Análisis físico-químico y estandarización de la fruta passiflora quadrangularis previo tratamiento térmico

CAPÍTULO 3

3. RESULTADOS Y ANALISIS DE RESULTADOS

Para establecer un procesamiento térmico que considere un tiempo de calentamiento térmico adecuado a una temperatura específica, se realizó el análisis de los resultados obtenidos en las pruebas experimentales, empezando con el análisis físico-químico y estandarización de la fruta previo al tratamiento térmico. Luego, se efectuó el estudio de las cinéticas de inactivación térmica; iniciando con el análisis de la velocidad a que tiene lugar el proceso de inactivación de la enzima PME a una temperatura dada. Posteriormente se realizó las curvas de inactivación térmica, a las diferentes temperaturas experimentales, y también se determino la energía de activación. Adicionalmente, se analizó la característica reológica que presenta la pulpa. A continuación, se determinó el tiempo de inactivación térmica de la enzima PME, mediante el análisis de los resultados derivados tanto del cálculo teórico, como de los ensayos reológicos realizados. Finalmente, se realizó el análisis estadístico de la prueba sensorial y la caracterización de la pulpa con tratamiento térmico.

3.1 Análisis físico-químico y estandarización de la fruta passiflora quadrangularis previo tratamiento térmico.

La fruta en un total grado de madurez, es adecuada para mezclar el arilo (semillas) con el mesocarpio (pulpa). En ese estado los sólidos solubles del arilo presentan su máximo valor, por lo que la fruta se encuentra en un estado de mayor concentración de azucares, este valor corresponde a 14,9 ºBrix en la pulpa, condición que se obtiene entre el cuarto y quinto día de almacenamiento a condiciones ambientales. Además, en este estado de madurez la pulpa muestra un pH medianamente ácido 5,72 y un valor de concentración de acido cítrico casi al mínimo % 0,076 (14).

La fruta en estado de madurez total presenta una coloración entre verde claro y predominantemente amarillo, mostrando una consistencia suave al tacto. En la tabla 4, se incluyen los resultados conseguidos del análisis químico del mesocarpio (pulpa) y arilo, y de estandarización.

TABLA 4. CARACTERISTICAS QUIMICAS DEL MESOCARPIO Y ARILO DE LA BADEA Y ESTANDARIZACIÒN

CARACTERÌSTICAS MESOCARPIO ARILO

mínimo máx.

mínimo máx.

Sólidos solubles ºBrix 7,00 6.50 8.00 14.70 14.50 14.90

pH 5.40 5.10 5.74 4.09 4.06 4.12

ESTANDARIZACIÒN MEZCLA

mínimo máximo

Sólidos solubles ºBrix 8.00 7.30 8.20

pH 4.50 - -

*Acidez (%) 0.107 0.096 0.128

Acido Ascórbico (mg/100g) 30.00 26.00 32.30

*Expresado como porcentaje de ácido cítrico

Elaborado por: Andrea Guerrero

Diferencias en las características químicas de las frutas, frente a patrones de madurez, suelen ser por el manejo post-cosecha que se realice. Ejemplo: tiempo y condiciones de transporte y almacenamiento previo a la venta; locación geográfica, entre otras; que influyen en la maduración de la fruta.

De acuerdo a bibliografía la mayor parte de las enzimas presentan su actividad máxima a pH entre 4,5 – 8 y esta suele mantenerse sólo, aunque no siempre es así, en un rango de pH bastante estrecho. La actividad de la enzima depende de la concentración de iones de hidrógeno (pH) porque esto afecta el grado de ionización de los aminoácidos del centro activo, del sustrato o del complejo enzima-sustrato (4). Por lo expuesto, se estandarizo las pruebas realizadas, con el fin de que no existieran variaciones en el pH.

3.2 Evaluación de las cinéticas de inactivación enzimática de la

PME

El tratamiento térmico efectuado a las muestras (detallado en la sección 2.1.2 del Capitulo 2) presentó un tiempo de levante (tiempo requerido para alcanzar la temperatura de tratamiento) entre 42 y 60 segundos, en un rango de temperatura de 70 a 90ºC. Se observó que el tiempo de levante es proporcional a la temperatura; ya que conforme ésta aumenta, el tiempo de levante lo hace también. La velocidad de la penetración de calor depende de la diferencia de temperatura entre la temperatura del baño y la muestra.

La actividad enzimática de pectinmetilestersa encontrada en la muestras sin tratamiento térmico fue en promedio 1,105 UPE/ml. En la tabla 5, están incluidas las actividades de la pectinesterasa, reportados en algunas frutas. La diferencia en la actividad enzimática se debe principalmente a la composición química y estructura de cada fruta analizada.

TABLA 5. ACTIVIDAD DE PECTINESTERASA

FRUTA UPE/ml.

Mango manila 0,045

Maracuyá purpura 0,500

Maracuyá 0,043

Badea* 1,105

Guanábana 4,590

*Determinada en este trabajo

Fuente: 10

Para el estudio de la inactivación térmica de la enzima PME es imprescindible conocer su cinética, y en concreto la velocidad con la que se produce su inactivación, aspecto que viene dado por la constante de velocidad (K). También es importante conocer el efecto de la temperatura sobre la cinética de inactivación. Para ello se realizó las graficas de inactivación enzimática de la PME para cada temperatura de estudio, graficando UPE/UPE0 en escala logarítmica natural contra el tiempo en que se llevó a cabo el experimento, tal como se muestra el la figura 3.1.

FIGURA 3.1 INACTIVACION TERMICA DE ENZIMA PME EN PULPA DE BADEA A DIFERENTES TEMPERATURAS.

Se puede observar que a medida que la temperatura se incrementa, las graficas presentan una mayor pendiente, lo que indica que a mayor temperatura y tiempo de tratamiento térmico la actividad de la enzima disminuye. Este comportamiento se da como resultado de los cambios en la estructura que sufre la enzima PME frente al calor. Dicho cambio va asociado con la alteración de las superficies de las moléculas de la enzima, rompiendo las ligaduras y abriendo anillos de las moléculas de la proteína, con su disociación y perdida de la estructura, lo que genera una desnaturalización irreversible de la enzima, la cual sigue una cinética de primer orden (4). La actividad de la enzima

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