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111EQUATION CHAPTER 1 SECTION 1 DEPARTAMENTO DE ACUICULTURA Y RECURSOS AGROALIMENTARIOS DESCRIPCIÓN NUMÉRICA DEL DETERIORO DE COMPONENTES NITROGENADOS Y TEXTURALES DE SALMÓN DEL PACÍFICO-SALMÓN COHO ( ONCHORYNCHUS KITSUTCH ) BAJO CONDICIONES DE CONGELACIÓN A -13 °C Y -18 °C TESIS PRESENTADA COMO PARTE DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO EN ALIMENTOS PATROCINANTE ROBERTO AGUSTÍN QUEVEDO LEÓN GUÍA FABIÁN ALBERTO AGUILERA BARRAZA
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Tesis Salmón Coho

Feb 02, 2016

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Salmon Coho
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Page 1: Tesis Salmón Coho

111EQUATION CHAPTER 1 SECTION 1

DEPARTAMENTO DE ACUICULTURA Y RECURSOS AGROALIMENTARIOS

DESCRIPCIÓN NUMÉRICA DEL DETERIORO DE COMPONENTES NITROGENADOS Y TEXTURALES DE

SALMÓN DEL PACÍFICO-SALMÓN COHO (ONCHORYNCHUS KITSUTCH) BAJO CONDICIONES DE CONGELACIÓN A -13 °C

Y -18 °C

TESIS PRESENTADA COMO PARTE DE LOS REQUISITOS PARA OPTAR AL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO EN ALIMENTOS

PATROCINANTE

ROBERTO AGUSTÍN QUEVEDO LEÓN

GUÍA

FABIÁN ALBERTO AGUILERA BARRAZA

FELIPE GONZÁLEZ HENRÍQUEZ

OSORNO – CHILE

OCTUBRE DE 2015

Page 2: Tesis Salmón Coho

Agradecer a mis padres quienes me han enseñado valores, los cuales me han permitido superarme en todo aspecto, prestándome toda la ayuda posible, dándome ánimos y consejos, mostrando preocupación, gracias a ellos estoy en esta etapa tan importante de mi vida. Gracias a mi familia en general, que me brindo apoyo en mis estudios, al igual que mis amigos y amiga. Sin olvidar agradecimiento a mis distinguidos profesores quienes en cualquier apuro o inquietud siempre estuvieron allí para alentarme y ayudarme, en especial gracias a mi profesor patrocinador.

Este trabajo está dedicado a mis padres y abuelos, quienes han sacrificado mucho en sus vidas para que yo pueda desenvolverme en la mía.

Page 3: Tesis Salmón Coho

AGRADECIMIENTOS

Al académico Ing. Fabián Alberto Aguilera Barraza, B.Ing.Alim., M.G.Ed., Mg.G.Ed.,

por su apoyo y asistencia en todas y cada una de las etapas del desarrollo de este trabajo.

A la académica Patricia Ximena López Alvarez Ing. en alimentos, experto de

laboratorio, por toda su asistencia y apoyo durante la realización de los métodos

implicados.

Al académico Roberto Agustín Quevedo León, Ingeniero en industrias Alimentarias,

Doctor en ingeniería de bioprocesos y Lucía de la Fuente Jiménez, Magister en ciencia

de los alimentos, toda su ayuda durante mi trabajo.

Al Departamento de Acuicultura y Recursos Agroalimentarios por su soporte en mi

formación profesional y en la realización del presente trabajo de investigación.

A la Dirección de Investigación por su apoyo material a través del proyecto FISE 03/12

“Modelación de la Cinética de Deterioro de Filetes de Salmón Almacenado bajo

Condiciones de Congelación” cuya autoría le pertenece al Ing. Fabián Alberto Aguilera

Barraza, B.Ing.Alim., M.G.Ed., Mg.G.Ed.

Y en general, a todas aquellas personas que han contribuido al logro de los objetivos

propuestos y se sienten partícipes de ello.

Page 4: Tesis Salmón Coho

TABLA DE CONTENIDOS

Tabla de contenidos............................................................................................................i

Índice de tablas.................................................................................................................iii

Índice de gráficos..............................................................................................................iv

Introducción......................................................................................................................1

De las motivaciones de la investigación y planteamiento del problema...............................1

Objetivos de la investigación....................................................................................................1

Objetivo general.........................................................................................................1

Objetivos específicos..................................................................................................2

Marco Referencial.............................................................................................................3

Salmón Coho..............................................................................................................................3

Composición del Salmón coho...................................................................................4

Congelación...............................................................................................................................6

Del deterioro de los productos alimenticios...............................................................6

Otros factores de deterioro.........................................................................................7

Oxidación de las grasas por oxígeno......................................................................8

Descomposición química por las enzimas..............................................................8

Descomposición biológica o microbiana...............................................................8

Temperatura................................................................................................................8

Efectos del pH............................................................................................................9

Factores intrínsecos..................................................................................................10

Daños físicos........................................................................................................10

Deterioro textural.................................................................................................10

Page 5: Tesis Salmón Coho

Análisis del perfil de textura................................................................................11

Dureza..............................................................................................................11

Cohesividad......................................................................................................12

Elasticidad........................................................................................................12

Adhesividad......................................................................................................13

Fuerza de adhesividad......................................................................................13

Gomosidad.......................................................................................................13

Masticabilidad..................................................................................................13

Consideraciones finales..........................................................................................................13

Material y Método............................................................................................................15

Introducción............................................................................................................................15

Preguntas de investigación e hipótesis..................................................................................15

Diseño del estudio....................................................................................................................15

Método Lowry (Proteínas solubles).........................................................................16

Perfil de textura........................................................................................................18

Modelamiento matemático.....................................................................................................19

Metodología para el ajuste del Modelo Weibull a los resultados.............................20

Presentación y discusión de resultados..........................................................................23

Porcentaje de proteína soluble...............................................................................................23

pH.............................................................................................................................................24

Textura.....................................................................................................................................25

Conclusiones....................................................................................................................33

Bibliografía......................................................................................................................35

Page 6: Tesis Salmón Coho

ÍNDICE DE TABLAS

TABLA 1. COMPOSICIÓN QUÍMICA DEL SALMÓN COHO CONGELADOS A -20°C DURANTE UN AÑO (GRAMOS POR CADA 100 GRAMOS) (LANDEROS, 2005)................................9

Page 7: Tesis Salmón Coho

ÍNDICE DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1. PROTEÍNA SOLUBLE (%) A -13°C..................................................................27

GRÁFICO 2. PROTEÍNA SOLUBLE (%) A -18°C..................................................................28

GRÁFICO 3. DUREZA (N) A -13°C....................................................................................29

GRÁFICO 4 DUREZA (N) A -18°C.....................................................................................30

GRÁFICO 5. ADHESIVIDAD (N CM-1) A -13°C...................................................................31

GRÁFICO 6. ADHESIVIDAD (N CM-1) A -18°C...................................................................32

GRÁFICO 7. GOMOSIDAD (N) A -13°C..............................................................................33

GRÁFICO 8. GOMOSIDAD (N) A -18°C..............................................................................34

GRÁFICO 9. MASTICABILIDAD (N CM-1) A -13°C..............................................................35

GRÁFICO 10. MASTICABILIDAD (N CM-1) A -18°C............................................................35

Page 8: Tesis Salmón Coho

RESUMEN

La congelación es uno de los métodos de preservación de alimentos de mayor utilidad en productos pesqueros. Es bien sabido que cuanto menor sea la temperatura a la cual se someta y mantenga un producto, mayor será la conservación y su vida útil. Sin embargo, la congelación no detiene los procesos de deterioros, sino que sólo los retarda. Desde el punto de vista ingenieril, se asume que la cinética de deterioro de las características tecnofuncionales del pescado, en función de la temperatura, sigue una cinética de orden entero de acuerdo a la ecuación de Arrhenius, lo que no siempre es cierto, dado que esta ecuación es aplicable a sistema químicos simples.

En este sentido, se estudió el efecto de la temperatura de conservación por congelación en términos cinéticos empleando una serie de indicadores cuantificables que permitieron describir numéricamente, mediante la aplicación del modelo de Weibull, el comportamiento del pescado sometido a congelación.

Consecuentemente, se describió el deterioro de componentes nitrogenados y texturales del Salmón del Pacífico-Salmón Coho (Onchorynchus kitsutch) bajo condiciones de congelación a -13°C y - 18 °C.

Los resultados demuestran la aplicabilidad de la ecuación de Weibull a los indicadores de deterioro tales como proteínas solubles y perfil de textura.

Se determinó que la cinética de deterioro de proteínas solubles y del perfil de textura del Salmón Coho sigue una cinética de orden fraccionario.

Finalmente, se correlacionaron los indicadores de deterioro de Salmón coho, en cuanto formación/descomposición de proteína soluble, con las características texturales o perfil de textura, comprobándose la disminución de las características texturales favorables con relación a la disminución del contenido de proteína soluble.

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ABSTRACT

Freezing is one of the most usefull preservation methods in fishery products. It is well know that the lower temperature at which the product is submitted and hold, the greater the conservation and shelf life. However, the freezing does not stop the deterioration process but only slows it down. From the engineering point of view, it is assumed that the degradation kinetics of technofunctional characteristics from the fish, depending on the temperature, it follows kinetics order according to the Arrhenius equation, which is not always true, since this equation is applicable to simple chemical system.

In this regard, the effect of the frozen storage temperature using several measurable indicators which allowed describe numerically, by applying the Weibull model, the behavior of fish under frozen storage.

Consequently, nitrogenous and textural compounds deterioration of Pacific Salmon Coho Salmon (Onchorynchus kitsutch) under freezing at -13 °C and -18 °C was described.

The results show the applicability of the Weibull equation to deterioration indicators such as soluble proteins and texture profile.

It was determined that the kinetic of degradation of soluble proteins and texture profile follows a fractional kinetic order.

Finally, quality indicators were correlated en terms of formation/decomposition of soluble protein and the textural characteristics or texture profile, which allow to show the lost of textural characteristics relative to the decrease in soluble protein.

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INTRODUCCIÓN

DE LAS MOTIVACIONES DE LA INVESTIGACIÓN Y PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

La conservación de pescados requiere de procesos complejos, debido a su composición de materia grasa y proteínas, las que se ven susceptiblemente afectadas por factores externos, como la temperatura y disponibilidad de oxígeno, entre otros.

Uno de los métodos de conservación que permite una mayor vida útil de los alimentos es la congelación, proceso que favorece la preservación de las propiedades nutritivas y organolépticas de una manera eficiente, además de no someter el producto a conservantes que alteren las características originales de éste. Otras formas de conservación, como el ahumado, enlatado, deshidratación, etc., resultan perjudiciales para las características funcionales y nutricionales.

Es ampliamente conocido que, en la congelación, cuanto menor sea la temperatura a la cual se someta y mantenga el producto, mayor será la conservación y su vida útil. Sin embargo, se asume que la cinética de deterioro de las características tecnofuncionales del pescado, en función de la temperatura, sigue una cinética de orden entero de acuerdo a la ecuación de Arrhenius, lo que no siempre es cierto, dado que esta ecuación es aplicable a sistema químicos simples.

Por tanto, es importante estudiar el efecto de la temperatura de conservación por congelación en términos cinéticos. Para ello, se emplearán una serie de indicadores cuantificables que permitan describir numéricamente el comportamiento del pescado sometido a congelación.

OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN

OBJETIVO GENERAL

1. Describir numéricamente el deterioro de componentes nitrogenados y texturales del Salmón del Pacífico-Salmón Coho (Onchorynchus kitsutch) bajo condiciones de congelación a -13 °C y -18 °C

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OBJETIVOS ESPECÍFICOS

1. Aplicar metodologías validadas, reportadas en la literatura especializada, para la determinación de Proteína Soluble como indicador de deterioro.

2. Efectuar un Análisis de Perfil de Textura y pH como una función del tiempo de congelación.

3. Establecer la aplicabilidad de la ecuación de Weibull a los indicadores de deterioro y al perfil de textura.

4. Determinar la cinética de deterioro del Salmón Coho, bajo condiciones de congelación a -13 °C y -18 °C, mediante la aplicación de la Ecuación de Weibull a los indicadores de deterioro y perfil de textura según corresponda.

5. Correlacionar los diferentes indicadores de deterioro de Salmón Coho, en cuanto formación/descomposición de componentes nitrogenados, con las características texturales o Perfil de Textura, y cómo el pH influye en estos dos análisis.

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MARCO REFERENCIAL

SALMÓN COHO

De nombre científico Oncorhynchus kisuch, el Coho es conocido como salmón del Pacífico o salmón Plateado, fue descrito por primera vez en el año 1792, por Walbaum. Este salmón se cultiva en su mayoría en Chile entre las regiones IX y XII, durante los meses de Octubre a Marzo (González, 2010).

Figura 1. Salmón Coho (Knepp, 2005)

En Chile este pez se le puede encontrar de manera natural en las regiones, X, XI y XII. El tamaño de este salmón se considera grande, alcanza hasta 98 centímetros de longitud y de 2 a 5 kilos de peso, moderadamente alto, comprimido lateralmente, de cuerpo fusiforme (González, 2010).

Tiene una cabeza cónica, esta es más grande en machos adultos. Son de ojos pequeños, su hocico es regularmente romo, en machos adultos es engrosado y plegado en su extremo. Su boca es terminal y algo oblicua, deformada en machos adultos con la mandíbula inferior alargada y su extremo torcido hacia arriba. El maxilar se extiende bien por detrás del ojo. Sus escamas son pequeñas y cicloideas, se caracterizan por tener manchas negras en el dorso y lóbulo superior de la cola, junto con una coloración plateada en los costados y región abdominal (González, 2010).

Es un pez anádromo, es decir, la mayor parte de tiempo la pasa en el mar y retorna al río que les dio origen para reproducirse. Habita en el Océano Pacífico. Su ciclo de vida es de entre 2 y 4 años, aunque existen registros donde ha alcanzado los 6 años de vida (Flydreamers, 2011).

Son carnívoros, se alimentan intensamente mientras que están en el mar, siendo grandes oportunistas que consumen lo que es más abundante y accesible. Su dieta mientras que están en el mar, consiste en otros peces y crustáceos. Una vez en agua dulce, se

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alimentan de distintos invertebrados acuáticos y terrestres. Cuando se disponen a desovar, dejan de alimentarse (Flydreamers, 2011).

El salmón Coho es un pez no nativo, en una primera etapa desarrolla su ciclo de vida en agua dulce, luego es transportado al mar para su cultivo. El cultivo se realiza en la zona sur del país, entre las regiones IX y XII. En tierra en etapa de agua dulce y en cuerpos de agua salada para su etapa de engorda. Cultivo ampliamente desarrollado. Se encuentran inscritos en el Registro Nacional de Acuicultura, 1020 centros de cultivo en el mar, con un promedio de 9 hectáreas y 221 centros de cultivo en tierra. Chile es uno de los principales productores mundiales de salmones de cultivo (Subpesca, 2014).

El salmón Coho está entre las más grandes producciones en pisciculturas, el salmón salar se lleva el primer lugar, pero a medida del paso de los años la producción de Coho ha ido en aumento (Salmonchile, Producción, 2014).

Chile es el único productor de Coho en grandes volúmenes. Diferentes operadores sitúan la producción actual anual de Coho chileno entre 100.000 toneladas y 150.000 toneladas, mientras que la producción doméstica de Japón alcanzaría 12.000 toneladas como máximo. Japón quien ha sido un importante comprador de Salmon Coho chileno en la última década, ha disminuido sus compras debido al alza de los precios por el crecimiento del mercado. Nuevos países como Brasil, Rusia, Canadá, Estados Unidos y México, han aumentado su demanda en los últimos años (Faúndez, 2014), es por ello que debemos mantener la calidad de éste, haciéndose necesario llevar un riguroso control de la temperatura de congelación desde su captura y transporte, hasta la venta en el mercado.

COMPOSICIÓN DEL SALMÓN COHO

La carne de salmón Coho, como la de muchos otros peces, es muy propensa a la degradación, debido su composición. Éste se compone principalmente de proteínas, lípidos, carbohidratos, cenizas y agua. Estos compuestos varían considerablemente entre las diferentes especies y también entre individuos de una misma especie, dependiendo de la edad, sexo, medio ambiente y estación del año (FAO, 2005).

Los lípidos, a pesar de tener una relativa importancia en la composición del salmón Coho, son grasas poli insaturadas, compuestas principalmente por omega-3, omega-6, las cuales favorecen una dieta saludable, y otras grasas en menor cantidad, monosaturadas y saturadas. Mientras que las proteínas son aquellos compuestos que existen en mayor cantidad, abarcando un tercio del total base seca, en donde se

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encuentran los aminoácidos esenciales y no esenciales. Además aportan en gran cantidad de vitaminas y minerales (Salmonchile, 2014).

Más del 75% de los nutrientes del salmón Coho son proteínas. Las proteínas miofibrilares las cuales son importantes en la calidad y textura, se encuentran en el musculo del pescado, estas específicamente son proteínas estructurales y contráctiles, siendo la miosina, actina, troponina y tropomiosina parte de ellas. Poco más del 60% de las proteínas contráctiles son moléculas de miosina, estas se ordenan en filamentos gruesos, y por contacto entre las colas peptídicas se forma el filamento principal, alrededor del cual se ordenan las cabezas en forma espiral. La actina se encuentra como filamentos delgados formando una doble cadena helicoidal, que está estabilizada por la presencia de dos fibrillas de tropomiosina, las cuales se encuentran entre un 15% y 30% del total de proteínas contráctiles (Montalvo, 2011).

Por otro lado las proteínas insolubles, las cuales lo son tanto en agua como en diluciones salinas; estas son parte del tejido conjuntivo. Este tejido contiene varios tipos de células. También es característica, la gran cantidad de sustancia intercelular, producida por las mismas células, compuesta por carbohidratos, lípidos, proteínas y fibras de colágeno incluidas en él. Por otra parte, las proteínas solubles, las cuales se componen principalmente de enzimas y mioglobina, constituyen de 25% a un 30% de la proteína total del tejido muscular en un pescado (Montalvo, 2011).

Como se observa en la Tabla 1, la diferencia entre el tiempo cero, hasta el transcurso de 12 meses, no existe un mayor cambio en los componentes del salmón Coho congelado a esta temperatura. El componente más afectado es la humedad, la cual desciende aproximadamente 3 gramos por cada 100 gramos. (Landeros, 2005). Los compuestos que forman las proteínas son complejos y delicados, muy susceptibles al deterioro, de hecho las proteínas se alteran por muchos factores, como por ejemplo por el calor o químicos como el pH, por ello se debe dar un tratamiento con baja temperatura para reducir el tiempo con que se descomponen (Fennema, 2010).

Tabla 1. Composición química del Salmón Coho congelados a -20°C durante un año (gramos por cada 100 gramos) (Landeros, 2005)

Tiempo (Meses) 0 4 12

Humedad 71,8±0,2 70,3±0,5 67,7±1,9

Proteínas 20,3±0,4 19,7±0,8 21,0±1,2

Lípidos 6,9±0,2 7,9±0,7 9,9±1,4

Cenizas 1,0±0,1 1,3±0,2 1,3±0,2

Nitrógeno NP 0,0 0,9 0,1

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CONGELACIÓN

La calidad se asocia directamente a la carne de salmón, sobre esta aparecen una serie de parámetros que se deben considerar para que el alimento tenga una aceptación por el consumidor. La inocuidad, la calidad nutritiva, el color, la apariencia, las características organolépticas como sabor y textura, son características que se tratan de mantener similares al de un pescado fresco, además estas características tienen relación con la estabilidad y el efecto de su posterior procesamiento y preservación (Huss, 1988).

Este método de conservación se basa en la casi total eliminación del agua líquida por transformación en hielo, reduciendo entonces la actividad de agua. Así se detiene la actividad microbiológica y enzimática, y a la reducción de la actividad biológica por el descenso de la temperatura que generalmente se lleva hasta un valor entre -10 y -20ºC (Orrego, 2014). La congelación permite conservar los pescados por más tiempo, entonces las técnicas de enfriamiento posibilitan el aumento de vida útil en productos alimenticios. Existen varios métodos de conservación con respecto a los alimentos, pero aquel que funciona de mejor manera sobre los pescados es la congelación. Los factores que influyen en la tasa de deterioro del pescado son principalmente, la temperatura, daños físicos y factores intrínsecos (FAO, 1993).

Cuando la congelación es rápida se logra que existan muchos puntos donde empieza la formación de hielo en el alimento, es decir, se produce una gran nucleación y los cristales de hielo que se forman serán de tamaño pequeño y los tejidos del alimento quedarán poco afectados (Barreiro, 2006). Por el contrario, si la congelación es lenta se produce poca nucleación y los pocos cristales de hielo extracelular formados crecen con el tiempo. Esto promueve la formación de cristales de gran tamaño que pueden causar daño físico a la célula y afectar la calidad del producto congelado (Gamez-Villazana, 2012).

DEL DETERIORO DE LOS PRODUCTOS ALIMENTICIOS

Durante la congelación y almacenamiento congelado del músculo del pescado, las proteínas miofibrilares sufren alteraciones que provocan desnaturalización proteica con pérdida de propiedades funcionales y bioquímicas (Shenouda, 1980). Esta pérdida se

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conoce como dripping, la cual incide sobre factores organolépticos y de calidad, en especial la textura y la capacidad de retención de agua de los tejidos (Barreiro, 2006).

Una importante modificación de la estructura durante la congelación se debe a la formación de cristales de hielo, debido a que alrededor del 75% de la carne está compuesta por agua, y más del 15% son proteínas musculares. El agua fuertemente ligada no sufre cambios y el agua libre se congela a unos -4°C debido a su mezcla con nutrientes. Al congelarse los cristales de hielo se forman, pero la velocidad es un factor importante en el tamaño de estos cristales. La congelación lenta forma cristales de gran tamaño, formados en los espacios extracelulares, mientras que la congelación rápida los cristales tanto en el interior como exterior resultan numerosos y pequeños, esta formación ayuda a la reabsorción de agua por parte de las proteínas durante la descongelación. Los grandes cristales de hielo producen modificaciones estructurales, ruptura de miofibrillas y desplazamiento del tejido conjuntivo, liberando enzimas y produciendo daño en orgánulos celulares (Moreno, 2006).

Las proteínas son responsables en gran medida de la textura, de las características reológicas de los alimentos y las alteraciones indeseables físicas, químicas o microbiológicas que éstos sufren dan como resultado una calidad sensorial y nutricional pobre que lleva consigo el rechazo del producto (Badui, 2006).

La congelación lenta puede tener un efecto sobre las proteínas presentes, las cuales podrían llegar a desnaturalizarse, y por consiguiente, perder o reducir su capacidad de retención de agua por adsorción superficial, De igual forma al crecer los cristales de hielo extracelulares estos pueden perforar las aristas de la membrana celular, derramándose el contenido citoplasmático y dañándose la estructura del tejido.

OTROS FACTORES DE DETERIORO

El deterioro en un pescado depende de muchos factores; físicos, químicos o de diverso tratamiento, factores físicos como la especie, la edad y tamaño, época de captura, alimentación. Factores químicos como el agua y su distribución, contenido de grasas, proteínas y colágeno. Otros diferentes factores como el almacenamiento, congelación, refrigeración, almacenamiento con hielo, método de captura, procesos a alta presión y el ahumado son de diverso tratamiento. Aunque existen otros factores internos que afectan la velocidad del deterioro, como lo es el diámetro del musculo, cantidad de tejido conectivo, miofibrillas y cantidad de proteína (Cheng, 2013). Cuando el pescado es almacenado al estado congelado se produce un deterioro que influye la vida útil de este. Muchos cambios indeseables ocurren como desarrollo de aromas y rancidez, cambios en

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la textura, color, capacidad de retención de agua, perdida de nutrientes a temperaturas inferiores de -18°C (Thed, 2006).

Hay que tomar en consideración que existen cinco factores básicos para el crecimiento de los microbios: temperatura, oxígeno, pH, alimento, humedad. Esto indica, el procurar controlar estos factores para minimizar el crecimiento y reproducción de los microorganismos. Se considera de gran valor nutritivo el pescado, sin embargo, es un producto perecedero y de frágil manipulación, por consiguiente es susceptible una vez que se saque de su entorno (Díaz, 2012).

OXIDACIÓN DE LAS GRASAS POR OXÍGENO

El oxígeno atmosférico es capaz de actuar sobre los tejidos musculares provocando ciertos cambios en el color y sabor del pescado. Al oxidarse la grasa del pescado la torna rancia y da origen a una coloración en la carne, que es amarillenta.

DESCOMPOSICIÓN QUÍMICA POR LAS ENZIMAS

Los peces al estar vivos, las enzimas ayudan a convertir el alimento en energía. Al morir el pez, una vez capturado, las enzimas siguen actuando sobre los tejidos musculares, ayudando a las bacterias a penetrar en los tejidos musculares y comienza a descomponerse.

DESCOMPOSICIÓN BIOLÓGICA O MICROBIANA

Es propiciada por las bacterias que son microorganismos que están presentes en todos lados. En su gran mayoría las bacterias son inofensivas, pero existen otras que son peligrosas y perjudiciales que son las que provocan la alteración de los alimentos y son capaces de producir enfermedades, como las intoxicaciones.

TEMPERATURA

Las temperaturas altas aumentan la tasa de deterioro del pescado y las temperaturas bajas la reducen, entonces si se mantiene el pescado a una temperatura baja, su calidad disminuye lentamente. Si la temperatura de congelación se llega más rápidamente este

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Page 18: Tesis Salmón Coho

sufrirá menos daño debido al tamaño pequeño de los cristales de hielo que si la temperatura de congelación es alcanzada lentamente (FAO, 2005).

Sharifian y otros, estudiaron los efectos de almacenamiento en frio a 4°C, sobre microestructura en filetes y los resultados mostraron que en el día 0, la fibra de los músculos en las muestras de control, mostraron poca homogeneidad y formas normales. Después de 7 días de almacenamiento en frio, en comparación a la muestras de control, las cuales mostraron una pequeña reducción en fibra y espacio extracelular. En el día 14, estos cambios aumentaron, se caracterizaron en degradación celular del tejido conectivo (Sharifian, 2011).

EFECTOS DEL pH

Existen varias formas de desnaturalizar las proteínas, como por ejemplo, la temperatura, químicos, pH, etc. La desnaturalización de las proteínas se entiende como la pérdida de las estructuras de orden superior, conocidas como estructura secundaria, terciaria y cuaternaria; quedando estas cadenas reducidas a un polímero sin estructura tridimensional fija.

El pH puede definirse como una medida que expresa el grado de acidez o basicidad de una solución en una escala, la cual varía entre 0 y 14 respectivamente. El principio básico de la medida del pH se fundamenta en el registro potenciométrico de la actividad de los iones hidrógeno por el uso de un electrodo de vidrio y un electrodo de referencia, o un electrodo combinado. El pH es un buen indicador del estado general del producto ya que tiene influencia en múltiples procesos de alteración y estabilidad de los alimentos, así como en la proliferación de microorganismos (Fennema, 2010).

La actividad de los iones H+ y OH- del agua provocan efectos parecidos, pero además de afectar a la envoltura acuosa de las proteínas también afectan a la carga eléctrica de los grupos ácidos y básicos de las cadenas laterales de los aminoácidos. Esta alteración de la carga superficial de las proteínas elimina las interacciones electrostáticas que estabilizan la estructura terciaria y a menudo provoca su precipitación. La solubilidad de una proteína es mínima en su punto isoeléctrico, ya que su carga neta es cero y desaparece cualquier fuerza de repulsión electrostática que pudiera dificultar la formación de agregados. A valores de pH extremos, las fuertes repulsiones electrostáticas intermoleculares causadas por la elevada carga neta determinan el hinchamiento y el desplegamiento de las moléculas proteicas. El grado de desplegamiento es mayor a pHs extremos alcalinos que a pHs extremos ácidos. Se cree debido a la ionización de los

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grupos sulfhidrilo, fenólicos y carboxílicos enterrados, ocurre el despliegue de la cadena polipeptídica al intentar exponerse al ambiente acuoso (Lehninger, 2005).

Si el pH acido o básico altera la estructura de las proteínas, dejándolas más acuosas, más inestables y/o más viscosas, es decir una pérdida de sus propiedades biológicas, entonces podemos abordar que la medición de textura y concentración u otros estudios sobre proteínas pueden ser alterados debido a la fluctuación de pH (FAO, 1993).

FACTORES INTRÍNSECOS

Existen diferentes factores los cuales influyen en la velocidad de descomposición, estos comienzan desde la superficie y forma, continúa con el grosor de la piel y la cantidad de grasa, son características que disminuyen o aumentan la contaminación de microorganismos sobre el alimento. Esto ocurre de la misma forma a cualquier temperatura, pero no a la misma velocidad.

DAÑOS FÍSICOS

El pescado es blando y se daña fácilmente, se debe efectuar una manipulación adecuada para evitar magullamientos o ruptura de las vísceras en el interior del pescado poniéndose en contacto con el pescado, y permitiendo así que las bacterias y enzimas actúen de manera más rápida (FAO, 2005). Las deformidades y daños físicos ayudan a la evaluación de bienestar de los peces, siendo las deformidades por daño aquellas con las que nace y por otro lado los daños físicos que corresponden a cualquier lesión durante la vida de este. Ambas son perjudiciales para la vida y reproducción, pueden conducir a la reducción de crecimiento, una mala alimentación, como también al aumento a contraer enfermedades (Cañon, 2010).

DETERIORO TEXTURAL

La textura de un pescado se moldea tanto durante la vida y la muerte del pez. Factores como el tipo de muerte, tipo de comida, la especie, la edad, el sexo o la zona donde habitaba, son todas influencias sobre la textura. Después de la muerte el hecho de que el pez este blando o frágil después de 24 ó 36 horas será por uno o varios de los factores mencionados.

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El deterioro del músculo del pescado en estado post-morten es rápido a temperatura ambiente. La textura es la primera forma de saber si un pescado está deteriorado, mientras mayor sea, la carne será más flácida y blanda, ya pasado el Rigor mortis, es decir después de 24 horas hasta 72 horas. Las etapas inmediatas después de la muerte del pescado comienzan con el Pre-rigor, el pescado es blando y flexible, la textura firme y elástica y el músculo se encuentra relajado. Durante el Rigor mortis el tejido muscular se contrae y se torna duro y rígido, todo el cuerpo se vuelve inflexible. Finalmente en el Post-rigor, el tejido muscular retorna a su estado relajado y en esta fase la descomposición ocurre más rápidamente (Suárez, 2007).

La congelación desde la muerte del pez permite que estas etapas ocurran más lentamente, alargando su vida útil para el consumo, pero otros mencionan que sólo es necesario aplicar frío en la etapa de post Rigor, ya que en la etapa pre Rigor y Rigor Mortis la estructura permanece de la misma forma, sin cambio alguno (FAO, 2005).

Estudios demuestran que los cambios físicos ocurridos en la carne de los peces durante el almacenamiento en frío, como lo es el ablandamiento de la carne, son cambios mayormente causados por estructuras del tejido muscular que por cambios en los componentes de las proteínas (Lardmond, 2007).

ANÁLISIS DEL PERFIL DE TEXTURA

La textura de los alimentos no tiene una definición exacta, controlada y satisfactoria, sin embargo se puede decir que posee las siguientes características: no está directamente relacionada con el olor ni el gusto, no se trata de una propiedad sino de un conjunto de propiedades, está relacionada con la mecánica y la reología, y finalmente se trata de un grupo de propiedades físicas que derivan de la estructura del alimento (Szczezniak, 1963).

El procedimiento que realiza un texturómetro, implica la aplicación de dos compresiones que emulan el masticar de la mandíbula. Gráficamente, esto se observa en la Figura 2.

DUREZA

Es la fuerza máxima de compresión durante el primer y segundo ciclo, área 1 y 2 como se observa en la gráfica 2. La dureza se entiende como la fuerza necesaria para una deformación dada (Lardmond, 2007). Y sensorialmente es fuerza requerida para comprimir una sustancia entre las muelas o entre la lengua y el paladar (Bourne, 2002)

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Figura 2. Curva generalizada Análisis de Perfil de Textura (TPA) (Valencia, 2007)

COHESIVIDAD

Porción de fuerza positiva en un área, en el segundo ciclo de compresión durante la primera compresión, excluyendo áreas de descompresión en cada ciclo (Bourne, 2002). La primera mitad del área 2 desde su punto más alto, divida por la primera mitad del área 1 desde su punto más alto. Esta permite entender que tanto puede soportar una segunda deformación antes de romperse.

Sensorialmente se comprende cómo, el grado hasta el que se comprime una sustancia entre los dientes antes de romperse (Lardmond, 2007).

ELASTICIDAD

Es la altura que el alimento recupera durante el final de la primera compresión y el inicio de la segunda. Distancia del ciclo de compresión durante la segunda mordida (Lardmond, 2007). Físicamente, se conoce como la tasa a la cual un material deformado regresa a su condición inicial después de retirar la fuerza deformante y sensorialmente como el grado hasta el cual regresa un producto a su forma original una vez que ha sido comprimido entre los dientes (Bourne, 2002).

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ADHESIVIDAD

Representado como el trabajo necesario para sacar el émbolo fuera de la muestra, área 3. Se entiende como el trabajo necesario para vencer las fuerzas de atracción entre la superficie del alimento y la superficie de los otros materiales con los que el alimento entra en contacto (Lardmond, 2007). Sensorialmente es la fuerza requerida para retirar el material que se adhiere a la boca durante su consumo (Bourne, 2002).

FUERZA DE ADHESIVIDAD

Fuerza adhesiva máxima negativa (Lardmond, 2007).

GOMOSIDAD

Es el producto entre la dureza y la cohesividad. Se interpreta como la energía necesaria para desintegrar un alimento semisólido a un estado liso para deglutirlo (combinación de baja dureza y alta cohesividad) (Lardmond, 2007). Es la densidad que persiste a lo largo de la masticación; energía requerida para desintegrar un alimento semisólido a un estado adecuado para tragarlo (Bourne, 2002).

MASTICABILIDAD

Es el producto entre la gomosidad y la elasticidad. La cual es equivalente matemáticamente a la dureza por la cohesividad por la elasticidad (Lardmond, 2007). Es el tiempo necesario para masticar una muestra, con una fuerza a una razón constante, así reduciéndola a una consistencia para poder ser deglutida. No duradero, suave y seco al comer, pastoso, gomoso. Característica en parte de la cohesividad (Bourne, 2002).

CONSIDERACIONES FINALES

Todos los parámetros indicadores de deterioro antes citados, pueden ser medidos y modelados matemáticamente. Éstos, no son independientes, y existe una relación directa entre unos y otros, por ejemplo, la gomosidad es la unión de los parámetros de dureza y cohesividad. Estas características están relacionadas con la boca, dientes, lengua,

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mandíbula, la capacidad de masticar y degradar la comida en trozos más pequeños, todo funciona como un conjunto de parámetros, estos unidos, que nosotros captamos con diferentes percepciones, debido a nuestros gustos. Asimismo, las variaciones del pH pueden tener un efecto sobre la proteína soluble contenida en el producto y ésta, a su vez, tener efecto sobre los parámetros texturales.

Aquellos componentes más susceptibles y que están en mayor cantidad en el salmón Coho son las proteínas, por lo que en esta investigación se hará uso de indicadores de deterioro proteico y aquellos que le afectan y aquellos sobre las cuales existe un efecto, esto es, pH y perfil de textura.

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MATERIAL Y MÉTODO

INTRODUCCIÓN

En las subsecuentes secciones se establecen las directrices bajo las cuales se trabajará en el desarrollo del trabajo de titulación descrito en el presente documento. Se presentan las correspondientes preguntas de investigación a ser resueltas al finalizar el trabajo en cuestión, el diseño del estudio, el tratamiento de las muestras y los métodos y metodología a emplear en cada uno de los análisis a desarrollar, así como los materiales requeridos.

PREGUNTAS DE INVESTIGACIÓN E HIPÓTESIS

En virtud de lo expuesto en los capítulos y secciones precedentes, cabe formular las siguientes preguntas de investigación:

1. Conocidas los diferentes indicadores de deterioro en Salmón coho ¿Cuál es la velocidad de reacción, deterioro o formación, de cada uno de ellos a -13°C y -18°C?

2. ¿Cuál es el orden de reacción del deterioro/formación de proteínas solubles en Salmón coho a -13°C y -18°C?

3. ¿Cuál es el orden de reacción de las modificaciones en el perfil textural del Salmón coho a -13°C y -18°C?

4. ¿Existe una correlación entre los diferentes indicadores de deterioro de Salmón coho, en cuanto formación/descomposición de componentes nitrogenados y las características texturales?

DISEÑO DEL ESTUDIO

El estudio se efectuó haciendo uso de filetes de Salmón Coho congelado a temperaturas de -13°C y -18°C. Se hizo uso de cincuenta y un filetes frescos de Salmon Coho (Onchorynchus kitsuctch), obtenidos de Mainstream Chile S.A. Cermaq ASA, Puerto Montt, Chile, en el mes de octubre de 2013. Calidad Premium 2-4 lb, peso 1360 ±453g. Todos los productos son provenientes de la misma jaula y procesados bajo las mismas condiciones. Los filetes fueron transportados en hielo inmediatamente a la Universidad de los Lagos, Laboratorio de ingeniería en alimentos. Se tomó muestra de tres filetes, a los cuales se les realizó un análisis químico en duplicado y un análisis de textura en triplicado. Los filetes fueron divididos en dos grupos, almacenados a temperaturas

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constantes de -13°C y -18°C. De acuerdo a la calendarización indicada en secciones subsecuentes, cada día de análisis se descongelarán 3 filetes a temperatura ambiente (15 – 18°C) en caja de polietileno expandido, con el fin de proteger el producto y resguardar las condiciones de descongelación homogénea.

MÉTODO LOWRY (PROTEÍNAS SOLUBLES)

Tres métodos espectrofotométricos famosos y más usados para medir proteínas son, el método de Biuret, Bradford y Lowry, el primero es un método barato, con pocas interferencias y alta especificidad de proteínas, pero es un método poco sensible mide desde 1 a 10 mg de proteína por cada 5 ml hacia valores superiores. El método Bradford, por otro lado, es el más sensible 1 a 20 μg de proteína por ml, se utiliza en condiciones ácidas y con presencia de detergentes.

El método Lowry utiliza la espectrofotometría para la determinación de la abundancia de una sustancia, es el espectrofotómetro el instrumento utilizado que permite comparar la radiación absorbida por una solución o mezcla que contiene una cantidad desconocida de soluto, a través de un haz de luz.

La técnica espectrofotométrica utilizada específicamente es el HPLC para la medición de proteínas, HPLC o cromatografía de alta eficiencia es un método físico de separación entre una fase fija y otra móvil, permitiendo que la fase móvil fluya a través de la estacionaria. Este método tiene una sensibilidad para medir proteínas entre 2 y 100 μg, puede existir un margen de error debido a la diferencia de proteínas, ya que no todas reaccionan de igual forma frente a las mezclas de químicos, detergentes no iónicos o al sulfato amónico (Quiminet, 2006).

Lowry utiliza otro método para complementarse, Biuret, el cual consiste principalmente en que el Cu(II) forme una unión con los grupos aminos de la proteína por medio de enlaces peptídicos, en un medio alcalino (Folch, 1957). Formado el complejo Cu(II) – proteína, se forman compuestos fenólicos, estos pueden ser triptófano, tirosina, fenilalanina dependiendo con que muestra se trabaje, este complejo reacciona con el Folin-Ciocalteu (Skoog, 2001).

El reactivo Folin-Ciocalteu es usado para la determinación de antioxidantes fenólicos, reacciona con algunos compuestos aromáticos, llamados fenoles, los cuales reducen el compuesto ácido fosfomolibdotúngstico contenido en el Folin-Ciocalteu (Figura 3) para luego ser medido entre 600 y 800 nm en el caso de Lowry.

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Se debe destacar que este método es sensible al pH, con respeto al viraje de color, usualmente Lowry se trabaja con pH sobre 10 y sólo uno elevado se obtendrá un color azul durante la reacción (Skoog, 2001).

Figura 3. Reacción entre la proteína, los reactivos de Cu+2 y Folin (Sancho, 2012)

Una vez adquiridos los valores al leer absorbancia de cada una de las muestras, se reemplazarán en la ecuación descrita por la ley de Lambert-Beer (Ec. 1), la cual permite obtener valores de concentración de la proteína. La ley de Beer describe que la absorbancia es directamente proporcional a la concentración, es decir, entre menor sea el haz de luz que atraviese en el espectrofotómetro, es decir una alta absorbancia, es debido a la alta concentración de partículas en la muestra (Nollet & Toldra, 2010).

22\* MERGEFORMAT ()

La ecuación relaciona la concentración (c), la absorbancia de la muestra (A), la distancia recorrida por la radiación (d) y el coeficiente de extinción molar () (M-1 cm-1) (Holme, 1998). El método se inicia con la preparación de la muestra de 1 gramo, para luego adicionándole ácido tricloroacético ayudando a la separación de las proteínas insolubles

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del resto de componentes. Se prosigue agitando la muestra por 15 minutos para homogeneizar y acelerar la precipitación de la proteína, posteriormente se le somete a un tiempo hasta lograr bajar su temperatura a 4°C. Obtenida la separación entre la proteína y el resto líquido de la muestra, se desechan los restos y se centrifuga por 10 minutos a 800 G de fuerza. Ya adquirida la proteína insoluble precipitada y centrifugada, se le agrega 4 ml de NaOH 1N a las muestras, la que permite romper la membrana de la proteína convirtiéndola en soluble, para catalizar esta acción se le somete a una temperatura de 56°C en un baño termo regulado por 30 minutos.

De las proteínas separadas se extrae 1 ml y se afora hasta 100 ml con agua destilada en un matraz aforado. De esta dilución se extraen 600 ml y se agregan a los tubos espectrofotométricos, homogeneizando la mezcla, trabajando en duplicado.

Teniendo la mezcla homogeneizada en los tubos espectrofotométricos, se agrega un reactivo ya preparado a cada tubo, 25 ml, el cual contiene, 2% Na2CO3 (Solución alcalina de carbonato de sodio) en 0,1N de NaOH y una mezcla de reactivos a preparar con 250 μL a 0,5% de CuSO4*5H2O en 250 μL a 1% de KOCO(CHOH)2COOK*1/2 H2O (Tartrato de potasio, permite la formación del complejo entre el cobre y la proteína), homogeneizándolos junto con la muestra y esperando 10 minutos.

Luego agregar el reactivo Folin-Ciocalteu a cada tubo espectrofotométrico, homogeneizando y dejando en la oscuridad, esperando un tiempo de 30 minutos, este reactivo gracias a la oxidación de los enlaces peptídicos, permite su reacción con el cobre (Cu+). Finalmente se procede a leer en el espectrofotómetro a una absorbancia fijada de 750 nm, calibrando con el blanco, el cual contiene los mismos componentes que los tubos con muestra, esto para realizar una comparación con aquellos que si la contienen.

PERFIL DE TEXTURA

El análisis de textura se realiza con la función de obtener resultados correspondientes al cambio de diferentes factores texturales como lo son la masticabilidad, gomosidad, adhesividad y otros.

Se hace un análisis con un texturómetro debido a que si se realiza un análisis sensorial, los resultados tendrían muchas más variables. La boca puede ser considerada como un sistema mecánico y químico, el cual tritura, moja, degrada enzimáticamente, presuriza, calienta, refresca, degusta, siente fuerza y temperatura. El tamaño de la boca, el bolo

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alimenticio, el masticar, la diferencia en la adición de saliva sobre el alimento son otros factores a tener en cuenta para un análisis de texturas. La percepción de textura en la boca es amplia en comparación con la información que nos puede entregar un texturómetro (Steffe, 1996).

Al comparar métodos instrumentales, con la evaluación sensorial, ha sido probado que las mediciones texturales hechas con instrumentos analíticos son mejores y más precisas por la reducción de variables durante la medición y la elución de factores humanos (Cheng, 2013).

El análisis de perfil de textura se desarrollará por medición de la porción central de los filetes, considerando porciones de 10 cm de longitud y 2.3±0.5 cm de altura, obtenidos de la materia prima descongelada. Los parámetros texturales se medirán en la carne fresca por compresión, usando un texturómetro Brookfield (Brookfield CNS Farnell, Borehamwood, Hertfordshire, England) (Figura 4).

Figura 4. Texturómetro Brookfield LFRA 1500 (Brookfield, 2012)

Los análisis se llevarán a cabo a temperatura ambiente (15 – 18°C) con un cilindro de 20 mm de diámetro y aplicación de dos ciclos consecutivos de 50% de compresión con 5 segundos entre ciclos y velocidad constante de 1 mm/s.

MÉTODO DE PH

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Se utilizó el método con relación 1:1 en agua (Collin, 1970); en tres vasos precipitados se agregaron individualmente tres muestras de 5 gramos, cada una fue molida del filete de salmón Coho, a cada muestra se le agrega 5 mililitros de agua refrigerada destilada y previamente refrigerada. Luego se homogeniza con la ayuda de una espátula, para finalmente agitar y tomar la medida con el sensor de pHímetro.

MODELAMIENTO MATEMÁTICO

Las reacciones químicas pueden ser descritas con una variedad de modelos cinéticos. Están presentados en discutidos en numerosos textos de química física y son parte de distintas especialidades, como la bioquímica, química ingenieril, ciencia de los alimentos y farmacología.

En 1930, el ingeniero y matemático suizo Waloddi Weibull propuso una función de distribución de 3 parámetros. La versatilidad de dicha función radica en las diferentes formas que adopta dependiendo de los valores que toman sus parámetros. Las implicaciones físicas, teóricas, algebraicas, y gráficas son algunos aspectos interesantes que generan y dan lugar a una gran cantidad de trabajos diversos (Salazar, 2011).

La función de Weibull está vinculada a la vida útil de los productos, ha generado iniciativas de perfeccionamiento relacionado con la calidad y las fallas de un producto. La ecuación de Weibull al trabajar con parámetros expuestos a muchos factores, como aquellos que afectan a los alimentos, genera distintas distribuciones que en casos específicos coinciden con aquellas como la exponencial, gaussiana, chicuadrada entre otras (Salazar, 2011).

Los modelos de probabilidad guardan relación implícita con el mecanismo de deterioro del producto, por lo que existen distribuciones específicas para algunos mecanismos, aunque la de Weibull, por su gran versatilidad es capaz de explicar distintos tipos de deterioro en los productos alimenticios durante su almacenamiento.

Muchos modelos cinéticos como Arrhenius son utilizados para modelar ecuaciones químicas o electricas, pero a diferencia de Weibull, Arrhenius trabaja de forma lineal.

Antes de ingresar los datos a la ecuación de Weibull, se debe emplear la siguiente ecuación para obtener los datos de porcentaje de proteína soluble, en donde se ingresa la absorbancia, los gramos utilizados de muestra, a y b valores constantes obtenidos de la curva de calibración y la dilución correspondiente:

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33\*MERGEFORMAT ()

METODOLOGÍA PARA EL AJUSTE DEL MODELO WEIBULL A LOS RESULTADOS

La cinética de degradación, trabaja con procesos isotérmicos biológicos y bioquímicos caracterizados como eventos de distribución de “tiempos de falla”. Esta distribución es conocida como Weibull y fue encontrada aplicable para muchos fenómenos, tales como destrucción microbiológica, inactivación enzimática y degradación/formación de diversos componentes (Peleg, 2007):

44\* MERGEFORMAT ()

La ecuación de Weibull se utilizará para determinar el orden de reacción y la velocidad de reacción, con respecto al método Lowry (Proteínas solubles), a los parámetros texturales y el pH.

La ecuación es dictada por los siguientes parámetros, un valor inicial (C0), gramos en el caso de la proteína, se multiplica por el exponente de la velocidad de reacción (B0), la cual relaciona la variación positiva o negativa de una concentración con respecto al tiempo. Esta velocidad puede ser afectada por la naturaleza, tipo y concentración de los reactivos o componentes, la temperatura, la presión, el volumen y catalizadores.

Ella permite determinar a qué velocidad se forma o destruye un componente de una muestra (Jaramillo, 2004) La velocidad de reacción se multiplica por el tiempo (t), pueden ser segundos, horas, días. Finalmente el tiempo es elevado al orden de la reacción (A0), que se obtiene con datos experimentales que hablen sobre la variación de concentraciones. Existen diferentes órdenes de reacción de denominación 0, 1, 2, 3 y también existen los órdenes de reacción fraccionarios, estos los dan diferentes ecuaciones, una para cada orden, en donde los datos se reemplazan experimentalmente.

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El valor del orden de reacción indica la dependencia de la velocidad de reacción con respecto a la concentración de los componentes o reactivos que se estén midiendo (Masegosa, 2011), en la práctica esto quiere decir que la concentración de proteína se ve favorecida, ya que el deterioro es menor a temperaturas más bajas (menor velocidad de reacción), lo que influye positivamente sobre textura, ya que el orden de reacción es más alto. Esto quiere decir que si tenemos un bajo orden de reacción la concentración será menor debido a la degradación de esta.

Los parámetros para la textura varían con respecto a los valores de muestra utilizados, por ejemplo la dureza, la cual tiene como unidad Newton, se considera como valor inicial, aquella medida del día cero. Por otro lado la velocidad de reacción estaría fuertemente relacionada con la velocidad que afecta a la proteína, ya que un deterioro en la proteína afecta a la dureza, entre más deteriorado este el salmón, la dureza descenderá.

El orden de reacción, al igual que la velocidad será determinada por la concentración de proteínas.

Con respecto al pH la velocidad y orden de reacción se refiere a concentración de elementos H y OH, estos componentes reaccionarían más rápido si existiese deterioro.

Se utiliza el programa STATISTICA (StatSoft, Inc. (2011) STATISTICA, Data Analysis Software Ssystem, version 10. www.statsoft.com) se utiliza el módulo de estimación no lineal, dentro de este se le incorpora la ecuación de Weibull como función estimada y luego se le ingresa los datos respectivos de cada método. La evaluación del modelo se hace mediante el método de mínimos cuadrados:

55\* MERGEFORMAT ()

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PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

PORCENTAJE DE PROTEÍNA SOLUBLE

La congelación es el método más utilizado para conservar pescados, por ser el más efectivo, pero el deterioro no puede ser detenido o eliminado, estará siempre presente en los alimentos, en este caso degradación de la carne, la proteína. Según la teoría, a menor temperatura a la cual es sometido un alimento, la velocidad de degradación en este será más lenta.

En términos de los resultados obtenidos, se puede observar que las velocidades de deterioro son mayores a -13°C que -18°C (-0.188 y -0.082, respectivamente). Se observa que en el Gráfico 1 y Gráfico 2, las curvas son muy similares, estas radican en el descenso del porcentaje. A la temperatura de -13ºC el porcentaje de proteína soluble desciende de 16% a un 2% en 260 días, mientras que a -18ºC el mismo decremento se observa en 300 días. En ambas se reduce en un 14% el porcentaje de proteínas, sólo que a una mayor temperatura el deterioro fue más rápido.

Gráfico 1. Proteína soluble (%) a -13°C

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Gráfico 2. Proteína soluble (%) a -18°C

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77\*MERGEFORMAT ()

Por otro lado los órdenes de reacción a -13°C y -18°C, respectivamente, son 0.456 y 0.579; se sabe que a menor concentración el orden será mayor. Estos resultados se interpretan en la práctica como lo dicen otros estudios, mientras mayor sea la temperatura, mayor será la velocidad de reacción, y como existe mayor deterioro de proteínas, el valor de concentración será más bajo en este caso, lo cual se corrobora con un pequeño orden de reacción.

pH

Los valores observados bajo las dos temperaturas de almacenamiento estudiadas fueron relativamente constantes en el tiempo. Éstos, expresados como promedio y error

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estándar, a -13°C y -18°C, respectivamente, fueron de 6.21± 0.1079 y 6.26± 0.0817. Por ende, no hay evidencia suficiente como para correlacionar el eventual efecto del pH sobre el contenido de proteína soluble.

TEXTURA

Con respecto a la Dureza del producto, se observa un valor inicial de 20,4 N, la que disminuye progresivamente a ambas temperaturas de almacenamiento (Gráfico 3 y Gráfico 4). Sin embargo, se observa que la velocidad de reacción, la cual indica con qué rapidez el salmón va perdiendo su dureza, es mayor a -13°C.

Gráfico 3. Dureza (N) a -13°C

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Gráfico 4 Dureza (N) a -18°C

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99\*MERGEFORMAT ()

Comparando tiempo y temperatura se puede observar según los datos que la dureza disminuye en cada caso, pero lo hace con menor intensidad a temperaturas más bajas, en este caso -18ºC. El orden de reacción se relación con la cantidad de fuerza necesaria, los valores de orden de reacción van aumentando. Inverso a la fuerza necesaria, es decir a mayor orden menor es la fuerza requerida.

La fuerza necesaria se relaciona con el porcentaje de proteínas que se encuentran en el salmón, si se necesita mayor fuerza en el texturómetro, significa un buen estado de la proteína. Existe una relación entre la dureza y el porcentaje de proteína, a medida que el porcentaje de proteínas disminuye, la dureza lo hace también. Esta concordancia es muy estrecha, la similitud es grande entre los gráficos de dureza y proteína, además de que en ambos casos la velocidad y orden de reacción están en aumento. Es más evidente en la

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práctica, al tener un salmón con la proteína degradada, la dureza será menor, habrá menor rigidez en la carne.

La adhesividad en la práctica se observa cuando el alimento o sustancia se adhiere a una superficie después de ser presionada contra esta. La unidad de medida es Newton con la que se debe separar la superficie del alimento, dando un valor de fuerza por distancia. Esta distancia tiene una cierta relación con la elasticidad, con el hecho de cuánto se debe estirar hasta el punto de separarse. Según lo observado, y al igual que la dureza, la adhesividad va en descenso, es decir con el paso del tiempo la fuerza requerida para estirar y separar el alimento de la superficie es menor, llegando aproximadamente a un valor de 1,5 N/cm en cada temperatura e iniciando aproximadamente con 3,5 N/cm (Gráfico 5 y Gráfico 6). Esta disminución de valores se puede corroborar comparando las diferentes velocidades de reacción en cada temperatura, observando una disminución de estas a medida que la temperatura es más baja. Como en los otros parámetros, la velocidad con la que menos fuerza es requerida va en relación con la temperatura a la que fue expuesta la muestra, las velocidades de reacción disminuyen a una temperatura más baja. Y al igual que el resto de parámetros texturales puede variar dependiendo de la temperatura de la muestra, si es mayor la adhesividad disminuirá en una superficie lisa, debido a la exudación de compuestos a la superficie como grasas o agua.

Gráfico 5. Adhesividad (N cm-1) a -13°C

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Gráfico 6. Adhesividad (N cm-1) a -18°C

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1111\*MERGEFORMAT ()

Por otra parte, los valores registrados de elasticidad se mantienen relativamente constantes durante el transcurso del tiempo. El valor promedio del día cero fue 2.7375±0,0574, comparando este con las temperaturas estudiadas, todos fueron menores. Los valores de elasticidad expresados como valores promedio y error estándar, a -13°C y -18°C, fueron de 2.5184±0,1221 y 2.6006±0,1363, respectivamente.

La elasticidad se interpreta como una disminución en la resistencia de las muestras, es decir, al ser estiradas se separan con mayor facilidad, a medida que transcurre el tiempo la carne tiende a soportar menor deformación que una carne fresca. Existe una relación directamente proporcional entre la elasticidad y el porcentaje de proteína soluble, por cuanto al ser los enlaces proteicos y su estructura más débiles o menos estables, la carne,

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por medio de una pequeña fuerza, será más fácil de romper al ser estirada. No obstante lo anterior, los resultados observados no permiten ser concluyentes en este aspecto.

En cuanto a la gomosidad (Gráfico 7 y Gráfico 8), ésta desciende en todos los casos, existe una dispersión pero aún así se observa el descenso, existe una mayor dispersión a -13. La gomosidad se define como la energía para desintegrar un alimento, relacionando la dureza y la cohesividad, ambas fuerzas aplicadas sobre la carne. Estas fuerzas son menos necesarias en cada caso, la diferencia existe en cuanto demora en reducir la gomosidad. Se mantiene aún más tiempo a la temperatura de -18°C. Los valores registrados comienzan aproximadamente a los 10 Newton llegando a un punto menor con un valor de 4. El caso de la temperatura -13°C se observa una mayor dispersión por 2 puntos que se observan en los extremos, esto puede deberse a errores durante la preparación de la muestra, almacenamiento o simplemente por el tipo de crianza, género, modo de vida. A esta misma temperatura se puede ver una diferencia en la disminución de las velocidades de reacción, regularmente se reduce a medida que la temperatura es menor, pero no es el caso, pudieron ser variable de los factores ya mencionados.

Gráfico 7. Gomosidad (N) a -13°C

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Gráfico 8. Gomosidad (N) a -18°C

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La masticabilidad, representada como la cantidad de fuerza que se necesita para deglutir, relaciona la cohesividad, la dureza y la elasticidad, es decir la resistencia, la fuerza aplicada y la ruptura por estiramiento del alimento. Observando los parámetros anteriores, todos se correlacionan de forma descendiente, por ello lo hace de la misma manera.

En ambos casos descienden de 28 N/cm hasta llegar a los 14 N/cm aproximadamente, las velocidades de reacción coinciden con respecto a los parámetros relacionados, indicando que a medida baja la temperatura la velocidad de reacción también desciende (Gráfico 9 y Gráfico 10).

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Gráfico 9. Masticabilidad (N cm-1) a -13°C

Gráfico 10. Masticabilidad (N cm-1) a -18°C

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Los valores de cohesividad registrados fueron menores comparadas con el día cero (0.5225±0,0126). En todos los casos, estos valores fueron relativamente constantes en el tiempo; sin embargo, una comparación entre las diferentes temperaturas indica un incremento de los valores observados con respecto a la disminución de la temperatura de almacenamiento congelado Los valores de cohesividad (adimensional), expresado como valores promedio y error estándar, a -13°C y -18°C, fueron de 0.5848±0,036 y 0.5946±0,0407, respectivamente. La cohesividad habla de deformación, se obtiene dividiendo el valor de la segunda sobre la primera deformación. Los valores obtenidos con respecto al día cero son mayores a una menor temperatura. Es decir existe un incremento en resistencia a la deformación cuando la proteína mantiene por más tiempo su integridad. Por ello se observa un valor más bajo a -13°C comparado con la de -18°C, ya que esta última permite mantener la estructura proteica por mayor tiempo.

Los resultados con respecto a la proteína soluble, obtenidos por medio del método Lowry son bastante adecuados según la literatura ubicándose alrededor de los 16% a 21% (FAO, 2005). La ecuación de Weibull permitió determinar la velocidad y orden de reacción de ambos parámetros, textura y proteína soluble, esta última sería la guía para los parámetros texturales, estas dos están ampliamente relacionadas, ya que sin una buena calidad proteína existirá una mala calidad sobre la textura. Y así es como se ve en los resultados, cada parámetro textural comparado con el porcentaje de proteína es muy similar y tiene razón de serlo, ya que al aumentar la vida útil por congelación se le permite mantener por más tiempo a los parámetros texturales mantener su calidad.

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CONCLUSIONES

La inocuidad y calidad de los productos alimenticios, así como el intento de lograr mantenerlas en el tiempo, han constituido uno de los desafíos más importantes para los profesionales de la industria alimentaria.

Muchos de los productos marinos son muy susceptibles a factores que alteran de manera dinámica su integridad, lo que motiva a investigadores a buscar nuevas técnicas de conservación, o bien, mejorar las ya existentes.

En este sentido, la congelación constituye uno de los métodos de conservación de mayor importancia para la industria acuícola, al propiciar la preservación de propiedades nutritivas y organolépticas, disminución de las velocidades de deterioro y prolongar la vida útil.

Por otra parte, desde un punto de vista ingenieril, el modelamiento matemático de las reacciones de deterioro, constituye una metodología de cálculo aplicado ampliamente aceptado para el estudio del deterioro de los productos alimenticios; en ella, habitualmente se asume que la cinética de deterioro de las características tecnofuncionales, en función de la temperatura, sigue una cinética de orden entero de acuerdo a la ecuación de Arrhenius.

Por tanto, esta investigación se ha conducido para estudiar el efecto de la temperatura de conservación por congelación en términos cinéticos, haciendo uso de contenido de proteína soluble y perfil de textura como indicadores cuantificables para la descripción numérica del comportamiento del pescado sometido a congelación.

En este sentido:

se ha descrito numéricamente el deterioro de componentes nitrogenados y texturales del Salmón del Pacífico-Salmón Coho (Onchorynchus kitsutch) bajo condiciones de congelación a -13°C y - 18 °C.

se aplicaron metodologías validadas, reportadas en la literatura especializada, para la determinación de Proteína Soluble, como indicador de deterioro.

se llevaron a cabo mediciones texturales para el desarrollo de un Análisis de Perfil de Textura como una función del tiempo de congelación.

se llevaron a cabo mediciones pH como una función del tiempo de congelación. se estableció la aplicabilidad de la ecuación de Weibull a los indicadores de

deterioro citados.

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se determinó que la cinética de deterioro del Salmón Coho, bajo condiciones de congelación a -13 °C y -18 °C, mediante la aplicación de la Ecuación de Weibull a los indicadores de deterioro y perfil de textura sigue una cinética de orden fraccionario

se correlacionaron los indicadores de deterioro de Salmón coho, en cuanto formación/descomposición de proteína soluble, con las características texturales o perfil de textura, y como el pH influye en estos dos análisis.

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BIBLIOGRAFÍA

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ANEXO

Anexo 1. Estadígrafos de indicadores de deterioro a las temperaturas estudiadas

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Page 48: Tesis Salmón Coho

Temperatura de

congelaciónPromedio Mínimo Máximo Desv. Est.

-18ºC

pH 6.17 5.98 6.31 0.08

Cohesividad 0.56 0.48 0.66 0.04

Chiclosidad 19.70 14.14 30.70 4.64

Adhesividad 2.26 1.24 4.06 0.75

Dureza 13.31 9.74 21.65 3.08

Gomosidad 7.40 5.53 11.25 1.45

Elasticidad 2.61 2.30 2.80 0.13

-13ºC

pH 6.21 6.01 6.41 0.10

Cohesividad 0.58 0.51 0.67 0.04

Chiclosidad 17.50 9.59 30.70 4.79

Adhesividad 1.99 0.93 4.06 0.73

Dureza 11.91 6.87 21.65 3.21

Gomosidad 6.91 3.91 11.25 1.56

Elasticidad 2.53 2.27 2.79 0.13

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