. Impregnación por vacío: Impacto de las variables tecnológicas ...

Palabras clave: impregnación por vacío, calidad de fresco, manzana, mínimo procesamiento.

Abstract: e aim of this work was to study, using a factorial design, the impact of vacuum pressure (P1: 67.7 and P2: 667.3mbar) and vacuum/relaxation periods (t1: 3/3 and t2: 10/10 min) on “fresh-like” quality of Granny Smith apple cubes. Apples were vacuum impregnated with sucrose solution (30 °Bx) with addition of 1% citric acid + 1% ascorbic acid; at 22°C. e analyzed responses were the variation percentage (∆%) of impregnated fruit in relation to cut fruit (control) of: Soluble Solids (SS), pH, aw, firmness (F), colour (L*, C*ab, hab and total colour difference ∆E*ab) and mass transfer parameters: Solid Gain (SG), Water Loss (WL) and Weight Reduction (WR). e ∆%SS, ∆%pH and ∆%aw was affected by P and t. e SS showed greater increase with P2 (27-40%).e pH decreased in all cases. e aw values showed little changes in all cases (maximum -0.4%). e firmness decreased with P2 (31%) but a combination of P1 and t1 generated increase (≈1%). e ∆%L* and ∆E were affected by P and t. e ∆%C*ab y ∆%hab were affected only by P. e L* value decreased with P2 (20-21%), on the other hand, with P1 and t1 condition, L* value increased (≈8%). e C*ab value increased with P1 (12 a 15%) and decreased with P2 (18 a 25%). e hab value in most cases resulted in changes of less impact (increase 0.2 al 7%). With P1 and t1 h* value was negative. e ∆E with P2 showed important changes (∆E*ab>12), otherwise, there were lower color differences with P1. SG was affected by P and t (major increase with P2). WR was affected by P (weight gain in all cases). WL was not affected by any factor (1.8% average) in the range of studied variables. P is the variable that should be controlled with greater precision to maintain the "fresh" quality of the product. Keywords: vacuum impregnation, fresh-like quality, apple, minimally processed.

INTRODUCCIÓN La tecnología de impregnación por vacío (IV) es una técnica tradicional usada como única o primera etapa de diversos procesos de conservación. El proceso consta de dos etapas: la primera en la que la fruta es sumergida en una solución osmótica (SO) y sometida a presión de vacío, en esta etapa el gas ocluido en los poros de la matriz vegetal se expande y fluye hacia el exterior, seguida de una segunda etapa de relajación, donde se restaura la presión atmosférica; aquí el gas residual es comprimido y el líquido externo fluye al interior de los poros, permitiendo así el enriquecimiento de la matriz alimentaria con la solución osmótica (Andrés et al., 2001). Martínez-Monzó et al. (2001) y Neri et al. (2016) indicaron que en la tecnología de IV, la sustitución parcial o total del aire presente en los poros de la matriz alimentaria por la SO depende de la presión de vacío, y ésta puede ser la variable más importante en el proceso. Paes, Stringari y Laurindo (2005) estudiaron el efecto del tiempo de vacío y relajación en IV de manzanas variedad Gala, con presión suave (40mbar) y SO isotónica de sacarosa, con períodos de tiempo entre 0 y 120min; observando mayor incremento de SS en tiempos de alrededor de 10min. Todos estos procesos internos pueden generar cambios en la matriz vegetal que alteran su condición de “fresca” como consecuencia de los flujos de materia en el tejido; asimismo ocurren cambios de tipo estructural como alteración celular por la deformación y rotura de elementos celulares asociados con la deshidratación y los intercambios de gas-líquido. De la misma manera todos estos fenómenos provocan alteraciones en las propiedades macroscópicas del producto, tales como las propiedades ópticas y mecánicas, que están relacionados con la apariencia y textura del alimento, respectivamente (Alzamora et al., 1997; Bansal et al., 2015). En ese sentido, es fundamental establecer las condiciones de proceso adecuadas ya que las mismas definirán la calidad final del producto.

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OBJETIVO El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar el impacto de la presión de vacío (P) y el tiempo de vacío/ relajación (t), sobre la calidad de “fresco” de manzanas mínimamente procesadas. MATERIALES Y MÉTODOS

Materia prima y procesamiento Se emplearon manzanas variedad Granny Smith obtenidas en el mercado local, y se almacenaron en cámara de frío a una temperatura de 1.5ºC hasta el momento de los ensayos. Posteriormente las manzanas fueron seleccionadas, verificando que no presenten daños o defectos, y se colocaron en mesada hasta que alcancen una temperatura ambiente de alrededor de 22ºC. Posteriormente se lavaron, pelaron, descorazonaron, cortaron en cubos de 1.5cm de lado y finalmente fueron pesadas. El proceso de impregnación se realizó en un recipiente de vidrio de 3L de capacidad, con tapa rosca provista de dos válvulas, una conectada a un vacuómetro y la otra a la bomba de vacío (Bombacio 31 042/169). Los cubos de manzana fueron sumergidos en una SO de sacarosa a 30°Bx +1% de ácido cítrico (AC)+1% de ácido ascórbico (AA), con una relación fruta: jarabe 1:10 p/p, a temperatura ambiente (22°C). Los ensayos se realizaron de acuerdo a un diseño factorial de dos variables en dos niveles (22): presión de vacío (P1:67.7 y P2: 667.3 mbar) y tiempo de vacío/relajación (t1: 3/3 y t2: 10/10 min). Al final de cada tratamiento de IV, los cubos fueron ubicados en una malla durante 1min para escurrir la SO presente en la superficie, luego fueron colocados en papel absorbente para retirar el excedente de SO por un tiempo de 30s de un lado y 30s del otro, finalmente los cubos fueron pesados para posterior análisis.

Sólidos solubles (SS), pH, actividad de agua (aw) y humedad Para la determinación de sólidos solubles (SS), pH, humedad y actividad de agua (aw) se homogenizaron 50g de muestra, tanto de fruta fresca cortada (FF) y fruta fresca cortada tratada (FT), se tomaron alícuotas de 5g para medición de SS, pH y aw, los análisis se efectuaron por triplicado. Para determinación de humedad se tomaron 10g de muestra y el análisis se realizó por duplicado. La medición de SS se realizó con un refractómetro portátil digital PAL-ALFA (Atago, Tokio, Japón). La medición del pH se efectuó con un pHmetro Cardy Twin B-113 (Horiba Ltd, Kyoto, Japón), la determinación de actividad de agua se realizó en el equipo Aqualab CX2, el contenido de humedad se realizó a través del método 22.013 de la AOAC (1984), determinando el peso de la muestra humedad y el peso de la muestra seca a 65°C.

Firmeza Para esta determinación se empleó un analizador de textura TA.XT Plus (Stable Micro System). Se tomaron 10 cubos por muestra de FF y FT, se realizó un test de penetración utilizando una punta cilíndrica de 11mm de largo y 4mm de diámetro, con una celda de carga de 50Kg, con distancia de penetración de 8mm a una velocidad de test de 1mm/s. Se utilizó el soware Exponent para determinación de fuerza máxima (F) expresada en Newton (N).

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Medida instrumental de color La medición del color se realizó según Piagentini et al. (2012); para lo cual se utilizó un espectrofotómetro Minolta CM 508-d a 10º con iluminante D65 y SCE (componente especular excluido). La medición se realizó sobre 10 cubos de FF y FT, y se evaluó el espacio de color L*C*ab hab y la diferencia total de color (∆E*ab). La luminosidad varía de L*=100 (blanco) a L*=0 (negro); el parámetro C*ab indica la cromaticidad o saturación; hab es el ángulo de tono: 0° (rojo), 90° (amarillo), 180°(verde) y 270°(azul). La diferencia total de color ∆E se define a través de la siguiente ecuación: (Ec. 1)

Donde: ∆L* = L*FT-L*FF ∆a* = a*FT-a*FF ∆b* = b*FT-b*FF Según Limbo y Piergiovani (2005), la diferencia total de color, se usa en particular para distinguir la diferencia entre dos colores, tal como se indica en la siguiente escala: ∆E < 0.2: diferencia no perceptible 0.2 <∆E < 0.5: muy pequeña diferencia 0.2 <∆E < 0.5: pequeña diferencia 2<∆E < 3: diferencia algo perceptible 3<∆E < 6: diferencia perceptible 6<∆E < 12: fuerte diferencia ∆E > 12: colores diferentes

Parámetros de trasferencia de masa: porcentaje de Ganancia de sólidos (%SG), porcentaje pérdida de agua (%WL), porcentaje de reducción de peso (%WR) A partir de los valores de humedad obtenidos se determinaron los parámetros %SG (Ec. 2), %WL (Ec. 3) y %WR (Ec. 4), a partir de las siguientes ecuaciones: (Ec. 2) (Ec. 3) (Ec. 4)

Donde: Mi = masa inicial de la fruta, antes del tratamiento (g) Mf = masa final de la fruta, luego del tratamiento (g)

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Hi = Humedad relativa de la manzana fresca cortada (%) Hf = Humedad relativa de la manzana fresca cortada tratada (%)

Análisis estadístico Las respuestas SS, pH, aw, F y parámetros de color (L*, C*ab y hab) fueron expresadas como la variación relativa porcentual de cada atributo Q (∆Q%) con respecto a la fruta FF (Ec. 5):

Donde: FF= fruta fresca cortada sin tratar FT= fruta fresca cortada tratada Se realizó un ANOVA multifactorial para determinar cómo afectan los factores a las respuestas evaluadas. Posteriormente se efectuó un ANOVA de una vía y un análisis de rango múltiple con el test de Tukey, para determinar diferencias significativas entre tratamientos (α≤ 0.05); mediante el soware Statgraphics Centurion. RESULTADOS Y DISCUSION El resultado del ANOVA multifactorial (no mostrado) indica que la ∆%SS, ∆%pH y ∆%aw fueron afectadas por la presión de vacío y el tiempo de vacío/relajación, mientras que la ∆%F solo fue afectada por la presión de vacío. En la Tabla 1 se puede observar que la ∆%SS a la presión más alta (P2) resultó en un incremento importante con respecto a la FF (entre 27% y 40%, dependiendo del tiempo de tratamiento). Así mismo, mayor tiempo de IV significó un mayor incremento de los sólidos solubles. Un efecto similar fue observado por Paes, Stringari y Laurindo (2005), quienes estudiaron el efecto del tiempo de vacío y relajación en IV de manzanas variedad Gala, con presión suave y SO isotónica, con períodos de tiempo entre 0 y 120min Los cambios por la IV, resultaron en reducción del pH de las frutas tratadas en todos los casos (∆%pH negativos). Tal como lo recomiendan diversos autores (Roble et al. 2011; Ferreira et al. 2010 y Martin-Belloso et al. 2009), la disminución de pH de la manzana mínimamente procesada debido a la presencia de ácido cítrico y ácido ascórbico en la SO, es importante para evitar el pardeamiento enzimático y mantener su color de la fruta. El cambio en aw en la fruta tratada si bien fue significativa, resultó leve (∆%aw resultó en una diminución de -0,4% a presión de vacío P2 y tiempo de vacío/relajación largo). En lo que respecta a la firmeza, las manzanas impregnadas a presión de vacío P2 perdieron aproximadamente 31% independientemente del tiempo de tratamiento. Sin embargo, con una combinación de presión de vacío baja (P1) y tiempo corto (t1), la firmeza aumentó levemente (≈1%) (Tabla1). En lo referente a los parámetros de color, el ANOVA sobre las variables (no mostrado) indico que ∆%L* y ∆E, resultaron afectadas por el tiempo y presión de vacío, mientras que ∆%C* y ∆%h* solamente resultaron función de la presión. Las frutas impregnadas con P2 mostraron reducción de la luminosidad respecto a la FF bajo las dos condiciones de tiempo (∆%L* negativos), alcanzando valores entre el 20 - 21% menores que las muestras sin tratar; en cambio con P1 y t1 se produjo un aumento de L* (muestras más claras) de aproximadamente 8% (Tabla 1). En este sentido, Moreno et al. (2006), reportaron disminución en la luminosidad de manzanas Granny Smith sometidas a IV a 50mbar por 5min a diferentes temperaturas (30 a 50ºC). PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Con respecto a la cromaticidad, las frutas tratadas a P1 tuvieron incremento en los valores de cromaticidad (C*) alcanzando un aumento entre un 12 a 15%. Sin embargo, cuando se trabajó con P2, se generó disminución de este valor, alcanzando una reducción entre un 18 a 25% de menor saturación. En lo que respecta al cambio en el ángulo de tono, si bien fue significativo, resultó en la mayoría de los casos en cambios de menor impacto (0.2 al 7%) y positivos (tonos más amarillos). La ∆%h* fue negativa al trabajar con presión baja P1 y t1 (muestras menos amarillas mas rojizas), mientras que con t2 prácticamente no hubo cambios con respecto a la fruta sin tratar (Tabla 1). TABLA 1

Efecto de la presión de vacío y tiempo de tratamiento sobre ∆ %SS, ∆%pH, ∆%aw, ∆%F, ∆%L*, ∆%C*ab, ∆%hab y ∆E*ab

Letras diferentes en la misma columna indican diferencias significativas por el test de Tuckey (p<0.05)

Las mayores diferencias de color (∆E*ab) entre la fruta fresca sin tratar y la fruta impregnada, se obtuvieron a la mayor presión. A baja presión el cambio se considera de algo perceptible a bastante perceptible, según lo sugerido por Limbo y Piergiovani (2005) y a alta presión los cambios de color son muy importantes (∆E*ab>12) para ambos tiempos.

FIGURA 1

Manzanas mínimamente procesadas sometidas a impregnación por vacío (IV)

a) Fruta fresca sin tratamiento, b) fruta tratada por IV a P1=67.7mbar y c) fruta tratada por IV a P2=667.3mbar. Proceso de IV: tiempo de vacio/relajación: 3/3min, solución osmótica de sacarosa (30°Bx) con 1%AA +1% AC.

En lo referente a los parámetros de transferencia de masa, se observó que SG fue afectado por la presión de vacío y el tiempo de tratamiento, alcanzando mayores valores en manzanas tratadas con presión P2. WR solamente resultó función de la presión de vacío. En todos los casos se obtuvieron valores negativos, indicando un incremento de peso. A alta presión, se puede ganar entre 3-4%. La WL en el rango de las variables estudiadas no se vio afectada por ningún factor, resultando 1.8% en promedio (Tabla 2). En este sentido, Lazarides (2001) indica que en el caso de IV se busca que el parámetro WL sea bajo, para minimizar la pérdida de peso y evitar un efecto indeseado sobre la textura. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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TABLA 2

Efecto de presión de vacío y tiempo de tratamiento sobre los parámetros de transferencia de masa

La presión de vacío resulto ser un factor importante en el proceso de IV, esto está de acuerdo con lo demostrado por Martínez-Monzó et al. (2001) y Neri et al. (2016). La presión de vacío de 667.3mbar, generó un incremento importante de los sólidos solubles, mayor ganancia de sólidos y cambios de color y textura importantes, lo que permite inferir que trabajar a esa presión de vacio significa un cambio importante de la calidad de “fresco” del producto mínimamente procesado. El uso de una presión de vacío de 67.7 durante 3 min de tiempo de vacío y 3 min de tiempo de relajación, permitió mejorar las propiedades mecánicas de las manzanas mínimamente procesadas generándose un incremento mínimo en la firmeza. A esta presión, los cambios en el color son menores, llegando a obtener muestras con color similar a la fruta fresca o más luminosas y claras. En el presente estudio se pudo determinar que tiempos de vacío/relajación altos (10 min) resultaron en un importante incremento de los sólidos solubles que modifican la calidad “fresco” del producto, un efecto similar fue observado por Paes, Stringari y Laurindo (2005). CONCLUSIONES Las posibilidades de aplicación de impregnación por vacío para frutas mínimamente procesadas donde se desea que se mantenga su condición de “fresco”, tienen limitaciones importantes en cuanto a la presión de vacío que se puede aplicar. Los tiempos empleados en general mostraron un menor impacto en el rango experimental ensayado. Este trabajo demuestra la necesidad realizar estudios posteriores con IV a 67.7 mbares variando el tiempo de vacío y tiempo de relajación para encontrar las mejores condiciones de proceso. Referencias Alzamora, S. M., Gerschenson, L. N., les, S. L., & Nieto, A. 1997. Structural changes in the minimal processing of fruits: some effects of blanching and sugar impregnation. Food engineering 2000, 117-139. Andrés, A., Salvatori, D., Albors, A. Chiralt, A., Fito, P. 2001. Vacuum impregnation viability of some fruits and vegetables. En: P. Fito, A. Chiralt, J. Barat, W. Spiess y D. Behsnilian (Ed). Osmotic dehydration and vacuum impregnation: Aplications in food industries (pp. 66-77). Lancaster, Estados Unidos: Technomic Publishing Co. Bansal, V., Siddiqui, V. y Rahman, M. 2015. Minimally Processed Foods: Overview. En: Siddiqui M. y Rahman M. Minimally Processed Foods: Technologies for safety, quality and convenience (pp. 1-15). Estados Unidos: Springer International Publishing. Ferreira, D., Kon, T., Kudo, T., Guerra, M. 2010. Enzimatic browning, Polyphenol Oxidase Activity, and Polyphenols in Four Apple Cultivars: Dynamics during Fruit Development. Hortscience, 45, (8):1150–1154. Fito, P. 1994. Modelling of Vacuum Osmotic Dehydration of Food. Journal of food engineering, 22, 313-328. Gras, M.L., Vidal, D., Betoret, N., Chiralt, A., & Fito, P. 2003. Calcium fortification of vegetables by vacuum impregnation: Interactions with cellular matrix. Journal of Food Engineering, 56, 279-284 PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Lazarides, H. 2001. Reasons and Possibilities to control solids uptake during osmotic treatment of fruits and vegetables. En: P. Fito, A. Chiralt, J. Barat, W. Spiess y D. Behsnilian (Ed). Osmotic dehydration and vacuum impregnation: Aplications in food industries (pp. 66-77). Lancaster, Estados Unidos: Technomic Publishing Co. Limbo, S., & Piergiovanni, L. 2006. Shelf life of minimally processed potatoes: Part 1. Effects of high oxygen partial pressures in combination with ascorbic and citric acids on enzymatic browning. Postharvest biology and technology, 39(3), 254-264. Martin-Belloso, O., Rojas-Grau, M. 2005. Factores que afectan la calidad. En: A. González, A. Gardea y F. CuameaNavarro. (Ed). Nuevas tecnologías de Conservación de Productos vegetales escos cortados (pp.77-91). México: Logiprint. Martínez-Monzó, J., Martínez-Navarrete, N., Chiralt, A. y Fito, P. 2001. Combined Vacuum Impregnation-Osmotic Dehydration in Fruit Cryoprotection. En: P. Fito, A. Chiralt, J. Barat, W. Spiess y D. Behsnilian (Ed). Osmotic dehydration and vacuum impregnation: Aplications in food industries (pp. 66-77). Lancaster, Estados Unidos: Technomic Publishing Co. Moreno, J., Simpson, R., Estrada, D., Lorenzen, S., Moraga, D., & Almonacid, S. 2011. Effect of pulsed-vacuum and ohmic heating on the osmodehydration kinetics, physical properties and microstructure of apples (cv. Granny Smith). Innovative Food Science & Emerging Technologies, 12(4), 562-568. Neri, L., Di Biase, L., Sacchetti, G., Di Mattia, C., Santarelli, V., Mastrocola, D. y Pittia, P. 2016. Use of vacuum impregnation for the production of high quality fresh-like apple products, Journal of Food Engineering, doi: 10.1016/j.jfoodeng.2016.02.002. Piagentini, A.; Martín, L.; Bernardi, C.; Güemes, D.; Pirovani; M. 2012. Color changes in fresh-cut fruits as affected by cultivar, chemical treatment and storage time and temperature. En: J.L. Caivano y M.P. Buera (Ed). Color in Food: Technological and Psychophysical Aspects (pp: 263-270). Ney York, Estados Unidos: CRC Press. ISBN: 9781439876930. Roble, C., Brunton, N., Gormly, T. y Butler, F. 2011. Quality and antioxidant capacity of fresh-cut Apple wedges enriched with honey by vacuum impregnation. International Journal of Food Science and Technology. 46, 626-634. Sosa, N ; Salvatori, D ; Schebor, C. 2012 Physico-Chemical and Mechanical Properties of Apple Disks Subjected to Osmotic Dehydration and Different Drying Methods. Food and Bioprocess Technology, 5, 1790 – 1802. Talens, P., Escriche, L., Martinez-Navarrete, N., & Chiralt, A. 2002. Study of the influence of osmotic dehydration and freezing on the volatile profile of strawberries. Journal of Food Science, 67(5), 1648–1653.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Evolução da coloração de frutos e geleias de amora-preta ao longo do período de armazenamento Vacaro de Souza, Angela; Ribeiro da Silva Vieira, Marcos; Lopes Vieites, Rogério Evolução da coloração de frutos e geleias de amora-preta ao longo do período de armazenamento Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponível em: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541008

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Reportes Procesamiento

Evolução da coloração de frutos e geleias de amora-preta ao longo do período de armazenamento Evolution of coloration of blackberry fruit and jellies over the storage period Angela Vacaro de Souza 1 Universidade Estadual Paulista, Brasil angela@tupa.unesp.br

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541008

Marcos Ribeiro da Silva Vieira 2 Universidade Federal do Pará, Brasil mrv@ufpa.br Rogério Lopes Vieites 3 Universidade Estadual Paulista, Brasil vieites@fca.unesp.br

Recepção: 18 Setembro 2018 Aprovação: 30 Outubro 2018 Publicado: 10 Dezembro 2018

Resumo: Dentre os compostos antioxidantes presentes nas frutas vermelhas destaca-se a antocianina, que é responsável pela coloração vermelha-arroxeada dos frutos. Este pigmento é facilmente degradado ao longo do período de armazenamento e devido ao processamento causando alterações na coloração dos frutos e dos produtos processados como a geleia, foco do presente trabalho que teve por objetivo avaliar a evolução da coloração dos frutos de amora-preta colhidos em 3 diferentes pontos de colheita e armazenados sob refrigeração e geleias elaboradas a partir destes frutos. Para isso, foram analisados frutos colhidos 100% vermelhos (T1), 50% vermelho 50% preto (T2) e 100% pretos (T3) no momento da colheita e ao longo de 15 dias de armazenamento refrigerado, sendo analisados a cada 3 dias e as geleias elaboradas a partir destes frutos. Ao final pode-se concluir que há modificações na coloração principalmente em relação ao escurecimento, detectado a partir da avaliação do croma ‘L’ com maior evidência no T1. Com relação ao croma ‘a’, o T1 apresentou valores superiores aos demais mesmo ao final do experimento. Já as geleias não apresentaram padrão de queda ou aumento e isso pode ser devido à cocção, que causa escurecimento dos açúcares contidos nos frutos. Palavras-chave: Rubus sp, estádio de maturação, qualidade pós-colheita, cor.

Abstract: Among the antioxidant compounds present in the red fruits stands out anthocyanin, which is responsible for the red-purplish color of the fruits. is pigment is easily degraded throughout the storage period and due to processing causing changes in the coloration of fruits and processed products such as jelly, the focus of the present work was to evaluate the evolution of the coloration of blackberry fruits harvested in 3 different collection points and stored under refrigeration and jellies elaborated from these fruits. For this, 100% red (T1), 50% red 50% black (T2) and 100% black (T3) were harvested at the time of harvest and during 15 days of refrigerated storage, analyzed every 3 days and the jellies elaborated from these fruits. At the end it can be concluded that there are changes in the coloration mainly in relation to the darkening, detected from the evaluation of the chroma 'L' with more

Autor notes 1

Universidade Estadual Paulista (UNESP), Faculdade de Ciências e Engenharia, Tupã; Rua Domingos da Costa Lopes, 780 Jd. Itaipu, Tupã/SP CEP 17602-496; angela@tupa.unesp.br

2

Universidade Federal do Pará (UFPA), Campus Universitário de Altamira; Rua Cel. José Porfírio, 2515 São Sebastião, Altamira/PA CEP 68372-040; mrv@ufpa.br

3

Universidade Estadual Paulista (UNESP), Departamento de Produção Vegetal–Horticultura, Botucatu; Rua José Barbosa de Barros, nº 1780, Jardim Paraíso, Botucatu /SP, Brasil; vieites@fca.unesp.br PDF gerado a partir de XML Redalyc JATS4R Sem fins lucrativos acadêmica projeto, desenvolvido no âmbito da iniciativa acesso aberto

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Angela Vacaro de Souza, et al. Evolução da coloração de frutos e geleias de amora-preta ao longo ...

evidence in the T1. With regard to chroma 'a', T1 presented higher values than the others even at the end of the experiment. e jellies, however, did not present a pattern of fall or increase and this may be due to cooking, which causes darkening of the sugars contained in the fruits. Keywords: Rubus sp, maturity stage, postharvest quality, color.

INTRODUÇÃO A amoreira-preta apresenta frutas de alta qualidade nutricional e valor econômico significativo (ANTUNES, 2002), contém valores consideráveis de vitamina C e água, contém cerca de 10% de carboidratos, elevado conteúdo de minerais, vitaminas do complexo B e A, além de ser fonte de compostos funcionais. A amorapreta já é considerada uma fruta funcional, ou seja, além das características nutricionais básicas, quando consumida como parte usual da dieta, produz efeito fisiológico/metabólico ou efeito benéfico à saúde humana, sendo segura para consumo sem supervisão médica (VIZZOTO, 2008) sendo boas fontes de antioxidantes naturais (KOCA e KARADENIZ, 2009), como as antocianinas (DEIGHTON et al., 2000) e os polifenóis (WANG e LIN, 2000; MOYER et al., 2002). A cultivar Tupy é a mais importante em todo o mundo, devido a sua elevada produtividade, qualidade dos frutos (VOLK et al., 2013), e a versatilidade para consumo tanto in natura quanto processada, no entanto, possui frutos extremamente frágeis, associada a sua elevada taxa de respiração, acarreta em curto tempo de vida pós-colheita (GONÇALVES et al., 2012). Em razão da produção concentrada nos meses de novembro a fevereiro e a rápida perda de qualidade póscolheita, há uma grande limitação quanto ao fornecimento dos frutos ao mercado in natura. Uma alternativa viável para o aproveitamento econômico desses frutos é a industrialização, pois estes podem ser congelados, enlatados, processados na forma de polpa para utilização em produtos lácteos (como matéria prima ou aditivo de cor e sabor), ou na forma de sucos e geleias (ANTUNES, 2002). A produção de geleias é uma alternativa para utilizar frutas fora do padrão de qualidade para consumo in natura, oferta de produtos em diferentes épocas do ano além de ser uma ótima alternativa ao produtor para o aumento do valor agregado ao produto. Apesar dos benefícios, o processamento e o armazenamento podem afetar a composição dos frutos e, consequentemente, suas propriedades benéficas à saúde. Os frutos da amoreira-preta não amadurecem ao mesmo tempo e, por isso quando deseja-se colher frutos em um padrão definido, deve-se proceder à colheita de forma escalonada durante um período de dois meses e meio a três meses, conforme a cultivar. Durante o amadurecimento, o fruto passa por várias mudanças de cor, de verde para vermelho e, finalmente, para preto. Os últimos estádios ocorrem, normalmente, entre um a três dias. Comercialmente, os frutos podem ser divididos em três estádios de maturação: “mosqueado”, quando apresentam 50% da superfície preta, “preto-brilhante”, quando apresentam 100% da superfície preta e brilho aparente e “pretoopaco”, quando apresentam coloração preta, porém com perda de brilho decorrente do estádio avançado de maturação (PERKINS-VEAZIE e CLARK, 1996). O estádio de maturação “preto-brilhante” pode ainda ser subdividido em dois outros estádios em função da turgidez das minis drupas e da presença de mini drupas expandidas ou não expandidas (ANTONIOLLI e DALLAGNOL, 2008). Devido à rapidez com que o fruto passa de um estádio para outro e à fragilidade do mesmo, a colheita deve ser realizada com frequência, o que determina a qualidade e a uniformidade dos frutos colhidos. Os menores intervalos entre as colheitas resultam na redução de perdas por frutos sobremaduros, que rapidamente evoluem para a senescência (PAGOT, 2006). A colheita em estádios anteriores a este implica em frutos imaturos e com pouca aceitabilidade pelo mercado consumidor, uma vez que suas características não mudam significativamente após a colheita (COUTINHO et al., 2008), ao passo que a colheita nos estádios de maturação mais avançados (“preto-brilhante” com mini drupas expandidas ou “preto-opaco”) implica na maior fragilidade dos frutos e menor conservação pós-colheita. PDF gerado a partir de XML Redalyc JATS4R Sem fins lucrativos acadêmica projeto, desenvolvido no âmbito da iniciativa acesso aberto

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A cor é o fator inicial levado em consideração pelo consumidor ao escolher um alimento e por isso é uma de suas mais importantes características. Quanto à forma de comercialização, observa-se, no mercado in natura, a presença de embalagens semelhantes às utilizadas para morango, nas quais, em cada bandeja, são ofertados em torno de 120 a 150 gramas de frutas de amoreira-preta (ANTUNES, 2002). Há grande dificuldade dos produtores em estabelecer um padrão para colheita, comercialização e processamento (SOUZA, 2017). O objetivo do trabalho é avaliar os aspectos relacionados à coloração dos frutos de amora-preta colhidos em 3 diferentes pontos de colheita e armazenados em ambiente refrigerado e a geleia elaborada a partir dos mesmos. MATERIAIS E MÉTODOS Os frutos de amora preta da cultivar Tupy foram colhidos manualmente em uma fazenda comercial no município de Cerqueira César-SP (latitude 23°02'08" S, longitude 49°09'58" O e altitude de 737 m) e transportadas imediatamente ao Laboratório de Frutas e Hortaliças do Departamento de Horticultura da Faculdade de Ciências Agronômicas da UNESP Campus de Botucatu. As amoras foram lavadas em água corrente e imersas por 20 minutos em solução clorada a 20ppm e em seguida expostos ao ar para secarem naturalmente em bancadas de superfície lisa. Os pontos de colheita que constituíram os tratamentos foram definidos visualmente, sendo eles: 100% vermelhas – T1; 50% vermelhas e 50% pretas – T2 e 100% pretas – T3, sendo os frutos avaliados na ocasião da colheita e aos 3, 6, 9, 12 e 15 dias após a colheita e geleias elaboradas a partir destes frutos. Para a fabricação das geleias, os frutos foram primeiramente despolpados em despolpadeira em aço inoxidável descontinua com peneira de malha 0,5 mm e preparadas com 50:50 (fruta: açúcar cristal comercial). Para a geleificação, foi utilizada pectina comercial (0,5% em relação ao peso da polpa) não sendo adicionado ácido cítrico devido à acidez dos frutos. A cocção foi feita em tacho de cobre aberto com capacidade máxima de 8 L, com agitação manual continua. A determinação do ponto final da geleia foi realizada com auxílio de refratômetro, sendo fixado o valor de 65 ºBrix como padrão. As avaliações da geleia foram realizadas após 24 horas da fabricação para que houvesse estabilização coloração. A coloração foi realizada com medição em dois pontos de cada fruta e de cada geleia, de cada repetição utilizando-se de colorímetro Chroma meter da marca Minolta CR300, expressa pelo sistema com escala CIELAB. A coloração foi expressa pelo sistema de coordenadas retangulares L* a* b* conforme a CIE (Comission Internatinale de E'clairage), onde L* expressa em porcentagem valores de luminosidade (0% = negro e 100% = branco), a* representa as cores vermelha (+) ou verde (-), b* as cores amarelas (+) ou azul (-) e o ºHue, que foi calculado usando a formula °Hue = tan-1b*/a*. O ºHue possui variação de: 0 a 12 º para a coloração vermelha, 13 a 41º para a coloração alaranjada, 42 a 69 º para a coloração amarelo. 70 a 166 º para verde, 167 a 251 º para azul, 252 a 305 º para violeta e 306 a 359 º para vermelho, perfazendo 360º. No trabalho, os mesmos serão tratados como croma ‘L’, ‘a’, ‘b’ e ângulo de cor (ºHue). RESULTADOS E DISCUSSÃO Pode-se observar que os valores de croma ‘L’ apresentaram diminuição ao longo do período de armazenamento e quanto mais maturo o fruto variando de 29,14 na ocasião da colheita do Tratamento 1 a 13,91 do tratamento 3 ao final do experimento. Em geral, os consumidores têm preferência por frutas de cor forte e brilhante. Na avaliação de coloração, utilizando-se o meso aparelho utilizado no presente trabalho, Tosun et al. (2008) verificou que a luminosidade (L*) diminui com o amadurecimento das frutas da amoreira-preta, indicando que a cor fica mais intensa ou escura. O aparecimento da cor púrpura pode estar relacionado, também, com a grande quantidade de compostos fenólicos presentes na amora-preta. Hirsh et al., (2012) encontraram valores que variaram de 27,5 a 31,4 nas cultivares ‘Tupy’ e ‘Sel 03/001’ em frutos PDF gerado a partir de XML Redalyc JATS4R Sem fins lucrativos acadêmica projeto, desenvolvido no âmbito da iniciativa acesso aberto

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analisados na ocasião da colheita. Já os trabalhos de Guedes et al. (2013) demonstram valores médios de 17,72 estudando dez diferentes cultivares de amora-preta avaliadas na ocasião da colheita. Sousa et al. (2007) estudando diferentes cultivares apresentaram valores que variaram de 20 a 25. O parâmetro Croma ‘a’ é uma análise de extrema importância para avaliação já que o mesmo avalia os frutos em uma escala que vai do verde ao vermelho, e neste experimento, em especial, onde estão sendo avaliados o ponto de colheita dos frutos e sua avaliação ao longo do tempo de armazenamento, este tipo de análise é de extrema importância. Pode-se observar que os frutos apresentaram diminuição acentuada quanto mais tardiamente realizada a colheita e quanto maior o tempo de armazenamento. Os valores variaram de 25,63 a 0,87. Hirsh et al. (2012) encontraram valores variando de 18,7 a 30,8 em diferentes cultivares de amorapreta avaliadas na ocasião da colheita. No entanto, Guedes et al. (2013) encontraram valores médios de 9,34 em dez diferentes cultivares, sendo estes, bem inferiores aos encontrados no trabalho citado anteriormente. Quanto ao parâmetro Croma ‘b’, o mesmo apresentou o mesmo padrão que os parâmetros relacionados à coloração apresentados anteriormente. Nota-se que a queda acentuada ocorre nos 2 tratamentos cujos frutos foram colhidos mais precocemente. Hirsh et al. (2012) encontraram valores que variaram de 4,5 a 11,2 nas cultivares ‘Tupy’ e ‘Sel 03/001’. O ângulo de cor da polpa, expresso como ºHue, explica a cor propriamente dita, que varia numa faixa entre 0 a 360 º. Valores mais próximos a 90 ºHue são mais amarelados, e quando tendem a 0 ºHue são mais avermelhados. Podemos observar na Tabela 1 que os valores variaram de 35,90 a 3,66 º e por este motivo próximos à coloração vermelha. Quando observamos a média dos tratamentos, verificamos que houve tendência à diminuição e quando comparamos as médias dos dias de análise, podemos verificar a mesma tendência, porém esta não é apresentada de maneira contínua. Já a média dos tratamentos ao longo do período de armazenamento apresenta diminuição contínua ao longo do tempo. Os valores de Croma ‘L’, ‘a’, ‘b’ e ângulo de cor (ºHue) estão apresentados na Tabela 1. Os dados encontrados neste trabalho concordam com os dados de Souza, 2013 estudando a mesma variedade do presente trabalho. O padrão de diminuição nos valores de ‘L’ encontrado nos frutos se repetiu para as geleias, já que as mesmas também apresentaram diminuição ao longo do tempo de armazenamento dos frutos e quanto maior o ponto de maturação dos mesmos (Tabela 2). Os resultados variaram de 25,9 a 17,51 nas geleias elaboradas com frutos colhidos vermelhos e nos frutos pretos 12 dias após o armazenamento. Alemán et al. (2011) estudando diferentes métodos de elaboração de geleia de amora-preta com utilização de amido de banana verde verificaram que independente do tratamento utilizado, os valores encontrados para este parâmetro variaram de 20,5 a 22 em geleias elaboradas com frutos colhidos no ponto de colheita considerado ‘maduro’ pelos autores. Comparando os resultados apresentados nas Tabela 1 e 2, verifica-se o processamento causa poucas modificações quanto a este parâmetro.

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TABELA 1

Valores Croma ‘L’, ‘a’, ‘b’ e Ângulo de cor (ºHue) em frutos de amora-preta colhidos em 3 diferentes pontos de colheita ao longo do tempo de armazenamento, nos dias 0; 3; 6; 9; 12 e 15 dias após a colheita

Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferiram estatisticamente entre si pelo Teste de Tukey (P>0,05). T1-Frutos 100% Vermelhos; T2-Frutos 50% Vermelhos e 50% Pretos e T3-Frutos 100% Pretos.

TABELA 2

Valores Croma ‘L’, ‘a’, ‘b’ e Ângulo de cor (ºHue) em geleias elaboradas com frutos de amora-preta colhidos em 3 diferentes pontos de colheita ao longo do tempo de armazenamento, nos dias 0; 3; 6; 9; 12 e 15 dias após a colheita e elaboração das geleias

Médias seguidas pela mesma letra minúscula na coluna e maiúscula na linha não diferiram estatisticamente entre si pelo Teste de Tukey (P>0,05). T1-Frutos 100% Vermelhos; T2-Frutos 50% Vermelhos e 50% Pretos e T3-Frutos 100% Pretos.

Assim como nos frutos, as geleias também apresentaram diminuição nos valores de croma ‘a’ ao longo do armazenamento dos frutos, apresentando valores que variaram de 18,15 a 3,56. Os trabalhos de Alemán et al. (2011) mostra que as geleias de amora-preta elaboradas com amido de banana verde em diferentes PDF gerado a partir de XML Redalyc JATS4R Sem fins lucrativos acadêmica projeto, desenvolvido no âmbito da iniciativa acesso aberto

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proporções apresentaram valores médios de 5,00. Estes resultados são semelhantes aos encontrados nos frutos colhidos mais tardiamente. Este padrão pode ser explicado devido à degradação da antocianina ao longo do armazenamento e devido ao processamento e à formação de novos pigmentos. Em trabalho com a mesma variedade, Souza et al., 2018, verificaram este comportamento em relação à antocianina, o que pode ser explicado no presente experimento. De maneira geral, quando são comparados somente os tratamentos em cada dia de avaliação, nota-se que os valores de croma ‘b’ diminuem conforme o ponto de colheita mais tardio dos frutos utilizados para a elaboração das geleias. Para o ângulo de cor (ºHue), as geleias notam-se ao comparar as tabelas 1 e 2, que este parâmetro sofreu grandes alterações por conta do processamento já que apresentam resultados semelhantes. Pode-se observar também que ao longo do período de armazenamento, em média, os tratamentos apresentaram pouca variação. Pode-se verificar que as geleias não apresentam padrão definido em relação aos parâmetros relacionados à coloração como os frutos. Isso pode ser explicado pela caramelização e consequente escurecimento dos açúcares presentes nos frutos e adicionado. A degradação da antocianina também deve ser considerada neste caso. CONCLUSÃO A partir dos resultados apresentados pode-se verificar que os frutos e geleias do tratamento 1 apresentaram queda mais acentuada em relação ao Croma ‘L’, o que mostra que estes produtos se aproximam do escuro mais rapidamente, porém se deterioram antes de se aproximarem de valores encontrados nos outros 2 tratamentos. Já em relação ao ângulo de cor, os frutos do tratamento 1 apresentaram colorações próximas ao vermelho durante todo o experimento. Porém este padrão não foi observado com as geleias que devido ao processamento sofre alterações na coloração. Referências ALEMÁN, S.; PACHECO-DELAHAYE, E.; PÉREZ, E.; SCHROEDER, M. Elaboration of blackberries (Rubus glaucus Benth) jellies with native and modified banana starches (Musa ABB). African Journal of Food Science. v. 5, n. 4, pp. 181-187, 2011. ANTONIOLLI, L. R.; DALLAGNOL, A. Atributos de qualidade relacionados ao estádio de maturação de amoraspretas. Jornal da Fruta, Lages, n.194, p.10, 2008. ANTUNES, L. E. C. Amora-preta: Nova opção de cultivo no Brasil. Ciência Rural, v. 32, p. 151-158, 2002. COUTINHO, E. F.; MACHADO, N. P.; CANTILLANO, R. F. F. Sistema de Produção da amoreira-preta. Pelotas: Embrapa Clima Temperado. 2008. Acesso em 10/08/2009. Disponível em http://sistemasdeproducao.cnptia.e mbrapa.br/FontesHTML/Amora/SistemaProducaoAmoreiraPreta/manejo.htm. Acesso em 20 Dez. 2016. DEIGHTON, N.; BRENNAN, R.; FINN, C.; DAVIES, H. V. Antioxidant properties of domesticated and wild Rubus species. Journal of the Science of Food and Agriculture, v. 80, p. 1307-1313, 2000. GONÇALVES, E. D.; PIMENTEL, R. M. A.; LIMA, L. C. O.; Castricini, A.; Zambon, C. R.; ANTUNES, L. E. C.; TREVISAN, R. Manutenção da qualidade pós-colheita das pequenas frutas. Informe Agropecuário, Belo Horizonte, v.33, n 268, p.89-95, 2012. GUEDES, M. N. S.; ABREU, C. M. P.; MARO, L. A. C.; PIO, R.; ABREU, J. R.; OLIVEIRA, J. O Chemical characterization and mineral levels in the fruits of blackberry cultivars grown in a tropical climate at an elevation. Acta Scientiarum. Agronomy Maringá, v. 35, n. 2, p. 191-196, 2013. HIRSH, G. E. Valor nutricional e capacidade antioxidante de diferentes genótipos de amora-preta (Rubus sp). 2011. Dissertação de Mestrado. Universidade Federal de Santa Maria, 2011.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Sistema modelo experimental para evaluar la influencia del estrés osmótico en rúcula, a través de propiedades superficiales de protoplastos Sain, P.; Rodríguez, S. del C.; Disalvo, A. Sistema modelo experimental para evaluar la influencia del estrés osmótico en rúcula, a través de propiedades superficiales de protoplastos Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541009

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Reportes Procesamiento

Sistema modelo experimental para evaluar la influencia del estrés osmótico en rúcula, a través de propiedades superficiales de protoplastos Experimental model system to evaluate the influence of osmotic stress on arugula, through surface properties of protoplasts Sain, P. 1 CIBAAL-CONICET-UNSE, Argentina

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541009

S. del C. Rodríguez 2 CIBAAL-CONICET-UNSE, Argentina ICyTA-FAyA-UNSE, Argentina silviadepece@hotmail.com A. Disalvo 3 CIBAAL-CONICET-UNSE, Argentina

Recepción: 13 Agosto 2018 Aprobación: 25 Septiembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: El agua disponible a nivel celular así como la temperatura, afectan significativamente el crecimiento y desarrollo de las hortalizas y también influyen posteriormente en la etapa postcosecha, afectando su calidad y vida útil. En este sentido, el principal problema de la rúcula (Eruca sativa) es su rápido deterioro luego de su recolección, ocasionado principalmente por la pérdida de agua, provocando su marchitamiento. En este trabajo se evaluó, mediante un sistema modelo experimental, la influencia del estrés osmótico, en las propiedades superficiales de protoplastos aislados de nervaduras de hojas de rúcula. Se observó, en la superficie de los protoplastos aislados la formación de regiones hidrofóbicas cuando el volumen celular se incrementa, según se detectó mediante el empleo de la sonda Merocianina 540 (MC540). El análisis del equilibrio de las especies del colorante indica que la distribución de monómeros y dímeros de MC540 varía en cada estadío osmótico. Se sugiere que lo observado es una consecuencia de los cambios producidos en el empaquetamiento superficial a nivel de la membrana, debido a la afinidad de este colorante con los ambientes lipídicos, que podrían ser importantes para la interacción de enzimas y otros solutos producidos por las plantas durante el estrés hídrico. Este análisis puede ser de importancia para predecir los cambios en el estado del cultivo bajo ciertas condiciones, causadas por estreses bióticos y abióticos, y también para obtener información sobre los cambios que ocurren en la morfología a nivel celular, producidos en los diversos estadios de conservación de la rúcula. Por medio de la metodología aplicada sería posible comprender mejor los procesos involucrados, relacionándolos con los cambios macroscópicos, ampliando así las herramientas tecnológicas para el control de los procesos que afectan la calidad poscosecha de hortalizas. Palabras clave: Rúcula, protoplastos, sistema modelo, estrés.

Abstract: e available water at cellular level and the temperature significantly affect the growth and development of the vegetables and also subsequently influence the postharvest stage, affecting its quality and shelf life. In this sense, the main problem of the arugula (Eruca sativa) is its rapid deterioration aer harvesting, caused mainly by the loss of water, causing its wilting. In this work, the

Notas de autor 1

CIBAAL-CONICET-UNSE. Ruta 9 Km 1125. El Zanjon. Santiago del Estero. Argentina.

2

CIBAAL-CONICET-UNSE. Ruta 9 Km 1125. El Zanjon. Santiago del Estero. Argentina. ICyTA-FAyA-UNSE. Av. Belgrano (S) 1912, Santiago del Estero. Argentina.

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CIBAAL-CONICET-UNSE. Ruta 9 Km 1125. El Zanjon. Santiago del Estero. Argentina. Autora de correspondencia: S. del C. Rodríguez. E-mail: silviadepece@hotmail.com PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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influence of osmotic stress on the surface properties of protoplasts isolated from ribs of arugula leaves was evaluated by means of an experimental model system. e formation of hydrophobic regions on the surface was observed in the isolated protoplasts, when the cell volume increases as detected by the use of the Merocyanine 540 probe (MC540). e balance analysis of the dye species indicates that the monomer and dimer distribution of MC540 varies at each osmotic stage. It is suggested that what is observed is a consequence of changes in surface packing at the membrane level, due to the affinity of this dye with lipid environments, which could be important for the interaction of enzymes and other solutes produced by plants during water stress. is analysis can be important to predict the changes in the state of the crop under certain conditions, caused by biotic and abiotic stresses, and also to obtain information about the changes that occur in the morphology at the cellular level, produced in the different stages of conservation of the arugula. rough the applied methodology it would be possible to better understand the processes involved, relating them to macroscopic changes, thus expanding the technological tools for the control of processes that affect the postharvest quality of vegetables. Keywords: Rocket, protoplasts, model system, stress.

Introducción El almacenamiento de hortalizas de hojas ocasiona la pérdida de agua, aún bajo refrigeración. Esto puede atribuirse a cambios en la permeabilidad de la membrana celular debido a una combinación de factores tales como la disfunción de los canales de agua (acuaporinas), la modificación del transporte iónico por enzimas específicas y la presencia de ROS que afecta los lípidos (Reyes, 2007). También hay segundos y terceros mensajeros, como EROS y Ca+2 involucrados en la inducción de la expresión de genes de interés, en respuesta al estrés (Munemasa, 2015). El estrés hídrico, osmótico y térmico implican modificaciones en los flujos de los iones Ca+2, H+, Cl- y K+ además de la pérdida de agua, en respuesta a señales hormonales traducidas por receptores específicos que se encuentran en la membrana plasmática y el citoplasma. Las actividades de las bombas y canales que conducen esos iones modifican la polarización de la membrana plasmática vegetal y las membranas de vacuolas (Zhu, 2016). Esto puede implicar el intercambio de agua a través de la membrana afectando el potencial de membrana. En este sentido, la acción del estrés hídrico se puede visualizar en dos aspectos: a- el agua puede entrar y salir a través de la membrana cuando las células se someten a soluciones hipertónicas o hipotónicas; b- los osmolitos pueden alterar el ambiente acuoso de los lípidos en la membrana misma, causando defectos de empaque y fallas topológicas. Específicamente, este último proceso puede cambiar las propiedades de superficie de las membranas que afectan los sitios específicos para compuestos biológicos tales como aminoácidos y péptidos (Disalvo et al., 2013). Estos efectos pueden ser relevantes en membranas de células de hojas sometidas a estrés hídrico durante los procesos de conservación y almacenamiento de alimentos. No se encontraron antecedentes sobre estudios relacionados con las propiedades de superficie de protoplastos en relación con los cambios de membrana producidos en el proceso de estrés osmótico de vegetales. Por esta razón, el propósito de este trabajo fue caracterizar los cambios en las propiedades superficiales originadas en la membrana plasmática de rúcula por estrés osmótico empleando el colorante MC540 como sonda que es altamente sensible a la polaridad ambiental y a los cambios de viscosidad (Cunderlíková y Sikurová, 2001). Se dispone de amplia información en bibliografía sobre la interacción de MC540 con sistemas de membranas modelo como liposomas y vesículas como también de los cambios estructurales en el empaquetamiento de la membrana lipídica. Se conoce que diferentes especies de MC540 como dímeros y monómeros pueden particionar entre el agua y la fase lipídica (Bernik y Disalvo, 1996). Así mismo, el espectro de absorción de la merocianina 540 en presencia de vesículas artificiales cambia de un espectro acuoso a un espectro más similar al del colorante en solventes hidrofóbicos, cuando la temperatura aumenta a través de la temperatura de transición de fase (Lelkes y Miller, 1980). Además, a medida que las bicapas atraviesan su transición de fase, se produce una serie de cambios en sus propiedades. La viscosidad de la bicapa disminuye, la membrana se expande lateralmente, se contrae PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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transversalmente y el movimiento de la cadena lateral del ácido graso aumenta, mientras que la disposición y el empaquetamiento semicristalino cerrado de los grupos de cabeza desaparecen. Las bicapas de fase fluida se unen fuertemente al monómero de merocianina 540, mientras que las membranas de fase de gel no lo hacen (Willamson y Mattocks,1983). Este colorante se utilizó ampliamente para monitorear el potencial transmembrana en muestras biológicas e informar cambios en la polarización de células muy pequeñas. Las medidas de las emisiones de fluorescencia de células individuales marcadas con MC540 fueron útiles para detectar cambios en el potencial de membrana en células de plantas para la clasificación de células y para la identificación de resistencia en el germoplasma de manzana. Además, para estudiar las funciones de los metabolitos tóxicos de patógenos y para determinar la acción del metabolito en la membrana (Mezzetti et al., 1992). Sin embargo, los estudios sobre la interacción de la sonda con las células vegetales son escasos. Por lo tanto, es interesante estudiar los cambios en las propiedades biofísicas de los microambientes superficiales de protoplastos extraídos de hortalizas con esta sonda, para analizar el comportamiento de las diferentes especies de colorantes implicadas en el equilibrio durante el estrés osmótico. Este análisis puede ser de importancia para predecir los cambios en el estado del cultivo bajo ciertas condiciones, causadas por estreses bióticos y abióticos, y también para obtener información sobre los cambios que ocurren en la morfología a nivel celular, producidos en los diversos estadios de conservación de la rúcula. Por medio de las metodologías aplicadas sería posible comprender mejor los procesos involucrados, relacionándolos con los cambios macroscópicos, ampliando así las herramientas tecnológicas para el control de los procesos que afectan la calidad poscosecha de hortalizas. Materiales y métodos

Cultivo de Rúcula Las plantas de rúcula (Eruca Sativa Mill) se cultivaron utilizando un sistema hidropónico comercial con solución nutritiva específica para Hortalizas (Hidroponía Cáceres Hnos., Concordia, Entre Ríos, Argentina). Las semillas se germinaron en espuma fenólica durante dos semanas, y luego se transfirieron al sistema de cultivo para su crecimiento y posteriormente se cosecharon para la extracción de protoplastos.

Preparación de protoplastos Los protoplastos de rúcula se aislaron mecánicamente de hojas realizando un raspado de la nervadura en solución hipertónica de sacarosa 0,6 M con el fin de evitar daños en la membrana y la pared celular. Después de la plasmólisis, los protoplastos se filtraron a través de una malla de acero inoxidable de 100 μm para retener trazas de tejido vegetal y luego se dispersaron en una solución hipotónica de sacarosa para liberar los protoplastos. La suspensión se centrifugó a 4500 rpm durante 5 minutos y el precipitado se resuspendió en una solución de interés.

Soluciones de estrés osmótico La osmolaridad y las concentraciones se enumeran en la Tabla 1. Las suspensiones de protoplastos sin colorante se usaron como referencia para compensar los efectos de la turbidez. Los espectros se obtuvieron en una muestra de 2 ml de suspensión de protoplastos con una densidad óptica constante (DO) a 600 nm.

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Luego se añadieron 100 μL de solución acuosa MC540 de 100 μM a todas las suspensiones y se incubaron durante 30 minutos. TABLA 1

Concentraciones de sacarosa con su correspondientes medidas de osmolaridad y concentración de MC540 en las celdas

Estrés osmótico El estrés osmótico fue inducido por diferentes concentraciones de sacarosa preparadas con concentraciones y osmolaridad, listadas en la Tabla 1. La osmolaridad se determinó con un osmómetro de marca Loser Typ M 10/25 μL.

Métodos espectroscópicos Se utilizó Merocianina con una constante de extinción molar ε = 0.6 x 105 M-1cm-1 de Sigma Chemical (USA), como sonda para la caracterización espectroscópica de la superficie de protoplastos sometidas a diferentes estreses osmóticos. La solución original de MC 540 se preparó en agua destilada y se almacenó a 5 ºC. Todas las preparaciones de colorante se envolvieron en papel de aluminio y se mantuvieron en la oscuridad. Se tomaron alícuotas de 100 μL de solución acuosa de MC540 y se añadieron a 2 ml de solución de protoplastos de OD a 600 nm conocida, en cubetas de vidrio de 1 cm de paso óptico. Los espectros como los de la Figura 4 se tomaron después de incubar durante 30 minutos. Para estudiar los efectos del estrés osmótico, los protoplastos se suspendieron en diferentes concentraciones de sacarosa y los espectros MC540 se obtuvieron en un espectrofotómetro de doble haz Jasco V-630. Empleando la función picos y línea de base, del soware Origin versión 8.0 SR3, se realizó el ajuste de múltiples picos espectrales que se obtuvieron mediante deconvolución utilizando la función gaussiana (basado en el módulo de ajuste de curvas no lineales de Origin). Los múltiples picos se ajustaron como la acumulación de la función gaussiana. El área del pico se determinó como la integral entre los límites de las bandas de absorbancia. Con respecto al espectro normalizado de MC540 al aumentar la concentración de osmolitos, no se observaron cambios espectrales de colorante con el aumento de la concentración de sacarosa, por lo tanto, no hubo interacción de la sonda con el osmolito.

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Observaciones microscópicas Los protoplastos se incubaron 10 minutos, antes de medir los diámetros por microscopía en un microscopio OLYMPUS CKX41. Resultados

Propiedades espectroscópicas de MC540 en protoplastos Los protoplastos se colectaron a la osmolaridad de 446 mosm/kg H2O con sacarosa. Después de centrifugar, el sobrenadante se eliminó y los protoplastos se suspendieron en soluciones de diferentes osmolaridades. Los cambios de tamaño celular se midieron después de una hora de incubación con cada concentración de sacarosa como se muestran en la Figura 1. En el rango entre 200 a 650 mosm/Kg H2O, se observó una disminución atenuada del volumen con la osmolaridad según lo informado previamente por Ohshima (Ohshima et al., 2011). El punto de inflexión encontrado a 175 mosm/kg H2O sugiere un cambio en el régimen de los flujos de agua, es decir, al menos dos compartimentos de agua diferentes. Uno correspondería al agua libre en el volumen celular y el otro al agua comprometida con las estructuras celulares, como las membranas. Se puede obtener un volumen excluido correspondiente a 5 μm de diámetro por extrapolación a cero de la inversa de la presión osmótica (Figura 1). Este volumen excluido correspondería a estructuras celulares (membranas y macromoléculas) con sus correspondientes capas de hidratación (agua no osmótica). Los cambios en las propiedades de la membrana superficial alrededor de este punto se analizan a continuación mediante la inspección de los espectros de MC540. La relación de absorbancia de 570 nm y 500 nm aumentó hasta alcanzar un valor constante por encima de OD 0.035, lo que denota que la superficie del protoplasto está saturada con el colorante en esta OD (Figura 1B). Por lo tanto, la variación en la relación de absorbancia como una función de las condiciones que pueden afectar la membrana del protoplasto se estudió en este rango de OD.

Caracterización de cambios superficiales de células bajo estrés osmótico El efecto de las presiones osmóticas inducidas por sacarosa en la superficie de los protoplastos fue monitoreado por los cambios espectrales de MC540 (Figura 2). El aumento de las concentraciones del osmolito promovió la aparición de un hombro a 570 nm y una disminución en el pico a 504 nm en el rango de 49.5 a 154.7 mosm/Kg H2O. El efecto se observa mejor en la Figura 1B, donde se compara la absorbancia a 570 nm con el cambio de diámetro, para diferentes osmolaridades. La absorbancia a 570 nm aumentó a aproximadamente 6 um y disminuyó significativamente cuando las células se hincharon. Por lo tanto, los cambios en la absorbancia a 570 nm indican que las variaciones de volumen celular causados por la ósmosis afectaron la superficie de la membrana en diferentes etapas. Esto podría estar relacionado con diferentes cambios topológicos producidos por la compresión, la curvatura y la deshidratación parcial. Para estudiar estas posibilidades, las componentes espectrales de MC se analizan a continuación.

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FIGURA 1

Efecto de la osmolaridad sobre el diámetro de protoplastos

(A) Diámetro de protoplastos en función de la osmolaridad, el punto de inflexión a 153 mosm/Kg H2O es equivalente a 0,18 M de Sacarosa. El inserto en la figura representa el diámetro de protoplastos versus 1/ osmolaridad, que proporciona el volumen excluido correspondiente a un diámetro de 5,13 um. (B) Relación de absorbancia a 570 nm y 502 nm, en función de los incrementos de densidad óptica. En el inserto se observa la absorbancia del monómero de MC540 en membrana en función del diámetro de los protoplastos.

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FIGURA 2

Espectros de absorción de MC540 en protoplastos de rúcula normalizados por el máximo, en concentraciones crecientes de sacarosa de 0.1 M a 0.6 M

Descomposición espectral y cambios de polaridad La banda de absorbancia a 570 nm es característica del monómero de MC en fases lipídicas en el estado líquido cristalino (Lelkes y Miller, 1980). El área máxima para esta banda de absorbancia se encuentra en 149.5 mosm/kg H2O a la cual el diámetro celular es de 6.26 μm. Por lo tanto, sugiere que bajo estas condiciones los monómeros del colorante pueden adsorberse a sitios hidrófobos de los protoplastos en la interfaz. Cutro y Disalvo, (2015) describieron este comportamiento en sistemas modelos de lípidos y tribuyeron a la formación de defectos de empaquetamiento en la interfase de membrana debido a la inducción de la curvatura. De manera similar, en el protoplasto, los monómeros insertados en las membranas pueden estar perturbados por el estado osmótico. Esto quiere decir que el equilibrio de las especies de colorante se modula por el estado de empaquetamiento e hidratación de la membrana. Los resultados previos apoyan esta conclusión según lo discutido por Bernik y Disalvo (1996). En la Figura 3 se muestra la deconvolución de los cambios espectrales de MC540. Originados por presiones osmóticas por sobre el punto de inflexión de 149,5 mosm/kg H2O.

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FIGURA 3

Deconvolución espectral de MC540 en presencia de protoplastos a diferentes presiones osmóticas (A) 149,5 mosm / Kg H2O (B) 205 mosm / Kg H2O (C) 612 mosm / Kg H2O respectivamente (Banda I poliagregados, II dímeros en agua, III monómeros en agua y dímeros en la membrana, IV monómeros en membranas).

En diferentes estados osmóticos, los protoplastos presentaron una distribución diferente de las especies del colorante. La absorbancia a 450, 500, 530 y 570 nm corresponden a las siguientes especies de colorantes respectivamente: (I) poliagregados en agua; (II) dímero en agua; (III) dímero en la membrana y monómero en agua; (IV) monómero en la membrana (Kaschny y Goñi, 1992). La evolución de las especies del colorante MC540 con la concentración se muestra en la Figura 4. En este rango de concentración, el diámetro celular varía ligeramente y se observa una disminución gradual del monómero en la membrana (banda IV) en paralelo a un aumento en el área de la banda correspondiente al dímero en fase acuosa (banda II). La formación de esta banda depende del equilibrio monómero/dímero y serviría como control para detectar cualquier cantidad significativa de colorante en el agua. Se observó una conversión de monómeros a dímeros en medios acuosos (banda IV y banda II) al aumentar la concentración de sacarosa. Se sabe que el dímero de MC540 incrementa con el empaquetamiento de fosfolípidos (Kaschny y Goñi, 1992). La formación de dímeros en solución (banda II) es estimulada por el empaquetamiento de lípidos y por el aumento en la densidad de carga por unidad de área. Esto facilita PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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la agregación y la formación de poliagregados de colorante. Finalmente, la especie (I) se ve favorecida en microambientes polares donde la densidad de carga superficial aumenta como resultado del empaque de fosfolípidos. Se observaron efectos similares en estudios de difusión lateral de fosfolípidos, que es un fenómeno importante en la dinámica de las membranas (Lelkes y Miller, 1980).

FIGURA 4

Efecto de la concentración de sacarosa en las áreas de las componentes espectrales de MC 540 en protoplastos de rúcula

(I) Poliagregados; (II) dímeros en agua; (III) monómeros en agua/dímeros en membrana y (IV) monómeros en la membrana.

La banda IV correspondiente al monómero en la membrana es especialmente sensible a los cambios en la polaridad. Incrementos en la polaridad del solvente producen desplazamientos hipsocrómicos de la banda del monómero. Este comportamiento solvatocrómico del colorante fue demostrado en un amplio rango de constantes dieléctricas de solventes (Lelkes y Miller, 1980; Mateasik, 2002; Reichardt, 2003). Por lo tanto, es interesante estudiar las propiedades de la superficie alrededor del rango de 150 mosm / Kg H2O y en la zona de transición, para caracterizar los efectos causados por el estrés en la superficie de la célula. Se observó un aumento en la polaridad por encima de 200 mosm/Kg H2O de sacarosa, con la disminución del diámetro de los protoplastos (Figura 5). PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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FIGURA 5

Evolución en la longitud de onda máxima de absorción del componente monomérico de MC540 en fase lipídica de protoplastos de rucula, en función de la concentración de sacarosa El incremento en la curvatura de los protoplastos más pequeños y la mayor densidad superficial de fosfolípidos provocado por la osmolaridad, acrecentaron la polaridad superficial en la región por encima de 200 mosm/kg H2O de sacarosa, facilitando el acceso de las moléculas de agua debido a la pérdida de hidrofobicidad superficial. En este entorno, la afinidad del colorante por la superficie celular disminuye, acompañada por un desplazamiento hipsocrómico de la banda del monómero en la fase lipídica, similar al comportamiento observado en vesículas modelo (Willamson y Mattocks, 1983). Por otro lado, el área máxima correspondiente a la banda de absorbancia del monómero en membrana Figura 4 (IV) corresponde al desplazamiento máximo de la longitud de onda. Esto justifica la unión del monómero en la interfaz a medida que la superficie se vuelve más hidrófoba e indica el potencial de la sonda para evaluar la polaridad de los microambientes utilizando el desplazamiento en la longitud de onda de las especies monoméricas del colorante. En la Figura 6, se muestra que la ruptura celular se produce en osmolaridades por debajo de 175 mosm/kg H2O y se compara el efecto osmótico sobre el diámetro celular y la absorción del monómero en membrana. El cambio espectral de la banda a 570 nm puede emplearse como indicativo de la unión preferencial del monómero a bicapas en fase expandida, donde la mayoría de las moléculas adquieren el espectro de absorción característico de las moléculas en un entorno hidrófobo. Los cambios en el empaquetamiento molecular de la bicapa son los responsables de la diferencia de afinidad del monómero de MC 540 con la superficie del protoplasto.

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FIGURA 6

Efecto osmótico sobre el diámetro y la absorbancia de protoplastos de rúcula

Fotografía en 40X de protoplastos en solución de sacarosa (A) 49.5, (B) 155 y (C) 446 mosm / kg H2O

DISCUSION Se encontró que los efectos del estrés osmótico modificaron las propiedades de superficie de los protoplastos de rúcula. El aumento de la sacarosa externa produjo, como es conocido, una disminución del diámetro del protoplasto. Sin embargo, en estas condiciones se detectaron dos estadíos en la salida de agua desde el interior celular, lo cual indicaría la presencia de dos poblaciones diferentes de agua asociados a la membrana. La señal máxima de MC540 se detectó en el punto de inflexión del diámetro frente a la concentración, indicando cambios en la superficie celular en respuesta al estrés osmótico. La expansión lipídica, similar a la observada en la transición de fase, puede ser causada por cambios en la osmolaridad del medio al que están sujetos los protoplastos, siendo el principal determinante de la interacción entre la bicapa y MC540 el estado de empaque inducido por ósmosis. Los experimentos realizados proporcionan información sobre la relación entre el empaquetamiento de los lípidos y la polaridad de la superficie celular, que se incrementa con la disminución del volumen celular. El empaquetamiento puede producir cambios topológicos y deshidratación parcial en la célula. Esto podría estar relacionado con la formación de dominios en la membrana plasmática, que Merocyanine 540 detecta en una gran variedad de células. Este estudio enfatiza la importancia de las posibles funciones de los dominios lipídicos en la fisiología de las células vegetales. Y cómo, en condiciones de estrés, podrían proporcionar las condiciones fisicoquímicas favorables para desencadenar múltiples procesos de señalización. De esta forma se podría utilizar la información obtenida con el objetivo de enviar y dirigir compuestos que retarden el envejecimiento a la superficie celular. Conclusiones Los resultados obtenidos empleando protoplastos como un sistema modelo y utilizando técnicas espectroscópicas simples, proporcionan información de interés para proyectos de investigación aplicada en poscosecha y para estudios de fisiología de vegetal. De esta forma se podría relacionar la evolución de diferentes estadios postcosecha, observados macroscópicamente en la rúcula, con cambios internos a nivel celular. Por medio de las metodologías aplicadas sería posible comprender mejor los procesos involucrados a nivel de membrana celular, relacionándolos con los cambios macroscópicos, ampliando así las herramientas tecnológicas para el control de los procesos que afectan la calidad poscosecha de hortalizas. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Performance of coated Peanuts seeds during storage Maceió da Silva, Raphaela; Cardoso Almeida, Francisco Assis; Melo, Bruno Adelino; Figueiredo Neto, Acácio; Palmeira Gomes, Josivanda Performance of coated Peanuts seeds during storage Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, no. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Available in: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541010

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Reportes Procesamiento

Performance of coated Peanuts seeds during storage Desempenho de sementes de amendoim peliculizadas durante a armazenagem Raphaela Maceió da Silva 1 Federal University of Campina Grande, Brasil

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541010

Francisco Assis Cardoso Almeida 2 Federal University of Campina Grande, Brasil Bruno Adelino Melo 3 Federal University of Campina Grande, Brasil Acácio Figueiredo Neto 4 Federal University of São Francisco Valley, Brasil Josivanda Palmeira Gomes 5 Federal University of Campina Grande, Brasil

Received: 30 July 2018 Accepted: 22 September 2018 Published: 10 December 2018

Abstract: Treatment and coating are agronomic practices that help the conservation of the sanitary and physiological quality of seeds throughout storage. e objective of this study is to evaluate the performance of peanut seeds coated with cassava starch, polyvinyl acetate and Polifix DJ-G4 polymer in percentages of 25 and 75% associated with an aqueous vegetal extract (Piper nigrum L.) and a fungicide (carboxin + thiram) regarding water content, germination and vigor (accelerated aging) during storage. e seeds were stored in 250 g pet containers for 90 days. Evaluations were performed every 30 days. e experiments were arranged in a completely randomized design. e data were submitted to analysis of variance by F test (p < 0.05) and means, when necessary, were compared by Scott-Knott test (p < 0.05). Coating materials preserved seed vigor at 90 days of storage. e fungicide and the plant extract did not affect the physiological quality of seeds. Coating did not change the water content of seeds during storage. Keywords: conservation, physiological quality, coating.

Resumo: O tratamento e a peliculização são práticas agronômicas que auxiliam a conservação da qualidade sanitária e fisiológica das sementes ao longo do armazenamento. Assim, objetivou-se avaliar o desempenho de sementes de amendoim peliculizadas com fécula de mandioca, acetato de polivinila e polímero Polifix DJ-G4 nos percentuais de 25 e 75%, associado a um extrato vegetal aquoso (Piper nigrum L.) e um fungicida (carboxin+thiran) quanto ao teor de água, germinação e vigor (envelhecimento acelerado) durante o armazenamento. As sementes foram armazenadas em recipientes tipo pet com capacidade para 250 g durante um período de 90 dias com avaliações a cada 30 dias. Os experimentos foram organizados em delineamento inteiramente casualizado. Os dados

Author notes 1

Federal University of Campina Grande, Paraíba, Department of engineering, Brazil.

2

Federal University of Campina Grande, Paraíba, Department of engineering, Brazil.

3

Federal University of Campina Grande, Paraíba, Department of engineering, Brazil.

4

Federal University of São Francisco Valley, Campus of engineering, Juazeiro, Brazil.

5

Federal University of Campina Grande, Paraíba, Department of engineering, Brazil. PDF generated from XML JATS4R by Redalyc Project academic non-profit, developed under the open access initiative

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Raphaela Maceió da Silva, et al. Performance of coated Peanuts seeds during storage

foram submetidos a análise de variância pelo teste F (p < 0,05) e as médias, quando necessário, comparadas pelo teste de ScottKnott (p < 0,05). Os materiais de peliculização conservaram o vigor das sementes aos 90 dias de armazenamento. O fungicida e o extrato vegetal não prejudicaram a qualidade fisiológica das sementes. A peliculização não alterou o teor de água das sementes durante o armazenamento. Palavras-chave: conservação, qualidade fisiológica, recobrimento.

INTRODUCTION In Brazil, producers have shown concern about seed performance. e treatment of seeds is seen as an agronomic practice assisting vigor and conservation of seeds. However, this technique is limited by the diversity of products, and poses risks to the health of operators due to dust and handling of toxic products (QUEIROGA et al., 2012b). In order to minimize risks, coating is a technique consisting of covering seeds with a liquid film, usually in a single layer, without changing its weight and shape, guaranteeing an optimal adhesion and the distribution of active ingredients arising from seed treatment, besides allowing identification and visual traceability (GADOTTI and PUCHALA, 2010) with a low environmental impact and a low cost. e polymer industry has been developing very fast in recent years, especially polymers compatible with conventional seed treatment formulations. erefore, seed coatings with polymers have improved the appearance of seeds, making them more colorful and shiny, providing the farmer with seeds with a high physical and physiological quality, allowing the development of more uniform seedlings (AVELAR et al., 2011). Despite the increased use of coated seeds in recent years, this technique requires further studies in order to be continuously used by producers (PEREIRA, 2005), since there is little information available in the literature on the behavior of coated seeds during storage (OLIVEIRA et al., 2003). Moreover, storage is one of the major limitations to the maintenance of the physiological quality of seeds. It is influenced by several factors such as initial the physiological quality of seeds, action of microorganisms and insects, types of packaging and storage period (ALMEIDA et al., 2005; 2009; QUEIROGA et al., 2012a). In view of the above, the aim is to evaluate water content, germination and vigor of peanut seeds coated with cassava starch, polyvinyl acetate and commercial seed coating polymer at percentages of 25 and 75%, together with a vegetable extract prepared with black pepper (Piper nigrum L.) and a fungicide (carboxin + thiran) for a storage period of 90 days. MATERIALS AND METHODS e experiment was conducted at the Laboratory of Storage and Processing of Agricultural Products (LAPPA) of the Academic Unit of Agricultural Engineering (UAEA) of the Center of Technology and Natural Resources (CTRN) of the Federal University of Campina Grande (UFCG). Peanut seeds (Arachis hypogaea L.) were purchased from producers in the city of Campina Grande, PB, 2012/2013 harvest. e initial seed quality was evaluated by determining water content, germination (BRASIL, 2009) and accelerated aging (MARCOS FILHO, 1994). We used as coating materials POLIFIX DJ-G4 polymer supplied by LABORSAN® - Trade and Import of Dyes and Polymers Ltd. (liquid formulation product) for peanut seeds; and polyvinyl acetate (PVA glue) and manioc starch, purchased from specialized stores in the city of Campina Grande, PB. Cassava starch was prepared according to the Fakhouri methodology (2007). Upon reaching the gelatinous point, it was cooled. Food dye was added for coating differentiation. e aqueous extract of black pepper (Piper nigrum L.) was obtained following the methodology of Almeida et al. (2009). For both PDF generated from XML JATS4R by Redalyc Project academic non-profit, developed under the open access initiative

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treatment products (natural and synthetic), an amount corresponding to 25% of the volume of syrup was used. A seed mixer machine was used for seed coating. e machine was developed for this purpose with a capacity of 5 L. Seeds were placed inside the tank of the mini concrete mixer, and it operated with a rotation of approximately 30 rpm. e syrups of each treatment were composed of the materials, as shown in Table 1. ey were applied to seeds using a mini spray (50 mL) while spinning inside the mini mixer tank. TABLE 1

Composition of the syrups used in film coating/treatment * of peanut seeds

* e volume of syrup applied corresponded to 1% of the weight of the seeds.

e storage of coated and treated seeds was carried out under ambient temperature and relative humidity conditions in 250-g capacity, pet-type containers (polyethylene) for 90 days. During the storage time, the water content and the physiological quality of seeds were evaluated every 30 days using the following tests: a) water content, determined by the standard oven method according to the equation contained in the Rules for Analysis of Seeds (BRASIL, 2009); b) germination test, conducted using four subsamples of 50 seeds and vermiculite moistened with distilled water as substrate with a volume corresponding to 60% of its retention capacity; the germination evaluation was performed on the eighth day aer sowing by counting the number of normal seedlings emerged (BRASIL, 2009); and c) accelerated aging test, determined by the methodology described by Marcos Filho (1994) with modifications, placing a seed sample for each treatment distributed in a single layer into a plastic screen and then into plastic boxes containing 200 mL of distilled water at a distance between water level and seeds of approximately 2 cm. en, the boxes were closed and taken to a BOD germination chamber at 42°C for 72 h. Aer this period, 200 randomly selected seeds were divided into four subsamples of 50 seeds and submitted to germination test. e experiment was conducted in a completely randomized design in a 5 x 2 x 4 factorial arrangement (coating materials x concentrations of materials x storage periods). e data were submitted to Analysis of Variance (P ≤ 0.05) and the means, when necessary, were compared by Scott-Knott test (P ≤ 0.05) using the soware Assistat version 7.6 (SILVA & AZEVEDO, 2009). RESULTS AND DISCUSSION According to analysis of variance, we observed that, for water content, only the triple interaction was significant (1%). In relation to germination, the factors "coating material" (CM) and "Time" (T) were significant at 1%, and the other factors and interactions were not significant. As for accelerated aging, there is a highly significant effect for the factors CM and T, as well as for the interactions CM x T and CM x C x T. e interaction C x T had a significant effect at a 1% level (Table 2).

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Raphaela Maceió da Silva, et al. Performance of coated Peanuts seeds during storage

TABLE 2

Mean squares for water content, germination and accelerated aging of peanut seeds coated with polymer, starch and glue at different concentrations and treated with pepper extract and carboxin + thiram fungicide

**, * and (ns) significant at 1% and 5% and not significant, respectively.

Table 3 shows the mean values for water content of peanut seeds coated with polymer, cassava starch and polyvinyl acetate at concentrations of 25 and 75% and treated with plant extract and fungicide. No statistical differences were observed for any of the comparisons. e values for water content ranged from 6.78% (glue 25% + fungicide at 90 days) to 7.98% (25% starch + fungicide at 90 days). Such results show that the coating of these seeds does not significantly increase their water content since there were no statistical differences in relation to the control at any of the storage periods. In addition, they evidence that coating does not prevent gains and losses of seed moisture to the external environment. TABLE 3

Means for water content of peanut seeds coated with polymer, polyvinyl acetate and manioc starch and treated with pepper extract and carboxin fungicide + thiram during storage

CV% = 6.73%

e means for germination of peanut seeds coated with polymer, cassava starch and PVA glue and treated with vegetable extract and fungicide during storage are shown in Table 4. TABLE 4

Mean values for germination (%) of peanut seeds coated with the materials during storage

* Means followed by the same uppercase letter in rows and lowercase letter in columns do not differ by Scott-Knott test. CV = 9.80%. PDF generated from XML JATS4R by Redalyc Project academic non-profit, developed under the open access initiative

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We verified that the means for the interactions did not differ statistically in any of the comparisons. However, the means of factors differed statistically. For the factor "coating materials", the lowest germination occurred for the control (76.4%) and glue + plant extract (77.2%), not differing statistically from each other. On the other hand, the highest germinations were observed when polymer + fungicide (81.3%), starch + fungicide (81.3%) and glue + fungicide (83.7%) were used (Table 4). In relation to the means for the factor storage periods, we verified that all periods of storage presented a statistical difference among them, with a greater germination at time zero (91.4%). However, the lowest germination occurred at 90 days of storage (65.2%), with a decrease of approximately 26% (Table 4). According to Trentini et al. (2005) and Evangelista et al. (2007), the choice for the coating material, as well as the characteristics of the integument of each species, may exert negative effects on the viability of seeds. For Costa et al. (2001) and Willenborg et al. (2004), it also represents a major barrier to gas exchanges between seeds and the environment. It modifies the permeability of the integument, and consequently causes delays in germination when compared to the control. Although there was a decrease in germination over time, the coatings using polymer + fungicide, starch + fungicide and glue + fungicide protected the quality of seeds, since germinations were higher than the control when using these materials. is is an important aspect in the coating of seeds. It demonstrates the compatibility of the polymer and alternative materials to the fungicide and the studied plant species. Corroborating the results in this study, Melo et al. (2015), working with tomato seed coatings using different concentrations of synthetic polymer, also reported that they do not affect the physiological potential of seeds. Pereira et al. (2011) found that the combination polymer + fungicide does not affect the physiological quality of soybean seeds, and that the fungicide improves performance. Silva et al. (2016), working with coating of cowpea seeds using polymer, polyvinyl acetate and manioc starch associated with plant extract and fungicide, reported that coating materials did not negatively interfere with the germination of seeds, which is in accordance with the results obtained in this study. e average germination aer accelerated aging of peanut seeds coated with polymer, manioc starch and polyvinyl acetate, associated with a plant extract and a fungicide during storage, are shown in Table 5. TABLE 5

Mean values for germination aer accelerated aging (%) of peanut seeds regarding the interaction of coating material factors and storage periods

* Means followed by the same uppercase letter in rows and lowercase letter in columns do not differ by Scott-Knott test. CV = 12.46%.

By comparing the coating materials within each storage period, it can be observed that only at 90 days a statistical difference was observed, with a lower germination in the control (35%) and a higher germination using the materials polymer + fungicide (61.8%), starch + fungicide (61.5%), and glue + fungicide (58.5%) and glue + plant extract (57.3%) (Table 5). When comparing storage periods between each film material, we found that the control, fungicide + polymer and glue + fungicide presented the highest germination up to 60 days of storage, ranging from 76.5% to 66.0%. On the other hand, for the same materials, the lowest germination occurred at 90 days of PDF generated from XML JATS4R by Redalyc Project academic non-profit, developed under the open access initiative

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Raphaela Maceió da Silva, et al. Performance of coated Peanuts seeds during storage

storage, ranging from 35.0% (control) to 61.8% (polymer + fungicide). However, when seeds were coated with starch + fungicide and glue + plant extract, the highest germination was observed up to 30 days of storage (70.8-73.0%). However, the lowest germinations were observed from 60 days: 57.3-66.3% (Table 5). An important aspect observed at the 90 days of storage was that all coating materials preserved the vigor of peanut seeds, a fact that can be verified by observing that the control had a marked decrease in vigor. Benatto Júnior et al. (2012), working with a combination of polymer and fungicide for the coating of soybean seeds, also verified a superiority of these treatments in relation to the control for the accelerated aging test. According to Table 6, we observed that there were no statistical differences between the concentrations of coating materials in any of the storage periods. On the other hand, when comparing the storage periods at each concentration of coating material, it can be verified that the highest germinations were observed at 0 and 30 days of storage, being statistically equal to each other and ranging from 71.3 to 75.8%. In contrast, the lowest germinations were observed at 90 days of storage, ranging from 53.4 to 56.2%. At both concentrations, the time of 60 days of storage presented an intermediate germination in relation to the others, with values ranging from 67.1 to 68.9%. TABLE 6

Mean values for germination aer accelerated aging (%) of peanut seeds regarding the interaction of concentrations and storage periods

* Means followed by the same uppercase letter in rows and lowercase letter in columns do not differ by Scott-Knott test. CV = 12.46%.

We observed that the concentrations of coating materials did not influence the vigor of seeds. is is relevant because it is possible to recommended to the producer the use of the concentration 25%, thus using a smaller amount of product. However, although no statistical differences were observed between concentrations, a slight tendency of germination superiority was observed for seeds that received the 75% concentration. is probably occurred because of the greater amount of material on the surface of seeds, providing a greater protection against the adverse conditions of the accelerated aging test. CONCLUSIONS In view of the above, we concluded that: Coating materials (polymer, PVA glue and cassava starch) preserved the vigor of peanut seeds at 90 days of storage. e fungicide (carboxin + thiram) and the aqueous plant extract (Piper nigrum L.) did not hinder the physiological quality of peanut seeds. e coating materials were compatible with the fungicide. e water content of seeds was not significantly changed by the coating process. e combination of PVA glue + aqueous plant extract was compatible for use in the coating process. References Almeida, F. De A. C.; Almeida, S. A.; Santos, N. R.; Gomes, J. P. G.; Araújo, M. E. R. Efeitos de extratos alcooólicos de plantas sobre o caruncho do feijão vigna (Callosobruchus maculatus). Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental. v.9. n.4. p.585-590. 2005. PDF generated from XML JATS4R by Redalyc Project academic non-profit, developed under the open access initiative

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Almeida, F. De A. C.; Cavalcanti M. De, F. B. S.; Santos, J. F.; Gomes, J. P.; Barros Neto, J. J. S. Viabilidade de sementes de feijão macassar tratadas com extrato vegetal e acondicionadas em dois tipos de embalagens. Acta Scientiarium Agronomy. v.31. n.2. p. 345 – 351. 2009. Avelar, S. A. G.; Baudet, L.; Peske, S. T.; Ludwig, M. P.; Rigo, G. A.; Crizel, R. L.; Oliveira, S. Armazenamento de sementes de soja tratadas com fungicida, inseticida micronutrientes e recobertas com polímero líquido e em pó. Ciência Rural. v.41. n.10. 2011. Benatto Júnior, J. C.; Barros, A. C. S. A.; Tavares, L. C.; Rufino, C. A.; Tunes, L. V. M.; Meneghello, G. E. Physiological quality of soybeans seeds treated with fungicide and coating with polymers. Revista Brasileira de Ciências Agrárias, v. 7, n. 2, p. 269-273, 2013. Brasil. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Regras para análise de sementes. Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento. Secretaria de Defesa Agropecuária. 2009, 395p. Costa, C. E. L.; Silva, R. F.; Lima, J. O. G.; Araújo, R. F. Sementes de cenoura Daucus carota L., revestidas e peliculadas: germinação e vigor durante o armazenamento. Revista Brasileira de Armazenamento, v. 26, p. 30-45, 2001. Evangelista, J. R. E; Oliveira, J. A.; Botelho, F. J. E.; Oliveira, R.M.E.; Pereira, C.E. Desempenho de sementes de soja peliculizadas em solo com diferentes teores de água. Ciência e Agrotecnologia, n. 31, v.4, p. 994-999, 2007. Gadotti, C.; Puchala, B. Revestimento de Sementes. Informativo Abrates. v.20. n.3. p. 70 - 71. 2010. Marcos Filho, J. Teste de envelhecimento acelerado. In: VIEIRA, R.D.; CARVALHO, N.M. Testes de vigor em sementes. Jaboticabal: FUNEP, 1994. p.133-149. Melo, A. P. C.; Seleguini, A.; Veloso, V. R. S.; Pereira, J. M. Recobrimento de sementes de tomate com concentrações crescentes de polímero sintético. Ciência Rural, v. 45, n. 6, p. 958-963, 2015. Oliveira, J. A.; Pereira, C. E.; Guimarães, R. M.; Vieira, A. R.; Silva, J. B. C. Efeito de diferentes materiais de peletização na deterioração de sementes de tomate durante o armazenamento. Revista Brasileira de Sementes. v.25. n.2. p. 20-27. 2003. Pereira, C. E. Peliculização e tratamento fungicida de sementes de soja: efeitos no armazenamento e na inoculação com Bradyrhizobium. 2005. p.114. Dissertação (Mestrado em Agronomia) - Universidade Federal de Lavras, UFLA, Lavras, 2005. Pereira, C. E.; Oliveira, J. A.; Guimarães, R. M.; Vieira, A. R.; Evangelista, J. R. E.; Oliveira, G. E. Tratamento fungicida e peliculização de sementes de soja submetidas ao armazenamento. Ciência e Agrotecnologia. v. 35. n.1. p. 158-164. 2011. Queiroga, M. De F. C.; Gomes, J. P.; Almeida, F. De A. C.; Pessoa, E. B.; Alves, N. M. C. Aplicação de óleo no controle de Zabrotes subfasciatus e na germinação de Phaseolus vulgaris. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.16. n.7. p. 777 - 783. 2012a. Queiroga, V. De P.; Durán, J. M.; Assunção, M. V.; Almeida, F. De A. C. Tecnologias utilizadas no revestimento de sementes de algodão e gergelim. 1.ed. EDUFCG, Campina Grande. 2012b. Silva, F. De A. S.; Azevedo, C. A. V. Principal components analysis in the soware assistat - Statistical attendance. In: World Congress on computers in Agriculture, 7, Anais…Reno-NVUSA: American Society of Agricultural and Biological Engineers. 2009. Silva, R.M.; Almeida, F. De A. C.; Melo, B.A.; Gomes, J. P.; Figueiredo Neto, A.; Albuquerque, E. M. B. Performace of filme coated cowpwa seeds during store. Revista A Barriguda, v. 6, n. 1, p. 84-96, 2016. Trentini, P.; Vieira, M. G. G. C.; Carvalho, M. L. M.; Oliveira, J. A.; Machado, J. C. Peliculização: desempenho de sementes de soja no estabelecimento da cultura em campo na região de Alto Garças, MT. Ciência e Agrotecnologia, v. 29, n. 1, p. 84-92, 2005. Willenborg, C. J.; Gulden, R. H.; Johnson, E. N.; Shirtliffe, S. J. Germination characteristics of polymer-coated canola (Brassica napus L.) seeds subjected to moisture stress at different temperatures. Agronomy Journal, v. 96, n. 3, p. 786-791, 2004.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Calidad organoléptica, métodos de beneficio y cultivares de café robusta (Coffea canephora Pierre ex Froehner) en la amazonía del Ecuador Duicela Guambi, Luis Alberto; Andrade Moreano, Jairo; Farfán Talledo, Diana Sofía; Velásquez Cedeño, Sofía del Rocío Calidad organoléptica, métodos de beneficio y cultivares de café robusta (Coffea canephora Pierre ex Froehner) en la amazonía del Ecuador Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541011

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Reportes Procesamiento

Calidad organoléptica, métodos de beneficio y cultivares de café robusta (Coffea canephora Pierre ex Froehner) en la amazonía del Ecuador Organoleptic quality, methods of benefit and cultivars of robust coffee (Coffea canephora Pierre ex Froehner) in the amazon of Ecuador Luis Alberto Duicela Guambi 1 Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López”, Ecuador

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541011

Jairo Andrade Moreano 2 Catholic Relief Services, Ecuador Diana Sofía Farfán Talledo 3 Coffee Quality Institute, Ecuador Sofía del Rocío Velásquez Cedeño 4 Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López”, Ecuador svelasquez@espam.edu.ec

Recepción: 23 Julio 2018 Aprobación: 28 Septiembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: El café robusta tiene relevante importancia para la industria de café soluble y un segmento emergente de cafés finos. La calidad organoléptica depende del genotipo, ambiente y manejo pre y poscosecha. Según la SCAA, para considerarse como especial un café debe obtener una calificación sensorial de 80≤ puntos sobre 100. En Orellana y Sucumbíos, provincias de la Amazonía Norte, hay cafetales tradicionales y de clones seleccionados por INIAP, pero se desconoce sus atributos de taza. Con este antecedente se realizó un estudio cuyo objetivo fue: Determinar la calidad organoléptica de los clones NP-2024, NP-3013, NP-3056 y un genotipo local en función de cuatro métodos de beneficio. La evaluación sensorial se realizó con la norma SCAA, valorando 10 atributos. Los resultados permitieron determinar que NP-3056 con beneficio húmedo enzimático obtuvo 81,92 puntos. La calificación sensorial esta correlacionada (p<0,01) con los atributos fragancia/aroma, gusto, regusto, equilibrio sal/acidez, equilibrio amargo/dulce, sensación en la boca, balance y puntaje de catador. Las cualidades de taza en función de los métodos de beneficio mostraron el mismo comportamiento en Sucumbíos y Orellana. El beneficio húmedo convencional y húmedo enzimático dieron calidades de taza similares. El café semilavado y el café natural tienen cualidades de taza similares. Palabras clave: Catación, poscosecha, bebida, evaluación sensorial.

Abstract: Notas de autor 1

Carrera Ingeniería Agrícola, Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López”, Campus Politécnico El Limón, Manabí, Ecuador

2

Catholic Refiel Services

3

Catadora acreditada Coffee Quality Institute (CQI), Investigadora independiente

4

Carrera Ingeniería Agrícola, Escuela Superior Politécnica Agropecuaria de Manabí “Manuel Félix López”, Campus Politécnico El Limón, km 2.7 vía Calceta-El Limón. Calceta, Manabí, Ecuador, http://www.espam.edu.ec Autora de correspondencia Sofía del Rocío Velásquez Cedeño. E-mail: svelasquez@espam.edu.ec PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Robusta coffee has become important significance for soluble coffee industry and an emerging specialty coffee segment. e organoleptic quality depends on the genotype, environment and crop management and post-harvest. According to the SCAA, to be considered as a special coffee you should get a sensory rating 80≤ points out of 100. In Orellana and Sucumbíos provinces of the Northern Amazon, there are traditional coffee plantations and several clones selected by INIAP, but its attributes cup is unknown. With this background we conducted a study whose aim was to determine the organoleptic quality of the NP-2024, NP-3013, NP-3056 clones and a local genotype and four methods of benefit of coffee. Sensory evaluation was performed with the SCAA standard, evaluating 10 attributes. e results allow to determine that NP-3056 with wet processing enzyme obtained 81,92 points. e sensory rating is correlated (p<0.01) with the fragrance / aroma, taste, taste, salt balance / acidity attributes, bitter / sweet balance, mouthfeel, balance and score taster. e qualities of coffee in terms of beneficiation methods showed the same behavior in Sucumbíos and Orellana provinces. e conventional wet processing method and wet enzyme gave similar qualities of coffee. e natural coffee and semi-washing coffee have similar qualities. Keywords: Cupping, postharvest, beverage, sensory evaluation.

INTRODUCCIÓN El café robusta, para los ecuatorianos, tiene importancia económica, social y ambiental; además de los beneficios sobre la salud humana. Es una fuente de divisas que genera empleo e ingresos para los productores y otros actores de las cadenas cafetaleras. En los procesos de producción y transformación se involucra un amplio tejido social, de varias etnias y pueblos. Se cultiva en diversos sistemas agroforestales, contribuye a la conservación de la fauna y flora nativas, además de fijar CO2 e intervenir en el balance hídrico. El café robusta fue descubierto en África a fines del siglo XIX, creciendo de manera silvestre en Guinea y El Congo. Al Ecuador lo introdujo el Instituto Nacional de Investigaciones Agropecuarias (INIAP), por semilla, desde el Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE, Costa Rica) entre 1951, 1964, 1972, 1977 y 1986 (Enríquez y Duicela, 2014). Estos materiales se establecieron a nivel de colección en la Estación Pichilingue del INIAP, ubicada en Quevedo, desde donde se diseminó progresivamente a las zonas tropicales húmedas del litoral y Amazonía norte, desde 1962, acompañando al hombre en la colonización. El café robusta tiene particulares atributos morfológicos, fisiológicos y bioquímicos que lo diferencian de la especie arábica y ha adquirido relevante importancia para la industria de café soluble y un segmento emergente de robustas finos. La calidad del café es un rasgo altamente complejo. Su definición depende de la posición del interlocutor dentro de la cadena de producción y su expresión depende de un multifactorial determinismo incluyendo las condiciones edafoclimáticas, tratamientos post-cosecha y genética (Leroy et al., 2006). Beneficio por la vía seca . Es la transformación del café cereza a café natural. Este método se basa en la deshidratación de los frutos hasta obtener del 10 al 13 % de humedad del grano. Las envolturas del café “bola seca” se eliminan en una piladora, para dar como producto “café natural” (COFENAC, 2010). Beneficio húmedo convencional . Es un proceso de transformación del café cereza maduro al café pergamino húmedo que involucra: boyado, despulpado, fermentación y lavado. El café pergamino húmedo, luego del secado, se transforma en café pergamino seco, posteriormente se trilla y da como producto “café lavado” (COFENAC, 2010). Beneficio húmedo enzimático . Es un proceso de transformación del café cereza a café pergamino húmedo, usando enzimas pectolíticas (Granozime 100) que reducen el tiempo de fermentación del café despulpado, que normalmente es de 17-25 horas a 21-30 minutos (COFENAC, 2010). El café con fermentado rápido se lava con agua limpia. La dosis del producto enzimático es 5 ml por cada 50 kilos de café cereza. Beneficio semi-húmedo . Este proceso involucra el despulpado y secado del “café con todo mucílago”. El café pergamino seco “con miel” luego del trillado da como producto “café semilavado” (COFENAC, 2010). Según la Asociación de Cafés Especiales de América (SCAA por las siglas en inglés), en la actualidad SCA, al unificarse con la Asociación de Cafés Especiales de Europa en el año 2016; un café robusta, PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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para considerarse como especial debe obtener una calificación sensorial de 80≤ puntos sobre 100. Las 10 características organolépticas, evaluadas con la normativa de la SCAA son: Fragancia/Aroma . La fragancia se evalúa sobre base seca (tostado y molido) y el aroma sobre base húmeda (con adición de agua hirviendo en las cantidades específicas para catación. La evaluación sensorial se inicia con la valoración del olor del café molido en seco o fragancia y luego se valora el aroma que describe la impresión olfativa general de las sustancias volátiles del café cuando se ha añadido agua en ebullición. Esta cualidad se relaciona con los olores que desprende la bebida y está dado por los aceites finos y más de setecientas sustancias como: aldehídos, cetonas, esteres e hidrocarburos de bajo peso molecular (Puerta, 1999). Gusto . Es una impresión combinada de todas las sensaciones gustativas y aromas retronasales que van de la boca a la nariz. En los robustas finos suelen encontrarse notas a frutas, nueces, especias y dulces, en los robustas comerciales se pueden encontrar gustos astringentes, fenoles y vegetales. Regusto . Se define como las cualidades positivas del sabor que emanan de la parte posterior de la lengua y permanecen en la boca después de que el café se expulsa o se ingiere. Equilibrio Sal/acidez . El equilibrio sal/acidez en la bebida está determinado por la mezcla de sensaciones saladas, debido a los niveles de potasio y de acidez por la presencia de los ácidos orgánicos. Equilibrio amargo/dulce . La relación amargo/dulce está en función de la combinación, en distintas proporciones, del sabor amargo, a causa de la cafeína y potasio, entre otras sustancias, y del sabor dulce propio de los azúcares contenidos en el café. Un café robusta fino debe tener un bajo nivel de amargo y alto nivel de dulce. Sensación en la boca . Es una combinación de peso y textura y se basa en la sensación táctil del líquido en la boca, entre la lengua y el paladar. Uniformidad de la taza . Se refiere al gusto constante de las distintas tazas de la muestra evaluada. La falta de uniformidad en el sabor de una taza y otra es una característica negativa. Equilibrio o balance de la taza . El balance depende de cómo se complementan o contrastan los atributos gusto, regusto, sensación en la boca y las proporciones sal/acidez y amargo/dulce. Limpieza . Se refiere a la ausencia de impresiones negativas que interfieran desde la primera ingestión hasta el regusto final, es la transparencia de la taza. Puntaje del catador . El catador realiza una valoración global de la calidad de la taza, según su criterio o impresión, calificando en la escala ordinal de 0 a 10. Calificación total de la evaluación sensorial . Es la suma de los 10 atributos sensoriales, por tanto, se tiene una valoración de la muestra sobre 100 puntos. Si hay sabores extraños, contaminaciones o gustos negativos, a la suma total se restan dos puntos por cada taza con defectos secundarios y cuatro puntos por cada taza con defectos capitales. Con estos antecedentes, se realizó un estudio con el siguiente objetivo: Determinar la calidad organoléptica de los clones genotipos: NP-2024, NP-3013, NP-3056 y un material local en función de cuatro métodos de beneficio. MATERIALES Y MÉTODOS

Localización El estudio se realizó en el 2015, en dos localidades de la Amazonía Ecuatoriana: Cantón Lago Agrio (provincia Sucumbíos) y Cantón Loreto (Provincia Orellana). Las muestras de café en grano fueron tomadas en parcelas de clones establecidas en el 2010, por el Consejo Cafetalero Nacional (COFENAC), financiado por el MAGAP/IICA, con plantas adquiridas en la Estación Central de la Amazonía del INIAP.

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La ubicación de las parcelas donde se tomaron las muestras fue: En Orellana, jardín clonal localizado en el cantón Loreto, parroquia San José de Dahuano, Comunidad 15 de Noviembre, finca del Señor Marco Aguinda, a 323 msnm con coordenadas 0º 48´57.54”S y 77º 19´50.76”W (16 muestras). En Sucumbíos se tomaron en dos jardines, el uno ubicado en el cantón Dorado de Cascales, parroquia Sevilla, finca del señor Luis Gavidia, a 365 msnm con coordenadas 0º3´38.08”N y 77º07´48.92”W (14 muestras); el otro, en el cantón Lago Agrio, parroquia Santa Cecilia, finca de la Junta Parroquial, a 310 msnm con coordenadas 00º 04´50.6” N y 76º 59´39.9” W (2 muestras: NP-2024, NP-3013, método semihúmedo).

Factores en estudio A. Genotipos de café robusta 1. 2. 3. 4.

NP-2024 NP-3013 NP-3056 Genotipo local (testigo)

B. Métodos de beneficio 1. 2. 3. 4.

Beneficio húmedo convencional (Café lavado) Beneficio húmedo enzimático (Café lavado) Beneficio semi-húmedo (Café semi lavado) Beneficio por vía seca (Café natural)

Diseño de tratamientos. El estudio involucró 16 tratamientos que resultaron de la combinación de cuatro genotipos x cuatro métodos de beneficio, en dos localidades (provincias). Esto equivale a 32 unidades experimentales. Diseño Experimental. Se usó un Diseño totalmente al azar de 4 genotipos x 4 métodos de beneficio x 2 localidades. Variables experimentales. Las variables experimentales evaluadas fueron los 10 atributos definidos por la SCAA, en el protocolo de pruebas de taza (SCAA, 2010). Los catadores que conformaron los paneles de catación fueron 12, todos certificados por la Coffee Quality Institute (CQI), sus nombres a continuación: Jairo Andrade, Ricardo Vásquez, Isabel Pallares, Nicolás Vélez, Galo Morales, Enna Escobar, Fernando Morocho, José García, Janine Ordoñez, Mario Choez, Diana Farfán, Víctor Álvarez. Análisis estadístico. El análisis estadístico involucró la descripción de los atributos con énfasis en las medias, el análisis de correlaciones lineales, el Análisis de Conglomerados Jerárquicos (ACJ) para determinar la similitud entre genotipos y entre métodos de beneficio en función de las variables organolépticas, Análisis de Componentes Principales, Análisis de varianza por rangos de Kruskall & Wallis. Se utilizó el programa InfoStat. Adicionalmente, se elaboró el perfil de taza para los genotipos de café robusta, usando las gráficas radiales.

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RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Estadística descriptiva Los datos de las 10 características organolépticas, evaluadas con la normativa de la SCAA, así como para la calificación total (EVSEN) presentan los estadígrafos media, moda y mediana con tendencia a coincidir, por tanto, la distribución de las variables tiende a la normalidad. Los coeficientes de variación, en todos los casos, resultaron bajos (<5,0%). La característica “sensación en la boca” (SBc) presentó la mayor variabilidad relativa (VR=0,83%) y la limpidez en la taza, la menor variabilidad (VR=0,26%). En cuanto a la Curtosis, resultó que todos los valores g2>0,5; por tanto, la tendencia es hacia la curva leptocúrtica, donde la mayor cantidad de datos dienten a situarse alrededor de la media. En el coeficiente de asimetría, se observa que el atributo Limpidez de la taza (g1=0,81) tiende a un sesgo hacia la cola derecha; pero en Fragancia/Aroma (g1=-1,01), Equilibrio Amargo/Dulce (g1=-1,49), Sensación en la boca (g1=-1,24) y la Evaluación sensorial (g1=-1,08) se estaría evidenciando una distribución con cierto sesgo a la izquierda. Los Límites Inferior y Superior de Confianza (p=0,05) estiman los límites de las medias por cada atributo, así como, de la media general de la población (µ±0,67) (Cuadro 1). Al valorar los valores máximos, se destaca que en Limpidez de la taza y Uniformidad se valoraron con el máximo puntaje, destacando que estos atributos están directamente relacionados con la forma de preparación de las muestras; mientras que los otros atributos son intrínsecos. A fin de apreciar gráficamente el comportamiento de los 10 atributos organolépticos, se realizó la distribución empírica (Figura 1). CUADRO 1

Estadígrafos de las variables organolépticas del café robusta

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FIGURA 1

Distribución empírica de los 10 atributos de taza

Análisis de varianza por rangos de Kruskall & Wallis Considerando que las variables organolépticas, en todos los casos, se valoraron usando una escala ordinal de 0 a 10, se consideró pertinente realizar el análisis de varianza no paramétrico de Kruskall &Wallis, considerando como factor en estudio: “métodos de beneficio”. CUADRO 2

Estadística descriptiva de los atributos organolépticos

Análisis de componentes principales Mediante el ACP, al analizar los métodos de beneficio y las características organolépticas se determinó que la limpidez de la taza (limpieza) y la uniformidad que dependen directamente de la preparación de las muestras previo a la evaluación sensorial, tienden a ser similares; el atributo “Equilibrio amargo/dulce” resultó diferente a los demás; mientras que las otras características organolépticas tienden a mostrar un comportamiento estrechamente relacionado: En conjunto, los CP1 y CP2 explica en 97% de la varianza PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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total (Figura 2). Los cafés lavados obtenidos mediante los métodos de beneficio húmedo convencional y húmedo enzimático originaron tazas similares, distintas de los cafés semi-lavados (método semi-húmedo) y café natural (beneficio por vía seca).

FIGURA 2

Comportamiento de las variables organolépticas en los CP1 y CP2 en función de los métodos de beneficio Al analizar los clones y las características organolépticas se determinó que la limpidez de la taza tiene un comportamiento distinto de todos los demás atributos (variable que depende de la preparación de la muestra). La característica organoléptica Fragancia/aroma, que es un atributo intrínseco al genotipo, también se manifiesta como un atributo no asociado. Las otras características de la bebida, excepto limpidez y Fragancia/Aroma, tienden a aproximarse y mostrar semejanzas en la taza. Los CP1 y CP2 explican en 92% de la varianza total (Figura 3). Un resultado interesante, derivado del análisis gráfico, es que el genotipo local (plantas de semilla sin selección de ningún tipo), tiende a ser distinto de los clones; el clon NP-3013 se diferencia en taza de los clones NP 2014 y NP 3056.

FIGURA 3

Comportamiento de las variables organolépticas en los CP1 y CP2 en función de los clones de café robusta cultivados

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Análisis de conglomerados jerárquicos Los resultados del análisis de conglomerados jerárquicos, donde se valora el efecto del factor: clones de café robusta sobre los atributos sensoriales, permitió determinar que los métodos de beneficio por vía seca (café natural) y beneficio semi-húmedo (café semilavado), originan tazas muy similares, diferentes de los cafés lavados obtenidos con los métodos de beneficio húmedo convencional y húmedo enzimático, que son estrechamente semejantes (Figura 4).

FIGURA 4

Comportamiento de los métodos de beneficio de café robusta sobre las características organolépticas en las provincias Sucumbíos y Orellana Al valorar la relación entre clones de café robusta y su efecto en la calidad sensorial, se pudo establecer que NP-2024 y NP-3056 son similares en taza, de la misma manera que el clon NP-2013 y el genotipo local (Figura 5).

FIGURA 5

Comportamiento de los clones de café robusta sobre las características organolépticas en las provincias Sucumbíos y Orellana La Correlación cofenética fue r=0,930, por tanto, el modelo ACJ fue adecuado para usarlo en el agrupamiento por similitudes de los atributos organolépticos en función de los factores en estudio, clones de café robusta y métodos de beneficio. Las calificaciones de los atributos organolépticos de los genotipos de café robusta y métodos de beneficio, para las muestras de Sucumbíos y Orellana, se expone en la Tabla 1. En Sucumbíos, un café natural proveniente de un cafetal tradicional (genotipo local) obtuvo una calificación de 79 puntos. En Orellana, el

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clon NP-3056 beneficiado por la vía húmeda enzimática obtuvo una calificación sensorial de 81,92 puntos, por tanto, tendría posibilidades de acceso al mercado de los cafés robustas especiales, según la norma SCAA. Las calificaciones sensoriales de los genotipos y métodos de beneficio, para Sucumbíos y Orellana, se expone en la Tabla 2, donde, en Sucumbíos se destaca el Clon NP-2024 y en Orellana el clon NP-3056. Los cafés beneficiados con el método húmedo enzimático tienen a mostrar consistentemente mejores promedios de calidad de taza en Orellana y Sucumbíos. El mejor promedio en calidad de taza, en Sucumbíos corresponde a NP-2024 y en Orellana a NP-3056, por tanto, no hay consistencia en los resultados de los genotipos. Los promedios de calidad de taza en Orellana (77,19) y Sucumbíos (77,63) resultaron ser estadísticamente iguales (p=0,588). TABLA 1

Calificación sensorial de los genotipos de café robusta por método de beneficio, en las provincias de Sucumbíos y Orellana

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TABLA 2

Calificaciones sensoriales de cuatro genotipos de café robusta, en relación con los métodos de beneficio

Los análisis de correlaciones indican que la calificación sensorial de una muestra de café robusta no está asociada estadísticamente con los atributos uniformidad y limpieza (p>0,05). La calificación sensorial de una muestra de café robusta esta correlacionada significativamente (p<0,01) con la fragancia/aroma, gusto, regusto, equilibrio sal/acidez, equilibrio amargo/dulce, sensación en la boca, balance y puntaje de catador (Tabla 3). TABLA 3

Correlaciones entre atributos organolépticos del café robusta

r 0,01 (gl=30)=0,449. En negrilla, hay correlación significativa con el 99 % de confianza.

El Análisis de Conglomerados Jerárquicos (ACJ) de los genotipos, en Sucumbíos y Orellana, permitió determinar que los clones NP-3056 y NP-2024 resultaron similares en calidad de taza, muy diferenciados del NP-3013 y del Genotipo local (Figura 6).

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FIGURA 6

Similitud entre genotipos de café robusta en función de los atributos organolépticos El Análisis de Conglomerados Jerárquicos de los métodos de beneficio, permitió establecer que los cafés robustas lavados, preparados con los métodos: húmedo enzimático y húmedo convencional, resultaron similares en calidad de taza (Figura 7). En la misma Figura, se observa que el café semilavado y el café natural también fueron similares en calidad organoléptica. En estas circunstancias, se deduce que una correcta preparación de cafés naturales (cosecha de café maduro y secado cuidadoso) permite obtener calidades de taza similares al café semilavado.

FIGURA 7

Similitud entre métodos de beneficio de café robusta en función de los atributos organolépticos Al construir el perfil de taza de los genotipos de café en función de los métodos de beneficio, sobresale el Clon NP-3056 beneficiado con el método húmedo enzimático (Figura 8).

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FIGURA 8

Relación entre genotipos y métodos de beneficio del café robusta El perfil de taza de los genotipos de Sucumbíos, tomando como constante el beneficio húmedo enzimático, se expone en la Figura 9, donde sobresalen los atributos uniformidad y limpieza. En la Figura 10, se indica el perfil de taza de los cafés de Orellana, donde se evidencia que el genotipo local tiende a mostrar menores calificaciones, aunque en uniformidad y limpieza, todos resultaron iguales.

FIGURA 9

Perfil de taza del café robusta de Sucumbíos

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FIGURA 10

Perfil de taza del café robusta de Orellana Los clones NP-2024, NP-3013 y NP-3056 fueron seleccionados por productividad, según lo indican Chiguano y Játiva (1998) pero no consideraron análisis organolépticos. En el Centro Experimental de Café Robusta “Isidro Ayora”, según COFENAC (2012), se evaluaron los atributos organolépticos de los clones NP, en cafés naturales, usando una escala de 0 a 5 (distinta de la SCAA), donde se destacaba NP-3013, con un promedio de 4,1; cuando la media es 3,9. La fragancia y aroma, en Isidro Ayora, mostraron correlación positiva con el sabor y cuerpo de la bebida (COFENAC, 2012). En el presente estudio, el atributo fragancia/aroma, tuvo correlación positiva con siete atributos organolépticos, exceptuando uniformidad y limpieza que al parecer dependen de la preparación del café en grano. Los clones NP-2024 y NP-3056 resultaron similares en taza, diferenciados del NP-3013 y genotipo local. En un estudio realizado en las principales zonas cafetaleras del país, según indican Duicela et al. (2005), se determinó que los cafetales tradicionales y los clones del INIAP daban cualidades organolépticas similares, tanto beneficiadas por vía seca como por vía húmeda. Por otra parte, en el presente estudio, el mejor promedio en Sucumbíos correspondió a NP-2024 y en Orellana a NP-3056, por tanto, no hay consistencia en los resultados de genotipos. Esto conlleva a suponer que el proceso poscosecha tiene mayor relevancia que el genotipo sobre la calidad organoléptica. omazin et al. (2011), señalan que uno de los aspectos que más llamó la atención de los catadores fueron las variaciones del sabor en relación con las diferentes regiones de cultivo, así como del proceso poscosecha. Al respecto, los promedios de calidad de taza en Orellana y Sucumbíos, que resultaron estadísticamente iguales, sugieren que los ambientes, donde se tomaron las muestras, con altitudes que varían de 310 a 365 msnm, tienden a ser parecidos y no tienen efecto significativo sobre la calidad organoléptica. Figueiredo de Abreu et al. (2015) señalan que las variaciones en el color de los granos están relacionadas con los métodos de beneficio, donde los cafés lavados presentan una coloración verde más intensa comparado con los cafés naturales, aunque parece que la coloración no tiene un efecto significativo sobre la taza, de acuerdo con el presente estudio.

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CONCLUSIONES El clon NP-3056 beneficiado por la vía húmeda enzimática obtuvo una calificación sensorial de 81,92 puntos, según la norma SCAA. La calificación sensorial esta correlacionada significativamente (p<0,01) con los atributos fragancia/aroma, gusto, regusto, equilibrio sal/acidez, equilibrio amargo/dulce, sensación en la boca, equilibrio y puntaje de catador. Las cualidades de taza en función de los métodos de beneficio mostraron el mismo comportamiento en Sucumbíos y Orellana. El beneficio húmedo convencional y el húmedo enzimático dan similares calidades de taza. El café semilavado y el café natural (bien preparado) tienden a dar cualidades de taza similares. Agradecimientos Los autores agradecen a la Organización Catholic Refiel Services (CRS), en la persona de Michael Sheridan, así como a los miembros del panel de catadores. Referencias Consejo Cafetalero Nacional (COFENAC). 2010. Influencia de métodos de beneficio sobre la calidad organoléptica del café robusta. Informe Técnico. Portoviejo, Ecuador. Consejo Cafetalero Nacional (COFENAC). 2012. Mejoramiento genético y desarrollo de tecnologías para la producción de café robusta, en el trópico seco del litoral ecuatoriano. Informe Técnico. Portoviejo, Ecuador. Chiguano, C. y M. Játiva. 1998. Plantaciones clonales de café robusta en sistemas agroforestales para la amazonia ecuatoriana. Francisco de Orellana, Ecuador: INIAP. Duicela, L., J. García, R. Corral, D. Farfán y F. Fernández. 2005. Calidad Física y Organoléptica de los Cafés Robustas Ecuatorianos. Portoviejo, Ecuador: COFENAC-ELCAFÉ-GTZ. Enríquez, G.A. y L.A. Duicela. 2014. Guía Técnica para la Producción y Poscosecha de Café Robusta. Portoviejo, Ecuador: COFENAC-SICA. Figueiredo de Abreu, G., C. Carvalho, M. Ribeiro, A. Sampaio, L. Serafim, S. Veiga. 2015. Alterações na coloração de grãos de café em função das operações pós-colheita. Coffee Science, Lavras, 10(4):429 – 436. Gotteland, M. y S. De Pablo. 2007. Algunas verdades sobre el café. Rev. Chil. Nutr. 34(2):105-115. Puerta, I. 1999. Influencia del proceso de beneficio en la calidad del café. Rev. Cen. 50(1):78-88. Specialty Coffee Association of América (SCAA). 2010. Protocolos de catación. omazin, A., M. Tomaz, L. Deleón, y W. Nunes Rodríguez. 2011. Abordagem sobre qualidade da bebida no café conilon. Centro Científico Conhecer-Goiânia. 7(12):1-16. Thierry, L., R. Fabienne, B. Benóit, C. Pierre, D. Magali, M. Christophe, M. Pierre y P. David. 2006. Genetics of coffee quality. Braz. J. Plant Physiol. 18(1):229-242.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Optimización de las mezclas de harinas de calabacita, maíz y amaranto para la elaboración de tallarines libres de gluten Velasco-Rodríguez, C.; Valenzuela Meléndrez, M.; Martínez Núñez, Y.; Robles-Ozuna, L.E.; Islas-Rubio, A.R.; Montoya-Ballesteros, L.C. Optimización de las mezclas de harinas de calabacita, maíz y amaranto para la elaboración de tallarines libres de gluten Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541012

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Reportes Procesamiento

Optimización de las mezclas de harinas de calabacita, maíz y amaranto para la elaboración de tallarines libres de gluten Optimization of the flour mixtures of zucchini, corn, and amaranth to prepare gluten-free noodles Velasco-Rodríguez, C. 1 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, México

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541012

Valenzuela Meléndrez, M. 2 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, México Martínez Núñez, Y. 3 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, México Robles-Ozuna, L.E. 4 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, México Islas-Rubio, A.R. 5 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, México Montoya-Ballesteros, L.C. 6 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, México lmontoya@ciad.mx

Recepción: 08 Octubre 2018 Aprobación: 16 Noviembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: Las pastas son productos de alto consumo que tradicionalmente se han elaborado con sémola de trigo (Triticum durum), sin embargo, debido a la presencia de gluten en su composición, no pueden ser consumidas por personas celíacas. Una alternativa

Notas de autor 1

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Hermosillo, México. Carretera a La Victoria km 0.6 C.P. 83304, Hermosillo, Sonora, México

2

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Hermosillo, México. Carretera a La Victoria km 0.6 C.P. 83304, Hermosillo, Sonora, México

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Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Hermosillo, México. Carretera a La Victoria km 0.6 C.P. 83304, Hermosillo, Sonora, México

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Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Hermosillo, México. Carretera a La Victoria km 0.6 C.P. 83304, Hermosillo, Sonora, México

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Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Hermosillo, México. Carretera a La Victoria km 0.6 C.P. 83304, Hermosillo, Sonora, México

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Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, Hermosillo, México. Carretera a La Victoria km 0.6 C.P. 83304, Hermosillo, Sonora, México Autor para correspondencia L.C. Montoya-Ballesteros. E-mail: lmontoya@ciad.mx PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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nutritiva es incorporar en su formulación harinas elaboradas a partir de productos vegetales, los que son libres de gluten. No obstante, las harinas en general, son mezclas de constituyentes complejos que influyen en las características del producto terminado. El objetivo de este estudio fue obtener tallarines libres de gluten, a partir de la mezcla de harinas de calabacita, maíz amarillo y amaranto reventado, con propiedades de calidad comparables a las comerciales. Para el diseño de las mezclas se utilizó un simplex centroide, con restricciones en el contenido de las harinas de maíz (20 a 47%), calabacita (42 a 71%) y de amaranto reventado (5 a 17%). Se utilizó la metodología de superficie de respuesta para analizar los efectos de las diferentes mezclas de harinas en las propiedades de firmeza y pérdida de sólidos de los tallarines. Los resultados mostraron que la mezcla con baja proporción de harina de maíz y amaranto, disminuye la firmeza de los tallarines y aumentan la pérdida de sólidos. La mezcla óptima de las harinas fue de 41.51% calabacita, 47.18% maíz y 11.29% amaranto, presentando valores de pérdida de sólidos en la cocción de 14.3% y de firmeza de 19.1N. Con ésta mezcla es posible obtener tallarines con calidad semejante a los comerciales. Palabras clave: Calabacita zucchini, maíz amarillo, amaranto, pastas, diseño de mezclas.

Abstract: Pastas are highly consumed products, which are traditionally made with semolina (Triticum durum); however, they cannot be consumed by celiac patients. A nutritious alternative is the formulation of a gluten-free pasta with vegetable flour. Nonetheless, flours in general, are complex mixtures of constituents that influence the end-product characteristics. e objective of this study was to obtain gluten-free noodles from a flour mixture of zucchini, yellow corn, and popped amaranth, with quality properties comparable to commercial noodles. For the mixture design, a centroid simplex with restrictions on the content of corn flours (20 to 47%), zucchini (42 to 71%), and popped amaranth (5 to 17%) was used. Response surface methodology was used to analyze the effects of the different flours on the firmness and solid loss of the noodles. e results showed that the mixture with the lower proportion of corn and amaranth flour decreased the pasta firmness and increased solid loss. e optimum mixture was 41.51% zucchini, 47.18% corn, and 11.29% amaranth, whose noodles lost 14.3 % of solid during cooking and their firmness was 19.1N. It was us, with the latter mixture, it was possible to obtain noodles with this optimum mixture similar quality as the commercial counterparts. Keywords: Zucchini squash, yellow corn, amaranth, pasta, mixture design.

INTRODUCCIÓN La enfermedad celiaca es una forma de enteropatía que afecta las vellosidades del intestino delgado, conduciendo a la incapacidad para absorber nutrientes y por consecuencia una nutrición inadecuada; es causada por la ingestión de alimentos que contienen gluten (Hall et al., 2009). Esta problemática lleva a una mayor demanda de productos libres gluten; entre estos se encuentran las pastas. Éstas se elaboran a base de cereales como el trigo duro, son de alto consumo a nivel mundial, de bajo costo y poseen larga vida útil (Bustos, Pérez y León, 2015). El gluten juega un papel importante en la elaboración de las pastas, ya que la falta de éste, afecta la estructura de la matriz al reducir la red continua formada por proteínas de gluten coaguladas (Padalino et al., 2016). Por lo anterior, los productos libres de gluten, generalmente son menos deseables en términos de apariencia, sabor, aroma y textura. En relación a la textura, la sémola de trigo duro o cristalino mantiene esta característica de calidad en las pastas, las hace resistes a la desintegración, a la pérdida de sólidos en el agua de cocción y conserva una estructura firme (Liu, Shepherd, & Rathjen, 1996). Esto está claramente relacionado a que el gluten en la harina de trigo es la principal proteína formadora de estructura, por lo tanto su ausencia en la pasta da como resultado problemas tecnológicos y de calidad (Larrosa et al., 2016). Algunos autores reportan que la forma más sencilla de mejorar la estructura de los productos libres de gluten, es agregar otros ingredientes funcionales y aditivos (por ejemplo, proteínas, almidones, goma, hidrocoloides, emulsionantes, fibra dietética), para sustituir a las harinas de trigo, tales como arroz, maíz, sorgo, amaranto, quínoa, garbanzo, etc. (Arendt & Moore, 2008). Una alternativa nutritiva es incorporar en la formulación ingredientes no tradicionales como harinas elaboradas a partir de productos vegetales, las que además de ser libres de gluten, pueden aportar proteínas y compuestos bioactivos. Entre las harinas de vegetales se reportan las de cucurbitáceas por su alto valor nutritivo y bajo contenido calórico. Esta harina, puede ser utilizada como alternativa funcional y nutricional en productos de panadería, preparados infantiles, confitería, etc. (Aydin y Gocmen, 2015), ya que aportan proteína, fibra, carbohidratos, calcio, potasio, magnesio y ácido PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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ascórbico (USDA , 2016). Al mezclar con la harina de semillas de durian, las pastas presentan diferentes propiedades físicas, sensoriales, características de textura y aceptabilidad en comparación con el control comercial (Mirhosseini et al., 2015). Las características de calidad y la retención de nutrientes que se obtienen, dependen del tipo de vegetal o harina utilizada y del tamaño de partícula entre otros. La fabricación de pasta debe optimizarse dependiendo de las características de la verdura o mezcla utilizada (Ahmed et al., 2014, Oliviero et al., 2016). La mayoría de los productos sin gluten que se encuentran en el mercado incluyen maíz como su ingrediente principal debido a su abundancia y bajo costo, además de ser aptos para celíacos. El maiz amarillo V-55 A’, es una variedad mejorada y presenta proteína (10.2 %), así como lisina (0.377 %), triptófano (0.042 %) y carotenos totales (41 mg kg–1), lo cual constituye una alternativa para obtener productos alimenticios nutritivos (Espinoza et al., 2011). La mezcla de la harina de calabaza con otras harinas como la de maíz amarillo podría mejorar el contenido de proteínas, carotenos y fibra dietética. Existen estudios que reportan la adición de harina de amaranto en mezclas para formulación de pasta no convencional, en donde se mejora el contenido nutrimental en comparación con la pasta elaborada con trigo regular o integral, aportando buena textura al producto (Fiorda et al., 2013, Giménez et al., 2013, Flores-Silva et al., 2014). El objetivo de este estudio fue obtener tallarines libres de gluten, a partir de la mezcla de harinas de calabacita, maíz amarillo y amaranto reventado, con propiedades de calidad comparables a las comerciales. MATERIALES Y MÉTODOS

Materias primas Para el desarrollo de este trabajo se emplearon: Calabacita Zucchini (Cucurbita pepo L.) black, la cual se obtuvo de la Costa de Hermosillo; maíz amarillo (Zea mays L.) variedad ‘V-55 A’, una variedad mejorada y seleccionada por su rendimiento y precocidad en ensayos de rendimiento efectuados en la Facultad de Estudios Superiores Cuautitlán de la Universidad Nacional Autónoma de México (FESC–UNAM), en Cuautitlán, México, conjuntamente con el Centro Internacional de Mejoramiento de Maíz y Trigo (CIMMYT) y por el INIFAP. Se utilizó también amaranto (Amaranthus hypochondriacus L.) crudo y reventado, así como monoglicéridos y albúmina los cuales se adquirieron del mercado local.

Caracterización de harinas A partir de la calabacita y el maíz se obtuvieron las harinas en base a procesos desarrollados en la planta piloto de CIAD AC. En relación al amaranto se usaron dos proporciones de una mezcla harina de amaranto crudo y reventado con base a estudios previos realizados (Heredia-Sandoval et al., 2016); se determinó una mezcla de ellas en proporción Crudo:reventado de 20:80, esto debido a las características de calidad que aporta esta combinación de amaranto. Las harinas fueron caracterizadas en base a porcentaje de humedad (A.O.A.C., 2002, y de proteína (A.O.A.C., 2002).

Formulación de las pasta Para la formulación de las pastas con las harinas del estudio se utilizó un diseño de mezclas, simplex centroide aumentado con restricciones, para analizar el efecto del contenido de las harinas sobre la firmeza y pérdida de sólidos de los tallarines. Con base a experimentos preliminares se establecieron las proporciones mínimas y máximas de cada harina, las que quedaron de la siguiente manera: para la harina de maíz de 20 – 47 %, la de calabacita 42-71 % y para la de amaranto 5-17 % . En el diseño simplex triangular los niveles más altos PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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y más bajos se identificaron como los vértices extremos en la región restringida. Los tres componentes de la mezcla estudiada fueron harina de maíz (x1), harina de calabacita (x2) y harina de amaranto (x3) manteniendo una suma constante de 89.9% de la formulación. El 10.1% restante de la mezcla consistió en monoglicéridos destilados y albumina, que fue una cantidad fija en la formulación. En el diseño simplex, el número de puntos (n) necesarios para un experimento de mezclas es: (1)

Dónde q es el número de componentes a estudiar. Por lo tanto, el número mínimo de puntos a estudiar es 2 – 1 o siete puntos (Scheffe, 1963). El número de formulaciones de acuerdo al diseño se obtuvo utilizando el módulo Design of Experiments JMP 12 (SAS Institute Inc.) y consistió en un total de trece formulaciones (Cuadro 1), de los cuales cinco puntos se encuentran en los vértices extremos de la región cuadrangular factible (formulaciones 1, 3, 5, 7 y 9) que delinean la región restringida, cuatro puntos en los centros del borde, (formulaciones 2, 4, 6 y 8) y un punto en el centro (formulación 13); se obtuvo por triplicado para evaluar el error aleatorio (formulaciones 14 y 15). Se seleccionaron otros tres puntos para cubrir de manera uniforme la región experimental (formulaciones 10, 11 y 12). 3

Proceso de obtención de la pasta tipo tallarín Para la preparación de los tallarines se siguió la metodología utilizada por Islas-Rubio et al. (2014) con algunas modificaciones. Las formulaciones utilizadas fueron las obtenidas en el diseño experimental (Cuadro 1). Para cada formulación, la harina y agua fueron mezcladas por 6 min con un mixógrafo para la homogenización de la masa. Se mezclaron a temperatura ambiente con 1.2 g de monoglicéridos destilados/100 g y 9 g de albumina en polvo/100 g. Después, se procedió a laminar la masa pasándola por una laminadora-formadora-cortadora de una máquina de pasta Multipast® (O.M.C. Marcato, Campodarsego, Italy) desde el rodillo 1 hasta el 3. Las láminas resultantes fueron recortadas en el rodillo de corte para tallarín en tiras de aproximadamente 25 cm de longitud. Las muestras fueron sometidas a dos pre-secados y un secado final, el primer pre-secado fue por 40 min a 30°C y 30% humedad relativa (HR), el segundo pre-secado fue por 5 h a 40°C y 30% HR en una cámara fermentadora modelo C (National Mfg Co., Lincoln, NE). Finalmente fueron secadas por 3 h a 50°C. Posteriormente se les determinó el contenido de humedad como se mencionó anteriormente y se les realizaron pruebas de calidad para pastas. CUADRO 1

Formulaciones ensayadas expresadas como variables codificadas y como porcentajes

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Análisis de Calidad en los Tallarines Tiempo de cocción Las pruebas de cocción se realizaron por triplicado para cada formulación elaborada y según el método AACC 16-50 (A.A.C.C., 2000). Consistieron en la inmersión de 25 g de pasta (tallarines de 5 cm de longitud) en 300 mL de agua destilada a ebullición y manteniendo en agitación, se midió el tiempo. A partir del minuto 4 y a intervalos de 30 s, se retiró un trozo de pasta del agua de cocción, se comprimió entre dos piezas de plástico transparente. Cuando el núcleo central blanco desapareció, se detuvo el temporizador y el tiempo mostrado en el temporizador se registró como “tiempo óptimo de cocción”.

Porcentaje de humedad en tallarines Los tallarines fueron caracterizadas en base a porcentaje de humedad de acuerdo a la técnica descrita por la A.O.A.C., (2002).

Evaluación de la firmeza y pérdida de sólidos de las pastas Se midió la firmeza en un Analizador de Textura TA-XT2 (Stable Micro System Ltd., Godalming, UK), calibrado para una celda de carga de 5 kg, utilizando una velocidad de prueba de 0.1 mm/s, distancia 1.4 mm, umbral de fuerza 0.01 N. realizando al menos 3 cortes por repetición. Los experimentos se repitieron dos veces. La fuerza máxima obtenida de la curva de fuerza vs distancia descrita por el analizador de textura fue registrada como la firmeza de la pasta cocida. Las pérdidas de sólidos en la cocción se calcularon a partir del residuo seco obtenido tras la evaporación del agua de cocción recogida, y referidas al peso inicial de pasta (aproximadamente 25 g) (A.A.C.C., 2000). Estos análisis también se realizaron a una pasta sin gluten comercial, en la que en su formulación contenía principalmente arroz.

Análisis estadístico y modelado El desarrollo de modelos de predicción y adaptación de modelos fue como lo descrito por Cornell (1981). El análisis de varianza utilizado fue un modelo general lineal (GLM). Todos los análisis se realizaron utilizando el Soware estadístico JMP® versión 12 (SAS Institute Inc. Cary, NC). Modelo Estadístico Cúbico especial:

(2)

Siendo Y la variable de respuesta, βi, βij, y βii son los coeficientes del producto lineal, transversal y cuadráticos, respectivamente, Xi son las proporciones de los componentes y ε es el término del error aleatorio. El número de términos en la ecuación está dado por p=(k+1) (k+2) /2. El análisis de regresión fue realizado sobre las medias de la firmeza y pérdida de sólidos (Cornell y Linda, 1991). Debido que en un experimento de diseño de mezclas X1 + X2 + X3 debe ser igual al 100%, no

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se especificó intercepto. Los parámetros estimados de la opción sin intercepto se utilizaron para predecir los modelos de cada prueba. Se eligieron todos los modelos con R2 > 0.70. Para determinar los efectos de los componentes de la mezcla de las harinas de maíz, calabacita y amaranto sobre las propiedades de los tallarines libres de gluten, se generaron superficies de respuesta usando el Soware estadístico JMP® versión 12 (SAS Institute Inc. Cary, NC). Se obtuvieron gráficas de contorno para cada prueba utilizando los modelos de predicción significativos. Se determinaron intervalos de formulaciones aceptables para cada prueba basándose en el área cubierta por una clasificación de aceptación de seis o más. Las regiones aceptables para cada atributo se esbozaron en trazos de contorno, que luego se sobrepusieron para determinar una región de superposición para todos los atributos. Esta región de superposición se definió como la región óptima. En general, dentro de la región óptima resultaría en un tallarín con características comparables a las de una pasta comercial. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización de harinas La caracterización de las harinas en base a porcentaje de humedad y proteína así como cenizas, se puede observar en el Cuadro 2. El contenido de proteína en la harina de calabacita es alto en comparación con las otras harinas. La harina de amaranto presentó un valor intermedio de contenido de proteína (17.5%). CUADRO 2

Análisis de calidad en las Harinas del Estudio

Análisis de calidad en tallarines Tiempo óptimo de cocción y porcentaje de humedad en los tallarines En los tallarines elaborados en este estudio utilizando combinaciones de harinas de calabacita, maíz y amaranto, el tiempo óptimo de cocción, se estableció en 5 minutos para todas las formulaciones. Estudios previos en nuestro laboratorio demostraron que el tiempo de cocción de pastas de sémola es de 10-15 min; esta prueba en una pasta comercial libre de gluten (harina de arroz) tuvo un tiempo de 8 min; por otra parte, Chauhan et al., (2017) reporta un rango de 3.3 - 4.1 min, para pasta de harina de amaranto adicionada con gomas. Se determinó además el porcentaje de humedad en los tallarines, éste valor fue de 7.54% ± 1.40; la norma mexicana NMX-F-023-S-1980, para pasta de harina de trigo y/o sémola para sopa, especifica un máximo de 14%.

Optimización de las formulaciones de los tallarines en base a firmeza y pérdida de sólidos A continuación se describen los resultados del efecto de adición e interacciones de las formulaciones estudiadas, sobre la firmeza (N) y pérdida de sólidos (%) en los tallarines. Los valores experimentales y predichos de estas variables, se reportan en el Cuadro 3. Se observa para los valores de firmeza que ésta oscila PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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entre 8.4 y 19.1. La menor firmeza se obtuvo con la formulación de 20, 62 y 17% de harina de maíz, calabacita y amaranto, respectivamente. En lo que respecta a la mayor, es decir los tallarines más firmes, se obtienen con la formulación de 47, 45 y 8% de maíz, calabacita y amaranto, respectivamente. Cabe aclarar que estos porcentajes fueron expresados en relación al total de harina incluida en la formulación. Al incrementar la proporción de harina de maíz en la formulación, se observó que la firmeza del producto tiende a aumentar, este efecto se denota para los tratamientos 2 y 8 (Cuadro 1). CUADRO 3

Combinación experimental de las mezclas utilizadas y las medias experimentales de firmeza y pérdida de sólidos

Los factores fueron X1, proporción harina de maíz; X2, proporción harina de calabacita; X3, proporción harina de amaranto.

Los valores de firmeza obtenidos en tallarines al combinar harina de maíz, calabacita y amaranto son similares a los reportados por Larrosa, et al., (2016) para tallarines de maíz adicionados con almidón y goma xantana, con rangos de 7 a 12.9 N, estos mismos autores reportan 29.0 N para pasta de sémola de trigo. En el presente estudio se evaluó además la firmeza en una pasta comercial libre de gluten, la cual contenía arroz y presentó una fuerza de corte de 14.76 N. Marti et al. (2007) reportaron 13.6 N en pasta comercial de sémola de trigo; en pruebas realizadas en nuestro laboratorio a una pasta tipo fetucchini de sémola comercial, ésta presentó una firmeza de 22.80 N. Estudios previos demuestran que los procesos de precocción promueven la gelatinización del almidón mejorando la textura de este tipo de pastas (Marti, Seetharaman, & Pagani, 2010). Los valores de pérdida de sólidos se encontraron en un rango de 14.3 a 20.9%. La pérdida más baja se obtiene con la formulación de 47, 45 y 8% de harina de maíz, calabacita y amaranto, respectivamente, mientras que los valores más altos fueron en el tratamiento con 22, 71 y 7% de harina de maíz, calabacita y amaranto, respectivamente; al igual que en la firmeza, una mayor proporción de maíz en la formulación, disminuye la pérdida de sólidos. Dick y Youngs (1988) consideran como una buena pasta aquellas que tienen pérdidas de sólidos por cocción entre 7 y 8%. Hoseney (1994) expresa que dichas pérdidas deberían ser inferiores a 12% en sémola de trigo; sin embargo, para pastas libres de gluten, como las elaboradas con harina de maíz, los valores reportados oscilan entre 6.2 y 14.5% (Larrosa et al., 2016). La pérdida de sólidos para la pasta comercial libre de gluten estudiada, fue de 27.23%; este porcentaje es mayor a lo obtenido en las pastas de mezclas de calabacita, maíz y amaranto, de este estudio. Marti et al. (2010) reportaron que el alto contenido de fibra en harina de arroz integral fue responsable del debilitamiento de la red de almidón y en consecuencia del aumento de la pérdida de sólidos durante la cocción. Así mismo Marti y Pagani (2013) PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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justifican la alta pérdida de sólidos durante la cocción debido a que los polímeros de almidón de pastas libres de gluten se atrapan de forma menos eficiente en la matriz debido a la falta de la red del gluten.

Modelado de las pruebas de calidad en pasta Los modelos de regresión tanto para la firmeza como para la pérdida de sólidos se presentan en el Cuadro 4. Los coeficientes de determinación para firmeza (R2 = 0.87) y pérdida de sólidos (R2 = 0.97) indican una buena concordancia entre los valores experimentales y los predichos para ambas variables de respuesta (Figura 1). Además, una probabilidad en el error menor que 0.05 provee evidencia que ambos modelos son adecuados para predecir la variable de respuesta. Se puede añadir que para ambos modelos no hubo falta de ajuste (p>0.05), lo que indica que son adecuados para describir la relación funcional entre los factores estudiados y las variables de respuesta.

FIGURA 1

Arreglo entre los valores predichos y observados en firmeza y pérdida de sólidos La línea central es la "línea de identidad".

Todos estos criterios indican que ambos modelos describen satisfactoriamente los datos experimentales y pueden ser utilizados para estimar tanto la firmeza del producto como la pérdida de sólidos del producto PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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durante la cocción, dentro de los límites de incorporación de harina de maíz, calabacita y amaranto estudiados. De acuerdo al modelo de regresión mostrado en para la firmeza (Cuadro 4), la incorporación de harina de maíz (coeficiente de regresión, CR = 17.93) fue el factor que más influyó en el aumento de la firmeza del producto, el efecto contrario se observó al incorporar amaranto en la formulación (CR = -18.36). En cuanto a la pérdida de sólidos, el factor que más influyó en su aumento fue el amaranto (CR = 39.77) seguido de calabacita y maíz (CR = 21.36 y 15.28, respectivamente). CUADRO 4

Coeficiente de determinación estimado y análisis de varianza de los modelos de regresión

Los modelos obtenidos fueron utilizados para estimar la combinación de harina de maíz, calabacita y amaranto en la formulación de tallarines maximizando la firmeza y minimizando la pérdida de sólidos en la cocción del producto. La combinación de harina de maíz, calabacita y amaranto que cumple con el criterio anterior fue 47.18, 41.51 y 11.29%, respectivamente. Con esta combinación se obtienen pastas que presentan la menor pérdida de sólidos en la cocción (14.3) y mejores características de firmeza (19.1N). En la Figura 2, se muestran las gráficas de contornos de dos dimensiones para los modelos obtenidos, en ellas se muestra la influencia de la adición de la harina de maíz, calabacita y amaranto sobre la firmeza (N) y perdida de solidos (g/100g) de tallarines.

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FIGURA 2

Gráficas de contorno de dos dimensiones mostrando la influencia de maíz, calabacita y amaranto sobre la firmeza (N) y pérdida de sólidos (g/100g) de tallarines CONCLUSIONES Los resultados mostraron que la mezcla con baja proporción de harina de maíz y amaranto, disminuyen la firmeza de los tallarines e incrementan la pérdida de sólidos durante su cocción. La mejor formulación de tallarines libres de gluten, se obtuvo con la mezcla de las harinas conformadas por: 41.51% de calabacita, 47.18% de maíz, y 11.29% de amaranto. Con esta combinación se obtienen pastas que presentan la menor pérdida de sólidos en la cocción (14.3%) y mejores características de Firmeza (19.1N). La calabacita zucchini, el maíz amarillo V-55 A y el amaranto son ingredientes con los cuales se pueden desarrollar pastas libres de gluten tipo tallarín, de calidad semejantes a sus contrapartes comerciales.

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Utilización de harina de sorgo tratada térmicamente como una alternativa en la sustitución de harina de trigo en panificación Vásquez Lara, Francisco; Soto Padilla, Daniel; Cordero Fernández, Diana Laura; Granados Nevárez, María del Carmen; Islas Rubio, Alma Rosa; Verdú Amat, Samuel; Grau Meló, Raúl; Barat Baviera, José Manuel Utilización de harina de sorgo tratada térmicamente como una alternativa en la sustitución de harina de trigo en panificación Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541013

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Reportes Procesamiento

Utilización de harina de sorgo tratada térmicamente como una alternativa en la sustitución de harina de trigo en panificación Use of heat treated sorghum flour as an alternative in the substitution of wheat flour in bread-making Francisco Vásquez Lara 1 Universidad Estatal de Sonora, México fvas@ciad.mx

Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541013

Daniel Soto Padilla 2 Universidad Estatal de Sonora, México Diana Laura Cordero Fernández 3 Universidad Autónoma Chapingo, México María del Carmen Granados Nevárez 4 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México Alma Rosa Islas Rubio 5 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México Samuel Verdú Amat 6 Universidad Politécnica de Valencia, España Raúl Grau Meló 7 Universidad Politécnica de Valencia, España José Manuel Barat Baviera 8 Universidad Politécnica de Valencia, España

Recepción: 01 Octubre 2018

Notas de autor 1

Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

2

Departamento de Ingeniería en Tecnología de Alimentos. Universidad Estatal de Sonora, CP 83100. Hermosillo, Sonora, México.

3

Departamento de Ingeniería Agroindustrial. Universidad Autónoma Chapingo, CP 56230. Chapingo, Texcoco, Estado de México.

4

Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

5

Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

6

Departamento de Tecnología de Alimentos. Universidad Politécnica de Valencia, CP 46022. Valencia, España.

7

Departamento de Tecnología de Alimentos. Universidad Politécnica de Valencia, CP 46022. Valencia, España.

8

Departamento de Tecnología de Alimentos. Universidad Politécnica de Valencia, CP 46022. Valencia, España. Autor para correspondencia: Francisco Vásquez Lara. Correo electrónico: fvas@ciad.mx PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Aprobación: 29 Noviembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: El tratamiento térmico en harinas es un proceso que se ha venido utilizando para generar modificaciones en sus componentes principales, como lo son las proteínas y almidón. Estos cambios pueden ser la desnaturalización de proteínas y gelatinización del almidón que pueden afectar las propiedades funcionales de las harinas, por lo anterior, se llevó a cabo la sustitución de harina de trigo (HT) con harina de sorgo (HS) en los porcentajes de 10, 20 o 30 % (peso-peso), para determinar el efecto de esta sustitución en las propiedades reológicas, texturales y de panificación. Además, la HS se sometió a tratamientos térmicos de 100 o 130 °C por 30 min, la cual fue utilizada en los mismos niveles de sustitución para determinar la incidencia de estos tratamientos térmicos en su capacidad panificadora y sus efectos reológicos. Los resultados mostraron cambios importantes en el volumen específico del pan, aunque no se observaron diferencias significativas cuando la sustitución fue del 10 % con harina tratada a 100 o 130 °C (4.66 y 4.57 cm3/g) con respecto a HT (4.53 cm3/g), sin embargo, si se observaron diferencias con respecto a los panes obtenidos cuando se utilizó HS sin tratar térmicamente. El perfil de textura no mostró diferencias significativas en la firmeza del pan cuando fue obtenido de HT (9.92 N), con respecto al elaborado de la sustitución del 10 % de HT con HS tratada térmicamente a 100 o 130 °C (12.75 y 11.97 N), respectivamente. Sin embargo, al incrementar el porcentaje de sustitución de HT a 30 % (35.01 N) con HS sin tratar térmicamente, este parámetro aumentó considerablemente con respecto a este mismo nivel de sustitución al obtenido de HS tratada a 100 o 130 °C (28.17 y 30.29 N). Palabras clave: harina trigo, harina sorgo, tratamiento térmico, sustitución, panificación.

Abstract: Heat treatment in flours is a process that has been used to generate changes in their main components, such as proteins and starch. ese changes may be protein denaturation and starch gelatinization that may affect the functional properties of the flours, therefore, the substitution of wheat flour (HT) with sorghum flour (HS) in the percentages of 10, 20 or 30 % (weightweight) was carried out to determine the effect of this substitution on the rheological and textural properties, and bread-making. In addition, the HS was subjected to heat treatments of 100 or 130 °C for 30 min, which was used at the same substitution levels to determine the incidence of these thermal treatments on their bread-making capacity and their rheological effects. e results showed important changes in the specific volume of the bread, although no significant differences were observed when the substitution was 10 % with flour treated at 100 or 130 °C (4.66 and 4.57 cm3/g) with respect to HT (4.53 cm3/g), however, the loaves prepared with HS without heat treatment showed differences. e texture profile showed no significant differences in the firmness of the breads obtained from HT (9.92 N) and those substituted with 10% thermally treated HS at 100 or 130 °C (12.75 and 11.97 N). However, when increasing the percentage of substitution to 30 % of HT (35.01 N) with HS without heat treatment, this parameter increased considerably with respect to the same level of substitution with HS treated at 100 or 130 °C (28.17 and 30.29 N). Keywords: wheat flour, sorghum flour, heat treated, substitution, bread-making.

INTRODUCCIÓN La utilización de harina de trigo (HT) en la industria de la panificación es muy alta, en nuestro país, existe una importación muy elevada de este cereal, aproximadamente 5.2 millones de toneladas fueron importadas en el ciclo 2016-17 procedentes de Estados Unidos y Canadá, principalmente (Opportimes, 2017). Es por ello, que surge la necesidad de crear alternativas para disminuir esta dependencia de HT en la industria panadera. Una alternativa a lo anterior puede ser la utilización de harina de sorgo (HS) en la sustitución de HT para el proceso de panificación. La HS es un cereal de bajo costo que es sub utilizado en la industria alimentaria en México, además, de mostrar una viabilidad importante de alimento nutricional por ser buena fuente de vitaminas del complejo B como lo es la tiamina, riboflavina y niacina, así como potasio, fósforo, hierro y en menor proporción de calcio (Amquerétaro, 2017). Por otro lado, se ha observado que la aplicación de tratamientos térmicos sobre las harinas ha modificado las propiedades físicas, reológicas y bacteriológicas de las mismas. En harinas utilizadas para la elaboración de pan se observó que el tratamiento térmico incrementó la resistencia, viscosidad y la rigidez (Gélinas et al., 2001). Estos efectos tienden a incrementar la elasticidad de PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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la masa y producir un efecto positivo en el volumen del pan (Pyler, 1988). Las harinas tratadas térmicamente pueden ser utilizadas en muchas aplicaciones dentro del sistema de alimentos, entre ellas están: la elaboración de alimentos infantiles, salsas, sopas, cremas y rellenos, espesantes, alimentos instantáneos, alimentos precocidos, confitería, mayonesas, pan y productos de trigo. Ruso y Doe (1970) fueron los que patentaron este proceso usando un rango de temperatura de 100 a 115 °C por 60 min y los primeros que citaron este proceso. Otros investigadores (Cauvain et al., 1976) sugirieron el tratamiento con calor en el grano de trigo y semolina, los cuales fueron secados hasta llegar a un contenido de humedad de 6 %. Otros investigadores como Hanamoto y Bean (1979) patentaron un método para producir harina tratada con calor, utilizando una temperatura de 71 °C durante 4 días. Estudios realizados por Nakamura et al., (2008), reportaron un incremento en el volumen de Kasutera cake (pastel muy popular en Japón) cuando la harina de trigo fue calentada a 120°C por 30 min. Otras de las harinas de cereales que han sido expuestas a tratamientos térmicos es la harina de sorgo. Estudios realizados por Marston et al., (2016), utilizaron harina de sorgo para la elaboración de pan libre de gluten, la cual fue tratada térmicamente por 95°C y 125°C a tiempos de 15, 30 y 45 min, observando efectos importantes en la viscosidad de la masa, volumen específico del pan y en el alveolado de la miga. Partiendo de los efectos positivos que podría generar la aplicación de tratamientos térmicos sobre harinas, es que se plantea como objetivo modificar las características de las harinas sustitutorias, en este caso harina de sorgo, mediante tratamientos térmicos, con la finalidad de incidir sobre su capacidad panificadora de manera que estas puedan ser mejoradas. MATERIALES Y MÉTODOS

Materias primas Se utilizó harina de trigo (HT) y sorgo (HS). Además, para llevar a cabo la panificación se utilizó manteca vegetal, levadura, solución azúcar-sal, todas ellas compradas en una tienda local.

Tratamiento térmico en harinas La HS fue sometida a dos tratamientos térmicos, 100 o 130 °C durante 30 min, después fueron acondicionadas en cámara de fermentación (30 °C y 90 % de humedad relativa, HR) por 1 h, con la finalidad de restituir la humedad pérdida en los diferentes tratamientos térmicos.

Preparación de las mezclas de harinas Las formulaciones que se evaluaron se basaron en la mezcla de la HS con HT en las proporciones siguientes: 10/90, 20/80, 30/70 (peso/peso), respectivamente. Estas mismas proporciones fueron utilizadas para la formulación de las mezclas de harinas cuando se utilizó HS tratada térmicamente a 100 o 130 °C por 30 min.

Caracterización de las harinas Composición química Los porcentajes de humedad y proteína fueron determinados por los métodos siguientes: 44-40, 46-13 (AACC, 1995). PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Determinación de color La medición se realizó con el Colorímetro Konica Minolta (Modelo Chroma Meter CR-400, Minolta Sensing, Inc., Osaka, Japón). Los parámetros evaluados pertenecientes al espacio cromático CIE L*a*b* fueron los siguientes: L* (Luminosidad), a* (variación de rojo a verde) y b* (variación de amarillo a azul) (Gilabert, 2002).

Análisis de viscosidad El perfil de viscosidad de las harinas fue obtenido de acuerdo al método 76-21 (AACC, 2000). Las mezclas de HT y HS tratadas y no tratadas térmicamente fueron analizadas en base a 3.5 g ± 0.01 g de muestra ajustadas al 14 % de humedad. La cantidad de agua a incorporar fue de 25 g ± 0.01 g resultado del propio ajuste al que se llevó a las harinas (Shittu et al., 2007). Para esta determinación se utilizó el viscosímetro RVA (Rapid Visco Analyser Super 4, Newport Scientific Australia). Mediante el soware ermocline del RVA se seleccionó el perfil de la prueba estándar 1.

Capacidad de retención de agua (CRA) Se realizó en base al método 56-11 (AACC, 2000). Se colocaron 5 g de harina ± 0.05 g en un tubo de 50 mL (Nalgene Centrifuge Ware) a la cual se le añadió 25 g de agua ± 0.05 g. La mezcla fue agitada por 5 s para hacer suspender y con agitación intermitente a los 5, 10, 15 y 20 min seguida de centrifugación por 15 min a 1000 x g (Centrifuge Beckman Coulter Allegra X-30R, Brea, California, USA) a temperatura ambiente. El sobrenadante fue descartado y el pellet húmedo fue decantado por 10 min para finalmente ser pesado. Los cálculos se realizaron de acuerdo a Haynes et al., (2009).

Análisis en masas Tiempo óptimo de amasado (TOA) En base a los valores de humedad y proteína de las harinas se calculó la cantidad de agua y harina para llevar a cabo el amasado en el Mixógrafo (National Mfg. Co. Lincoln, NE, USA), de acuerdo al método 54-40A (AACC, 1995). Se analizó el gráfico obtenido y se determinó el tiempo óptimo de amasado.

Fuerza (F) y extensibilidad (E) La masa obtenida anteriormente se colocó dentro de una cámara de fermentación (30 °C/ 90 % HR) por 20 min. Al cabo de este tiempo, la masa se colocó en una plataforma ranurada y sobre esta otra plataforma sin ranuras, prensándose por aproximadamente 30 s para formar las tiras de masas las cuales se introdujeron de nuevo en la cámara de fermentación por 45 min (Ktenioudaki et al., 2013). Finalmente, se realizó la medición de F y E a una velocidad de prueba de 3.3 mms-1. La medición de los parámetros mencionados anteriormente se llevó a cabo siguiendo la técnica descrita por Kieffer et al., (1998), utilizando un analizador de textura (TAXT2, SMS/Kieffer dough extensibility Rig Stable Micro Systems, Godalming, Surrey, England).

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Análisis en pan Proceso de panificación Se realizó por el método 10-10B (AACC, 2000). Los ingredientes (levadura, azúcar-sal, manteca vegetal y agua) fueron mezclados en el mixógrafo hasta el tiempo óptimo de amasado. La masa obtenida se introdujo a una cámara de fermentación (30 °C y 90 % HR) por 40 min, para después ser sometida a cocimiento a 220 °C por 15 min.

Medición de volumen El volumen del pan fue calculado por el método de desplazamiento con la semilla de colza. El volumen específico (cm3/g) fue obtenido de la relación del volumen del pan/peso del pan.

Análisis de perfil de textura Para realizar esta medición se cortó el pan en rebanadas de 1.5 cm de grosor. Se empleó el Texturómetro TA-XT2 (Texture Analyser Stable Micro Systems, Surrey, UK) con la celda de carga de 5 kg y el dispositivo TA-40 (40 mm de diámetro). La velocidad del ensayo fue de 1.7 mm/s para comprimir la rebanada 50 % de su altura. El tiempo entre las compresiones fue de 5 s. Los parámetros obtenidos fueron: firmeza, elasticidad, cohesividad y resiliencia (Verdú et al., 2015).

Actividad de agua (aw) De la miga del pan frío se tomó un disco de 4 cm de diámetro y un espesor aproximado de 5 milímetros para realizar el análisis. Se utilizó el equipo AquaLab Dew Point Water Activity Meter 4TE (Pullman, WA, USA).

Análisis estadístico El diseño de experimentos fue completamente al azar de un factor, el cual fue el grado de sustitución de la HS en la HT. Los resultados se analizaron aplicando un procedimiento de comparación múltiple para determinar cuáles medias son significativamente diferentes de otras. Para discriminar entre las medias se utilizó el procedimiento de diferencia mínima significativa (LSD) de Fisher. El análisis estadístico se llevó a cabo con el Programa Statgraphics Centurion XVI con un nivel de significancia del 95 %. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Caracterización de las harinas Composición química Los resultados de proteínas y humedad se muestran en la Tabla 1. Los valores de proteína muestran una disminución a medida que se incrementa el porcentaje de sustitución, este mismo comportamiento PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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fue observado cuando la sustitución se realizó con HS tratada térmicamente. Esta disminución, se puede considerar una dilución del porcentaje de proteína observado inicialmente en HT (12.37 %), que al incrementar la sustitución con una harina de más bajo valor de proteína que HT genera disminuciones leves de este parámetro. En lo que respecta a los valores de humedad, las mezclas de harinas donde ésta involucrada HS tratada térmicamente son muy semejantes, partiendo del principio que las harinas después de aplicado el tratamiento fueron acondicionadas con el objetivo de rehidratar a su humedad inicial evitando efectos sobre la funcionalidad de las harinas por una posible baja de sus contenidos de humedad. TABLA 1

Análisis de color, humedad, proteína y tiempo óptimo de amasado de la harina de trigo (HT), y de las harinas sustituidas con harina de sorgo (HS) en los diferentes porcentajes tratadas térmicamente.

HT, harina trigo; HS, harina sorgo; %, nivel de sustitución de HT con HS; L, luminosidad; a, rojo a verde; b, amarillo a azul; TOA, tiempo óptimo de amasado.

Determinación de color Los valores obtenidos de color son mostrados en la Tabla 1. El valor L (luminosidad) tiende a disminuir a medida que se incrementa el porcentaje de sustitución, este mismo comportamiento fue observado cuando se utilizó HS tratada y sin tratar térmicamente. Al mismo tiempo que sucedía lo anterior, los valores de a (rojo a verde) y b (amarillo a azul) se comportaban de forma contraria, observándose incrementos a medida que se aumentaba el porcentaje de sustitución. Lo anterior fue observado para HS tratada y sin tratar térmicamente. Las harinas al ser sometidas a tratamientos térmicos generan un ligero encafecimiento que afecta principalmente el valor de L, observándose una pérdida gradual de luminosidad de las harinas, aunque en este caso en particular, dicho efecto no fue tan evidente.

Análisis de viscosidad Los resultados del perfil de viscosidad, donde están comprendidas las mediciones de temperatura de empaste, viscosidad pico (Peak) y final, así como viscosidad mínima (Trough), los podemos observar en la Tabla 2. En lo que respecta, a la temperatura de empaste podemos apreciar diferencias significativas entre HT (67.73 °C) y las harinas donde fue utilizada HS tratada a temperaturas de 100 o 130 °C, así como cuando se usó HS sin habérsele sometido a algún tratamiento térmico. Lo anterior sucedió para todos los niveles de sustitución, sin embargo, al utilizar HS al 10 % (69.71 °C) se obtuvo un valor muy cercano al de HT, a diferencia del resto de las mezclas de harinas en las cuáles los valores obtenidos fueron de 82.28 °C a 86.05 °C. Esta medición se basa en el comportamiento del almidón durante el calentamiento en exceso de agua. En relación a la viscosidad pico, expresada en centipoise (cP), el valor más alto obtenido fue en HT (2636 cP), además de la mezcla de harina en la cual se utilizó HS sin tratar térmicamente en los porcentajes de 10 y 20 % (2584 cP y 2529 cP, respectivamente). En términos generales, se puede decir que la tendencia de este parámetro fue de disminuir PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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al incrementar el porcentaje de sustitución. La viscosidad pico es un parámetro relacionado con la capacidad del almidón para absorber agua y poderse hinchar durante su cocimiento (Oro et al., 2013). El incremento de este valor en HT con respecto a las mezclas de harinas observado en este trabajo puede estar relacionado con la refinación de la harina a causa de un incremento en el contenido de almidón (Boita et al., 2016). Además, la absorción de agua por los gránulos de almidón se puede inhibir en presencia de proteínas, lo que ayuda a obtener valores más pequeños para la viscosidad pico en harinas (Singh et al., 2011). En lo que respecta a la medición de viscosidad final, sucede exactamente lo contrario a lo observado en viscosidad pico. Este parámetro se registra durante el enfriamiento del gel. El valor más bajo observado fue en HT (3076 cP), en cambio, en el resto de las mezclas de harinas los incrementos fueron observados a medida que se aumentó el porcentaje de sustitución, lo anterior fue también para las mezclas donde se utilizó HS tratada y sin tratar térmicamente. La reasociación entre las moléculas de almidón, especialmente amilosa, da como resultado que la formación de la estructura del gel aumente generando incrementos en la viscosidad final, que se asocia con la tendencia del almidón a retrogradarse (Ragaee y Abdel-Aal, 2006). Finalmente, otro parámetro analizado fue la viscosidad mínima. El valor más alto observado fue para HT (1712 cP), aunque sustituciones del 10 o 20 % con HS (1693 y 1630 cP) sin tratar térmicamente no mostraron diferencias significativas con respecto a HT, así como la sustitución del 20 % con HS tratada a 100 °C (1629 cP). Como se puede apreciar no se observa una tendencia definida para este comportamiento reológico como lo fue la viscosidad inicial y final. Regularmente esta etapa del perfil de viscosidad referida sucede después de haberse alcanzado la viscosidad pico, que por efecto del cizallamiento y temperatura ésta empieza a disminuir debido al rompimiento del gránulo de almidón hasta llegar al punto denominado viscosidad mínima (Vásquez et al., 2016).

Capacidad de retención de agua (CRA) La Tabla 2 muestra los valores obtenidos para este parámetro. Se observan incrementos importantes a medida que se aumentó el porcentaje de sustitución de HT. Este mismo comportamiento fue observado cuando se utilizó HS tratada y sin tratar térmicamente. Lo anterior fue más evidente cuando se utilizó HS al 30 % independientemente de las condiciones en que fue tratada. El tamaño de partícula tiene un efecto muy importante en la funcionabilidad de las harinas, las partículas pequeñas son responsables en mayor parte de la capacidad de retención agua, viscosidad, plasticidad y suavidad de las masas (Gómez et al., 1987). El tamaño del gránulo de harina es el parámetro más importante que determina la CRA, por lo tanto, una tendencia a incrementar se da cuando disminuye el tamaño de gránulo (Protonotariou et al., 2014). Según Berton et al., (2002), un aumento en el almidón dañado también puede resultar en valores más altos de CRA. Esto puede explicar los incrementos de CRA que se obtuvieron en nuestras mezclas, suponiendo que estos aumentos fueron por el daño provocado en almidón de HS por los tratamientos térmicos que fueron aplicados a estas harinas. TABLA 2

Perfil de viscosidad y CRA de la harina de trigo (HT), y de las harinas sustituidas con harina de sorgo (HS) en los diferentes porcentajes tratadas térmicamente.

HT, harina trigo; HS, harina sorgo; cP, centipoise; %, nivel de sustitución de HT con HS; CRA, capacidad de retención de agua. Medias con la misma letra dentro de la columna no son diferentes significativamente p < 0.05. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Análisis en masas Tiempo óptimo de amasado (TOA) Los valores para esta medición se muestran en la Tabla 1. Se aprecia que los valores más altos para este parámetro fueron cuando las sustituciones de HT se realizaron al 10 % con HS, tanto para harina tratada como sin tratar térmicamente. Incluso, se observaron tiempos más altos que al obtenido solo de HT (4.5 min). Esta medición nos da idea de los tiempos de amasado más apropiados en los cuales las propiedades viscoelásticas de las masas son las idóneas para ser sometidas al proceso de panificación. Esta determinación suele ser muy importante ya que tiene relación con una parte fundamental en el proceso de panificación, que es el amasado.

Fuerza (F) y extensibilidad (E) La Figura 1 muestra los resultados de fuerza y extensibilidad de la masa. Se observaron incrementos importantes de fuerza cuando HT fue sustituida con el 30 % de HS, alcanzando valores de 0.65 N, mucho más alto al observado en HT (0.39 N). Para el resto de las sustituciones con HS tratada térmicamente y sin tratar, las variaciones de fuerza de la masa fueron mínimas manteniéndose entre el rango de 0.26 a 0.33 N. En lo que respecta a extensibilidad, se observaron incrementos importantes cuando la sustitución se realizó al 10 % con HS tratada y sin tratar térmicamente, incluso muy semejante al obtenido en HT (57.22 mm) cuando HS fue tratada a 130 °C (56.65 mm). Las propiedades viscoelásticas de la masa de harina de trigo están determinadas por dos fracciones proteicas que son: gliadinas y gluteninas, que interaccionan entre ellas durante el amasado para formar el gluten. La calidad y cantidad de esta fracción proteica es un factor importante para la funcionalidad y propiedades de la masa, así como para su capacidad de panificación (Wieser and Kieffer, 2001). En gran medida, la relación gliadina/glutenina es la que determina la fuerza y extensibilidad del gluten. Además, de la cantidad de partículas de glutenina y macro polímeros de glutenina en la harina que generan un aumento en la fuerza de la masa (Weegels et al., 1996).

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FIGURA 1

Fuerza y extensibilidad de la masa obtenida de la harina de trigo (HT), y de las harinas sustituidas con harina de sorgo (HS) en los diferentes porcentajes tratadas térmicamente.

Análisis en pan Medición de volumen Los resultados de este parámetro los podemos observar en la Figura 3. El volumen específico es obtenido de la relación que existe entre el volumen del pan y su peso. Se aprecia que no se obtuvieron diferencias significativas cuando se utilizó HS tratada a 100 o 130 °C al 10 % (4.66 y 4.57 cm3/g), con respecto al obtenido de HT (4.53 cm3/g). La tendencia fue de disminuir a medida que se incrementó el porcentaje de sustitución, lo anterior fue más notorio cuando se utilizó HS sin tratar térmicamente y el porcentaje de sustitución fue de 30 % (2.21 cm3/g). Este comportamiento en el proceso de panificación tiene una relación muy importante en las fracciones proteicas analizadas en la sección de fuerza y extensibilidad de la masa. Durante la panificación se producen transformaciones químicas, bioquímicas y físicas, las cuales afectan los diferentes constituyentes de las harinas tales como almidón, gluten y lípidos (Goesaert et al., 2005). Por lo anterior, al sustituir HT con HS que carece de gluten, esto se verá reflejado en el volumen específico como sucedió en este trabajo PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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de investigación. Sin embargo, también se obtuvieron mejoras en los volúmenes de los panes obtenidos con las harinas tratadas térmicamente con respecto a las sustituciones donde se utilizó HS sin tratar. Lo anterior provocado tal vez por una posible desnaturalización de proteínas que modificó las propiedades funcionales de las harinas sometidas a tratamientos térmicos.

FIGURA 2

Perfil de textura del pan obtenido de la harina de trigo (HT), y de las harinas sustituidas con harina de sorgo (HS) en los diferentes porcentajes tratadas térmicamente.

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FIGURA 3 3

Volumen específico (cm /g) y actividad de agua del pan obtenido de la harina de trigo (HT), y de las harinas sustituidas con harina de sorgo (HS) en los diferentes porcentajes tratadas térmicamente.

Análisis de perfil de textura en pan La Figura 2 muestra los resultados obtenidos de firmeza, elasticidad, cohesividad y resiliencia del pan. En cuanto a firmeza, se observa que no hubo diferencias significativas entre el pan elaborado con HT (9.92 N) y el pan elaborado con HS al 10 o 20 % (8.16 N y 8.57 N) sin tratar térmicamente. La tendencia en este parámetro fue de aumentar al incrementar el % de sustitución con HS, contrario a lo mencionado anteriormente se observó que los incrementos del 30 % con HS tratada a 100 °C o 130 °C favorecieron la elaboración de un pan más blando (28.17 N y 30.29), con respecto al valor obtenido a este mismo nivel de sustitución con HS sin tratar térmicamente (35.01 N). En relación a elasticidad, analizada desde el pan elaborado con HT (0.96), las sustituciones realizadas al 10 o 20 % con HS tratada y sin tratar térmicamente no mostraron diferencias significativas entre ellas. En cambio, las sustituciones al 30 % mostraron los valores más bajos para este parámetro (0.79, 0.87 y 0.78) con respecto a HT. Los valores de cohesividad y resiliencia tuvieron un comportamiento muy similar. Se observó una disminución a medida que se incrementó el PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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nivel de sustitución. Además, de la particularidad mencionada anteriormente, también se apreció que las sustituciones al 10 % con HS sin tratar térmicamente y la tratada a 100 °C no mostraron diferencias significativas con respecto a HT. También se observó, al igual que en elasticidad, que las sustituciones realizadas al 30 % fueron las que más afectaron estos parámetros, sin importar que HS hubiera sido tratada o no térmicamente.

Actividad de agua (aw) Los valores relacionados con la medición de aw se presentan en la Figura 3. Se aprecia que no hubo cambios importantes en este parámetro, independientemente de las condiciones en las que se utilizó HS para sustituir HT en el proceso de panificación. Intervalos de 0.88 a 0.9 fueron los obtenidos, muy por debajo de los reportados en panificación que son alrededor del 0.95. La aw es la humedad en equilibrio de un alimento, determinada por la presión parcial del vapor de agua en su superficie. Este valor depende de la composición del alimento, la temperatura y de su contenido de humedad. Tiene influencia importante sobre las características de calidad del alimento, como pueden ser textura, sabor, color, valor nutricional y tiempo de conservación del alimento (Equinlab, 2018). Por lo anterior es de suma importancia tener control de este parámetro. Altos valores de aw pueden provocar una mayor susceptibilidad a que se desarrollen microorganismos aprovechando la presencia de agua, para crecer y llevar a cabo sus funciones metabólicas. CONCLUSIONES La utilización de harina de sorgo (HS) tratada térmicamente a 100 o 130 °C en la sustitución de harina de trigo (HT) favoreció el volumen específico de pan con respecto al obtenido cuando se utilizó HS sin tratar térmicamente. Además, se obtuvieron panes más blandos cuando el nivel de sustitución fue del 30 % con HS tratada a 100 o 130 °C, con respecto al obtenido con HS sin tratar térmicamente en este mismo nivel de sustitución. Los tratamientos térmicos aplicados a la HS favorecieron los volúmenes del pan y la extensibilidad de las masas, observándose una relación importante entre estos parámetros. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS AACC, 1995. Approved Methods of the American Association of Cereal Chemists. 9th Ed. e Association, St. Paul, MN, USA. AACC, 2000. Approved Methods of American Association of Cereal Chemists. 10th Ed. e Association, St. Paul, MN, USA. Methods 56-11, 76-21. Amquerétaro. 2017. Sorgo blanco, una alternativa en la canasta básica en México. Querétaro, México. Recuperado de http://www.amqueretaro.com Berton, B., J. Scher, F. Villieras and J. Hardy. 2002. Measurement of hydration capacity of wheat flour: Influence of composition and physical characteristics. Powder Technology (128) 326-331. Boita, E.R.F., T. Oro, J. Bressiani, G.S. Santetti, T.E. Bertolin and L.C. Gutkoski. 2016. Rheological properties of wheat flour dough and pan bread with wheat bran. Journal of Cereal Science (71) 177-182. Cauvain, S.P., Hodge, G., Muir, D.M., Dodds, N.J. 1976. Treatment of grain. U.S., A23B 4/04. Equinlab. 2018. La importancia de la actividad de agua. Capital Federal Argentina. Recuperado de http://www.equ inlab.com Gélinas, P., C.M. Mckinnon, N. Rodrigue and D. Montpetit. 2001. Heating conditions and bread-making potential of substandard flour. Journal of Food Science (66) 627-632. Gilabert, E. J. 2002. Medidas del color. Servicio de publicaciones de la Universidad Politécnica de Valencia. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204 rbaez@ciad.mx Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México

Sustitución parcial de harina de trigo (Triticum aestivum) con harinas de vaina de Mezquite (Prosopis spp.) para panificación Laborín Escalante, Francisco; Heredia Sandoval, Nina G.; Granados Nevárez, María C.; Vásquez Lara, Francisco; Calderón de la Barca, Ana M.; Islas Rubio, Alma R. Sustitución parcial de harina de trigo (Triticum aestivum) con harinas de vaina de Mezquite (Prosopis spp.) para panificación Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 19, núm. 2, 2018 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C., México Disponible en: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541014

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Reportes Procesamiento

Sustitución parcial de harina de trigo (Triticum aestivum) con harinas de vaina de Mezquite (Prosopis spp.) para panificación Partial replacement of wheat flour (Triticum aestivum) with flours of mesquite pods (Prosopis spp.) for breadmaking Redalyc: http://www.redalyc.org/articulo.oa?id=81357541014 Francisco Laborín Escalante 1 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México

Nina G. Heredia Sandoval 2 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México María C. Granados Nevárez 3 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México Francisco Vásquez Lara 4 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México Ana M. Calderón de la Barca 5 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México Alma R. Islas Rubio 6 Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., México aislas@ciad.mx

Recepción: 24 Septiembre 2018 Aprobación: 30 Noviembre 2018 Publicación: 10 Diciembre 2018

Resumen: Notas de autor 1

Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Av. Gustavo Enrique Astiazarán Rosas No. 46, Col. La Victoria, CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

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Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Av. Gustavo Enrique Astiazarán Rosas No. 46, Col. La Victoria, CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

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Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Av. Gustavo Enrique Astiazarán Rosas No. 46, Col. La Victoria, CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

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Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Av. Gustavo Enrique Astiazarán Rosas No. 46, Col. La Victoria, CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

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Coordinación de Nutrición. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Av. Gustavo Enrique Astiazarán Rosas No. 46, Col. La Victoria, CP 83304. Hermosillo, Sonora, México.

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Coordinación de Tecnología de Alimentos de Origen Vegetal. Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Av. Gustavo Enrique Astiazarán Rosas No. 46, Col. La Victoria, CP 83304. Hermosillo, Sonora, México. Autor para correspondencia: Alma R. Islas Rubio. Correo electrónico: aislas@ciad.mx PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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El mezquite (Prosopis spp.) es característico de zonas áridas de México y otros países. La harina de sus vainas contiene más proteína y fibra que la harina de trigo (HT); sin embargo, se utiliza principalmente en alimentación animal. El objetivo del trabajo fue preparar harinas de vainas íntegras de mezquite, evaluar su funcionalidad y el nivel máximo de sustitución en la elaboración de pan de trigo, estimando su índice glucémico. Se utilizaron dos tipos de vainas (HVM1 y HVM2); se sanitizaron, secaron (50 °C, 8 h) y molieron (malla 0.4 mm). Se evaluó composición proximal, perfil de viscosidad y se cuantificaron inhibidores de tripsina. Se elaboraron panes con cinco combinaciones de HT:HVM1 y HT:HVM2 (100:0, 90:10, 85:15, 80:20, y 75:25). Se analizó composición proximal, volumen específico y apariencia. A los panes con mejor volumen específico, apariencia y mayor proporción de harina de mezquite, se les cuantificó almidón soluble (AS) y resistente (AR), índices de hidrólisis (IH) y glucémico (IG). La HVM2 presentó mayor contenido (p<0.05) de proteína y grasa que la HVM1 y la HT. Las viscosidades pico (162 vs. 44 cP) y de retroceso (3 vs 12 cP), fueron diferentes (p<0.05) entre HVM1 y HVM2. Los inhibidores de tripsina en HVM2 fueron 2,175 UIT/g. Los panes con HVM2 presentaron mayor (p<0.05) volumen específico y mejor apariencia que los elaborados con HVM1. El mejor volumen específico (3.2 cm3/g) fue el de HT:HVM2 85:15, excepto el pan control (4.6 cm3/g). El contenido de AR fue mayor (p<0.05) en los panes 100% HT que en los de las mezclas con HVM2, pero entre mayor proporción de HVM2, el IH e IG fueron menores. Comparando volumen específico y apariencia de la miga, se recomienda la mezcla HT:HVM2 85:15, para elaborar pan con más proteína y menor IG, que el pan 100% de trigo. Palabras clave: harina trigo, harina mezquite, sustitución, harina compuesta, elaboración pan, índice glucémico.

Abstract: Mesquite trees (Prosopis spp.) grow wild in arid lands of Mexico and other countries. eir pods have higher protein and fiber content than wheat flour (HT); however, they are mainly used for animal feeds. e objective of this study was to prepare flours from mesquite pods, evaluate their functionality and the maximum replacement level for wheat breadmaking, estimating its glycemic index (GI). Two types of pods were used, which were sanitized, dried (50 °C, 8 h), and ground at 0.4 mm sieve. Proximate composition and viscosity profile of the flours (HVM1 and HVM2) were analyzed. Breads with five combinations of HT:HVM1 and HT:HVM2 (100:0, 90:10, 85:15, 80:20, y 75:25) were prepared. Proximate composition, specific volume, and appearance of all breads were evaluated. At the best specific volume and appearance breads, as well as that containing the higher amount of mesquite flour, soluble (AS) and resistant (AR) starches were quantified. e HVM2 had a higher (p<0.05) protein and fat content compared with the HVM1 and the HT. e HVM1 and HVM2 showed differences (p<0.05) in peak (162 vs. 44 cP) and setback (3 vs. 12 cP) viscosities. e HVM2-containing breads presented higher (p<0.05) specific volume and better appearance than those HVM1-containing breads. e bread made with the mix HT:HVM2 85:15 had the higher (p<0.05) specific volume (3.2 cm3/g), except the control bread (4.6 cm3/g). e AR content of the 100% HT bread was higher (p<0.05) than those containing the HVM2. Breads containing the higher amount of HVM2 showed lower values of hydrolysis index and GI. Comparing the loaves specific volume and crumb appearance, the HT:HVM2 85:15 mix is recommended to produce bread with higher protein content and lower GI than the 100% HT bread. Keywords: wheat flour, mesquite flour, replacement, composite flour, breadmaking, glycemic index.

INTRODUCCIÓN El trigo es el cereal más importante en cuanto a su impacto en la nutrición humana, ya que aporta el 19% de las necesidades calóricas diarias a nivel mundial (Shiferaw y col., 2013). Generalmente, el consumo del trigo no se realiza directamente, sino que su grano es sometido a un proceso de molienda para la obtención de harina y otros subproductos. En la harina refinada, se concentran azúcares y almidón, con una menor concentración de nutrientes como minerales, vitaminas, grasa, proteína y fib ra, comparado con el grano entero (Slavin y col. 2001). La suplementación de harina de trigo con leguminosas, ha resultado efectiva para compensar la pérdida de micronutrientes en el procesamiento de la harina y para elaborar productos con mayor valor nutritivo. Además de sus propiedades nutricionales, las proteínas de leguminosas tienen propiedades funcionales importantes en la formulación y procesamiento de alimentos (Boye y col., 2010; Dakia y col., 2007; Roy y col., 2010). La harina de garbanzo (Cicer arietinum L.), aislado proteico de chícharo (Pisum sativum L.) y harina de germen de algarrobo (Ceratonia siliqua L.), se han utilizado en la preparación y desarrollo de productos de panificación, pastas, productos extrudidos y botanas listas para comer. Entre otras fuentes de leguminosas para usarlas en comb inación con trigo, se encuentra el mezquite (Prosopis spp), con alrededor de 44 especies nativas de América del Sur y del Norte, África y Asia. La vaina PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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del mezquite contiene nutrientes valiosos como 9-17% de proteína, 3-5% de minerales, 17-30% de fibra y es baja en grasas (Carrillo y col., 2007). Aunque el principal uso del mezquite es maderable y también se usa en la alimentación animal, sus vainas tienen potencial para la alimentación humana (Felker y col., 2003), como ancestralmente se han utilizado para elaborar alimentos como atoles, bebidas fermentadas y panes. La harina de vaina de mezquite es una opción viable para mejorar el sabor, aroma y el color de diversos productos, así como aumentar su contenido de proteína y fibra (Felker y col., 2013). La incorporación de ingredientes distintos al trigo en panificación, implica desafíos tecnológicos para obtener productos aceptables, ya que interaccionan con el gluten, además de disminuirlo en proporción, dando lugar a un comportamiento reológico distinto que afecta la calidad del producto final (Fenn y col., 2010). Así, el objetivo de este estudio fue evaluar las características físicoquímicas y nutricionales en panes de harina de trigo, con sustitución parcial de dos tipos de harinas de vaina de mezquite. MATERIALES Y MÉTODOS

Materiales Las vainas de mezquite fueron recolectadas en una zona desértica a 14 km hacia la costa y en la periferia de la Cd. de Hermosillo, Sonora, México. En la Fig. 1, se pueden apreciar las vainas utilizadas en este estudio, de diferente aspecto y grosor; el mezquite del que provienen las vainas del km 14 (VM2, Fig. 1A), es pequeño, como un arbusto. Las vainas en la Fig. 1B, provenientes de la periferia de Hermosillo, son de un árbol alto, más de 6 m (VM1). Los ingredientes utilizados en la elaboración del pan, como harina de trigo, levadura, manteca, sal y azúcar, fueron adquiridos en el mercado local. Todos los reactivos químicos utilizados en los distintos análisis fueron grado reactivo.

FIGURA 1

Vainas de mezquite utilizadas. A) Vaina recolectada en el km 14 hacia la costa y B) en la periferia de la ciudad, en ambos casos, con respecto a Hermosillo, Sonora, México.

Preparación de las harinas de mezquite y las mezclas Las vainas fueron limpiadas manualmente y se seleccionaron solamente las que no estuvieran dañadas o atacadas por insectos, se sanitizaron y secaron a 50 °C por 8 h en una estufa VWR (mod. 1321F, Sheldon Manufacturing, Inc., Cornelius, OR, U.S.A.). Posteriormente se molieron en un molino (mod. Pulvex 200, Molinos Pulvex, Cd. de México) en una malla de 0.4 mm, resultando en HVM1 y HVM2, correspondientes PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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a vainas de la periferia y del km 14, respectivamente, y se almacenaron a 4 °C hasta su análisis posterior. Se prepararon las mezclas de harina de trigo comercial (HT) con las harinas de mezquite, donde las proporciones utilizadas de HT y HVM1 o HVM2, fueron de 90:10, 85:15, 80:20 y 75:25.

Análisis de las harinas Composición proximal El análisis proximal de cada harina se realizó de acuerdo a la AACC (2000). Las proporciones de humedad, proteína, grasa y cenizas por los métodos 44-15A, 46-13 (utilizando un factor de conversión de 5.7 para la HT y de 6.25 para las mezclas), 30-10 y 08-01. Los carbohidratos se calcularon por diferencia. Cada análisis se realizó por triplicado.

Inhibidores de tripsina Se evaluaron inhibidores de tripsina (Oppert y col., 1997) solo en la harina de mezquite HVM2. Se extrajeron 200 mg de la harina con 10 mL de NaOH 0.01 N durante 3 h con mezclado, se ajustó el pH con HCl a 8.2 y se filtró en papel Whatman no. 2. Se colocaron 100 mL del extracto en tres pozos superiores (hilera A) de una microplaca de 96 pozos. En los pozos restantes, B a H, se cargaron 50 mL del buffer tris (0.1 M, pH 8.1, 0.02 M Ca Cl2). Se hicieron diluciones dobles seriadas, desde la hilera A hasta la G. La hilera H quedó como control positivo, sin extracto. Se añadieron 50 mL de tripsina (T-8253, Sigma Chem Co) en 200 mg/mL de tris, a cada pozo de dos columnas, desde A hasta H. A la tercera columna, se le añadieron solo 50 mL de buffer tris por pozo (para blanco). Se dejó la placa 20 min en agitación suave. Se añadieron a cada pozo, 50 mL de hidrocloruro de benzoil-DL-arginina p-nitroanilida (BAPA, B-4875, Sigma Chem Co.) de 1 mg/mL en tris y se mezcló 5 min, en agitación. Se leyó a 405 nm en lector de ELISA. La actividad de tripsina del control positivo, fue calculada del promedio de todos los valores sin extracto (línea H), sin el blanco correspondiente, dividido entre 0.01. Para el cálculo de actividad de la muestra, se promediaron las primeras dos columnas, se restó la tercera, se dividió entre 0.01 y se restó el total al valor de la actividad de tripsina del control positivo. Se multiplicó cada valor por su dilución: el resultado en UIT/2 mg, se convirtió a UIT/g.

Evaluación del perfil de viscosidad Los perfiles de viscosidad de las harinas de mezquite (HVM1 y HVM2) se obtuvieron utilizando un analizador rápido de viscosidad (RVA) modelo Super 4 (Newport Scientific, Australia), método 76-21 (AACC, 2000). Se pesaron 3.5 g de muestra ajustadas al 14% de humedad y se agregaron 25 g ± 0.01 g de agua. La prueba inició a 50°C y después de 1 min se aumentó a una velocidad de 9.5°C/min, hasta llegar a un tope de 95°C, que se mantuvo durante 2.5 min, para posteriormente descender en 13.5°C/min hasta llegar a los 50°C, y mantener esa temperatura por 2 min, completándose el tiempo de 13 min que duró la prueba. Los valores obtenidos fueron temperatura de empaste (°C), viscosidad pico, viscosidad mínima o “trough”, viscosidad de ruptura o “breakdown”, viscosidad final, viscosidad de retroceso o “setback”, expresado en cP, y tiempo pico (min).

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Mediciones mixográficas Se obtuvieron mixogramas por duplicado (AACC, Método 54-40A) en un mixógrafo (National Manufacturing Co., Lincoln, NE), para la harina control (HT) y para cada una de las mezclas. Se determinó el tiempo óptimo de amasado (TOA) o desarrollo de la masa.

Elaboración y evaluación del pan Prueba de panificación Se prepararon panes con la harina de trigo y sus mezclas con las harinas de mezquite, siguiendo el método 10-10B de la AACC (2000). A los panes obtenidos se les midió el peso y volumen, para posteriormente determinar el volumen específico (AACC, Método 10-05) expresado en cm3/g. Los panes se cortaron con un cuchillo eléctrico para observar y calificar subjetivamente su miga como mala, regular o buena. De igual manera, se evaluó la apariencia del pan.

Composición proximal Se realizó el análisis proximal del pan, utilizando las mismas técnicas descritas para las harinas, con la diferencia de la determinación del contenido de humedad en la que se incluyó un pre-secado del pan molido durante 24 h en platillos de aluminio, en la parte superior de una estufa VWR (mod. 1321F, Sheldon Manufacturing, Inc., Cornelius, OR, U.S.A.) a 100 °C, y posteriormente se pasó a un secado de 24 h a 100 °C y se determinó el contenido de humedad.

Almidón soluble y almidón resistente Se determinó el contenido de almidón soluble (AS) y el resistente (AR), a los panes elaborados con las mezclas HT+HVM2 85:15 y HT+HVM2 75:25 de acuerdo con el método 32-40 (AACC, 2000), utilizando un kit comercial para almidón resistente (Megazyme International Irland, Bray, Co. Wicklow, Irland). Con la suma de AS y AR, se cuantificó almidón total (AT). Se pesaron 100 ± 5 mg de muestra directamente en un tubo con tapa de rosca. El almidón no resistente se determinó por medio de solubilización e hidrólisis enzimática con la acción combinada de α-amilasa pancreática y amiloglucosidasa (AMG), para la cual se incubaron los tubos con muestra en baño de agua con agitación a 37 °C por 16 h. Se detuvo la reacción con etanol al 96 % y se centrifugó a 2,500 x g en una centrífuga Beckman Coulter, Allegra 25R, posteriormente se realizaron dos lavados más con etanol al 50 % y se centrifugó después de cada lavado, para recuperar el sobrenadante, AS. Al precipitado obtenido se le agregó una solución de KOH 2M y se mezcló en un baño de agua con hielo. Se neutralizó la solución con buffer de acetato de sodio (pH 3.8) para después hidrolizar nuevamente con AMG en incubación a 50 °C por 30 min. Se centrifugaron los tubos por 10 min a 2,500 x g y se tomaron alícuotas por duplicado del sobrenadante de AR y de AS. Posteriormente, se agregaron 3 mL de reactivo GOPOD a cada alícuota y se incubó por 20 min a 50°C. Por último, para determinar el contenido de AR y AS, se cuantificó la glucosa liberada leyendo a 510 nm en un espectrofotómetro Varian® (modelo Cary 50, Australia). Los resultados se expresaron en g/100g base seca.

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Estimación del índice glucémico El índice glucémico in vitro se determinó por duplicado a los panes HT+HVM2 85:15 y HT+HVM2 75:25 y al pan blanco comercial, de acuerdo con el método de Goñi y col. (1997) modificado. Los panes se molieron (molino Krups®, mod. GX4100, México DF, México) y se almacenaron en bolsas de plástico. Se pesaron 100 ± 0.05 mg de muestra de pan fresco en tubos con tapa de rosca y se incubaron a 37°C por 30, 60, 90, 120 y 180 min con la acción combinada de α-amilasa pancreática y amiloglucosidasa (AMG). Transcurrido el tiempo se detuvo la reacción con etanol 96%, se centrifugó a 2,500 x g y se recuperó el sobrenadante. Se realizaron dos lavados más con etanol 50 % y se centrifugó después de cada lavado, para recuperar el sobrenadante para obtener el almidón soluble, el cual se estabilizó con buffer de acetato de sodio pH 4.5. Se tomaron alícuotas por duplicado de cada muestra y se incubaron por 20 min a 50 °C con AMG diluida (3 U/mL). Se agregó el reactivo GOPOD e incubó en las mismas condiciones previas, y finalmente se leyó a 510 nm en un espectrofotómetro Varian® (modelo Cary 50 Bio, Australia, Pty Ltd). Se obtuvieron curvas de hidrólisis para cada pan, con los porcentajes de almidón hidrolizado a los diferentes tiempos de incubación. El índice de hidrólisis (IH) se calculó como la relación entre el área bajo la curva de la muestra y el área bajo la curva del estándar (pan blanco comercial). El IG estimado se calculó por medio de la ecuación: IG= 39.71 + 0.549 IH (Goñi y col., 1997).

Análisis estadístico Se realizó estadística descriptiva para los datos generados de la caracterización de las harinas, expresando los valores de la media y desviación estándar. Para el análisis proximal, pruebas de panificación y estimación de índice glucémico in vitro, se realizó un ANOVA de una sola vía, donde las variables de respuesta fueron el contenido de humedad, proteína, grasa, ceniza, carbohidratos, volumen específico, índice de hidrólisis y el índice glucémico. Cuando se encontraron diferencias significativas (p<0.05), se realizó una prueba de comparación de medias de Tukey-Kramer a un 95 % de confiabilidad. Se utilizó el paquete estadístico NCSS 2007 para todas las pruebas estadísticas. RESULTADOS Y DISCUSION

Análisis en harinas Composición proximal Las concentraciones en la harina de trigo (HT) fueron 12.3% ± 0.1, 10.4% ± 0.2, 1.6% ± 0.1, 0.42% ± 0.03 y 75.3% ± 0.24, para humedad, proteína, grasa, cenizas y carbohidratos, respectivamente. El factor de conversión para el cálculo del contenido de proteína de la HT fue de 5.7 y para las HVM de 6.25. La composición proximal de las harinas de mezquite y de sus mezclas con HT se muestra en la Tabla 1. Fue importante evaluar si había diferencias en la composición y funcionalidad entre las harinas de mezquite, con el fin de seleccionar la más apta para reemplazar a la HT en panificación. Las vainas de mezquite pueden variar en su composición, dependiendo de la clase y del lugar donde se recolecta (Ruiz, 2011). La harina de mezquite HVM2 contenía más humedad, proteína, grasa y cenizas, y una menor cantidad de carbohidratos, en comparación con la HVM1. El contenido de proteína y humedad de ambas harinas de mezquite concuerdan con los obtenidos por Salah y Yagi (2011) en vainas secas de Prosopis chilensis, no así el contenido de grasa y cenizas, que fueron menores (2.5% grasa y 4.9% cenizas). PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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TABLA 1

Análisis proximal de las harinas de mezquite HVM1 y HVM2 y de trigo

* Los valores son la media de triplicados ± desviación estándar. ** Obtenidos por diferencia.

Por otra parte, hay similitud entre los valores del proximal de las harinas de mezquite de nuestro estudio y el de Bigne y col. (2016). En nuestras mezclas los carbohidratos se calcularon por diferencia y se desconoce la cantidad de componentes que los conforman. Entre éstos destaca la fibra dietética por los beneficios a la salud que conlleva su ingestión (Jenkins y col. 1998). La harina de mezquite utilizada por Bigne y col. (2016) proveniente de Santiago del Estero, Argentina contenía un 26.7% de fibra dietética total y los carbohidratos distintos a la fibra constituyeron el 52.2%. Estos valores totalizan un 78.9% de carbohidratos, lo cual coincide con los carbohidratos de la HVM1. El contenido de humedad de las mezclas de HT con la harina de mezquite HVM1 varió entre 10.2 y 10.9%, y el de proteína entre 10.8 y 11.2%. Por su parte, la variación que presentaron las mezclas con harina de mezquite HVM2 fue de 10.5 y 11.4% para humedad y 11.2 a 11.4% para proteína. El factor de conversión para el cálculo de proteína en las mezclas fue de 6.25.

Inhibidores de tripsina Los inhibidores de tripsina están entre los factores anti-nutricios de las leguminosas. Para la harina HVM2, se obtuvo un valor de 2,175 UIT/g. Este valor puede considerarse de bajo nivel al compararlo con el de pasta de soya (47,778 UIT/g) y las fórmulas infantiles de soya, con al menos 4,000 UIT/g (Calderón de la Barca y col., 2000).

Perfil de viscosidad Se dieron diferencias (p<0.05) en las viscosidades pico y de retroceso entre las harinas de mezquite. La HVM1 mostró una mayor viscosidad pico, en comparación con la HVM2 (118 vs 38 cP). Estas diferencias entre los valores de las dos harinas, podrían deberse al grado de hinchamiento del gránulo de almidón al igual que a su solubilidad. Otro parámetro que mostró diferencia entre la HVM1 y la HVM2, fue la viscosidad de retroceso o “setback” (3 vs 12 cP, respectivamente), que se obtiene de la diferencia entre las viscosidades final y la mínima. La viscosidad final es el parámetro más utilizado para definir la calidad de una muestra en particular, ya que indica la capacidad del material para formar una pasta o gel después de la cocción y el enfriamiento, y su tendencia a retrogradar. Estas diferencias entre los perfiles de viscosidad de ambas harinas, pudieron influir en el comportamiento de las masas y en el volumen específico del pan elaborado con las diferentes mezclas.

Mixogramas Las masas obtenidas con las mezclas de HT y HVM1 o HT y HVM2 mostraron diferencias en el tiempo óptimo de amasado (TOA) (Tabla 2). Este parámetro es el principal, ya que indica el tiempo (min) en el cual PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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la masa alcanza la máxima resistencia al amasado. Un sub o sobre amasado puede destruir las propiedades de panificación de una harina de alta calidad, mientras que el amasado óptimo, permite aprovechar el potencial de panificación (Paredes-López y Bushuk, 1983). Cuanto mayor sea el TOA, implica una mayor fuerza de la masa y una mejor calidad panadera de la harina. La incorporación de fibra de la harina de mezquite a la harina de trigo afectó el tiempo de desarrollo de la masa, ya que interfiere en la asociación de las proteínas para la formación de la red de gluten, y a que la velocidad de absorción de agua de la fibra es relativamente lenta (Lai y col. 1989). A medida que se incrementó la cantidad de harina de mezquite en las mezclas, se incrementó el TOA. Las mezclas de HT con HVM2 presentaron TOA mayores que las mezclas con HVM1, independientemente del nivel de sustitución de HT. También se dieron diferencias en la caída de la resistencia (Cr) de las masas (datos no mostrados), la cual se determina 3 min después de la resistencia máxima y se refiere a que al ser mayor la pendiente de la curva que describe el mixograma (caída), menor es la estabilidad de la masa y menor la calidad panadera (Vázquez, 2009). Hasta cierto límite, una mayor fuerza de la masa se relaciona con un mayor volumen del pan (Goesaert y col. 2005). TABLA 2

Contenidos de humedad y proteína, tiempos óptimos de amasado (TOA) de las mezclas de harina de trigo y de mezquite y volumen específico (VE) de los panes.

* Letras diferentes indican diferencia significativa (p<0.05).

Evaluación del pan Volumen específico y apariencia Los volúmenes específicos de los panes sustituidos con HVM1 o HVM2 se presentan en la Tabla 2. A medida que se incrementó el nivel de sustitución de la HT con cada una de las harinas de mezquite, el volumen específico disminuyó, siendo esta reducción de 2.85 a 1.65 cm3/g para el pan con HVM1 y de 3.99 a 2.80 cm3/g, para el pan sustituido con HVM2. Los panes elaborados con HT y las mezclas de HMV tuvieron volúmenes específicos ligeramente menores a los reportados por Mohammed y col. (2012), para panes compuestos con harinas de trigo y garbanzo (4.04-3.21 cm3/g). El volumen específico es el principal indicador de la calidad panadera de una harina (Tronsmo y col. 2003), ya que provee una medida cuantitativa del comportamiento durante la panificación. Es de destacar que el volumen específico del pan elaborado con la mayor cantidad de HVM2 (2.80 cm3/g) es similar al del pan con la menor cantidad de HVM1 (2.85 cm3/ g). Esto pudiera deberse al mayor contenido de proteína y de grasa de la HVM2 (Gómez y col. 2004). La cantidad y calidad de proteína son los factores principales para medir el potencial de una harina para su uso final (Mailhot y Patton, 1988). Los panes elaborados con HT y las mezclas con HVM1 y HVM2 se muestran en las Fig. 2 y 3, respectivamente. Se observa uniformidad de la miga y mejor apariencia (color, simetría) de los panes elaborados con HT y HVM2 (Fig. 3) que los de HT con HVM1 (Fig. 2). Esto pudiera deberse a la mayor resistencia al amasado (TOA) de sus mezclas con la HT (Sluimer, 2005). En general, la reducción del volumen específico del pan al sustituir la HT con las harinas de mezquite pudo deberse a la disminución en la proporción de gluten (Lai y col. 1989), produciendo masas más débiles y de menor estabilidad que las elaboradas con 100% HT. PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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FIGURA 2

Corte transversal y corteza de los panes obtenidos de las mezclas de harina de trigo comercial (HT) y harina de mezquite HVM1. A) 90:10, B) 85:15, C) 80:20, y D) 75:25.

FIGURA 3

Corte transversal y corteza de los panes obtenidos de las mezclas de harina de trigo comercial (HT) y harina de mezquite HVM2. A) 90:10, B) 85:15, C) 80:20, y D) 75:25.

Composición proximal El contenido de humedad del pan control fue significativamente menor (26.9%) que el de los panes de las mezclas (29.6-32.5%), Tabla 3. A medida que se incrementó la cantidad de harina de mezquite en las mezclas, resultaron panes con mayor contenido de proteína y cenizas, debido al mayor contenido de estos componentes en las HVM1 y HVM2. El contenido de grasa osciló entre 2.2 y 2.7% para los panes sustituidos con HVM1, mientras que para los panes con HVM2 la variación en este parámetro fue del 2.1 al 2.6%. Los carbohidratos disminuyeron en los panes sustituidos con las harinas de mezquite.

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TABLA 3

Composición proximal de los panes elaborados con harina de trigo (control) y sus mezclas con las harinas de mezquite HVM1 y HVM2.

* Letras diferentes en el mismo renglón indican diferencia significativa (p<0.05). ** Calculados por diferencia.

Índices de hidrólisis y glucémico En la Fig. 4 se muestra que la velocidad de hidrólisis del almidón fue menor en el pan de la mezcla HT:HVM2 75:25 en comparación con el pan HT:HVM2 85:15. El IH fue mayor en el pan elaborado con la mezcla HT:HVM2 85:15, en comparación con HT:HVM2 75:25 (89.5 vs 66.2). Asimismo, el IG del pan HT:HVM2 85:15 superó al del pan de la mezcla con mayor cantidad de HVM2 (88.1 vs 76.0), pero ninguno de estos panes se puede clasificar con IG moderado, ya que no cumple con el criterio de IG menor de 70 (Jenkins y col., 1998; Lunn y col. 2007). Coda y col. (2017) encontraron un IH de 94 e IG de 91.4, en pan suplementado con 30% de harina de haba. Es notoria la diferencia del IG de nuestro pan con mayor cantidad de HVM2 y el del pan adicionado con haba (76 vs 91.4).

FIGURA 4

Porcentaje de hidrólisis del almidón del pan blanco (control) y los panes obtenidos con las mezclas HT:HVM2 (85:15 y 75:25). CONCLUSIÓN La harina de mezquite HVM2 fue mejor que la HVM1 para sustituir a la harina de trigo en la formulación de pan, aunque los parámetros de calidad se vieron afectados, las cualidades nutricionales se favorecieron al aumentar la proporción de harina de mezquite. Los valores de AR disminuyeron en las mezclas HT:HVM2 PDF generado a partir de XML-JATS4R por Redalyc Proyecto académico sin fines de lucro, desarrollado bajo la iniciativa de acceso abierto

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85:15 y 75:25, sin embargo, el IG estimado de los panes disminuyó, aunque no lo suficiente para ser catalogados de IG medio o IG bajo. La mejor combinación para elaborar un pan de harinas de trigo y de mezquite fue la HT:HVM2 85:15, ya que esta mezcla presentó los parámetros de calidad más cercanos a los del pan 100% trigo. Además en esta formulación, se aprovechan los beneficios nutricionales de la harina de mezquite y su contribución en la cinética de liberación de glucosa in vitro, comparada con la del pan blanco comercial. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS AACC International. 2000. Approved Methods of Analysis, 11th ed. AACC International, St. Paul, MN, U.S.A. Bigne, F., Puppo, M. C., Ferrero, C. 2016. Rheological and microstructure characterization of composite dough with wheat and mesquite (Prosopis spp) flours. Int. J. Food Prop. 19(2):243-256. Boye, J., Zare, F., Pletch, A. 2010. Pulse proteins: processing, characterization, functional properties and applications in food and feed. Food Res. Int. 43:414-431. Calderón de la Barca, A.M., Wall Medrano, A., Jara Marini, M., González Córdova, A., Ruiz Salazar, A. 2000. Modificación enzimática de las propiedades funcionales, nutricias y sensoriales de la soya para alimentación especial. Arch. Latinoam. Nutr. 50(1):26-34. Carrillo Flores, R., Gómez Lorence, F., Arreola Ávila, J.G. 2007. Efecto de poda sobre potencial productivo de mezquitales nativos en la Comarca Lagunera, México. Revista Chapingo Serie Zonas Áridas VI(1):47-54. Coda, R., Varis, J., Verni, M., Rizzello, C. G., Katina, K. 2017. Improvement of the protein quality of wheat bread through faba bean sourdough addition. LWT-Food Sci. Technol. 82:296-302. Dakia, P., Wathelet, B., Paquot, M. 2007. Isolation and chemical evaluation of carob (Ceratonia siliqua L.) seed germ. Food Chem. 102:1368-1374. Felker, P., Grados, N., Cruz, G., Prokopiuk, D. 2003. Economic assessment of production of flour from Prosopis alba and P. pallida pods for human food applications. J. Arid Environ. 53(4):517-528. Felker, P., Takeoka, G., Dao, L. 2013. Pod mesocarp flour of North and South American species of leguminous tree Prosopis (mesquite): Composition and food applications. Food Rev. Int. 29(1):49-66. Fenn, D., Lukow, O.M., Humphreys, G., Fields, P.G., Boye, J.I. 2010. Wheat legume composite flour quality. Int. J. Food Prop. 13(2):381-393. Goesaert, H., Brijs, K., Veraverbeke, W. S., Courtin, C. M., Gebruers, K., Delcour, J. A. 2005. Wheat flour constituents: how they impact bread quality, and how to impact their functionality. Trends Food Sci Technol, 16(1-3):12-30. Gómez, M., del Real, S., Rosell, C., Ronda, F., Blanco, C., 2004. Functionality of different emulsifiers on the performance of breadmaking and wheat bread quality. Eur. Food Res. Technol. 219:145-150. Goñi, I., García-Alonso, A., and Saura-Calixto, F. 1997. A starch hydrolysis procedure to estimate glycemic index. Nutr. Res. 17(3):427-437. Jenkins, D.J., Vuksan, V., Kendall, C.W., Würsch, P., Jeffcoat, R., Waring, S., Mehling, C.C., Vidgen, E., Augustin, L.S., and Wong, E. 1998. Physiological effects of resistant starches on fecal bulk, short chain fatty acids, blood lipids and glycemic index. J. Am. Coll. Nutr. 17(6):609-616. Lai, C.S., Hoseney, R.C., and Davis, A.B. 1989. Effects of wheat bran in breadmaking. Cereal Chem. 66(3):217-219. Lunn, J., and Buttriss, J.L. 2007. Carbohydrates and dietary fibre. Nutr. Bull. 32(1):21-64. Mailhot, W. C., Patton, J. C. 1988. Trends in food science & technology. p. 69-90. In: Pomeranz (ed.). Wheat Chemistry and Technology. Vol. 2, American Association of Cereal Chemists. St, Paul, MN, U.S.A. Mohammed, I., Ahmed, A. R., Senge, B. 2012. Dough rheology and bread quality of wheat–chickpea flour blends. Ind. Crop Prod. 36(1):196-202. Oppert, B., Kramer, K.J., McGaughey, W.H. 1997. Rapid microplate assay for substrates and inhibitors of proteinase mixtures. Biotechniques 23:70-72.

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Francisco Laborín Escalante, et al. Sustitución parcial de harina de trigo (Triticum aestivum) con...

Paredes-López, O., Bushukm, W. 1983. Development and “undevelopment” of wheat dough by mixing: Physicochemical studies. Cereal. Chem. 60:19-23. Roy, F., Boye, J.I., Simpson, B.K. 2010. Bioactive proteins and peptides in pulse crops: pea, chickpea and lentil. Food Res. Int. 43:432-442 Ruiz Tavares, D.R. 2011. Uso Potencial de la Vaina de Mezquite para la Alimentación de Animales Domésticos del Altiplano Potosino. Tesis de Maestría en Ciencias Ambientales. Universidad Autónoma de San Luis Potosí, San Luis Potosí, México 78000. Salah, O., Yagi, S. 2011. Nutritional composition of Prosopis chilensis (Molina) Stuntz leaves and pods from Sudan. African J. Food Sci. Technol. 2(4):79-82. Shiferaw, B., Smale, M., Braun, H. J., Duveiller, E., Reynolds, M., Muricho, G. 2013. Crops that feed the world 10. Past successes and future challenges to the role played by wheat in global food security. Food Secur. 5(3):291-317. Slavin, J. L., Jacobs, D., Marquart, L. 2001. Grain processing and nutrition. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 40(4):309-326. Sluimer, P. 2005. Principles of Breadmaking Functionality of Raw Materials and Process Steps. AACC, Inc., St. Paul, MN, U.S.A. Tronsmo, K., Faergestad, E., Schofield, J., Magnus, E. 2003. Wheat protein quality in relation to baking performance evaluated by the Chorleywood bread process and a hearth bread baking test. J. Cereal Sci. 38:205-215. Vázquez, D. 2009. Aptitud Industrial del Trigo. Unidad de Comunicación y Transferencia de Tecnología de INIA Andes 1365, Piso 12.

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Políticas de Publicación de la Revista y Guía para Autores

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POLÍTICAS DE PUBLICACIÓN DE LA REVISTA Y GUÍA PARA AUTORES Dr. Reginaldo Báez-Sañudo (Responsable)

ASOCIACIÓN IBEROAMERICANA DE TECNOLOGÍA POSTCOSECHA (AITEP) REGLAMENTO DEL COMITÉ EDITORIAL Políticas. Los autores que sometan los diversos artículos para su publicación en la Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ceden sus derechos autorales, permitiendo a la Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. publicarlos en formatos físicos y/o electrónicos, incluido Internet. Miembros del comité. El comité Editorial está integrado por un número variable de árbitros, asesores o colaboradores de diferentes países y un editor responsable. Cuerpo Editorial. El editor responsable es quien estará a cargo del procedimiento de esta guía, la edición, impresión y distribución de la(s) publicaciones(s) editadas por la Asociación. Este editor responsable estará en coordinación con el Presidente de la Asociación. Envío de manuscritos. Los manuscritos deberán enviarse a: Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, Ave. del Paseo. 110, Esquina Quinta Amalia, Fracc. Nueva Galicia, 83240, Hermosillo, Sonora, México. o vía e-mail: rbaez@ciad.mx ó rebasa@hmo.megared.net.mx Los autores podrán solicitar el instructivo para escribir. Tipo de artículos. La revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha dará a conocer artículos científicos con información original y revisiones bibliográficas de temas de actualidad. Reimpresión de artículos publicados por la AITEP. Se permite la reimpresión parcial o total y citas textuales de artículos publicados en la revista de la AITEP, siempre y cuando se dé el crédito debido a la AITEP y al (os) autor (es) indicando el volumen, número de páginas y fecha de publicación. Procedimientos para la revisión de los artículos. Para aceptar la publicación de un artículo, éste se turnará a dos de los miembros de la Cartera de Árbitros, especialistas en el tópico del artículo los cuales a su vez podrán recomendar otros revisores de la misma especialidad. 294

Se mantendrá anonimidad durante el proceso de revisión tanto en el caso del o los autores como en el de los revisores. Si la opinión de ambos revisores y el editor son negativas sobre la calidad de un artículo, éste se devolverá al autor con las correcciones de los revisores indicándole la decisión de no publicar su trabajo. El autor puede apelar a una reunión del Comité Editorial en pleno. Si las opiniones de los revisores son contradictorias se recurrirá a la opinión de un tercer revisor externo al Comité Editorial. Si el artículo se acepta, será devuelto al autor para que incorpore las correcciones sugeridas, lo cual deberá hacerse en el menor tiempo posible. El autor regresará el trabajo corregido en original y copia, con el diskette correspondiente. El escrito deberá ser a renglón seguido e interlineado simple. Los nombres de los revisores que hayan colaborado se publicarán en el último número de la revista de cada año. Procedimiento para artículos aceptados. El artículo se turnará al editor para su edición e impresión de pruebas. La prueba hecha por el editor se enviará al autor para su autorización o propuesta de cambios menores. Financiamiento de la publicación científica. El costo de la publicación de la revista científica será cubierto con las cuotas de membresías de los miembros de la AITEP, con los fondos que la mesa Directiva pueda recabar como donativos y con la publicación de anuncios (no más de 5% del total de la revista). La política de la AITEP para autores de artículos es no establecer un costo por la publicación de sus contribuciones Las razones de lo anterior son tener libre acceso de los autores para publicar en nuestra revista y acogernos a los índices de libre acceso y beneficios para las revistas sin fines de lucro como es ésta. INSTRUCTIVO PARA ARTICULISTAS DE LA REVISTA IBEROAMERICANA DE TECNOLOGÍA POSTCOSECHA La revista aceptará para su publicación trabajos de 3 tipos:

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Políticas de Publicación de la Revista y Guía para Autores

-Avance de investigación o resultados que describan una nueva metodología. -Resultados finales de una investigación. -Artículos de revisión de literatura que incluyan conceptos propios del autor. Extensión del artículo. Como norma, la extensión de cada artículo no deberá exceder de 6, 16, y 30 páginas, respectivamente, para los avances, resultados finales y de revisión de literatura, anexos inclusive. Idioma Se publicarán artículos escritos en Español, Inglés y Portugués. En cualquiera de los casos, deberá incluirse resumen, palabras clave y título en Inglés y el idioma en el cual se escribe el artículo. En caso de estar escrito el artículo en Inglés, deberá incluirse el resumen, palabras clave y título en Español. Abreviaturas y unidades. Escriba el nombre completo de aquello que se pretenda abreviar cuando se indique por primera vez en el texto y coloque la abreviatura dentro de un paréntesis. Utilice exclusivamente el sistema métrico decimal. Utilice letra tamaño 12 preferentemente calibri o tahoma FORMATO DE LOS INVESTIGACION

ARTICULOS

DE

Un artículo que informe acerca de resultados de investigación contendrá lo siguiente: Título Nombre y dirección del o los autores Palabra (s) clave Resumen Título en inglés Key words Abstract Introducción Materiales y métodos Resultados y discusión Conclusiones Agradecimientos (en caso de ser indispensables) Literatura citada Cuadros, figuras (fotografías, gráficas) Título El título del artículo deberá ser breve pero lo suficientemente explicativo en torno al contenido del trabajo; se recomienda utilizar alrededor de 125 caracteres (letras y espacios) o de 16 a 18 palabras escritas con mayúsculas, sin utilizar

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abreviaturas. Los nombres técnicos se escribirán en itálicas cuando se emplee el nombre en latín. Nombre (s) y dirección (es) del (os) autor (es) El autor deberá escribir su nombre y apellido (s) como acostumbre hacerlo, sin mencionar títulos académicos. El nombre y dirección de la (s) institución (es) donde trabaja el autor y/o que patrocinó la investigación, incluyendo el código postal y el país.Así mismo, su correo electrónico y teléfono-fax. Si es necesario, se indicará el número de referencia del proyecto de investigación o de publicación de la institución patrocinadora. No utilice llamadas de pie de página en los dos rubros anteriores (título, nombre y dirección). Palabras clave («Key words») Son aquéllas que ayudan a identificar el contenido del trabajo y que son útiles para las bibliotecas y centros de documentación; suplementan al título. Deberán escribirse antes del resumen (o abstract) correspondiente en Español, Portugués e Inglés. Resumen El resumen presentará de manera breve el planteamiento del problema, los resultados y las conclusiones. Su extensión máxima será de 250 a 300 palabras. Abstract Es el mismo resumen, pero escrito en inglés; deberá incluir el título del trabajo en este idioma. En caso de que el trabajo se presente en inglés o portugués, el orden de los resúmenes se invierte y el resumen en español o el idioma correspondiente también llevará el título del trabajo. Títulos y subtítulos. Los títulos de las secciones principales del artículo (INTRODUCCION, MATERIALES Y METODOS, etc.) deberán escribirse con mayúsculas, centrados y sin punto final. Los subtítulos de primer orden se escribirán centrados con mayúsculas sólo al principio. En el caso de los nombres propios emplear punto final sin subrayar. Los subtítulos de segundo orden iniciarán al margen, irán subrayados, con mayúsculas la primera letra e irán rematados con punto y aparte. Los subtítulos de tercer orden irán igual que los anteriores pero se continúa después de punto y seguido.

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INTRODUCCION En este capítulo deberá indicarse la motivación, importancia, breve revisión de literatura citando autor y año, y el objetivo del trabajo. MATERIALES Y METODOS Describa brevemente los materiales vegetales empleados, la técnica de cultivo, los métodos utilizados y el diseño experimental. La idea es que otros investigadores que lo deseen, puedan repetirlos sin dificultad. RESULTADOS Deben presentarse de manera lógica y objetiva ayudándose de cuadros y figuras (dibujos, fotografías en blanco y negro y/o gráficas). Deben relatarse en el texto los hechos ocurridos, pero reservando las interpretaciones para el capítulo de discusión. DISCUSION Presenta la interpretación que el autor dá a los resultados obtenidos y discute su significancia en base a la similitud o discrepancia con los resultados de otros autores. RESULTADOS Y DISCUSION Estos dos apartados pueden presentarse en forma conjunta. CONCLUSIONES Trata de dar respuesta a las preguntas formuladas en la introducción y de proponer nuevas líneas de investigación. AGRADECIMIENTOS Estos sólo se hacen para agradecer la aportación significativa de fondos especiales para el proyecto o para agradecer a personas que contribuyeron con su participación en alguna etapa de la realización del trabajo. REFERENCIAS Cítelas en el texto en algunas de las siguientes formas (Normas APA 6.0 o posterior): Autor (año); p.e. Sánchez Gómez (1977), o (Autor , año); p.e.(Sánchez Gómez, 1977), o En el caso de dos autores o más: Ramírez López y Janick (1982) ó (Ramírez L. y Janick, 1982) En el capítulo de Literatura Citada enliste alfabéticamente a los autores; si hay varias referencias de un mismo autor, se ordenarán cronológicamente. Apéguese a los siguientes ejemplos:

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Revistas periódicas: Goldsberg, D., B. Gornat, and Y, Bar. 1971. The distribution of roots, water and minerals as a result of trickle irrigation. J. Amer. Soc. Hort. Sci. 96:645-648. Libro: Steel, R.G.D. and J.H. Torrie. 1960. Principles and procedures of statistics. Mc. Graw-Hill, New York. pp. 325-327. Capítulo de libro escrito por varios autores: Brown, A.G. 1975. Apples. p. 3-37. In: Janick, J. and J.N. Moore (eds.). Advances in fruit breeding. Purdue University Press. West Lafayette, Indiana. Boletín: Rollins, H.A., F.S. Howlett, and E.H. Emmert. 1962. Factors affecting apple hardiness and methods of measuring resistance of tissue to low temperature injury. Ohio Agr. Exp. Sta. Res. Bull. 901. Resumen (Preferentemente no deberán citarse): Nesmith, W.C. and W.M. Doeler. 1973. Cold hardiness of peach trees as affected by certain cultural practices. HortScience 8:267 (Abstract) Tesis (Preferentemente no deberán citarse): Tirado Torres, J.L. 1977. Variaciones en la concentración de N, P. K en hojas de aguacate (Fuerte) por efecto de fertilización y estado fenológico. Tesis profesional. Dpto. de Suelos. Universidad Autónoma Chapingo, 98 p. Chapingo, México 56230. Anexos: Cuadros Use sólo los cuadros necesarios y distribúyalos en el orden debido en el texto. Cada cuadro deberá tener un título que sea suficientemente explicativo para que los subtítulos que encabecen a las columnas sean cortos. Los subtítulos de las columnas deben alinearse a la izquierda de cada una de ellas. Utilice líneas continuas en los cuadros. Los datos de los cuadros no deben repetirse en el texto. El tamaño de las tablas no debe exceder el ancho y largo normal de una página. Evite el uso de cuadros extensos que tengan que dar vuelta a la página. Para escribir fechas en una tabla abrevie así: 18 Feb., 20 Jul., 24 Sep., etc. Utilice un guión, cuando no se hizo o se perdió una observación por causas no imputables a la conducción del experimento; pero utilice cero

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cuando esa haya sido la lectura. Los valores menores de la unidad deben escribirse como 0.15 en vez de .15.

Título Véase este párrafo en el formato para artículos de investigación.

Gráficas y dibujos lineales: Su tamaño no debe exceder las dimensiones de una página. Tenga en cuenta que el tamaño se reducirá para hacer la impresión, por lo que el texto debe ser de un tamaño que permita la reducción sin que pierda la legibilidad. Use líneas de 0.6 mm. y símbolos de 3 mm. El título de la gráfica o dibujo deberá ir en hoja separada. Marque con lápiz en el margen superior derecho de la hoja de la figura el número del título que corresponda. Utilice el menor número de líneas en una gráfica. Envíelas guardando su forma original y no las doble o enrolle.

Resumen Véase en el formato para artículos de investigación. El autor deberá enfatizar en el resumen los tópicos principales de su artículo.

Fotografías Su número debe ser limitado puesto que su reproducción a color es costosa. Las fotografías deben incluir alguna señal o marco que indique reducción o ampliación cuando sea necesario y deben recortarse a su tamaño mínimo, eliminando objetos superfluos. Marque todas las fotos con lápiz en el reverso indicando el orden, el título del artículo y el nombre del autor; coloque también una señal que indique la parte superior de la fotografía. Envíe fotos que sean de muy buena calidad. Pies de página. Omita emplear notas al pie de página tanto en el texto como en los cuadros.

Introducción Incluye la motivación, alcance y limitaciones del artículo. Se mencionan los tópicos que se tratarán en el escrito. Tópicos Un párrafo (1) puede contener un tópico que abarque uno o más temas de interés. Estos temas pueden tratarse de secciones. (1.1) en el mismo orden en que se mencionaron en la introducción. Diferentes puntos de vista correspondientes a los temas tratados se discuten en una subsección (1.1.1.) Conclusiones El artículo deberá concluirse con una evaluación de fondo de la situación en ese campo de la investigación, de la aplicabilidad de los resultados y recomendaciones acerca de la investigación futura. Agradecimientos En los artículos de revisión se prefiere el título «Bibliografía» en vez de literatura Citada. Pies de página Deben omitirse.

FORMATO DE UN ARTICULO DE REVISION DE LITERATURA Un artículo de este tipo deberá contener lo siguiente: Título Resumen Introducción Tópicos Conclusiones Bibliografía

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Formato de Inscripción

ASOCIACIÓN IBEROAMERICANA DE TECNOLOGÍA POSTCOSECHA Tel/Fax +52 (662) 2-18-47-74 Cerrada de Montebello No. 47; Residencial Montebello 83249, Hermosillo, Sonora México. e-mail: rebasa@hmo.megared.net.mx Nombre: _____________________________________________________________________ Domicilio Particular: ___________________________________ C.P. ______ Tel._____________ Fax _________ Ciudad: __________________________________ Ocupación: _______________________ Correo Electrónico: __________________________________________________________ Institución: ___________________________________________________________________ Domicilio de la Institución: __________________________________ C.P. _________ Tel.___________ Fax _________ Ciudad: _______________________________________ Ocupación: __________________ Información de interés profesional (seleccionar una actividad, cultivo y disciplina) TIPO DE ACTIVIDAD ( ) Investigación y Desarrollo ( ) Educación ( ) Extensión ( ) Administración y Mantenimiento ( ) Servicios y Consulta ( ) Comunicación y Relaciones Públicas ( ) Industria y Negocios CULTIVOS HORTICOLAS ( ) Frutas ( ) Verduras ( ) Ornamentales ( ) Plantas Medicinales y Aromáticas ( ) Viticultura ( ) Raíces y Tubérculos ( ) Productos Hortícolas en General DISCIPLINAS ( ) Propagación y Producción de Semillas (micro/macro) ( ) Cultivo y Desarrollo Fisiológico ( ) Prácticas de Cultivo y Manejo ( ) Ecología y Factores Ambientales ( ) Tecnología Postcosecha ( ) Tecnología y Ciencia de los Alimentos ( ) Biología Molecular ( ) Mercadeo ( ) Botánica y Taxonomía ( ) Otro ______________________ PALABRAS CLAVES: __________________________________________________________ Cuota de inscripción $650.00 (USD $55.00)/Un año; $1100.00 (USD $90.00)/Dos años Para el pago deberán seguirse las siguientes instrucciones: No. de Swift:

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Sucursal:

Navarrete No. 602

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Reginaldo Báez Sañudo

Instrucciones: Abono a la Cuenta No. 5856781 Clabe: 002760060258567819