EFECTO DEL TIEMPO DE EXPOSICIÓN AL ULTRASONIDO SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS, REOLÓGICAS Y MICROBIOLÓGICAS EN LA PULPA DE "CHIRIMOYA" ANNONA CHERIMOLA MILL. (ANNONACEAE)

2015·9.2 MB·Spanish

by  Fernando Rodríguez Ávalos

Arnaldoa 22 367 380, 2015 ISSN: 1815-8242 (edición impresa)
(2): -
ISSN: 2413-3299
(online edition)
tiempo
Efecto de exposición
del ultrasonido
al
sobre fisicoquímicas, reológicas
las características
microbiológicas en pulpa de “chirimoya”
y la
Annona
cherimola (Annonaceae)
Mili.
Effect of exposition time to ultrasound on physicochemical,
and
rheological, microbiological characteristics of
Annona
“chirimoya” cherimolaM\\\. (Annonaceae) puip
ARNALDOA
367
22 Julio - Dicie
(2):
I
Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición ai uitrasonido en ia pulpa cherímola (Annonaceae)
El ultrasonido se ha convertido en una tecnología emergente, no destructiva, con múltiples
aplicaciones, entre otras, en procesos alimentarios. El objetivo de esta investigación fue determina el
efecto del tiempo de exposición (15, 30, 45 y 60 min) al ultrasonido de 40 kHz, sobre las propiedades
fisicoquímicas (contenido de sólidos solubles, acidez titulable pH), reológicas (viscosidad
y
aparente, esfuerzo torque, índice de comportamiento reológico e índice de consistencia)
inicial al
microbiológicas (mesófilos viables, mohos levaduras) en la pulpa de "chirimoya" Annona
y y
pH
cheñmola Mili. (Annonaceae). Los valores del contenido de sólidos solubles, acidez titulable
y
fueron 24,800 - 25,100 25,000 - 26,425 °B, 0,317 - 0,352 0,312 - 0,337% ácido mélico 4,33 - 446
y y y y
4,33 - respectivamente. El valor promedio del índice de comportamiento reológico disminuyó
4,38,
de 0,635 a 0,535, para la pulpa no expuesta y la expuesta al ultrasonido; ambos valores indicaron
A
un min
que se trataba de fluido pseudoplástico. los 45 de exposición al ultrasonido, la carga
microbiana de 2000, 90 100 ufc/g de mesófilos viables, hongos levaduras, respectivamente,
y y
fueron eliminados en su totalidad. El análisis de varianza demostró efecto significativo <
0,05)
(p
del tiempo de exposición al ultrasonido sobre las características estudiadas. La prueba de Tuckey
(95% de confiabilidad) indicó que el mejor tratamiento fue a los 45, 30 y 15 min, para el contenido
de sólidos solubles, acidez titulable pH, respectivamente; en tanto que a los 30 15 min,
y 15, 30, y
para la viscosidad aparente, esfuerzo inicial al torque, índice de comportamiento reológico e índice
como
de consistencia, respectivamente; así también, 45 min, para el recuento de mesófilos viables.
Palabras clave: Pulpa de "chirimoya", efecto del ultrasonido, fluido pseudoplástico, reología de
pulpas.
Abstrae!
among
Ultrasound an emergent technology, not destructive, with several applications, others,
is
in food processes. The aim of this research was to determine the effect of exposition time 30, 45,
(15,
60 min) to ultrasound, of 40 kHz, on the physicochemical (soluble solids content, titratable acidity.
Índex), and microbiological (mesophylls viable, molds, yeasts recount) in "cherimoya" Annona
cheñmola Mili. (Annonaceae) pulp. The average valué of soluble solids content, titratable acidity,
pH
-
and between the pulp not exposed and exposed to ultrasound were 24,80 - 25,10 °B 25,000
y
26,425 °B, 0,337 - 0,352 y 0,312 - 0,337% malic acid, and 4,40 - 4,46 and 4,33 - 4,38, respectively. The
average valué of rheological behavior Índex changed from 0,635 to 0,573 for the pulp not exposed and
exposed, respectively; both valúes corresponded to a pseudoplastic fluid. At 45 min of exposition to
ultrasound, the microbial burden of 2000, and 100 ufc/g of viable mesophylls, molds, and yeasts,
90,
were The showed <
respectively, totally destroyed. analysis of variance a significant effect
0,05)
(p
on About Tuckey
of exposition time to ultrasound the characteristics studied. the best treatment,
all
test (at 95% of reliability) gave 45, 30, and 15 min, for the soluble solids content, titratable acidity,
and pH, and
respectively; 15, 30, 30, 15 min, for apparent viscosity, initial torsión stress, rheological
and min and
behavior Índex, consisteney Índex; as well 45 for viable mesophylls, molds, yeasts
as,
Keywords: "Cherimoya" pulp, ultrasound effect, pseudoplastic fluid, rheology of pulps.
Introducción
una
El ultrasonido es de las tecnologías
como
El ultrasonido se define ondas de
emergentes que se han desarrollado para
sonido con frecuencias que superan límite
el
minimizar procesamiento, maximizar
el
humano
de audición del oído (~ 20 kHz).
la calidad garantizar la seguridad de los
y
ARNALDOA
368 22(2): Julio -Diciembre, 2015
I
Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición al ultrasonido en la pulpa de cherimo/a (Annonaceae)
productos alimenticios. El ultrasonido se o la aceleración de la actividad enzimática
aplica para impartir efectos positivos en para mejorar vida calidad de
la útil y la
procesamiento de mejora en productos
alimentos: alimenticios, inactivación
el la
transferencia de masa, conservación microbiana, congelación, descongelación,
la
de alimentos, tratamientos térmicos secado por congelación concentración,
la
y y
manipulación de la textura el análisis de el secado facilitar la extracción de
y y
componentes
alimentos (Knorr alimentos
et al, 2011). los distintos y
bioactivos (Gallego-Juárez
et al, 2010).
De
acuerdo con rango de
frecuencia,
el
las aplicaciones de ultrasonido en el La "chirimoya" A. cherimola Mili.
un
procesamiento de alimentos, el análisis (Annonaceae) es fruto de clima
control de calidad se dividen en subtropical, que se desarrolla crece bajo
y el y
una media
baja alta energía. Baja energía (baja temperatura anual de 14 - 24 °C;
y
potencia, baja intensidad) de ultrasonido clima debe ser fresco, relativamente seco
el
kHz
tiene frecuencias superiores a 100 con pocas fluctuaciones de temperatura;
y
W»cm'
e intensidades por debajo de 1 su manejo es delicado, para evitar a los
que para daños mecánicos, causados por
^ se utilizan el análisis y la físicos,
&
supervisión de materiales alimenticios, plagas (Fuentes Gavilánez, 2012).
La
importancia del valor nutricional
procesamiento almacenamiento, para de pulpa de "chirimoya" radica en
la
y
asegurar una aceptable calidad seguridad. su contenido de carbohidratos,
fibra,
y
A
Ultrasonidos de baja potencia se utiliza proteínas, vitamina C, potasio, fósforo,
y
como
en el control de calidad de las verduras magnesio, calcio, hierro, así también
frescas frutas, en pre poscosecha, niacina, riboflavina, tiamina, ácido fólico
y y
granos productos alimenticios a base de antioxidantes; de ahí que se usa en
y y la
grasas emulsionadas, geles de alimentos, preparación de postres, mermeladas,
De
La
gaseosas alimentos congelados. alta jugos, yogur, entre otros. "chirimoya"
y
energía (alta potencia, alta intensidad) de ayuda a controlar la diabetes, favorece el
ultrasonido utiliza intensidad superior tránsito intestinal disminuye el riesgo de
y
que 1 W»cm-2, frecuencia de 20 - 500 kHz, formación de placas arteroscleróticas, en las
que son perjudiciales provocan efectos arterias coronarias, causantes del infarto del
y
en salud mecánica o química/ miocardio en personas diabéticas (INIAP,
la física,
propiedades bioquímicas de alimentos.
los 2009).
son prometedores en
Estos efectos
la
El objetivo de este estudio fue determinar
elaboración de alimentos, conservación
efecto del tiempo de exposición
el al (15, 30,
seguridad. Esta tecnología emergente,
y
45 60 min) ultrasonido, de 40 kHz, sobre
y
como
ha
se utilizado alternativa a las
contenido de sólidos solubles, acidez
el la
operaciones de procesamiento de alimentos
pH,
viscosidad aparente,
tituladle, el la
convencionales para control de
el la
esfuerzo torque, índice de
el inicial al
microestructura modificación de
la las
y
comportamiento de
reológico, índice
de productos
características texturales los
mohos
consistencia, los mesófilos viales,
y
grasos (sonocristalization), emulsificación,
levaduras, en pulpa de "chirimoya" Annona
antiespumante, modificación de
la las
(Annonaceae).
chimóla Mili.
propiedades funcionales de diferentes
métodos
Material
de y
proteínas alimentos, inactivación
los la
ARNALDOA
22 Julio - Dicle
(2):
ARNALDOA
370
22(2):
I
Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición al ultrasonido en la pulpa de cherimo/a (Annonaceae)
esfuerzo umbral que es la fuerza mínima aumento de sólidos solubles se produjo
requerida para iniciar el flujo es una en el rango de 15 a 45 min, para, luego,
y
medida de la fuerza de la red formada por disminuir a los 60 min. En todos los
interacción entre partículas. El valor tO se tiempos de exposición al ultrasonido, los
estimó siguiendo modelo matemático de contenidos de solidos solubles fueron
el
Casson: mayores que correspondientes de
los la
muestra control. El análisis de varianza
=t00,5 +
t0,5
)0.5
(7
(2)
demostró <
efecto significativo del
0,05)
(p
una
Se elaboró gráfica esfuerzo cortante tiempo de exposición sobre contenido
el
en función de velocidad de
(Vt) corte (Vy) de (Cuadro La prueba
solidos solubles
2).
mediante regresión encontró
y lineal, se el de Tuckey indicó que mejor tratamiento
el
V
en
valor tO, tal cual se aprecia la Fig. 1. correspondió a 45 min de exposición
al
Con
valor de
el tO, se linealizó la
ecuación (modelo Herschel Buckley), para
1 Los valores del contenido de sólidos
pasar a escala logarítmica. solubles son mayores a los encontrados
Umme
en pulpa de "guanábana" por
et
=
(T-T0) /O5fc+(7)
(3)
Laboren La
tendencia
al. (1997) y (1994).
Análisis microbiológico
aumento
de contenido de
del sólidos
solubles también fue encontrado en
El recuento de mesófilos viables se
"mango"
pulpa de Mangifem
indica L.
con método de siembra en
realizó
el
(Anacardiaceae), expuesta ultrasonido de
al
de Agar Patrón para Recuento -
superficie
PCA como Un 45 kHz, a 15, 30, 45 y 60 min. Se considera
(Merk), medio. peso de pulpa
que incremento de
mL los sólidos solubles es
el
homogeneizó en 90 de agua
se
(10
g)
atribuible a microevaporación del agua,
la
peptonada 0,1%. Las placas se incubaron
al
generada en sistema por de
efecto
el el la
a 35 °C, durante 48 h. Los resultados se
cavitación (Porras
et 2011).
mohos al.,
reportaron en ufc/g. El recuento de
DRBC-
levaduras en Agar
se realizó
Acidez
y titulable
AgarDiclora Rosa Bengala +
Cloranfenicol,
El valor de la acidez titulable de la
luego de una incubación a 21 °C, durante
pulpa de "chirimoya" aumentó
a
(0,312
cinco días. Los resultados se reportaron en
conforme aumentó
0,337% (ácido málico)
&
ufc/g
(Artés Allende,
2005).
tiempo de exposición ultrasonido, en
el al
Resultados discusión
y tanto que muestra no expuesta mostró
la
conforme aumentó
valores variables
el
En Cuadro
presenta
se
el el
1,
tiempo. El valor de la acidez titulable de la
promedio de
valor
las características
pulpa expuesta al ultrasonido, a los 15, 30
fisicoquímicas estudiadas de pulpas de
las
45 min, fue menor que de pulpa no
el la
y
no
"chirimoyas", expuestas expuestas
al
y
mayor
expuesta ultrasonido, pero, fue a
al
ultrasonido.
los 60 min. El análisis de varianza demostró
Sólidos solubles
< tiempo de
efecto significativo del
0,05)
(p
exposición ultrasonido sobre acidez
El contenido de sólidos solubles tuvo al la
la
de pulpa de "chirimoya". La
tendencia de aumentar conforme aumentó titulable la
prueba de Tuckey que mejor
En indicó
tiempo de exposición ultrasonido. el
el al
tratamiento correspondió tiempo de
muestra no expuesta al
ultrasonido,
la al el
ARNALDOA
371
22 Julio - Dicle
(2):
I
Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición ai uitra sonido en la pulpa tíñ cherímola (Annonaceae)
valores diferentes, se encontró en jugo de
el
misma
La aunque con
tendencia,
"aguaymanto" en pulpa de
(Alayo,
2015)
y
"mango", con valores similares, expuestas
de "aguaymanto" Phy
peruviana
L.
salís
ultrasonido a 45 60 min. Los
al 15, 30, y
en pulpa de
(Solanaceae), (Alayo,
2015)
y
pH
valores de de pulpa de "chirimoya"
la
"mango", con valores similares, expuestas
son ligeramente menores a los encontrados
ultrasonido a 45 60 min. Los
al 15, 30, y
en pulpa de "guanábana" (Ojeda de
la
valores de acidez de pulpa de
la tituladle la
Rodríguez
et al, 2007).
"chirimoya" son ligeramente menores a los
encontrados en pulpa de "guanábana" pH, además de una medida de
El ser
la
Annona muricata L. (Ojeda de Rodríguez et intensidad del sabor ácido de un producto, es
muy
importante en
control del desarrollo
al, 2007). el
de poblaciones de microorganismos en
la
y
PH
actividad de sistemas enzimáticos (Medina
La pulpa de "chirimoya" &
es Pagano
2003).
pH
medianamente rango de
ácida. El fue
Propiedades
teológicas
de de en pulpa
4,40 a 4,56 y 4,33 a 4,38, la
no expuesta y expuesta al ultrasonido, En el Cuadro se muestra los valores
3,
respectivamente; similar al reportado por promedio de las características reológicas. El
Machado et al. (1998), para "guanábana". El valor de la viscosidad aparente aumento a los
pH
aumentó con el tiempo de 15 y 30 min de 15, 30 y 45 min de exposición al ultrasonido,
un
exposición al ultrasonido, pero disminuyó a para disminuir a los 60 min, hasta valor
45 60 min. Esta tendencia fue similar en menor que de pulpa no expuesta. El
la el la
y
pulpa no expuesta. El análisis de varianza valor del esfuerzo de torque inicial de la
demostró efecto significativo < del pulpa expuesta ultrasonido, en general,
0,05) al
(p
tiempo de exposición ultrasonido sobre fue mayor que de pulpa no expuesta,
al el el la
pH
de pulpa de "chirimoya". La prueba pero tendencia de aumento fue
la la irregular.
de Tuckey indicó que mejor tratamiento El valor del índice de comportamiento
el
correspondió a los 15 min. El pH, además reológico disminuyó durante los tiempos
de ser una medida de intensidad del sabor de exposición ultrasonido; sin embargo,
al
muy
ácido de un producto, es importante mostró una tendencia de aumento regular,
mismos
en control del desarrollo de poblaciones a los tiempos de exposición.
el
de microorganismos en actividad de La pulpa de "chirimoya", expuesta
la al
y
&
sistemas enzimáticos (Medina Pagano, ultrasonido, presentó valores índices de
comportamiento menores que
2003). al flujo (n)
uno
- que corresponde
(0,544 0,586), lo
De acuerdo con Murray
(1989), el
un
de
a fluido seudoplástico; índice
el
con
tratamiento ultrasonido entre
afecta,
consistencia en intervalo de 2,036 a
(k), el
pH. Hoover Márquez
otros, al (2000) y et
al.
que guardan con
coherencia
3,070 P.sn,
mencionan que aumento pH,
del
(2007) el
viscosidad de pulpa. Similar
la alta la
inmediatamente después del tratamiento
comportamiento fue determinado por
con en comparación con
ultrasonido,
Vidal en pulpa de "mango",
et al. (2004), y
la muestra control, puede deberse a la
por en pulpa de "papaya".
Telis
et al. (2003)
liberación de sustancias volátiles aromáticas
El análisis de varianza demostró efecto
durante
cavitación.
la
ARNALDOA
372 22(2): Julio -Diciembre, 2015
I
Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición al ultrasonido en la pulpa de cherimo/a (Annonaceae)
significativo del tiempo de exposición para entender mecanismo interpretado
el
ultrasonido sobre todas variables por ultrasonido en interrupción de
al las la
prueba de Tuckey microorganismos (Baumann
reológicas estudiadas; la et al, 2005;
(95% de confiabilidad) indicó que el mejor Bermúdez-Aguirre et al, 2009) que ha
tratamiento para viscosidad, esfuerzo sido explicado por cavitación acústica
la el la y
de torque índice de comportamiento sus efectos mecánicos químicos
inicial, físicos,
y
reológico e índice de consistencia fue a 15, que inactivan las bacterias los grupos
y
30 15 min, respectivamente. bacterianos desaglomerar o flóculos (Joyce
30, y
También, ha demostrado,
et al, 2003). se
Desde punto de
el vista industrial, la
que de mortalidad altamente
la tasa es
de
relación entre valor viscosidad
el la el
y
dependiente de frecuencia de ultrasonido,
la
un
esfuerzo de torque es factor importante
amplitud de onda volumen de
la y el
que en
influye la facilidad del flujo y
suspensión
bacteriana.
en intercambio de durante
el calor, el
más
procesamiento. Los fluidos con baja Conclusión
más
viscosidad tienen bajas pérdidas de
El tiempo de exposición ultrasonido,
al
cabeza, durante que repercute en
el flujo, lo
de 40 kHz, tiene efecto significativo sobre
demanda
poca de energía para proceso
el
contenido de sólidos solubles, acidez
el
(Haminiuk
etal, 2006).
pH,
viscosidad aparente, esfuerzo
tituladle,
La reología de las pulpas jugos tiene inicial al torque, índice de comportamiento
y
una gran importancia en la industria reológico e índice de consistencia;
como
del procesamiento de frutas, incluyendo así también, en el recuento de
mohos
de en
aplicaciones tecnológicas, sensoriales mesófilos viables, levaduras,
y y
ingeniería, como, por ejemplo, proyectos pulpa de "chirimoya" Annona cherimola
de bombas, tuberías, intercambiadores de Mili. (Annonaceae). La tecnología del
calor tanques de mezclado (Torralles ultrasonido es una alternativa importante
y et
en conservación elaboración productos
2006). la
y
fl/.,
beneficiosos para la alimentación del ser
mohos
Recuento de mesófilos viables,
humano.
Agradecimientos
El recuento de microorganismos en
pulpa de "chirimoya" expuesta no Fondo de Apoyo a Investigación
la la
y
UPAO
expuesta ultrasonido se muestra en (FAIN) 2014 - Vicerrectorado
al
Cuadro en que se observa que de Investigación - Universidad Privada
el el
4,
min
a los 45 de exposición, todos los Antenor Orrego.
microrganismos habían sido eliminados.
El análisis de varianza demostró efecto
Literatura citada
< tiempo de
significativo del
0,05)
(p
Aiayo Saicedo, M. 2015. Efecto tiempo de
J. del
exposición ultrasonido sobre recuento
al el
exposición ultrasonido en contenido de
mohos al el
de
bacterias mesófilas viables,
y
C
vitamina propiedades fisicoquímicas en
y el
levaduras. La prueba de Tuckey indicó que
jugo de “aguaymanto” {Physalis peruviana 1).
el mejor tratamiento corresponde a los 45
Tesis para obtener el Título Profesional de In-
geniera en Industria Alimentarias. Universidad
Muchas han
investigaciones realizado
se
Privada Antenor Orrego. Perú.
Trujillo,
ARNALDOA
373
22 Julio - Dicle
(2):
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Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición ai uitrasonido en ia pulpa cherímola (Annonaceae)
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Efeito e
ARNALDOA
375
22 Julio - Dicie
(2):
I
Annona
Rodríguez eta!. : Efecto del tiempo de exposición ai uitrasonido en ia pulpa cherímola (Annonaceae)
ANEXO
Fig. Gráfica esfuerzo cortante (Vt) vs. velocidad de deformación o cizalladura (Vy) - Modelo de
1.
Fig. Gráfica tO) vs. log(y)
2.
(-
ARNALDOA
376 2015
22 Diciembre,
Juiio -
(2):
I