PROYECTO DE INVESTIGACIN Cdigo de proyecto: I.I.A.Palabras
claves: acido ascrbico, pasteurizacin.1. GENERALIDADES:0. Titulo:
Influencia de Tiempo y Temperatura en la optimizacin de vitamina C,
de nctar de Aguaymanto (Physalis peruviana)
0. Personal Investigador:Autores: Dominguez Luera Royder Encinas
Estrada Greissy Osorio Durand Alexander Palacios Hilario Antony
Quiliche Veramendez Wilder Ramos Bartolo Almendra Vasquez Bacilio
Fabiola
0. Tipo de investigacin:Aplicada - Experimental
0. rea de investigacin: Ingeniera agroindustrial
0. Localidad e institucin: Instituto Tecnolgico de Investigacin
Agroindustrial- Nuevo Chimbote
0. Duracin del proyecto:1 semana
1. ASPECTOS DE INVESTIGACIN
1. REALIDAD PROBLEMTICA
0. Planteamiento del problemaEl producto a elaborarse pretende
ofrecer una forma de conservacin y utilizacin de la materia prima
(Aguaymanto), dando un nuevo producto al mercado regional y
nacional. Adems una nueva opcin al consumidor, dando una
alternativa ms de consumo. Tcnicamente la obtencin de parmetros y
formulaciones ptimas con la debida realizacin de experiencia y la
utilizacin de equipo ymaquinaria adecuada, hacen posible la
elaboracin de un producto competitivo y con expectativas en el
mercado actual y futuro.
0. Formulacin del problemaDado que la combinacin de mtodos,
tales como la deshidratacin osmtica parcial y secado por aire
caliente permiten un producto estable y de caractersticas
superiores a los mtodos por separado, es posible aplicar dichos
mtodos para la elaboracin de aguaymanto deshidratado tipo pasa a
partir de una materia prima adecuada, evaluando y determinando para
ello parmetros de proceso.
0. Objetivos:
2. Objetivos General:1. Determinar el tiempo y temperatura
ptimos para una mayor retencin de vitamina C.2. Objetivos
Especficos:1. Determinar la cantidad de vitamina C
1. MARCO TERICO
1. Antecedentes del problema:
Badui, 2006: Debido a su estructura qumica de todas las
vitaminas la C es la ms inestable y la mas reactiva, por lo que
algunos investigadores has propuesto usar su contenido residual en
los alimentos como un ndice de retencin de nutrimentos: se
considera que si resiste el procesamiento, el almacenamiento,
etctera, querr decir que todos los dems nutrimentos se vern poco
afectados.
Fennema, 2000:Menciona que los factores capaces de influir sobre
la naturaleza del mecanismo de degradacin son: temperatura,
concentracin de sal y azcar, pH, oxigeno, enzimas, catalizadores
metlicos, aminocidos oxidantes o reductores, concentracin inicial
de acido ascrbico y relacin acido ascrbico acido
dihidroascorbico.
Braverman, 1980:Dice que en los jugos deshidratados, la
degradacin del acido ascrbico depende nicamente de la temperatura y
la humedad. Por lo general la estabilidad del acido ascrbico
aumenta a medida que disminuye la temperatura del alimento.
Diversas investigaciones han sealado la posibilidad de que se
produzca perdida acelerada por congelacin o almacenamiento en
frio.
Kirk, et al.1996:Estudiaron la destruccin del acido ascrbico en
un sistema modelo de alimento deshidratado y encontraron lo
siguiente:
1. La estabilidad del acido ascrbico est en funcin del agua y la
temperatura, y su destruccin sigue una cintica de primer orden bajo
mucha condiciones de almacenamiento.
1. En los sistemas de multivitaminas el acido ascrbico se
destruye fcilmente cuando se almacena con oxigeno.
Badui, 2006:Menciona que las temperaturas altas aun en ausencia
de oxigeno, provocan la degradacin de los carotenoides de
diferentes maneras.
Fennema, 2000:Cita que los compuestos fenolicos no soportan
altas temperaturas ya que estos se volatilizan y se pierden.
1. Base terica:1. Aguaymanto: 1. El Aguaymanto fue una fruta
conocida por los incas y su origen se atribuye a los valles bajos
andinos de Per y Chile. La fruta es redonda ovoide, del tamao una
uva grande, con piel lisa, ceracea, brillante y de color amarillo
dorado naranjas; o verde segn la variedad. Su carne es jugosa con
semillas pequeas y suaves que pueden comerse.Cuando la flor cae el
cliz se expande, formando una especie de capuchn o vejiga muy fina
que recubre la fruta. Cuando la fruta est madura, es dulce con un
ligero sabor agrio. (Palacios, 1993).
1. El Aguaymanto (Physalis peruviana) es una planta oriunda de
los andes, fue introducida en Europa, donde por su vistosidad se
convirti en planta favorita de los jardines, siendo cultivada como
especie ornamental. Sus frutos eran usados por los indgenas en la
alimentacin y tambin en medicina. (Palacios, 1993).
1. Segn Alarcn (2002), el aguaymanto fue descrita por primera
vez por Linneaeus en 1753. En la dcada del 40 y 50 esta planta fue
descrita en Colombia por eminentes botnicos. Actualmente en la
India, Sudfrica, Nueva Zelanda y otros pases han realzado estudios
sobre diferentes aspectos del aguaymanto, tenindola como un
producto de gran importancia en al medicina y en la alimentacin
humana.
1. Cortes (1988), realizo un anlisis tentativo de la denominacin
vernacular del fruto Aguaymanto, proviene de dos vocablos quechuas
Aguay que significa tejido y Mantu que significa cubierta o bolsa
por lo cual la traduccin literaria seria bolsa o cubierta
tejida.
1. Composicin Fsico Qumica y Valor Nutricional1. Analizando una
muestra de 100g de fruta madura de aguaymanto sin cascara, Bernal
(1986) obtuvo los siguientes resultados mostrados en el Cuadro
1.
1. Tapia (2000) y la Comunidad Andina (2004) reportaron los
datos de composicin fsico-quimica del fruto de aguaymanto que se
exponen en el Cuadro 1. Cabe destacar el contenido de provitamina
A.
1. En el Cuadro 2 se presentan estos componentes en comparacin
con otros frutos, observndose que es una fuente de mayor cantidad
de nutrientes, como protena, sales minerales (fosforo y potasio),
que son altos para una fruta, as como provitamina A, vitamina C y
vitaminas del complejo B. (Bernal, 1986).
Cuadro N1: Contenido Nutricional de Aguaymanto (Physalis
peruviana) por 100g de parte comestible.
Contenido(1)(2)(3)
Agua (%)78.979.685.9
Protena(g)0.31.11.5
Grasa(g)0.50.40.5
Carbohidratos(g)19.313.111.0
Fibra(g)4.94.80.4
Ceniza(g)1.01.00.7
Calcio(mg)8.07.09.0
Fosforo(mg)553321
Hierro(mg)1.21.21.7
Vitamina A243*648UI1730UI
Tiamina(mg)0.10.180.1
Riboflavina(mg)0.0030.030.17
Niacina(mg)1.71.30.8
Ac. Ascrbico(mg)432.620
Fuente: (1) Tapia, 2000 (2) Comunidad Andina, 2004 (3) Bernal,
1986*El contenido de carotenos fue convertido en equivalente de
retinol (FAO/OMS, 1988)
Cuadro N2: Valor Nutricional comparativo del Aguaymanto con
otras frutas.
Contenido en 100g de parte
comestiblePltanoNaranjaPiaFresaAguaymanto
Parte comestible%7060359590
Caloras (Kcal)8435513249
Agua (g)74.88985.189.985.9
Protenas (g)1.20.70.40.81.5
Grasa (g)0.10.10.10.50.5
Carbohidratos (g)22913.56.911
Fibra (g)10.70.51.40.4
Calcio (g)61921289
Fosforo (mg)2522102721
Hierro (mg)0.40.40.50.81.7
Vitamina A (UI)22000301730
Tiamina (mg)0.040.080.090.030.01
Riboflavina (mg)0.030.030.030.070.17
Niacina (mg)0.70.30.20.30.8
Vitamina C (mg)5060126020
Cenizas (g)0.90.50.40.50.7
Fuente: Bernal (1986).
DIAGRAMA DE ELABORACIN DEL AGUAYMANTO AGUAYMANTO SELECCIN PESADO
Hipoclorito 5ppm y agua
LAVADO Agua a 100C x 1minuto
ESCALDADO PULPEADO REFINADOAcido Ctrico PH = 3.5Pulpa: Agua =
1:3
Azcar:Brix = 12.5 13.0Estabilizante = 0.10%Conservante =
0.045%
ESTANDARIZACION
HOMOGENIZACIONTemperaturas y Tiempos(Diferentes)Titulacin
con:2,6-diclorofenol-indofenol
PASTEURIZACION PASTEURIZACIONENVENVASADO
ENFRIADO ETIQUETADO ALMACENADO
NECTAR DE AGUAYMANTO
1. Definicin de trminos:
1. Acido ascrbico o vitamina C: Hidrosoluble, es una cetona
cclica que corresponde a la forma enolica de la
-ceto-1-gulofuranolactona, contiene un enol entre los carbonos 2 y
3 que lo hace un agente acido y muy reductor por lo que se oxida
fcilmente.
1. Carotenos: Compuestos presentes en las frutas y vegetales,
capaces de combatir los radicales libres.
1. Compuestos Fenolicos: Sustancias muy importantes en la
alimentacin ya que previenen la oxidacin de las clulas.
1. Escaldado: Tiene por objeto ablandar la fruta, facilitando de
este modo el pulpeado. Esta operacin se realiza en agua de
ebullicin. el escaldado tambin sirve para inactivar ciertas enzimas
responsables del pardeamiento. Se realiza a 100C durante 1min.
1. Pasteurizacin: Esta operacin es un tratamiento trmico que se
realiza para inactivar la carga microbiana que pudiera tener el
nctar.
1. Nctar: Es el producto elaborado con jugo y fruta de
aguaymanto, ingredientes y aditivos permitidos.
1. Vitamina: Son nutrientes que facilitan el metabolismo de
otros nutrimentos y mantienen diversos procesos fisiolgicos vitales
para todas las clulas activas, tanto vegetales como animales. En
los alimentos se encuentran en cantidades muy pequeas, que van
desde unos cuantos microgramos hasta 200mg/kg.
1. MARCO METODOLGICO:2. Diseo de la contratacin de la
hiptesis.0. Diseo Factorial: En el presente trabajo existe la
manipulacin de dos variables independientes.T1T2T3
t1= 60CT1t1T2t1T3t1
t2= 70CT1t2T2t2T3t2
t3= 80CT1t3T2t3T3t3
Donde:Variable independiente: T (Temperatura)Variable
independiente: t (Tiempo)2. Poblacin y muestra
Poblacin: Aguaymanto que se expende en el mercado
Moshoqueque-Chiclayo.
Muestra: Se tomara 3kg de aguaymanto para los tratamientos de
tiempo y temperatura, en la elaboracin de nctar.
2. Materiales tcnicos e instrumentales de la recoleccin de
datos
1. Insumos1. Aguaymanto1. Azcar blanca1. Acido ctrico1.
Carboximetil celulosa1. Agua
1. Materiales:1. Ollas1. Termmetro1. Jarras de plstico1.
Coladores1. Tablas de picar1. Cuchillos1. Tamiz1. Paletas1. Mesa de
trabajo1. Botellas de vidrio1. Tapas
1. Materiales de oficina:1. Lapicero1. Cuaderno1. Calculadora1.
Plumn indeleble
1. Equipos:1. Pulpeadora o licuadora1. Cocina1. Balanza1.
Refractmetro1. pH metro1. Espectrofotmetro1. Homogenizador1.
Centrifuga
1. Mtodo:
a. Determinacin de la vitamina C (acido ascrbico) por titulacin
visual con 2,6-diclorofenol-indofenol.
a.1. Procedimiento:a.1.1. Anlisis del estndar de trabajo:1.
Tomar 1ml de solucin estndar y colocarlo en un matraz erlenmeyer de
50ml. Agregar 30ml de acido oxlico al 0.5% y titular con la solucin
de 2,6-diclorofenol-indofenol, el final de la titulacin se indicara
por un cambio de color rosado dbil, color que debe persistir por
10-15segundos. Lecturas a mayor tiempo dan coloraciones algo ms
rosadas la cual es una fuente de erros. La solucin de
2,6-diclorofenol-indofenol deber estar estandarizada cada da.
1. Calculo del equivalente en acido ascrbico por ml de solucin
de 2,6-diclorofenol-indofenol.X mg de acido ascrbico por Y ml de
solucin de 2,6-diclorofenol-indofenol.
a.1.2. Anlisis de la muestra1. Colocar 40ml de muestra en una
homogenizadora.1. Agregar 200ml de solucin al 0.5% de acido oxlico
a la homogenizadora y desintegrarla por min.1. La mezcla puede ser
centrifugada o filtrada. Poner la solucin filtrada en un
erlenmeyer. Si la muestra tuviera una coloracin oscura (rosado o
rojo intenso) la cual dificultara la determinacin, ser preciso
aadirle a la muestra filtrada 1% de carbn activado y agitarla
durante 1/2hora, siguiendo con el filtrado posteriormente.
1. Pipetear 30ml de la solucin filtrada en un erlenmeyer de 50ml
y titular rpidamente hasta obtener un color rosado dbil con la
solucin de 2,6-diclorofenol-indofenol.
1. Hacer titulacin de un blanco sobre 30ml de la solucin de
acido oxlico al 0.5% y restarle este valor al valor de las otras
titulaciones.
1. Calcular el contenido de acido ascrbico segn la siguiente
frmula:mg de acido ascrbico por 100g de muestra=V x T x 100
WDonde:V: ml de 2,6-diclorofenol-indofenol para titular un alcuota
de muestra.T: equivalente del acido ascrbico de la solucin
2,6-diclorofenol-indofenol expresada en mg/ml de colorante.W: g o
ml de muestra en la alcuota analizada.
2. Anlisis estadsticos de los datos:
De acuerdo, a nuestros datos por obtener, el modelo estadstico
que usaremos es D.B.C.A. (DISEO DE BLOQUES COMPLETAMENTE
ALEOTARIZADO), ya que se evaluar la mayor retencin de vitamina
C,carotenos totales y compuestos fenolicos en temperaturas y
tiempos, ambos diferentes, con un nivel de significancia de por ser
el ms utilizado.
3.4.1. Hiptesis de estudio:Para los Tratamientos
(Temperaturas):H0: T1 = T2 = T3 = 0 (Todas las temperaturas tienen
el mismo efecto en la retencin de acido ascrbico, carotenos y
compuestos fenolicos).
H1: T1 T2 T3 0 (No todas las temperaturas tienen el mismo efecto
en la retencin de acido ascrbico, carotenos y compuestos
fenlicos).Para los Bloques (Tiempos):H0: t1 = t2 = t3 = 0 (Todas
las tiempos tienen el mismo efecto en la retencin de acido
ascrbico, carotenos y compuestos fenolicos).
H1: t1 t2 t3 0 (No todas las tiempos tienen el mismo efecto en
la retencin de acido ascrbico, carotenos y compuestos
fenlicos).
3.4.2. Cuadro de ANLISIS DE VARIANZA (ANVA) PARA UN
D.B.C.AFUENTE DE VARIACINGRADOS DE LIBERTAD DE CUADRADOSCUADRADO
MEDIORAZON
ENTRE TRATAMIENTOST-1Tyy
ENTRE BLOQUESB-1Byy
ERROR EXPERIMENTAL(T-1)(B-1)Eyy
R F
Tyy = Suma de cuadrados entre tratamientos (columnas).Byy = Suma
de cuadrados entre bloques (filas).Eyy = Suma de cuadrados del
error experimental.
Al tener F calculado, comparamos con el valor de la tabla y
vemos si se rechaza la hiptesis o no.Por lo tanto para la
determinacin del mejor rendimiento de vitamina C, carotenos y
compuestos fenlicos en el proceso de pasteurizacin del nctar de
aguaymanto se utilizar la prueba de Duncan.
3.5 . CONCLUSIONES: Se logro evaluar el tiempo y la temperatura
para una mayor retencin de vitamina C, llegando a las siguientes
resultados: que por cada cambio de temperatura y diferentes tiempo;
el contenido de acido ascrbico tiende a disminuir, ya que es
termolbil la vitamina C, por eso sufre dichos cambios. La
temperatura de 80C y el tiempo de 10 minutos es la ms optima para
que el nctar de aguaymanto, para que as retenga la mxima cantidad
de vitamina C.
b. Determinacin de la vitamina C (acido ascrbico) por
Espectofotometria con 2,6-diclorofenol-indofenol.
Procedimiento Preparacin de la curva estndar
Enumerar 4 tubos de ensayo para cada estndar de trabajo y
agregar lo siguiente:
10 ml de agua destilada 1 ml de acido oxlico al 0.4% 1 ml de
estndar de trabajo (E.T) para cada uno (1, 2, 3, 4, 5 mg/100ml) 1
ml de E.T (1, 2, 3, 4, 5 mg/100 ml)
Con el tubo I ajustar a Absorbancia (A) 0 con =520 nm Tubo II +
9 ml de colorante y leer A (L1) Tubo III + 9 ml de agua destilada y
calibrar a A=0 Tubo IV + 9 ml de colorante y leer A (L2) Hacer la
misma repeticin para cada estndar de trabajo (E.T)
Lectura de la muestra
Pesar y macerar 25 g de muestra (aguaymanto) Agregar 175 ml de
acido oxlico al 0.4% Mezclar, filtrar y centrifugar Determinar L1
(IDEM b y c de la curva de calibrado) 1 ml de muestra + 9 ml de
agua destilada, ajustar a A=0 1 ml de muestra + 9 ml de colorante
leer A (L2)RESULTADOSCURVA DE CALIBRADO
LECTURA DE NUESTRA
MUESTRATiempo(min)L1L2L1-L2[mg/100ml][mg/100ml] Promedio[mg/100g
Pulpa] Promedio
T=60C50.26352.0002.02020.204
0.27012.051
0.26482.010
100.18591.4001.41614.158
0.1871.408
0.1911.439
150.0950.6970.6816.814
0.0980.720
0.0860.627
MIESTRA N1GRAFICO
MUESTRA N2 Tiempo(min)L1L2L1-L2[mg/100ml][mg/100ml]
Promedio[mg/100g Pulpa] Promedio
T=70C50.1611.2071.20812.078
0.16241.218
0.1601.198
100.0830.6000.6276.270
0.0850.623
0.090.658
150.0390.2640.2642.637
0.0420.287
0.0360.241
GRAFICO N 2
MUESTRA N 3Tiempo(min)L1L2L1-L2[mg/100ml][mg/100ml]
Promedio[mg/100g Pulpa] Promedio
T=80C50.080.5810.5945.937
0.0850.619
0.0800.581
100.0400.2710.2972.972
0.0400.271
0.050.349
1500.0000.0000.000
00.000
00.000
GRAFICA N 3
Todas las determinaciones analticas se realizaron por duplicado.
La cintica de degradacin trmica de la vitamina C en la pulpa de
mango, se calcul a partir de las ecuaciones 1-6, descritas
previamente por Toledo, 1991 (10):
Donde:C = concentracin de vitamina C. k = velocidad constante de
reaccin expresada en min-1.t = tiempo en minutos. Ea = energa de
activacin en kcal/mol.R = constante universal de los gases(1,987
cal/mol K). T = temperatura absoluta engrados kelvin (K).A =
constante preexponencial.D = reduccin decimal. t0,5 = tiempo
requerido para reducir el 50% la concentracin original de vitamina
C; Q10 = cambio de la constante de velocidad de una reaccin al
aumentar la temperatura en 10C; utilizando Excel 2012 logramos
encontrar los siguientes resultados:
PARA LA ECUACION 1 POR CADA TEMPERATURA HALLAMOS NUESTRA
CURVA:
TABLA DE DATOS N1
TCEje xEje Y
60Tiempo (min)mg AA/100 g PulpaLn(Ct/Co)
0250
520.204-0.213
1014.158-0.569
156.814-1.300
GRAFICO N 1
TABLA DE DATOS N 2
TCXY
70tiempomg AA/ 100g pulpaln(ct/Co)
0150.000
512.078-0.217
106.270-0.872
152.637-1.738
GRAFICO N 2
TABLA DE DATOS N 3xy
TCTIEMPOmg AA/100g pulpaln(Ct/Co)
0100
8055.937-0.521364768
102.972-1.213210147
GRAFICO N 3
TABAL DE DATOS N 4
xy
TEMPERATURA CK(min)D(min)T(0.5)minQ10 (60-80)Ln
KTEMPERATURAK1/T
600.085127.068.151.19389359-2.463928243333.003
700.117419.615.90-2.142168373432.915
800.121318.985.71-2.109488463532.833
GRAFICO N 4
Se logro determinar la cantidad de vitamina c (acido ascrbico)
por intermedio de las ecuaciones que nos ayudaron a realizar dicho
calculo, adems llegamos a entender como se degrada la vitamina c en
el tiempo, por los graficos anteriores que no solo es tomando
referencias del curso de bioqumica tambin hallamos energa de
activacin en kcal/mol entre otras determinaciones lo cual nos ayudo
el programa de microsof Excel y fueron representados con tabalas y
pendientes.
DISCUCIONES:En el momento del procesamiento del Aguaymanto para
darle su valor agregado de deben tener en cuenta ciertos parmetros
(tiempo, temperatura, pH, etc.), que pueden afectar el contenido de
vitamina C, carotenos y compuestos fenlicos presentes en el
Aguaymanto.El Aguaymanto (Physalis peruviana) es fuente de vitamina
C, estudios realizados reportaron un contenido de 20-40 mg/100g. Su
consumo como fuente de vitamina C es beneficioso, as como tambin,
interviene en la absorcin del hierro.Las diferencias en los
parmetros cinticos de la vitamina C en el presente estudio con los
registrados en otras investigaciones puede ser consecuencia de las
temperaturas empleadas, la matriz biolgica y su geometra, y
probablemente por las diferencias en el contenido de humedad de las
muestrasSe determinaron parmetros de descerado y tratamiento trmico
que hacen mxima la retencin de cido ascrbico (Vitamina C) en la
conserva de Aguaymanto, por ejemplo en almbar, mediante la
aplicacin del mtodo Taguchi (p