NOTAS DE CLASE

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ESTUDIO DE LAS HORTALIZAS Y LAS FRUTAS

Preparado por GLADYS RAMÍREZ LÓPEZ Q.F. Sp. Análisis Bromatológico y Toxicológico Profesora

UNIVERSIDAD DE ANTIOQUIA FACULTAD DE QUÍMICA FARMACÉUTICA DEPARTAMENTO DE FARMACIA CURSO DE BROMATOLOGÍA 2008

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Estudio de las hortalizas y las frutas 1. Estudio de las hortalizas Las hortalizas son un amplio y diverso grupo de alimentos de origen vegetal que comprende todos los vegetales excepto frutas, frutos secos y cereales. Botánicamente son un grupo muy complejo donde además de representarse muchas familias, se encuentran distintas partes de la planta (Ver Tabla 1) Clasificación botánica de las hortalizas. Tabla 1 Parte de la planta Hortaliza Inflorescencia alcachofa Hojas repollo, coles Tallos apio Raíces zanahoria, remolacha Frutas tomate Yemas coles de bruselas Bulbos cebollas Tubérculo papa Las verduras comprenden los vegetales de hojas verdes debido a su alto componente en clorofila, mientras las legumbres son un grupo más homogéneo que abarca los frutos (semillas) de las leguminosas, allí se encuentran las vainas representadas por la habichuela verde, granos frescos como son los frijoles verdes, granos secos como las lentejas y granos ricos en aceite como la soya y el maní. Todos estos productos se caracterizan porque se pueden someter a diferentes formas de procesamiento: enlatados, deshidratados, en forma de pasta o puré, congelados, esterilizados y fermentados; su composición química general se describe en la Tabla 2. Composición química de las hortalizas. Tabla 2 Composición Porcentaje Agua 75% - 95% Secas 11% Rehidratadas hasta el 70% Proteínas en general: Soya con de proteínas de digestibilidad. Según Primo Yúfera: soya maní Lípidos Según Primo Yúfera soya maní Carbohidratos en residuo seco

2.5% alta 20% 40% 27% 01 - 03% otros reportan 0.2 – 0.5% 18% 42% 35% - 85%

3 La humedad: El contenido en humedad es normalmente alto y oscila entre un 75 y 95% con excepción de las legumbres secas donde la humedad está entre el 10 y 11%, concentración que vuelve a sus condiciones normales durante la cocción. Proteínas: Su contenido en las hortalizas solo es importante en las legumbres, donde se encuentran en una concentración entre 20% a 30% en legumbres y se considera su digestibilidad entre un 51% – 92% (Ver tabla 2). Son ricas en lisina, pobres en aminoácidos azufrados por lo cual se complementan bien con los cereales. Los lípidos son el sustrato de reacciones de oxidación produciendo alteración del sabor. En las legumbres los lípidos oscilan entre 0.2% - 0.5%, aunque se encuentran algunas con 20% o más. Entre los ácidos grasos se encuentran el ácido linoléico, palmítico, oléico, linolénico y fosfolípidos (lecitina); la lipasa hidroliza los ácidos grasos, las lipooxigenasas los oxidan; ambas son destruidas por calor. Las cadenas insaturadas se oxidan hasta sabor rancio. Vitaminas: C y A, esta última como provitamina A; complejo B especialmente tiamina y riboflavina que conjuntamente con la carne, los cereales y pescados son los alimentos que más las proporcionan. Ácidos orgánicos: Se encuentran en bajas concentraciones proporcionando los valores altos de pH, lo que dificulta la conservación de las hortalizas. Proporcionan un pH entre 5.5 – 7.0, lo que no ayuda mucho en la conservación de este grupo de vegetales. Menos ácidos que frutas y por lo tanto más difíciles de conservar. Minerales: Contienen Fe en bajas concentraciones con excepción de las legumbres. Fracción volátil: Compuesta especialmente por aldehídos, cetonas, ésteres, alcoholes, aminas, éteres, etc. Componentes tóxicos: Se encuentran específicamente en las leguminosas y están constituidos por inhibidores de las enzimas proteolíticas o proteasas, como la tripsina, dificultando la digestión y por consiguiente disminuyendo el valor nutritivo y, las fitohemoaglutininas o lecitinas que aglutinan glóbulos rojos por su capacidad de combinarse con los polisacáridos de las paredes celulares (semillas de ricino). Afortunadamente ambas sustancias son lábiles al calor y se destruyen durante el proceso de cocción. Pigmentos: en las verduras, el color verde es debido a la clorofila; los carotenos, antocianos y flavonoides proporcionan los colores rojo, amarillo o anaranjado propio de muchas legumbres.

Estructura del β-Caroteno

La clorofila se degrada por:

4 •

Acción enzimática: clorofilasa

Clorofila • • •

clorofila a (C55H72O5N4Mg) + clorofila b (C55H70O6N4Mg)

Átomo de Mg Medio ácido: Clorofila feofitina: a. Marrón, b. Verde Oliva Calor: el calentamiento suave entre 80-90 °C, intensifica el color, pero a 100°C da color cocido propio. Oxidación se da por los peróxidos provenientes de la oxidación de los lípidos, se produce rotura del anillo y alteraciones del color.

Carbohidratos: se encuentran conformados principalmente por polisacáridos como almidón, celulosa, hemicelulosa y pectinas. Estos tres últimos conforman la fibra y proporcionan la textura firme. También contienen azúcares mono y disacáridos como sacarosa, glucosa, fructuosa y galactosa culpables del sabor dulce. A menor cantidad de azúcares mayor cantidad de almidón lo que genera una mayor dureza del grano disminuyendo su aceptación sensorial. Las legumbres cocidas en agua duras (con altas concentraciones de Ca²+ y Mg²+) producen pectatos de esos metales aumentando la dureza de la piel del vegetal; para impedirlo se aumenta el pH del agua de cocción con bicarbonato (NaHCO3). Las aguas demasiado blandas, al contrario les producen fragilidad. La flatulencia producida por algunas legumbres se debe a la presencia de rafinosa y estaquiosa (galactosil, glucosil fructuosa y digalactosil glucosil fructuosa) que pasan por el estómago sin hidrolizarse y llegan al intestino donde son hidrolizados por la flora bacteriana produciéndose gran cantidad de gases y CO2. Importancia de los carbohidratos en las hortalizas a nivel industrial: El tomate Carbohidratos: contiene principalmente azúcares monosacáridos (glucosa y fructuosa) y polisacáridos como la pectina; no contiene sacarosa. Los sólidos totales corresponden a un 50%-70% y en su totalidad son solubles. Las pectinas: se encuentran en baja cantidad y proporcionan textura, viscosidad y consistencia a los zumos y concentrados; están ubicadas en las paredes celulares y sobre ellas actúan las enzimas hidrolizándolas a: • • •

Protopectina Pectina soluble Ácido galacturónico

Si esta hidrólisis se lleva a cabo durante la maduración el fruto pierde textura y se ablanda. Durante la industrialización del tomate es necesario tener en cuenta su contenido en pectinas así:  Si el producto es rico en pectinas la extracción del zumo se hace en frío con el fin de lograr un cierto grado de hidrólisis de la pectina y facilitar así el proceso de concentración;

5  al contrario cuando el contenido de pectinas es bajo, la extracción se hace entre 85 – 90º con lo cual se inactivan las enzimas, se retienen pectinas de cadenas largas y los productos quedan con buena consistencia. Usos: jugo, enlatados (como tomates pelados), concentrado en puré Producción: el zumo del tomate contiene de 4 a 6º Brix y es posible concentrarlo de 5 a 7 veces para obtener un concentrado entre 28-30º Brix, teniendo en cuenta que cada grado corresponde a la cantidad de azúcar o de sólidos solubles disueltos en 100g de solución La papa Contiene 22% sólidos totales que varían del 13 – 37% según el grado de madurez; el componente principal es el almidón (que contiene un 67% sólidos totales) y cuya relación amilosa-amilopectina es de 1 : 3 Al calentar las papas entre 60 – 70ºC se produce gelatinización del almidón, entrando agua a los gránulos de almidón y produciéndose el hinchamiento del grano. Para el proceso de industrialización es necesario tener en cuenta el contenido de almidón así: • En caso de gran cantidad de almidón se produce un redondeamiento de células, hay separación y la textura es granulosa. Utilizadas para la producción de papas fritas. • En el caso de concentraciones bajas de almidón; no hay desintegración por el calor y la textura es firme y se utilizan para elaborar conservas. Con respecto a los azúcares solo están presentes en casos especiales ya sea por la variedad y/o tiempo de almacenamiento. Por ejemplo, en papas almacenadas a 10°C se ha observado el aumento en la concentración de sacarosa, glucosa, fructuosa produciéndose un sabor dulce, mala textura y una pronunciada reacción de Maillard o pardeamiento no enzimático en presencia de calor. La reacción es reversible y se devuelve almacenando las papas entre 20 – 25 ºC / 2 – 3 semanas, reconstituyéndose nuevamente la molécula de almidón. El pepino El pepino tiene un 5% de materia seca de los cuales un 4% corresponde a carbohidratos. El interés de este producto radica en la posibilidad de sufrir una fermentación láctica controlada obteniéndose así un producto comercial de gran aceptación, (también pueden fermentarse, repollos, cebollas, zanahorias, habichuelas, etc). Para llevar a cabo la fermentación estos productos son sumergidos en una salmuera donde se ejerce una presión osmótica: la sal penetra; el agua y el azúcar salen, produciéndose una fermentación láctica del azúcar debido a que la glucosa, por medio de las bacterias lácticas, se transforma en ácido láctico, en medio anaerobio. Procesos 1. Elegir pepinos pequeños, rectos, piel verde, uniforme y textura firme. 2. Llevar a tinas de madera con salmuera 7%-10% NaCl (40° salométricos) 3. El inicio de la fermentación se hace por bacterias que se encuentran en el producto o inducida adicionando cultivos o starter seleccionados. 4. La [NaCl] debe permanecer constante durante el proceso o irla aumentando progresivamente durante la fermentación

6 5. Hasta este momento el pH debe estar entre 7.0 – 7.3

Fases de la fermentación

Primera Fase: 18ºC - 21ºC

2ª semana (3-4 J)

Tercera Fase 10-12 d (6 – 8 Semanas)

Predominio de bacterias lácticas, bacterias productoras de gas y Levaduras. Hay producción de á. láctico pH 4.5 – 5.0 Desarrollo de: Leuconostoc mesenteroides Lactobacillus plantarum Aerobacter aerógenes

Desarrollo de bacterias lácticas pH 3.8 (debido al á láctico 1%-1.5%) Predominio de Micrococus y Leuconostoc mesenteroides Crecimiento de levaduras casi nulo Pepinos toman sal de salmuera por lo tanto corregir Es necesario corregir la concentración de sal

Predominio de lactobacilos pH 3.8  Lactobacilos  Levaduras que deben eliminarse + por que consumen H aumentando el pH  Absorción de sal por pepinos

Cuarta Fase: Desarrollo de Levaduras 8 semanas Lactobacilos Levaduras consumidoras de ácido láctico  CH3  CH3CH2OH + CO2 CHOH COOH Es necesario destruir levaduras por que la disminución del conservación del producto obtenido.

pH es peligroso para la

7

Última fase

Hay equilibrio: pepino-salmuera Acondicionar pepinos en salmuera al 16% para transformación posterior -ácidos: agregar vinagre con ácido acético 2% -agridulces: adicionar vinagre, azúcar, especias y aromas

El ácido láctico determina la acidez débil de los encurtidos y el color del pepinillo pasa de blanco amarillo-opaco a verde amarillo - traslúcido. Su conservación se realiza en vinagre del 3-7% previa pasteurización durante 30 minutos a 71°C para 280 g. (El rango de peso varía entre 50 – 250 g) Elaboración encurtido 1. Seleccionar cebolla de huevo, coliflor, habichuela, pimentón, zanahoria, ají dulce, pepino 2. Lavarlos en agua muy limpia y cortar partes innecesarias 3. Poner en salmuera al 20% por 24 H 4. Descartarla y colocar nuevamente en salmuera 20% 15 días pH 4.0 5. Controlar contenido de sal (conservación indefinida) 6. Desaguar hasta 5º Brix o al gusto 7. Preparar cobertura que esté en equilibrio: ⅓ vinagre + ⅔ de agua. La cual se vierte en caliente sobre las verduras que está en frasco debidamente higienizado 8. Cerrar herméticamente y enfriar Evolución de la calidad y rendimiento de leguminosos durante la maduración Como se había dicho, inicialmente los carbohidratos en los vegetales son glucosa y fructuosa las cuales se van transformando en almidón, disminuyendo el sabor dulce y la calidad. Por esto se ejerce un control continuo con el fin de determinar el momento más conveniente para la recolección. El grado tenderométrico mide la resistencia de los guisante a la trituración lo cual tiene relación directa con el aumento del almidón durante el proceso de maduración. El endurecimiento continúa después de la recolección. En la práctica se miden los sólidos insolubles en alcohol (SIA); un contenido de sólidos solubles entre 11 y 13% indica productos dulces y tiernos; hasta 17% calidad industrial; más de 17% son secos, duros y con poco sabor.

2. Estudio de las frutas Las frutas constituyen un excelente alimento ya sean frescas, elaboradas o sometidas a procesos industriales. Su composición depende de la variedad de la fruta, su estado de madurez, el clima o las condiciones de cultivo. En la tabla 3 se observa la composición de frutas de diversas familias incluyendo las tropicales y subtropicales Carbohidratos • Monosacáridos: Glucosa generalmente en mayor concentración que la fructuosa y se encuentran trazas de otros monosacáridos. En el caso de frutas con pepitas la fructosa se encuentra en mayor concentración que la glucosa. • El contenido de fructuosa en relación a la glucosa va aumentando aún después de la recolección.

8

Tabla 3. THE COMPOSITION OF SELECTED FRUITS (ALL VALUES ARE PER 100g EDIBLE MATERIAL) Commodity

Water

Fiber

Starch

Sugar

Total

Ash

Fat

Protein

Calories

Ascorbic

Carotene

Thiamine

Riboflavin

Niacin

Folic

Calcium

(g)

(g)

(g)

(g)

Acidity

(g)

(g)

(g)

(kcal)

acid

(mg)

(mg)

(mg)

(mg)

acid

(mg)

Apple

67-89

Apricot

83-91

Avocado

64-86

Banana

58-80

Blackberry

82-86

Cherry

77-84

Cranberry

87-90

Grape

72-88

Grapefruit

70-91

Guava

74-88

Lemon

85-94

Lime

86-92

Mango

74-90

Melon

92-97

Mulberry

81-85

Olive

48-77

Orange

77-92

Papaya

85-94

0.582.4 0.462.1 0.253.4 0.33.4 3.97.3 0.261.7 1.224.2 0.30.9 0.070.77 4.078.13 0.85.2 0.050.2 0.26.9 0.231.0 1.51.7 4.49.1 0.042.0 0.52.7

0.3-0.4 0 0 3.0 0 0 0 0 0 -0

5.716.1 6.710.4 0.62.5 15.122.4 6.16.4 9.511.9 2.24.2 11.517.6 4.77.0 --

(mequiv.) 2.113.7 8.4 10.7 2.9-9.1 2.5-8.4 2.010.3 3.212.4 3.5-9.0 5.510.6 7.7

2.23.2 0.5

8.524.2 28.0 1.3-6.9

0

12.515.9 4.211.1 8.1

0

Tr

-3.8

0

6.711.1 5.911.1

3.2-6.7

--0

2.5-3.5

6.1-7.5 6.0

--

0.170.4 0.50.7 0.51.4 0.61.8 0.460.56 0.480.7 0.2 0.260.53 0.150.42 0.230.84 0.30.54 0.130.8 0.240.7 0.30.6 0.280.9 1.7 0.40.5 0.11.2

Tr0.4 Tr0.5 8.026.4 Tr0.4 Tr1.6 Tr0.5 Tr0.7 Tr1.4 Tr0.3 Tr1.31 Tr0.8 Tr2.82 0.031.05 Tr0.2 Tr1.4 1123 Tr0.5 0.050.3

(N x 6.25) 0.1-0.4

(mg) 37-74

4-19

0.03-0.12

0.02-0.04

0.01-0.06

0.5-1.3

28-70

6-100

0.04-1.8

0.01-0.04

0.03-0.07

1.1-2.9

88-165

9-30

0.1-0.55

0.06-0.14

0.07-0.29

1.1-2.7

77-116

0-31

0.04-0.66

0.02-0.06

0.02-0.08

1.2-1.3

30

20-36

0.1

0.03

0.04-0.07

0.6-1.3

47-91

4-5

0.12-0.76

0.3-0.05

0.07

0.40.45 0.4-1.4

15

12

0.02

--

Tr

60-95

3-11

Tr-0.05

0.04-0.05

0.02-0.11

0.5-0.8

22-50

30-70

Tr-0.12

0.04-0.07

0.01-0.1

0.1-1.5

39-58

34-600

0.01-1.25

0.04-0.09

0.04-0.11

0.6-0.9

15

50

0

0.02

Tr

0.8

36

29-67

0-0.02

0.01-0.06

0.01-0.03

0.431.2 0.5-1.0

39-86

5-180

0.06-6.0

0.03-0.11

0.04-0.1

21-48

24-100

0.08-2.0

0.01-0.06

0.02-0.03

1.3-1.5

36-74

--

--

--

0.9-1.5

106

--

0.15

0.8-0.9

35-53

41-80

0.31.32

39

23-180

Iron (mg)

(pg) 0.10.7 0.51.05 0.762.6 0.40.8 0.40.64 0.270.32 0.1

1-4

2-11

1-4

8-47

--

8-32

10

7-22

12

63

5-7

8-16

--

15

0.20.3 0.130.3 0.261.6 0.1

6

11-42

3

9-31

--

11-49

7

107

--

5-17

--

5-12

6

8-27

--

0.050.27 0.31.4 0.30.63 --

--

36-61

Tr

Tr

--

1

61

0.01-0.43

0.04-0.12

0.02-0.05

5

30-62

0.12-2.4

0.02-0.04

0.02-0.03

0.20.3 0.180.39

--

12-28

0.30.9 0.41.2 0.31.2 0.41.6 0.83.8 0.41.3 1.1 0.31.0 0.30.8 0.51.3 0.35 0.31.4 0.21.0 0.20.6 1.63.0 1.0 0.30.6 0.52.2

9

Passion fruit

77-83

Peach

77-90

Pear

78-90

Pineapple

77-91

Plum

81-91

Pomegranate

76-86

Raspberry

81-83

Watermelon

92-95

Jujube Persimmon Star apple

70-83 78-88 78-85

4.415.9 0.31.4 0.92.9 0.271.2 0.42.5 0.23.1 1.367.4 0.10.6 0.6 1.2 1.5

1.0-3.7 0 0-Tr 0 0 0 0 0 ----

6.213.3 5.610.7 8.911.3 9.712.1 6.216.3 11.613.3 5.67.9 6.09.2 ----

3.6

6.115.9 --

0.360.52 0.30.7 0.250.39 0.20.42 0.30.6 0.50.6 0.470.65 0.27

----

----

4.8-6.1 2.2-3.6 3.8-7.0 2.513.3 3.5-5.0

Tr

0.6-2.8

35-92

13-70

0-0.93

Tr-0.04

0.1-0.18

Tr0.5 Tr0.4 Tr0.31 Tr0.6 Tr0.3 Tr1.6 Tr0.2 0 Tr 2.0

0.3-0.9

37-61

9-76

0.3-16.4

0.02-0.03

0.03-0.06

0.2-0.7

36-81

2-13

Tr-0.05

0.02-0.12

0.02-0.04

0.360.5 0.5-0.9

46-57

18-165

0.01-0.12

0.08-0.12

0.02-0.06

38-75

3-99

0.1-0.9

0.02-0.05

0.03

0.2-1.3

77

4-12

Tr

0.02-0.03

0.03-0.04

0.5-1.5

25

12-33

0.01-0.08

0.01-0.03

0.03-0.1

0.4-0.5

23-33

3-9

0.02-0.11

0.2

0.02-0.03

1.8 0.5 1.0

63 73 82

Tr-500 9-15 3-15

Tr 0.12-2.4 Tr-0.01

0.2 0.2 0.03-0.08

0.04 0.02 0.03-0.05

1.51.9 0.31.0 0.20.52 0.10.59 0.30.5 0.2

--

10-16

1-18

2-63

2

7-29

3-8

12-32

2

3-39

--

3

0.40.78 0.2

1-14

8-41

--

5-6

0.9 0.2 0.30.6

----

25 10 11-18

1.01.1 0.21.2 0.20.8 0.30.6 0.41.7 0.7 0.41.2 0.20.4 0.8 0.4 0.50.7

http://plantanswers.tamu.edu/publications/nutrition/fruits.html

The ranges given in these tables are based on results drawn from many published sources. The wideness of the range in some cases is probably due in part to differences in the methods used as well as to variations in the materials. Information has been drawn from numerous research reports on individual commodities but the following general publications have provided the bulk of the data used. McCance, R.H. and Widdowson, E.M., M.R.C. Special Report No. 297, H.M.S.O., London, 1960. Platt, B.S., M.R.C. Special Report No. 302 H.M.S.O., London, 1962 Jacobs, M.B., Food and Food Products, vol. 2, Interscience, New York, 1951 Morris, T.N., Principles of Fruit Preservation, 3rd edn., Chapman & Hall, London, 1951 Asenjo, C.F. et al., Food Rearch, 17, 133 (1952) Asenjo, C.F. and Muniz, A.I., Food Research 20, 97 (1955) Fisher, K.H. and Dodds, M.L., Food Research 20, 247 (1955) Munsell, H.E. et al., Food Research, 18, 391 (1953) Mustard, M.J., Food Research 17, 31 (1952) Navia, J.M. et al., Food Research 20, 97 (1955) Navia, J.M. et al., Food Research 22, 131 (1957) Peters, F.E. and Wills, P.A., Food Research 25, 211 (1960) Simaan, F.S. et al., J. Sci. Food Agric., 15, 799 (1964)

10 •

•

•

Oligosacáridos: Xilosa, sacarosa, sorbital, rafinosa, manosa. Las frutas de hueso son especialmente ricas en sacarosa, menos la cereza y la piña contiene mayor concentración de sacarosa que de azúcares reductores. Se ha comprobado que en la primera fase del crecimiento se encuentran azúcares reductores los cuales van disminuyendo y se aumenta la concentración de la sacarosa. Almidón: Poca cantidad y se ha demostrado que las variedades con máximos bajos maduran rápidamente al contrario de las que tienen máximos altos. Se encuentra presente especialmente en la etapa de formación pero disminuye su concentración durante la madurez con excepción del plátano. Fibra: compuesta de Hemicelulosa, celulosa y pectinas se encuentran en las paredes celulares de los frutos.

Las hemicelulosas contribuyen a la firmeza de los frutos, y se transforma en pentosas, manosas y ácido urónico durante la maduración. La celulosa también sufre degradación en esta etapa. Las Pectinas: Se encuentran en los espacios intercelulares y su peso molecular varía entre 10.000 – 300.000 y tienen gran influencia sobre la consistencia y la textura de los frutos.

Pectina Moléculas poliméricas de ácido galacturónico esterificado Se divide en: a) Pectina soluble en agua: es la que tiene casi todos los grupos carboxílicos esterificados con metanol. Es la pectina de alto metoxilo b) Pectina hidrolizada: Ha perdido una gran proporción de los grupos carboxilos esterificados. Es la pectina de bajo metoxilo. Es insoluble en presencia de iones Ca²+ del jugo, pero se solubiliza en presencia de secuestrantes del calcio. • Acido pectínico: aún conserva una pequeña proporción de grupos metoxilo esterificados. • Acido péctico: Sin grupos carboxilo esterificados c) Protopectina: Porción insoluble unida a la celulosa Como ya se dijo la pectina se encuentra en las paredes celulares de los vegetales. En la fabricación de zumos, el contenido final de pulpa y por consiguiente de pectina influye en las características de turbiedad del jugo ya que esta depende de los sólidos en suspensión. La turbiedad y viscosidad de un jugo están influenciadas por la cantidad y calidad de la pectina; no debe estar degradada y entre más polimerizada es mejor. (Los sólidos en suspensión de un jugo deben estar alrededor de 100 – 400 mg/100 ml) Las pectinas se clasifican según el grado de metoxilación (%) en: • Pectinas alto metoxilo: 8 – 11 % de grupos metoxilo • Pectinas medio metoxilo: 6 – 8% de grupos metoxilo • Pectinas bajo metoxilo: 1 – 5% de grupos metoxilo Estos dos últimos incluyen los ácidos pectínicos

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Para la determinación de la pectina total es necesario un medio ácido con HCl y luego proceder a la precipitación con etanol. El ácido galacturónico debe calentarse a 80ºC durante 30 minutos, en presencia de carbazol / H2SO4 presentando un pico que absorbe a 525 nm. Alteración de las pectinas La acción enzimática (Ver gráfico 1) puede transformar unos tipos de pectina en otros, lo cual influye en las propiedades del producto, ya que en el caso de los cítricos, desaparece la turbidez, parámetro de calidad comercial, dejando un líquido transparente. También los tratamientos térmicos pueden influir reblandeciendo los tejidos como consecuencia de la solubilización de las pectinas por eliminación de los iones Ca²+ y Mg²+ que forman pectatos que contribuyen a mantener la textura, esto se evita adicionando sales cálcicas. La acción enzimática puede transformar unas pectinas en otras. Existen dos tipos: • Las que hidrolizan los grupos de éster metílico • Las que rompen los enlaces glucosídicos entre 2 galacturónicos Gráfico 1. Enzimas que atacan la pectina

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Las pectinestearasas o pectinmetilestearasas (PE) hidrolizan los grupos metílicos y producen metanol y sucesivamente pectinas de menor metoxilo, ácidos pectinicos y ácidos pécticos: Es la más importante. Se inhibe calentando a 120ºC durante 3 minutos. Las poligalacturonasas (PG) rompen enlaces glucosídicos entre dos galacturónicos Las pectinliasas (PL) rompen enlaces glucosídicos y el sustrato es pectina de alto metoxilo (o ácidos pectínicos)

Las enzimas exo producen en las soluciones de pectina un aumento rápido del poder reductor y una lenta disminución de la viscosidad ya que cortan las cadenas de pectina por sus

12 extremos; al contrario las enzimas endo producen una rápida disminución de la viscosidad, porque ataca la molécula en la parte interior. Proceso respiratorio de los vegetales Después de la cosecha los vegetales respiran y continúan desarrollando sus actividades metabólicas a expensas de los componentes que contienen, obteniendo energía a partir de los azúcares y ácidos y eliminando CO2 y H2O. La magnitud de la respiración se mide por la cantidad de CO2 desprendido / Kg hora. Valores altos implican vida corta de almacenamiento. La maduración de las frutas puede seguir un modelo climatérico o no. Las frutas que siguen un modelo climatérico se recolectan antes del pico máximo ya que continúan madurando después de la cosecha. El producto no climatérico debe alcanzar su calidad óptima en la cosecha. Frutas climatéricas: manzana, durazno, breve, chirimoya, pera, melón, ciruelas, plátanos, guanábana, guayaba, bananos, aguacate, tomate. (Ver gráfico 2) Frutas no climatéricas: cítricos, fresas, cerezas, berenjena, coliflor, espárragos, papas, pimentón, mango, tamarindo, cohombro, uva. Gráfico 2: Pico climatérico del aguacate, plátano y manzana Tiempo vs. Velocidad respiratoria (Absorción de O2)

Durante el período climatérico se producen cambios bioquímicos, entre los cuales se encuentran la producción autocatalítica del etileno (hormona de maduración) Las frutas climatéricas deben almacenarse a temperaturas cercanas a 10º y, las no climatéricas se pueden almacenar a Tº cercanas a 0º (no cero por que pierden sus características). Las frutas no climatéricas son aptas para el consumo menos tiempo que las climatéricas ya que el período de conservación de estas últimas es mas largo y distinto para cada una de ellas y depende de la intensidad respiratoria, (manzana y pera duran hasta 1 año en atmósferas controladas ya que se disminuye la cantidad de O2 presente ó se aumenta la concentración de CO2; las frutas tropicales duran hasta 2 ó 3 meses). La producción de CO2 durante el proceso de almacenamiento modifica la composición de la atmósfera prolongando la vida de los vegetales, esto se aprovecha en el método de conservación por atmósferas modificadas o controladas. El proceso respiratorio, también puede controlarse con la Tº, aunque esta es diferente para cada fruta.

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Tratar las frutas con etileno, acelera el proceso de maduración en las frutas climatéricas antes del climaterio y en las no climatéricas en cualquier momento. El estímulo de la respiración es mayor al aumentar la concentración de etileno en la atmósfera. Antes de cosechar las frutas es muy importante medir el grado de maduración de las frutas el cual se calcula así: IM =

Grados brix Acidez valorable (% ac. Cítrico)

En la naranja se encuentra que es mayor o igual a 10, en tanto que en el limón es menor 1. Los grados Brix corresponden al % de sólidos solubles (asimilables a azúcares) por 100 ml de la solución; la acidez valorable se expresa en porcentaje de ácido cítrico, ácido predominante por lo general en las frutas. Alteraciones producidas en las frutas por el almacenamiento o la industrialización. • Pardeamiento enzimático: El pardeamiento enzimático es una reacción de oxidación en la que interviene como substrato el oxígeno molecular, catalizado por enzimas polifenoloxidasa o fenolasa; en esta reacción los compuestos fenólicos de las frutas se oxidan presentándose un color oscuro. La enzima está clasificada como una oxirreductasa en la que el oxígeno molecular actúa como un aceptor de hidrógeno. En el campo de los alimentos, el pardeamiento enzimático puede ser un problema muy serio en frutas, champiñones, papas, manzanas y otros vegetales, y también en algunos crustáceos, e incluso en la industria del vino, al producir alteraciones en el color que reducen el valor comercial de los productos, o incluso los hacen inaceptables para el consumidor debido a que para la reacción sirven como sustratos compuestos fenólicos existentes en las frutas como son el ácido clorogénico, las antocianinas, los flavonoides, etc. En algunos casos, como en las pasas, otras frutas secas, la sidra, el té o el cacao, el pardeamiento enzimático contribuye al desarrollo de los colores característicos de estos productos, aunque como se ha indicado, en otros muchos constituye un problema grave. Además de la alteración del color, los productos formados pueden reaccionar con las proteínas, insolubilizándolas. Por otra parte, puede producirse también una pérdida nutricional, ya que aunque la polifenoloxidasa no oxida directamente al ácido ascórbico, esta vitamina puede destruirse al reaccionar con intermedios de la reacción. La polifenoloxidasa cataliza dos tipos de reacción: transformando los grupos fenoles en difenoles o transformando lo o-fenoles en quinonas que pasan a hidroquinonas inestables que se polimerizan produciendo los melanoides o compuestos característicos coloreados. •

Pardeamiento no enzimático. − La reacción de Maillard es el conjunto de interacciones que resultan de la reacción inicial entre un azúcar reductor y un grupo amino. Esta reacción es de enorme importancia en la química de los alimentos ya que es la responsable de la producción de olores, aromas y pigmentos de los alimentos cocidos, aunque también es favorecida por los pH menos ácidos y la deshidratación. Pueden producir compuestos cancerígenos y reducir el valor alimentario de los alimentos por degradación de los aminoácidos esenciales como la lisina. En una primera etapa de esta reacción se produce de forma reversible glicosaminas que siguen la reacción de Amadori. En una segunda etapa ocurre una degradación de los productos reagrupados formándose

14 compuestos heterocíclicos responsables de los olores. Finalmente se presenta una polimerización de los productos intermediarios formándose los mélanoidines. − Caramelización: así como la reacción anterior también pertenece a las reacciones de pardeamiento no enzimático. En este caso la sacarosa se disocia en glucosa y fructosa que se liga a pseudosacáridos y se forman otros productos como aldehídos, cetonas, alcoholes y ácidos carboxílicos que reaccionan con otras moléculas presente. Esta reacción se produce durante los procesos de calentamiento que sufren los alimentos y el almacenamiento. − Degradación del ácido ascórbico: la oxidación del ácido ascórbico es catalizada por el pH bajo y temperaturas elevadas. Los productos de descomposición resultantes de la oxidación del ácido ascórbico causan una coloración marrón, y la pérdida de valor nutritivo. El ácido ascórbico se somete a una reacción química similar a la de los azúcares, salvo que los aminoácidos no son necesarios para el pardeamiento. Bibliografía • • • • • • • • • • • • • • •

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