INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA "DISEÑO DE UN PROCESO PARA LA Tabla de contenido

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INSTITUTO TECNOLÓGICO DE MORELIA

“DISEÑO DE UN PROCESO PARA LA

PRODUCCIÓN DE AGUACATE

DESHIDRATADO”

INGENIERÍA DE PROYECTOS

INTEGRANTES:

Ramírez Mendoza Luis Alfredo

Rivera Villagómez Rubén

Sánchez Ortiz Karla Violeta

ASESOR:

M.C. Marco Antonio Domínguez Reyes

Morelia, Mich., 31 de Mayo de 2013.

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Tabla de contenido

Introducción ........................................................................................................................................ 4

Marco teórico ...................................................................................................................................... 5

Origen .............................................................................................................................................. 5

Descripción ...................................................................................................................................... 5

Clima ................................................................................................................................................ 6

Cosecha ........................................................................................................................................... 6

Usos ................................................................................................................................................. 7

Clases De Aguacate ......................................................................................................................... 7

Exportación ................................................................................................................................... 11

Propiedades Nutricionales y beneficios a la salud ........................................................................ 14

Propiedades Nutricionales ............................................................................................................ 14

Producción por Entidad Federativa ............................................................................................... 16

Desarrollo Histórico En México ..................................................................................................... 18

Funcionamiento de un deshidratador........................................................................................... 19

Deterioro Enzimatico .................................................................................................................... 21

Polifenol Oxidasa (PFO) en el aguacate ........................................................................................ 21

Reacciones no enzimáticas post-catálisis de la PFO...................................................................... 23

Control del Oscurecimiento enzimático ........................................................................................ 23

Ácidos grasos libres ....................................................................................................................... 24

Enranciamiento de las grasas e índice de peróxidos. ................................................................... 25

Planteamiento del problema ............................................................................................................ 26

Hipótesis ............................................................................................................................................ 26

Justificación ....................................................................................................................................... 26

Objetivo general ................................................................................................................................ 26

Objetivos específicos ......................................................................................................................... 26

Materiales y métodos ....................................................................................................................... 27

Determinación de humedad ......................................................................................................... 28

Análisis Bromatológico .................................................................................................................. 28

Índice de peróxidos ....................................................................................................................... 34

Análisis microbiológicos ................................................................................................................ 36

Resultados. ........................................................................................................................................ 37

3

Conclusiones ..................................................................................................................................... 39

Recomendaciones y propuestas. ...................................................................................................... 40

Lista de Tablas. .................................................................................................................................. 41

Lista de Figuras. ................................................................................................................................. 41

Lista de Gráficas. ............................................................................................................................... 41

Anexos. .............................................................................................................................................. 42

Cronograma de actividades........................................................................................................... 42

Referencias ........................................................................................................................................ 43

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Introducción

Del total de variedades de paltas existentes de aguacate, la variedad Hass es la más

comercializada en el mundo. Las razones las encontramos no solo en su excelente sabor,

sino también en su importante aporte para la conservación de nuestra salud, ya que

contiene contiene 12 de las 13 vitaminas existentes, además alto contenido de vitamina E,

vitamina K, todas las vitaminas del complejo B, es rico en minerales como potasio y

magnesio, no contiene colesterol, más aun, la acción de sus aceites monoinsaturados

reducen significativamente los índices de colesterol en la sangre y disminuyen, por tanto,

los riesgos de contraer enfermedades cardiovasculares, protege contra enfermedades

como cáncer cataratas , alzhéimer, diabetes y otras condiciones de salud.

Uno de los métodos más viables y efectivos para la preservación de estos es la

deshidratación, además el equipo puede llegar a ser de bajo costo.

Con este proceso se puede llegar a disminuir el grado de humedad, deteniendo así el

crecimiento de microorganismos causantes del deterioro y la descomposición del fruto,

para así conservar sus propiedades y evitar una pérdida de su valor.

Como se ha expandido el mercado del aguacate y por lo tanto una mayor producción del

mismo, existe la necesidad de buscar nuevas alternativas como la deshidratación de este

para la conservación y aprovechamiento del mismo y evitar pérdidaseconómicas debido a

la sobreproducción, ya que este fruto suele ser desperdiciado cuando no es vendido a las

empacadoras o al público.

Debido a que el aguacate deshidratado es un producto ya existente en el mercado, la idea

es elaborar un alimento nutritivo, balanceado y de fácil preparación ya que hoy en día el

ritmo acelerado de las personas que muchas veces no tienen tiempo para cocinar

alimentos realmente nutritivos para la salud haceque la mayoría de las personas

consuman comida rápida con bajos aportes energéticos siendo perjudicial a la salud a

largo plazo.

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Marco teórico

Origen

El nombre “aguacate” deriva de la palabra náhuatl ahuacatli, y proviene de un árbol que

se originó en una amplia área geográfica que abarca desde la planicie central de México

hasta la costa de la América Central, en el Pacífico. Evidencias arqueológicas en nuestro

país permiten ver que este cultivo tiene 10,000 años, pues fueron encontradas semillas de

aguacate (Persea americana Mill.) en cuevas del valle de Tehuacán, Puebla, mostrándonos

que a lo largo de ese tiempo hubo una selección progresiva orientada al incremento de

tamaño del fruto.

No existen barreras de esterilidad entre las tres variedades de Persea americana, porque

árboles de diferentes variedades se pueden cruzar cuando se encuentran próximos; así, el

cultivo denominado Fuerte, que se siembra en California y otras regiones mediterráneas

subtropicales es, aparentemente, un híbrido natural entre las variedades mexicana y

guatemalteca, si bien con características predominantes de la variedad mexicana. El

aguacate Hass, actualmente dominante en la mayoría de estas regiones, en su origen se

consideró una variedad guatemalteca pura, pero la progenie producida por

autopolinización indica que tiene genes de la variedad mexicana.

Descripción

El árbol del aguacate es frondoso y de hoja perenne, tiene una floración muy generosa.

Sus flores perfectas en racimos, sin embargo, cada flor abre en dos momentos distintos y

separados, es decir los órganos femeninos y masculinos son funcionales en diferentes

tiempos, lo que evita la autofecundación. Las flores abren primero como femeninas,

cierran por un período fijo y luego abren como masculinas en su segunda apertura; cada

árbol puede llegar a producir hasta un millón de flores y sólo el 0.1 % se transforman en

fruto. El fruto que es una baya de una semilla, oval, de superficie lisa o rugosa, tiene un

rango de peso bastante amplio que en las variedades comerciales oscila entre los 120 g y

los 2.5 kg, es de color verdoso y piel fina o gruesa; cuando está maduro, la pulpa tiene una

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consistencia como de mantequilla dura y su sabor recuerda levemente al de la nuez, es

muy rico en proteínas y en grasas, con un contenido en aceite del 10 al 20%.

Clima

Es sensible al frío y a la humedad ambiental, por lo que se aconseja su establecimiento en

regiones libres de heladas y de vientos calurosos y secos. La temperatura y la precipitación

son los dos factores de mayor incidencia en el desarrollo del cultivo, en cuanto a

precipitación, se considera que 1,200 mm anuales bien distribuidos son suficientes. Las

sequías prolongadas provocan la caída de las hojas lo que reduce el rendimiento. El exceso

de precipitación durante la floración y la fructificación, reduce la producción y provoca la

caída del fruto. El viento produce daño, rotura de ramas, caída del fruto, especialmente

cuando están pequeños, también, cuando el viento es muy seco durante la floración,

reduce el número de flores polinizadas y por consiguiente de frutos.

Cosecha

Normalmente, la primera cosecha comercial ocurre a los cinco años en árboles injertados.

A los cinco años, generalmente se cosechan cincuenta frutos; a los seis años, ciento

cincuenta frutos; a los siete años, trescientos frutos y ochocientos a los ocho años. El

grado óptimo de madurez del fruto para realizar la recolección, es difícil de determinar

por la diversidad de variedades y ambientes, por las variaciones en la duración de período

de floración a cosecha y por las diferencias en el contenido de aceites que se van

acumulando durante la maduración del fruto. El criterio de madurez que ha prevalecido

ha sido el basado en el contenido de grasa en el fruto. La recolección se hace a mano

utilizando escalera, se corta el pedúnculo por encima de la inserción con el fruto; dado

que el fruto del aguacate tiene una actividad respiratoria muy intensa después de

recolectado, su almacenamiento por períodos largos se hace difícil, ya que esta

característica conlleva una intensa actividad microbiana y una fuerte disminución del

contenido de agua en el fruto.

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Usos

Se utiliza principalmente en la alimentación, como complemento de todo tipo de comidas

debido a su alto contenido de proteínas, vitaminas y minerales. De su rica materia grasa

puede extraerse aceites que una vez procesados son utilizados en la Industria Cosmética y

Farmacéutica.

Clases De Aguacate1

Bacon

Es un aguacate de piel verde de buena calidad,

tamaño medio, disponible entre fines otoño

(mayo) y fines de julio. Su forma es ovalada, tiene

un cuesco de mediano a grande, es fácil de pelar y

su sabor es suave, posee un tamaño mediano

(rangos entre 6-12 oz). Tiene un aspecto suave de

piel verde y delgada, con pulpa amarilla verdosa,

su piel se mantiene verde, se oscurece levemente, y es sensible a la presión.

Fuerte

Es un aguacate de buena calidad con piel suave. Su

semilla es de tamaño medio y además es fácil de

pelar. Posee un buen sabor, su tamaño es de

mediano a grande (entre 5-14 oz). Tiene un aspecto

de piel verde y delgada, con superficie suave. y su

pulpa es cremosa y de color verde pálido una de

sus características de maduración es que la piel se mantiene verde, su principal

producción son a principios de agosto hasta fines de octubre.

1Mijares Oviedoet al., 1998

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Gwen

Es similar en apariencia, sabor y textura al

aguacate Hass, sin embargo, su tamaño es

algo superior, es redondo ovalado, tiene una

semilla de tamaño pequeño a mediano. Se

puede pelar fácilmente y posee un buen

sabor, su tamaño es de mediana a grande. (entre 6-15 oz.), su piel es verde delgada y

granulosa, pero flexible, posee pulpa verde y cremosa, su producción es de septiembre a

diciembre.

Pinkerton

Es un aguacate de semilla pequeña. Disponible

en variados tamaños a comienzos de la

temporada. Su forma es larga ovalada, con

semilla pequeña y excelentes características

para pelarse además tiene un muy buen sabor, su tamaño tiene rangos entre 8-18 oz. Su

aspecto es de piel medianamente gruesa. Con pulpa cremosa y de color verde pálido.

Cuando se madura el color verde de la piel se oscurece. Su principal producción es desde

invierno a primavera.

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Reed

Es una fruta larga y redonda disponible en los meses de verano, tiene una semilla de

tamaño mediano, se pela fácilmente y posee un

buen sabor. Su tamaño es de mediano a grande

(rangos entre 8-18 oz). Su piel es gruesa y verde

con poca granulosidad, posee pulpa es

mantecosa y su piel se mantiene verde.

Su principal producción es desde verano hasta

principios de diciembre.

Zutano

Este fruto se caracteriza por su apariencia brillante.

Tiene forma de peracon un sabor suave, su tamaño

es de mediano a grande (rangos entre 6-14 oz.), su

aspecto es de piel delgada, verde amarillenta y su

pulpa es verde pálido con suave textura. Otra de

sus características es que mantiene su color al madurar, se produce generalmente desde

otoño hasta principios de invierno.

Ester

Es un fruto de forma redonda, grande y de

buen sabor, su piel es granulosa similar al

aguacate Fuerte y Hass su principal

producción es entre abril, mayo y junio.

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Mexicola

El nombre de este tipo de aguacate varía de

acuerdo a su localización, su pulpa contiene

hilachas, es una fruta ovalada con lenticelas

blancas, su color es morado oscuro y su

semilla muy grande.

Negra de la cruz

Posee piel negra y lisa, tiene una forma

alargada y además es de buen sabor. Su

producción es entre los meces de Julio,

Agosto y Septiembre.

Hass

Una de las características más relevantes de la

variedad Hass es que una vez que alcanza su

madurez fisiológica adecuada, puede

mantenerse en el árbol durante varios meses,

de tal forma que el propio árbol actúa como

un verdadero frigorífico lo cual permite

extender enormemente el período de cosecha. Su contenido de agua es bajo comparado

con otras variedades, oscilando entre un 60 y 70 %. Tanto el fruto como su semilla son

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relativamente pequeños con un calibre que va desde 200 a 300 gramos. La piel es algo

coriácea, rugosa, de color verde que se va tornando al color negro cuando está madura,

momento en que está apta para el consumo.

Florece una vez al año, desde inicios a fines de primavera y está apta para ser cosechada a

partir del noveno mes de la floración, Julio y la cosecha se extiende hasta Febrero-Marzo.

El aguacate que predominaba en Michoacán antes de 1963 Era el "criollo", pero a partir

de ese año, fue desplazado por algunas variedades mejoradas, entre las que sobresalieron

las variedades Fuerte y Hass.

De las tres variedades sobresale la variedad Hass, por su excelente productividad y

resistencia a plagas. Actualmente esta variedad es la que se sigue explotando

exitosamente a nivel comercial,

Exportación

El árbol del aguacate se encuentra ampliamente distribuido, su fruto se conoce en casi

todo el mundo aunque se le cultiva principalmente en América. La importancia del

aguacate en el mercado internacional, ha venido creciendo sostenidamente, dejando de

ser una fruta exótica para incorporarse en la dieta de un buen número de personas.

México es el principal productor a nivel internacional, las exportaciones en el ciclo 2007-

2008 se incrementaron en 21.0% respecto al ciclo anterior, ubicándose en 300 mil

toneladas (Financiera Rural, 2008). Las importaciones como se puede ver, son mínimas

debido a que México es autosuficiente en la producción de este cultivo.

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Tabla 1.- (Financiera Rural, 2008).

El principal productor de aguacate es México, ya que en 2007 aportó el 33.9% de la

producción mundial. En segundo lugar se encuentra Estados Unido e Indonesia ya que

reportaron para el mismo año una producción de 0.25 millones de toneladas cada uno, lo

que representó el 7.4% de la producción mundial. El tercer lugar se encuentra Colombia

que aportó el 6.0 % de la producción mundial con un volumen de 0.20 millones de

toneladas, a continuación se muestra en la gráfica los principales países productores de

aguacate.

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Gráfica 1.- Producción mundial

Fuente: SIAP, (2012)

Gráfica 2.- Principales estados productores de aguacate

Fuente: SIAP, SAGARPA. (ABRIL 2013)

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Propiedades Nutricionales y beneficios a la salud

Los aguacates son considerados uno de los alimentos más saludables del planeta, debido a

que contienen más de 25 nutrientes que son esenciales, así como también vitaminas A, B,

C, E, y K, cobre, hierro, fósforo, magnesio y potasio. Este tipo de fruto también contiene

fibra, proteínas y unos beneficiosos fitoquímicos como el beta-sitosterol, la glutationa y la

luteína, que ayudan a proteger nuestro organismo contra diversas enfermedades.

Por otra parte, el aguacate es una de las frutas con más alto contenido en calorías. Esto es

debido a sus grandes cantidades de contenidos grasos, aproximadamente 20 veces mayor

que el promedio de otras frutas. A pesar de que el aguacate tiene un alto contenido en

grasas, estas grasas no son malas, ya que su contenido se basa en grasas

monoinsaturadas, que son la variedad más saludable que hay.

Propiedades Nutricionales

Tabla 2.- Valor Nutricional en 100g de pulpa de aguacate

Elemento Cantidad

Agua 79.7

Fibra 0.4 g

Carbohidratos 5.9 g

Proteínas 1.8 g

Grasa Total 18.4 g

Ácidos Grasos : *Saturados 3.0 g

*Monoinsaturados 8.9 g

*Poliinsaturados 2.0 g

Cenizas 0.8 a 5.8 g

Retinol 17.0 mg

Tiamina 0.10 mg

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Riboflavina 0.10 mg

Niacina 1.8 mg

Vitamina A 30 UI

Vitamina C 15.0 mg

Vitamina E 1.53 mg

Vitamina B6 0.25 mg

Folate 10.00%

Fosforo 40 mg

AcidoPantoténico 0.87 mg

Calcio 24.0 mg

Hierro 0.5 mg

Magnesio 45.0 mg

Sodio 4.0 mg

Potasio 604.0 mg

Zinc 0.42 mg

Kilocalorías 181

Fuente: Télizet al. (2000) y Calabrese (1992)

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Tabla 3.- Composición del aguacate

Producción por Entidad Federativa

En México, 28 entidades federativas cultivan aguacate, siendo el Estado de Michoacán el

principal productor con 950 mil toneladas en el año 2010, de un total nacional de

1,107millones, lo que representa de la producción 85.9% del total. Otras entidades

federativas que también participan en la producción de aguacate son:

Jalisco (2.7%)

Morelos (2.4%)

Nayarit (2.3%)

Estado de México (1.9%)

Guerrero (1.1%)

Yucatán (0.9%)

Estas entidades en conjunto aportan el 97.3% de la producción nacional

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Tabla 4.- Toneladas producidas

Fuente: SIAP-SAGARPA 2008

El rendimiento promedio en Michoacán alcanzó las 9.2 toneladas por hectárea, aunque

hay dos estados con rendimientos ligeramente mayores (Estado de méxico y Nayarit con

9.9 y 9.6 ton/ha respectivamente) destacan los rendimientos alcanzados en Yucatán (22.3

ton/ha), Quintana Roo (17 ton/ha), Tamaulipas (15.6 ton/ha), Sonora (13.1 ton/ha) y

Aguascalientes (12 ton/ha). Entidades con una participación marginal en la producción

pero con un buen potencial de crecimiento dados los rendimientos obtenidos. En la figura

1.1 se muestra la producción en toneladas dentro de la república mexicana.

Ubicación Sup.

Sembrada

(Ha)

Sup.

Cosechada

(Ha)

Producción

(Tons)

Rendimiento

(Ton/Ha)

PMR

($/Ton)

Valor

Producción

(Miles de

pesos)

%

Producción

% Prod.

Acumulado

Michoacán 107,058 103,303 950,942 9.2 13,293 12,640,768 85.90% 85.90%

Jalisco 8,468 4,226 29,987 7.1 12,364 370,754 2.70% 88.60%

Morelos 3,348 2,999 26,860 9 11,451 307,573 2.40% 91.00%

Nayarit 2,708 2,696 25,843 9.6 6,893 178,129 2.30% 93.40%

México 3,615 2,156 21,328 9.9 14,529 309,868 1.90% 95.30%

Guerrero 2,391 1,896 12,334 6.5 6,472 79,831 1.10% 96.40%

Yucatán 489 467 10,418 22.3 4,650 48,449 0.90% 97.30%

Resto 6,246 5,650 29,423 7.6 7,703 230,385 2.70% 100.00%

TOTAL 134,322 123,393 1,107,135 9 12,795 14,165,758 100%

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Figura 1.- Distribución nacional aguacate

Fuente: SIAP-SAGARPA 2008

Desarrollo Histórico En México

En las décadas de los 50, 60 y 70’s comienza el cultivo de las variedades Hass, Fuerte,

Bacon, Rincón, Zutano y criollos raza mexicana. En 1963 se establecen los primeros

viveros comerciales Mexico de la variedad Hass en, con una producción potencial entre

18 y 20 mil plantas utilizando yemas certificadas procedentes de Santa Paula California,

USA.

Con el incremento de la superficie de la variedad Hass, México es actualmente el mayor

productor y consumidor de aguacate en el mundo, con una producción de 1,148,517

toneladas cosechadas en 124, 823 hectáreas en el año de 1997.2

2Salvador Sánchez et al., 1998-2001

19

Funcionamiento de un deshidratador3

La deshidratación consiste en retirar el agua que se encuentra en los tejidos de un

producto para con ello conseguir que este tenga unas determinadas características que lo

hagan más fácil de manejar, conservar o utilizar.

La deshidratación en el caso de los alimentos es un proceso que ayuda a la conservación

de los mismos. Esto se debe a que muchas bacterias no pueden desarrollarse en ausencia

de agua, y por lo tanto muchos de los alimentos deshidratados no pueden pudrirse. Es

posible deshidratar una gran variedad de frutas, de verduras, de carnes, de pescados etc.

y así lograr que puedan conservarse de manera natural por muchos meses.

En realidad es posible emplear cualquier fuente energética para producir el calor

necesario para la deshidratación. Entre estas fuentes se encuentra la energía solar, la cual

es ideal para este cometido, ya que es gratuita y se puede trabajar con ella en un rango de

temperaturas muy adecuado para la deshidratación con un muy buen rendimiento.

La deshidratación por calor consiste básicamente en envolver el producto a deshidratar de

un ambiente que favorezca la evaporación del agua que contiene en su interior. Esto se

debe a que los productos tienden a establecer una relación de equilibrio entre su

humedad interna y la del ambiente que les rodea. Si el ambiente es los suficientemente

cálido y seco el producto tiende a perder su humedad interna hasta un punto en el que ya

no lo pueda recuperar totalmente aunque se encuentre en un ambiente húmedo

Por tanto las condiciones ideales para lograr la deshidratación son una masa de aire que

envuelva al producto con una alta temperatura y una humedad relativa baja. Favorecen y

aceleran mucho el proceso una corriente de aire que vaya renovando el ambiente

alrededor del producto a deshidratar sustituyendo al ya humedecido con el agua ya

retirada, por otro seco y cálido que siga con el proceso de secado.

3Cornejo Mendoza, 2010

20

Figura 2.- Funcionamiento deshidratador solar indirecto.

1-El aire entra fresco y con una humedad relativa media en el colector. El calor

proporcionado por el sol hace que la temperatura del aire suba y que este adquiera la

capacidad de contener más humedad. Como no hay aporte externo de humedad, su

humedad relativa baja.

2- El aire caliente y con baja humedad relativa proveniente del colector solar eleva la

temperatura de los productos y hace que en estos se evapore el agua que contienen. El

aire cálido y seco absorbe con facilidad la humedad que ha soltado el producto y en el

proceso aumenta su humedad relativa bajando su temperatura. Por último el aire aún

cálido y más húmedo sale del deshidratador a la atmósfera.

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Deterioro Enzimatico

Polifenol Oxidasa (PFO) en el aguacate

Una de las alteraciones importantes que sufre el aguacate es el oscurecimiento de la

pulpa, producido por la degradación de los tejidos por la sobre maduración y cuando se

expone al aire durante su proceso de consumo; por lo que la conservación del aguacate se

ha encaminado a la disminución y por lo tanto a la inactivación de la enzima de la

polifenoloxidasa (PFO).

La polifenoloxidasa (PFO) pertenece al grupo de las oxidorreductasas. Se denomina

también: fenolasa, tirosinasa, catalasa, cresolasa y se clasifica como 1,2-bencendiol:

oxígeno oxido-reductasa: EC.1.10.3.1. (Whitaker, 1994).

La polifenoloxidasa (E.E.1.10.3.1) se encuentra en frutas y vegetales en general, donde

también se encuentran compuestos fenólicos. Cuando se alteran los tejidos de estos

vegetales o se dañan por golpes durante los procesos: pelado, corte, triturado para la

preparación de jugos, congelación y deshidratación se produce la reacción de

oscurecimiento. Ejemplo de productos en los que estas reacciones ocurren con facilidad

son el plátano, manzanas, peras, albaricoque, melón, aguacate, papas y champiñones. Las

reacciones enzimáticas que tienen lugar se clasifican en actividad cresolasa, actividad

catecolasa y las o-quinonas.

En resumen, el oscurecimiento enzimático se manifiesta por la presencia de una

pigmentación café en la superficie de los frutos y verduras, y para formarse requiere el

contacto del tejido con oxígeno (del aire). La polifenol oxidasa (PFO) está presente en

bacterias, hongos, en algunos artrópodos, mamíferos y probablemente esté presente en

todas las plantas. La concentración de PFO en plantas depende de la especie, cultivo,

madurez y edad. La actividad de la enzima es muy baja en plantas jóvenes, casi

indetectables. Esto es debido a que la enzima se encuentra fuertemente unida a una

22

membrana mediante un puente peptídico de un aminoácido no aromático y se requiere

que el enlace se rompa para liberar la enzima.

La reacción es catalizada por la enzima fenolasa. La enzima fenolasa requiere cobre como

cofactor. El cobre en la enzima recién preparada está en estado cúprico y durante el

oscurecimiento cambia a cuproso sin que cambie la actividad de la enzima; son incoloras

en estado puro; su espectro de absorción es en la región visible o ultravioleta como

cualquier proteína. Son estables a pH neutro. El oscurecimiento enzimático se considera

como un proceso deteriorativo, en el puré de plátano, manzanas, aguacates, papas fritas;

en otros casos el oscurecimiento es esencial para el desarrollo del color y sabor, como el

del té, café y cacao.

La mayoría de los métodos para evitar el oscurecimiento enzimático son aplicados a la

enzima y al oxígeno presentes de los cuales tenemos:

1. Desnaturalización de la enzima por calor (agua hirviendo o vapor).

2. Minimizar el contacto con el oxígeno.

3. Controlar las condiciones de pH y actividad acuosa.

4. Empleo de antioxidantes, que actúan como reductores entre los que se tienen: ácido

ascórbico, dióxido de azufre, butil-hidroxi-anisol (BHA), butil-hidroxa-tolueno (BHT).

Reduciendo las o-quinonas a los o-difenoles originales.

5. Inhibidores de las fenolasas como: sulfitos, busulfitos, metabisulfitos, formando sulfito-

quinonas y evita que se polimerice. El uso de agentes quelantes como el EDTA actúa como

secuestrante del cobre, impidiendo que la enzima tenga actividad.

6. Congelación, de acuerdo al producto en cuestión, evitando el daño por frío.

23

Reacciones no enzimáticas post-catálisis de la PFO

El fenómeno de oscurecimiento no finaliza con la actividad de la PFO, cuando los

compuestos fenólicos han sido transformados a quinonas, comienza una segunda etapa

con reacciones de carácter no enzimático muy complejo. Las quinonas producidas son

moléculas muy inestables y reactivas, que producen reacciones en cadena de oxidación y

polimerización que pueden involucrar compuestos fenólicos y no fenólicos. Las reacciones

entre fenolquinona dan origen a la formación de dimeros de fenol; estos dímeros pueden

sufrir una reoxidación con otro fenol y formar oligomeros de colores intensos. El conjunto

de reacciones que finalizan el oscurecimiento en las frutas y vegetales que resulta en

pigmentos llamados melaninas.

Algunos compuestos como el ácido ascórbico inducen a la reversibilidad de la reacción

catalizada por la PFO, se reducen las quinonas formadas a los fenoles que sirvieron de

sustrato para la enzima y se produce acido dehidroascórbico, sin embargo esto implica la

pérdida del valor nutritivo del alimento. Cuando las quinonas se combinan con grupos

amino de aminoácidos libres o de proteínas, tales como serina, prolina y cisteína,

producen compuestos no tan coloridos como las melaninas.

Control del Oscurecimiento enzimático

El control del oscurecimiento enzimático durante el procesamiento y almacenamiento es

importante para preservar la apariencia original de frutas, además se convierte en uno de

los principales objetivos de investigaciones y procesamiento de alimentos.

Los agentes reductores previenen el oscurecimiento enzimático por la reducción de o-

quinonas a o-difenoles no coloreados. Los compuestos derivados del azufre como el

bisulfito de sodio y metabisulfito de sodio, son ampliamente empleados en la industria de

los alimentos. También puede usarse acido ascórbico y cisteína, la cual tiene efectos

24

negativos sobre el sabor. Reportes sobre el estudio de la PFO en el mamey indicaron que

el acido ascórbico y metabisulfito de sodio fueron los mejores inhibidores de la enzima.4

Los acidulantes también son ampliamente usados para mantener el pH por debajo del

punto óptimo de actividad catalítica de la enzima. Tienen menor poder de inhibición

sobre la PFO respecto al acido ascórbico y metabisulfito de sodio.

La enzima PFO contiene iones de cobre sobre su sitio activo, los cuales pueden ser

removidos por agentes quelantes lo que provoca la inactivación de la enzima. Se han

hecho estudios en la PFO de la uva, sin embargo el efecto es variable y puede ser poco

efectivo.

Ácidos grasos libres

Los ácidos grasos, en la naturaleza, no se encuentran en estado libre, sino que forman

parte de otros lípidos más complejos como los acilglicéridos, entre otros (grupo al que

pertencen los famosos triglicéridos). La siguiente figura muestra la estructura química de

un triacilglicérido.

Los tres ácidos grasos, a través del grupo carboxilo, se han unido al grupo alcohol de la

glicerina mediante una reacción de saponificación (ácido carboxílico + alcohol = éster +

H2O). Y vicecersa, mediante una reacción de hidrólisis se pueden liberar los ácidos grasos.

4 Palma Orozco et al., 2011

25

Enranciamiento de las grasas e índice de peróxidos.

El enranciamiento de las grasas y aceites es un proceso natural por el cual la composición

de las mismas se altera con el tiempo, lo que provoca, entre otras cosas, un cambio en las

propiedades organolépticas del mismo, es decir, un cambio en su sabor.

El enranciamiento puede ser por hidrólisis o por oxidación:

Enranciamiento por hidrólisis, es el proceso por el cual, los acilglicéridos de los aceites y

de las grasas se hidrolizan liberando ácidos grasos y glicerina.

Enranciamiento por oxidación, es el proceso por el cual, los ácidos grasos insaturados (con

algún doble enlace) se transforman en peróxidos y/o hidroperóxidos.

La reacción de oxidación del aceite consiste en la incorporación del oxígeno en el doble

enlace del ácido graso insaturado (ya sea libre o incorporado en un acilglicérido) para

formar peróxidos e hidroperóxidos.

Los peróxidos e hidroperóxidos son compuestos relativamente estables y se transforman

progresivamente en aldehídos, cetonas.

El proceso de absorción del oxígeno del aire por el aceite y por lo tanto, el

enranciamiento, se ve acelerado por varios factores como la luz (radiación ultravioleta), la

presencia de radicales, las enzimas lipoxigenasas y la temperatura; estos factores

favorecen el enranciamiento. Por el contrario, un aceite rico en antioxidantes tiene una

velocidad de enranciamiento más baja que otro aceite pobre en antioxidantes, en otras

26

palabras, los antioxidantes son inhibidores del enranciamiento de los aceites. Los

antioxidantes más típicos en los aceites son los tocoferoles.

Como ya se ha indicado, el proceso se da por la reacción del oxígeno con el doble enlace

del ácido graso, por eso aquellos aceites y grasas con elevado contenido en grasas

saturadas, como el ácido palmítico, no se ven afectados por este fenómeno.

Planteamiento del problema El procesamiento del aguacate presenta algunos problemas, además resulta ser un proceso muy

costoso por métodos con tecnologías muy avanzadas.

Hipótesis

El proceso de secado o deshidratación solar no altera las propiedades sensoriales y

nutritivas que el aguacate posee

Justificación

Debido al rápido deterioro del aguacate se pretende diseñar un proceso para la

conservación y obtención de un producto de aguacate a bajo costo.

Objetivo general

Desarrollar un proceso innovador que permita deshidratar el aguacate conservando la

mayoría de sus propiedades organolépticas.

Objetivos específicos

Diseñar y construir deshidratador solar convencional.

Encontrar las condiciones y tiempos adecuados para la deshidratación

Estudiar la oxidación del aguacate.

27

Realizar pruebas bromatológicas.

Realizar pruebas microbiológicas

Realizar preubas fisicoquímicas

Materiales y métodos

Selección del fruto

Se seleccionaran aguacates maduros de la variedad HASS con piel negra u oscura, en el

punto óptimo de maduración

Corte y descascarillado del aguacate

Se usa un cuchillo de acero inoxidable para cortar el aguacate por la mitad

longitudinalmente, se retirara el hueso del aguacate con la ayuda del cuchillo y

posteriormente se corta en rebanadas con una rebañadora de jamón de grosores de 1cm,

1.5cm y 2cm aproximadamente. Una vez cortado en rebanadas es descascarillado.

Escaldado químico

Bisulfito De Sodio: Se preparara una solución 500 partes por millón.

Acido Ascórbico: Se preparara una solución al 5%

Este tratamiento consistirá en sumergir durante 5 o 10 min las rebanadas en la solución

para inhibir la enzima Polifenoloxidasa causante del pardeamiento del aguacate.

28

Deshidratación del aguacate

Una vez realizado el escaldado químico, las rebanadas se colocaran sobre la malla del

deshidratador, y se expondrán al calor de la radiación solar hasta que retire el agua

requerida por acción de esta.

Determinación de humedad

Método por calentamiento: Se utiliza una capsula de porcelana y se pone a peso

constante en una mufla a una temperatura de 500 – 600 °C, se pesa en el 3 a 5

gramos de muestra se seca en una estufa a 80 – 110 °C, hasta masa constante. Se

enfria en un desecador y se pesa enseguida. La pérdida de masa es la humedad.

Cálculos:

Análisis Bromatológico

Determinación de humedad

Técnica:

1. Se pesan las cápsulas de aluminio en una balanza analítica, se anota el peso de la

cápsula, a este peso se le aumenta 10 g o según la cantidad requerida, esto es el

peso de la muestra.

2. Se distribuye uniformemente la muestra en toda la cápsula, y se lleva al horno de

secado el cual debe estar a una temperatura de 100 a 110ºC, donde se deja de 3 a

4 horas o más si se trata de alimentos que contiene grandes cantidades de agua.

3. Al terminar el periodo de 3 horas se sacan las cápsulas, se llevan a la campana de

desecación, se dejan enfriar y después se pesan.

29

Cálculos:

( )

( )

% H= porcentaje de humedad

% MATERIA SECA = 100 – porcentaje de humedad.

Determinación de extracto etéreo

Técnica:

1. Se pesan 2 g de muestra seca y se colocan en un dedal de asbesto.

2. Se cubre la muestra con un papel filtro, cuyo diámetro debe ser igual al diámetro

del dedal. Este papel ayuda a la distribución del éter.

3. Se colocan los dedales dentro de los anillos metálicos del aparato.

4. Se pesa el vaso de la grasa en la balanza analítica, anotar el peso del vaso,

añadiendo 25 ml de éter de petróleo.

5. Se coloca el vaso en el aparato, con el anillo metálico.

6. Se abre la llave del agua para enfriar.

7. La parrilla se levanta hasta tocar el vaso, girando el control de temperatura de

“LO” abrir el switch y extraer por un periodo de 3 a 4 horas.

8. Para sacar los vasos se siguen los siguientes pasos:

9. Apagar la parrilla

10. Bajar la parrilla y esperar a que el éter deje de gotear.

11. Zafar el anillo de la rosca y sacar el vaso.

12. Quitar el tubo contenedor de la muestra, guardarla para la determinación de fibra

cruda.

30

13. Colocar el vaso sobre la parrilla, con el control de temperatura en LO volatilizar el

éter para enfriar los vasos en la campana de desecación y pesarlos nuevamente.

Cálculos:

( )

Determinación de la fibra cruda (F C)

Técnica:

1. La muestra libre de humedad y extracto étereo se coloca en el vaso de Berzelius y

se añade 0.5 g de asbesto libre de grasas.

2. Se le añaden 200 ml de ácido sulfúrico al 0.255 N, y se coloca el vaso en el aparato,

que debe estar caliente, se abre la llave de agua y se deja hervir por 30 minutos

contándose a partir de que empieza a hervir.

3. Inmediatamente después de 30 minutos se vacían sobre el lienzo para filtrar, se

lava la muestra y el vaso donde estaba la muestra con agua hervida para que

pierda el medio ácido o alcalino.

4. Al terminar de lavar la muestra, ésta se transfiere de nuevo al vaso de Berzelius y

se añaden 200 ml de NaOH al 0.313 N se coloca el vaso en el aparato, se deja

hervir por 30 minutos.

5. Se repite el paso 3

6. Se coloca después la muestra en un crisol de Gooch previamente pesado.

7. Se colocan los crisoles en la mufla a una temperatura de 550 a 600ºC, se dejan ahí

hasta que la muestra esté completamente blanca, aproximadamente 30 minutos.

8. Se deja enfriar el crisol en la campana de desecación y se vuelven a pesar,

obteniéndose por diferencia de peso el porcentaje de fibra cruda.

31

Cálculos:

( )

Determinación de proteína cruda

Técnica:

1. Se pesan 2g de muestra en un papel filtro, se coloca el papel filtro con la muestra

dentro del matraz KJedahl de 800 ml.

2. Se coloca un papel filtro sin muestra en un matraz de Kjeldahl, este nos servirá

como blanco para la corrección de valores.

3. Se añade 10.7 g de mezcla catalítica que está formada por 10 g de sulfato de sodio

anhidro y 0.7 g de óxido de mercurio; además de 25 ml de ácido sulfúrico

concentrado.

4. Se colocan los matraces en el aparato de Kjedahl (digestor) con el abanico

funcionando hasta que la muestra tenga un color verde claro (aproximadamente

45 minutos a 1 hora). La muestra se va ennegreciendo y ocasionalmente se va

haciendo girar el matraz.

5. Cuando la muestra se pone clara se deja hervir 30 minutos màs, después se apaga

y se deja enfriar los matraces un mínimo de 30 minutos y se agregan 200 ml de

agua destilada.

6. En los matraces Erlenmeyer de 500 ml se ponen 50 ml de ácido sulfúrico 0.1N, este

se coloca debajo del tubo del condensador teniendo cuidado de que la punta de

éste penetre dentro de la solución de ácido.

7. En el matraz de Kjeldahl se agregan gránulos de zinc, 25 ml de tiosulfato de sodio

al 8% y 75 ml de NaOH al 45%, esta adición se hace con matraz inclinado para

32

evitar la mezcla de la capa de ácido con la de hidróxido, ya que si esto se hace una

parte de la mezcla se pierde.

8. Se colocan los matraces en el destilador y se agitan. Se inicia el proceso de

destilación, recibiendo en el matraz de 150 a 200 ml de destilado.

9. Al contenido del matraz Erlenmeyer se le pone una gota de indicador rojo de

metilo, el cual cambiará de fucsia a amarillo al agregar el indicador, se debe de

agregar a neutralidad un poco de ácido sulfúrico 0.1 N o sea que quede color

fucsia.

10. Se titula el blanco primero, se anotan los ml de Na OH 0.1N, gastados en su

titulación, a continuación se titulan los problemas y se hacen los cálculos

correspondientes.

Cálculos:

(( ) ( )

En donde:

Nº= Normalidad del ácido sulfúrico en la muestra (0.1)

Vº= Volumen de ácido sulfúrico usado en la muestra (50)

V’= Volumen de NaOH gastado en la muestra (x)

N’= Normalidad del NaOH gastado en la muestra (0.1)

N”= Normalidad del acido sulfúrico en blanco (0.1)

V”= Volumen del ácido sulfúrico usado en el blanco (50)

N = Normalidad del NaOH usado en el blanco (0.1)

V= Volumen del NaOH gastado en el blanco (Y)

W= Peso de la muestra.

33

%Proteina= %N*F

En donde:

% N = Porciento de nitrógeno.

F= Factor de conversión 6.25

Determinación de cenizas

1. Pesar los crisoles en balanza analítica.

2. Aparte de pesar 2g de muestra

3. Poner los crisoles en mufla a temperatura de 550 a 600ºC, mantener esta

temperatura por 2 horas o un poco más hasta que la muestra esté completamente

blanca.

4. Esperar a que se enfríen los crisoles en la campana de desecación y pesar.

Cálculos:

( )

( )

Extracto libre de nitrógeno (E L N)

Técnica:

El E.L.N. se calcula por diferencia entre 100 y la suma de los componentes como son:

Extracto etéreo (EE) + fibra cruda (FC) + proteína cruda (PC) + cenizas (C).

Cálculos:

%E L N: 100 – (EE%+FC%+PC%+C%)

34

Índice de peróxidos

Se evalua el estado de deterioro en que se encuentra las grasas del aguacate en una

muestra fresca recién cortada y en una muestra deshidratada para hacer la comparación.

Material y Equipo Reactivos

· Balanza analítica con sensibilidad de 0.0001 g. · Acido acético.

· Placa eléctrica con regulador de temperatura. · Cloroformo.

· Matraz Erlenmeyer de 250 ml con tapón esmerilado. · Disolución de tiosulfato de sodio 0.01 N.

· Equipo común de laboratorio. · Disolución de ácido acético y cloroformo

· Papel filtro Whatman No. 4 · Disolución saturada de yoduro de potasio

· Fuente de nitrógeno. · Disolución indicadora de almidón

Procedimiento

En un matraz Erlenmeyer con tapón esmerilado, al que previamente se le ha expulsado el

aire con una corriente de nitrógeno, se pesan de 2 a 5 gramos de muestra, se le agregan

20 ml de disolución de ácido acético y cloroformo y 1 ml de la disolución saturada de

yoduro de potasio. Se tapa, se agita durante un minuto y se deja reposar durante 15

minutos, protegiéndolo de la luz.

Se agregan 25 ml de agua destilada, se agita para disolver el yodo liberando en el agua. Se

valora con disolución de tiosulfato de sodio 0.01 N, hasta ligero color amarillo en la fase

acuosa. Después de agregar unas gotas de disolución de almidón, se continuara la

valoración hasta la desaparición del color azul en la fase acuosa.

Se hace una prueba testigo. Se anota en cada caso los mililitros de disolución de tiosulfato

0.01 N gastado en las valoraciones.

El volumen usado en el testigo, no debe exceder en 0.1 ml de tiosulfato.

Las determinaciones se efectúan por triplicado.

35

Cálculos

Dado que 1 ml de tiosulfato de sodio 0.01 N representa 80 microgramos de O2 y que el

índice de peróxido corresponde a la cantidad de microgramos de oxígeno activo en un

gramo de sustancia, se determina el índice de peróxido de acuerdo con la siguiente

fórmula:

( )

En donde:

I.P = Índice de peróxido expresado hasta una cifra decimal.

A = Cantidad de mililitros de tiosulfato de sodio 0.01 N - utilizada en P gramos de muestra.

B = Cantidad de mililitros de tiosulfato de sodio 0.01 N usada en el testigo.

P = Gramos de muestra.

80 = Miliequivalente del tiosulfato.

*De acuerdo a las normas establecidas por el CODEX alimentario, se debe considerar un

valor máximo de peróxido de 5 meq O2 a 10 meq O2

36

Análisis microbiológicos

Se realizaron pruebas principales de acuerdo a las NOM reglamentarias

BMA

Para bacterias mesófilas aerobias se hicieron cuatro diluciones 1:10 1:100 1:1000 1:10000

de la muestra original. De cada dilución se coloca 1 ml en las cajas de Petri de 10 x 100 ml

de diámetro . En las cuales contienen 20 ml de agar estándar, se agita de acuerdo a la

NOM para cultivos y se deja en incubación a 35°C durante 48 horas.

Coliformes

Para el caso de organismos coliformes usamos agar rojo violeta bilis. Exactamente igual 20

ml, incubando 24 horas a 35°C.

Hongos y Levaduras

En este caso depositamos también 1ml de las disoluciones 1:10 1:100 1:1000, y

agregando un agar de papa-dextrosa, el cual previamente se acidifica con ácido tartárico

en proporción de 1.4 ml por 100 ml de medio. Se mezcla se vacia 20 ml y se lleva a incubar

a 22°C por 72 horas.

37

Posteriormente se realizó la lectura en cuenta colonias identificando los microrganismos

presentes

Resultados.

Se determinó que el mejor inhibidor para este caso era el bisulfito de sodio a una concentración

de 5.5 g por litro de solución. Lo cual nos entrega un producto en buen estado físico.

Análisis bromatológicos

Análisis microbiológicos

Para las pruebas de bacterias mesofilas aerobias, coliformes y salmonella:

38

Envasado

Se seleccionó un envasado adecuado que no absorba la humedad ya que esto deterioraría

el producto por agentes microbiológicos y químicos, también debe mantener una

temperatura controlada y que no exponga al producto a la luz por que esto puede

provocar pérdida de vitaminas, disminución del color y degradación de grasas.

39

Conclusiones

Con el presente proyecto se pudo concluir que al utilizar bisulfito de sodio como inhibidor

de la PFO se dan mejores resultados, en comparación con el acido cítrico, a la hora de

querer evitar el pardeamiento enzimático, este inhibidor actuó a una concentración de

1.1g en 200 ml de agua, esta concentración es tolerante de acuerdo a la cantidad letal

permisible de concentración de bisulfito que debe contener un producto la cual es de

0.2mg por kilogramo del peso corporal de acuerdo a la FDA (Food and Drug

Administration), lo cual indicaría que para que una persona de 60 kg puede consumir 12g

de bisulfito de sodio aproximadamente, sin presentar alguna intoxicación o daño a su

salud, la cantidad de bisulfito utilizada para este proyecto está por debajo del límite

permisible por lo que se concluye que se puede consumir nuestro producto sin afectar la

salud de las personas.

Utilizando un deshidratador solar indirecto se pueden conservar mas de las propiedades

que posee el aguacate, ya que al estar expuesta la muestra directamente a los rayos del

sol hay una mayor disposición a que ocurra un aceleramiento en el enranciamiento

oxidativo de sus lípidos así como en la oxidación de sus compuestos fenólicos alterando

sus propiedades organolépticas.

Cuando realizar el secado se perdió un gran número de humedad quedando con 1.8%g

de, esto indica que no cuenta con la humedad necesaria para que los microorganismos se

desarrollen y con esto se puede afirmar que podría ser un buen producto que tenga una

vida de anaquel prolongada, aparte de que conserva la mayoría de sus propiedades como

son sus grasas, proteína cruda cenizas, carbohidratos etc.

Los resultados obtenidos pudieran ser una opción a la hora de diseñar nuevos alternativas

para procesar alimentos que contengan un alto grado de oxidación de sus componentes

para que puedan conservarse más y tengan una larga vida de anaquel sin afectar sus

propiedades organolépticas y nutritivas.

40

Recomendaciones y propuestas.

Determinar la cantidad de bisulfito absorbido por el aguacate ya que según los

informes de MSDS dicen que la dosis letal de bisulfito de sodio es de alrededor de 10 g

y la FDA indica que el estimado por el consumo de sulfito es de aproximadamente 0,2

mg por kilogramo de peso corporal por día.

Determinar vida de anaquel, ya que se observó que al tener poco porcentaje de

humedad el periodo de vida del producto es más largo.

Realizar pruebas de rehidratación para observar el aspecto y el sabor que adquiere

cuando se añade agua al aguacate deshidratado.

Elaboración de productos procesados como una crema de aguacate instantánea a base

de aguacate deshidratado.

Establecer un método de control de calidad para que el proceso entre dentro de las

normas de calidad.

41

Lista de Tablas. Tabla 1.- Comercio exterior de aguacate mexicano ............................................................11

Tabla 2.- Valor Nutricional en 100g de pulpa de aguacate...................................................13

Tabla 3.- Composición del aguacate.....................................................................................15

Tabla 4.- Toneladas producidas............................................................................................16

Lista de Figuras. Figura 1.- Distribución nacional aguacate.............................................................................17

Figura 2.- Funcionamiento deshidratador solar indirecto…………………………………………………..19

Lista de Gráficas. Gráfica 1.- Producción mundial.............................................................................................12

Gráfica 2.- Principales estados productores de aguacate.....................................................12

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Anexos.

Cronograma de actividades

Actividades Febrero Marzo Abril Mayo

Investigación Teórica

Fabricación De Deshidratador Provisional

Deshidratación de Aguacate

Pruebas Para Evitar Oxidación

Pruebas Para Evitar Rancidez

Determinación De Grado De Humedad

Pruebas Microbiológicas

Formulación Del Producto

Elaboración Del Producto

Pruebas Organolépticas

Escalamiento Del Proceso

Diseño De Empaque

43

Referencias

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operación de rehidratación. Revista Mexicana de Ingeniería Química. UAM Vol.5,

supl.1. 51-56.

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relation to respiration and ethylene production. Plant physiol. 64:306-308.

Azuara, E, y Beristain, C. (1992). Kinetic model for osmotic dehydratation and its

relationship with Fick`s second law. Journal Food Science Technology. 27, 409-418.

Badui, S. 2006. Química de los alimentos. Cuarta Edición. Editorial Perarson

Addison Wesley.pp 1-28.

Bennet, G. Dolev, A y Tatarsky, D., 1973, Compounds Contribuiting to Heat induced

Bitter Off- Flavor in avocado, Journal Food Science Technology. 38: 546.

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44

Sitios web

http://www.avocadosource.com/journals/cictamex/cictamex_1998-

2001/CICTAMEX_1998-2001_PG_171-187.pdf

http://www.aguacatehass.es/index.php?op=a1&lang=esp&core=a

http://w4.siap.gob.mx/AppEstado/Monografias/Frutales/Aguacate.html

http://noticias.universia.net.mx/vida-

universitaria/noticia/2006/05/15/68093/patenta-egresado-ipn-tecnologia-

produccion-aguacate-guacamole-polvo.html (planteamiento del problema)

http://www.sitiosolar.com/los%20deshidratadores%20solares.htm

http://milksci.unizar.es/bioquimica/temas/enzimas/tirosinasa.html

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