Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha ISSN: 1665-0204
[email protected] Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. México Inestroza-Lizardo, Carlos; Magalhães Marques, Kelly; Gomez-Gomez, Héctor; Cury Galati, Vanessa; Ribeiro Guimarães, João PRINCIPALES CONSIDERACIONES EN EL PROCESAMIENTO MÍNIMO DE TUBÉRCULOS Y RAÍCES PARA INDUSTRIAS PEQUEÑAS Y MEDIANAS (ARTESANALES) Revista Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, vol. 16, núm. 2, 2015, pp. 158-164 Asociación Iberoamericana de Tecnología Postcosecha, S.C. Hermosillo, México
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PRINCIPALES CONSIDERACIONES EN EL PROCESAMIENTO MÍNIMO DE TUBÉRCULOS Y RAÍCES PARA INDUSTRIAS PEQUEÑAS Y MEDIANAS (ARTESANALES) Inestroza-‐Lizardo, Carlos1, 2*, Marques, Kelly Magalhães2, Gomez-‐Gomez, Héctor1, Galati, Vanessa Cury2, Ribeiro Guimarães, João2 1
Universidad Nacional de Agricultura. Departamento de Producción Vegetal. PO Box 09, Barrio el Espino, 2 Catacamas, Honduras. Sitio web: www.unag.edu.hn; www.hortyfresco.cl *
[email protected] UNESP-‐ Univ Estadual Paulista, Campus de Jaboticabal, Departamento de Tecnologia, Jaboticabal, São Paulo, Brasil.
Palabras clave: Atmósferas modificadas, refrigeración, antipardeantes
RESUMEN
Las raíces y los tubérculos son vegetales consumidos en el mundo entero y generalmente producidos por pequeños y medianos productores, que los comercializan como materias primas; siendo que por la gran aceptabilidad con que cuentan, tienen un gran potencial para ser transformados en productos de mayor valor agregado, como es el caso de los productos mínimamente procesados (PMP) o de la “Cuarta gama”. Actualmente existe una gran demanda de tubérculos y raíces mínimamente procesados (TRMP) por parte de los consumidores urbanos. Lo anterior está directamente relacionado a los cambios en los hábitos alimenticios de la población, pues hoy en día el consumidor está demandando de productos nutritivos, frescos, inocuos y que estén listos para su consumo directo o para su cocinado. Sin embargo, a causa de las heridas que sufren estos órganos vegetales durante las operaciones de procesamiento, su vida útil a menudo disminuye drásticamente, ya que la pérdida en la integridad celular provoca cambios en los procesos fisiológicos y metabólicos, ocasionando el pardeamiento, acelerando el proceso respiratorio y aumentando la producción de etileno, entre otros. No obstante, estos efectos pueden ser disminuidos utilizando tecnologías como las bajas temperaturas (durante el procesamiento, almacenamiento, transporte y distribución), sanitizantes, sustancias antipardeantes (ácido cítrico, ácido ascórbico, L-‐Cisteína, entre otros), atmósferas modificadas, entre otras. Por lo que, el objetivo de este trabajo es describir las principales etapas de una línea de procesamiento de TRMP, mostrando los principales cambios que ocurren en el vegetal durante el procesamiento y el efecto de las tecnologías antes mencionadas sobre la vida útil de estos productos.
MAIN CONSIDERATIONS IN MINIMAL PROCESSING OF TUBERS AND ROOTS TO SMALL AND MEDIUM SCALE INDUSTRIES (ARTISAN)
Keywords: Modified atmosphere, cooling, anti-‐browning
ABSTRACT
Roots and tubers are vegetables consumed in the world and usually produced by small and medium sized producers who market as raw materials; due the good acceptability which have, offers great potential to be transformed into higher value-‐added products, as in the case of fresh-‐cut products (FCP) or “gamma IV”. There is currently a high demand for fresh-‐cut tubers and roots vegetables (FCTR) by urban consumers. This is directly related to changes in the dietary habits of the population, because today's consumers are demanding nutritious, fresh, safe products and are ready for direct consumption or for cooking. However, due to injuries suffered by these plant organs during processing operations, shelf-‐life often decreases dramatically, as the loss of cellular integrity causes changes in physiological and metabolic processes, causing browning, accelerating the rate respiration and increasing the production of ethylene, among others. Nonetheless, these effects can be reduced by using technologies such as low temperatures (during processing, storage, transportation and distribution), sanitizers, anti-‐browning substances (citric acid, ascorbic acid, L-‐Cysteine, etc.), modified atmosphere, and others. Therefore, the aim of this work is to describe the main steps of a processing line of FCTR, showing the major changes that occur in the plant during processing and the effect of the above technologies in the shelf-‐life of these products. 158
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INTRODUCCIÓN Las raíces y los tubérculos son una fuente importante de alimentos para millones de personas, especialmente en el trópico. Son cultivados en regiones cálidas y húmedas de todo el mundo, principalmente por pequeños agricultores que son altamente dependientes de estos productos (Hoover, 2000). Como fuente global de hidratos de carbono son el segundo grupo de cultivos en importancia, solo superado por los cereales, sin embargo, estos poseen un alto potencial de producción en condiciones que no son adecuados para la producción de los anteriores (FAO, 2014; Villordon et al. 2014). Estos cultivos comprenden principalmente la papa (Solanum tuberosum) y la yuca (Manihot sculenta), los que se sitúan entre los cultivos más importantes a nivel mundial en términos económicos, de volumen anual y producción. También existen otras especies que se producen en menor cantidad como el camote (Ipomea batatas), la malanga (Xanthosoma spp), el rábano (Raphanus sativus) la zanahoria (Daucus carota), la remolacha (Beta vulgaris), entre otros. En cuanto a su comercialización, tradicionalmente son ofrecidos como productos primarios, la mayoría de ellos distribuidos en comercios artesanales locales y una pequeña parte exportada a países desarrollados. Sin embargo, el verdadero potencial de estos cultivos puede ser desbloqueado a través de actividades de valor añadido (Scott et al. 2000). Las preferencias de los consumidores han evolucionado de forma notable, surgiendo nuevos hábitos de consumo, principalmente en las grandes ciudades donde el consumidor cada día tiene menos tiempo para preparar sus alimentos (Gómez et al. 2007). Sin embargo, este consumidor exige productos frescos, seguros, de fácil y rápida preparación, además de una alta calidad nutritiva y organoléptica. Una alternativa para satisfacer estos mercados son los productos mínimamente procesados
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(PMP), llamados también de la “Cuarta gama” (Scott et al. 2000; Oyewole, 2002). Actualmente estos productos se encuentran en auge y su consumo se ha incrementado en los países desarrollados. En consecuencia, existe una creciente demanda por tubérculos y raíces mínimamente procesados (TRMP) por parte de consumidores urbanos, que desean productos fáciles de utilizar. Para la producción de los TRMP se requiere de procesos que se caracterizan por ser métodos físicos simples, ya que en todo momento se trata de mantener las propiedades sensoriales del producto fresco del que provienen (Gómez et al. 2007), por esta razón, se comercializan como productos para consumo directo o para preparaciones culinarias rápidas (Sánchez, 2010). Concretamente, la producción de TRMP se ha orientado a cultivos de mayor demanda como la yuca, papa, zanahoria entre otras, y las investigaciones se han centrado en garantizar la inocuidad, mantener las características organolépticas (sabor, olor, color, turgencia) y nutricionales de estos alimentos (Klaiber et al. 2005). Por lo tanto, el objetivo de este trabajo es describir las principales etapas de una línea de producción de TRMP, mostrando los principales cambios que ocurren en el vegetal durante el procesamiento y el efecto de las tecnologías usadas sobre la vida útil de estos productos. PRODUCCIÓN DE TRMP A continuación serán descritas las principales etapas para la producción de TRMP. Recepción de la materia prima.-‐ El éxito de los PMP, está condicionado inicialmente por la calidad de la materia prima. Sin embargo, ésta calidad inicial puede perderse rápidamente si se realizan operaciones inadecuadas durante la manipulación del producto. Los tubérculos y las raíces tienen una alta susceptibilidad al
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daño físico, lo que constituye la cosecha en un punto crítico para la obtención de materia prima de calidad. Al mismo tiempo, las condiciones del transporte entre el campo de cultivo y la planta de procesamiento son cruciales para procesar una materia prima con la calidad requerida (Cubas, 2007), por lo que debe realizarse cuidadosamente, evitando en todo momento cualquier tipo de daño. Una vez que la materia prima está en la planta de procesamiento, debe ser recibida y sometida a una inspección de calidad, verificando que cumpla con los requisitos preestablecidos. Estas operaciones deben estar bien coordinadas para que el producto entero permanezca el menor tiempo posible en esta etapa. Selección y clasificación.-‐ La materia prima debe ser pesada y seleccionada con la finalidad de no colocar en riesgo su calidad postcosecha, retirando eventuales materiales indeseables, tubérculos y/o raíces con daños físicos, por insectos, o pudrición. Posteriormente se realiza la clasificación de acuerdo con las exigencias de la agroindustria (color, tamaño) y los procesos que serán realizados. Lavado.-‐ El principal objetivo del lavado es eliminar la suciedad y reducir la carga microbiana presente en la superficie del tejido vegetal (Gil et al. 2009). En raíces y tubérculos, esta etapa debe realizarse cuidadosamente, removiendo la materia orgánica y las impurezas provenientes del campo que están adheridas a la cáscara, pues al ser productos que crecen debajo de la tierra presentan una alta contaminación microbiana. Es por ello que se recomienda realizar tres lavados, en el primero es necesaria la ayuda de un cepillo para ayudar a retirar la materia orgánica, mientras en los siguientes dos es necesario el uso de agua limpia, (preferiblemente con baja temperatura) y la aplicación de un agente
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sanitizante que ayude a disminuir la carga microbiológica (Cubas et al. 2007). Pelado y cortado.-‐ La forma en que se realiza el pelado y cortado en los tubérculos y las raíces es particular para cada especie, inclusive para cada producto derivado de la misma especie. En el caso del pelado, este puede ser manual usando cuchillos (yuca) y con peladores mecánico (papa). Sim embargo, en ambos casos es fundamental el uso de herramientas bien afiladas ya que estas tienen un efecto directo sobre el daño ocasionado a los tejidos (Escalona y Luchsinger 2008) Segundo lavado, Sanitización y enjuague.-‐ El segundo lavado se realiza con la finalidad de enfriar el material vegetal y eliminar los exudados producidos durante el corte, ya que éstos pueden favorecer el crecimiento microbiano. Posteriormente y con la finalidad de garantizar la seguridad de estos productos, la industria de los PMP utiliza sanitizantes (Gil et al. 2009). Éstos normalmente se añaden al agua de lavado con el objetivo de reducir la población microbiana del producto. El hipoclorito de sodio (NaClO) en concentraciones de 50 a 200 mg L-‐1 ha sido aplicado durante décadas y aún es el sanitizante mayormente empleado en esta industria (Tomás-‐Callejas et al. 2012; Goodburn y Wallace 2013). Sin embargo, en la actualidad también existen sanitizantes alternativos que podrían ser ensayados, como el dióxido de cloro (ClO2), el peróxido de hidrógeno, entre otros (Goodburn y Wallace 2013). Luego de la aplicación del agente sanitizante se debe realizar un enjuague con agua potable con el objetivo de retirar el exceso de sanitizante y evitar posibles cambios sensoriales en el producto. Centrifugación.-‐ Esta etapa tiene por objetivo remover el exceso de agua acumulada en los
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productos durante las etapas anteriores. El tiempo de centrifugación es importante para evitar la presencia de agua en la superficie, lo que podría comprometer la calidad del producto envasado. El tiempo ideal (generalmente de 30 a 60 s) dependerá del tipo de centrifuga y de la velocidad de rotación empleada. Para determinar este tiempo, se deberán considerar variables como: pérdida de masa, temperatura y tasa respiratoria del producto, entre otros (Moretti, 2007). Envasado.-‐ Los productos mínimamente procesados son más perecederos que sus similares enteros. La fisiología de ellos, es esencialmente la fisiología de tejidos vegetales que sufrieron heridas. Por ello, su comportamiento es similar al que ocurre con plantas sometidas a estrés. Este comportamiento incluye una mayor tasa respiratoria, mayor pérdida de agua y alteraciones fisiológicas más rápidas e intensas (Kluge et al. 2006). Los envases para estos productos, por lo tanto, tienen la función de proteger el producto y retardar esos eventos fisiológicos, extendiendo al máximo su vida de anaquel (Machado et al. 2010; Moretti, 2007). En raíces y tubérculos mínimamente procesados generalmente son usados envases con atmósfera modificada, bandejas, bandejas envueltas con filme plástico y envasado al vacío (Alves et al. 2004). Almacenamiento y distribución.-‐ La vida de anaquel de los TRMP, dependerá de las características precosecha de la especie procesada y de las condiciones del procesamiento; tipo de corte, tratamiento antipardeante, tratamiento sanitizante, tipo de envase y principalmente la temperatura de almacenamiento. Es de vital importancia el mantenimiento de la cadena de frio (desde el procesamiento, hasta el consumidor final). Debido a ello, lo ideal es el transporte en camiones refrigerados que mantengan la temperatura estable. En el
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caso de inviabilidad económica, se recomienda el uso de recipientes previamente sanitizados, con capas de hielo para poder mantener el producto en bajas temperaturas. CAMBIOS EN EL METABOLISMO Y LA COMPOSICIÓN DE LOS PMP Aumento de la tasa respiratória.-‐ La respiración es el principal proceso fisiológico en órganos vegetales cosechados y es afectada por factores como la composición de la atmósfera, la temperatura, los estreses físicos, químicos y biológicos entre otros (Moretti, 2007). Resumidamente, Lafta y Fugate (2009), relacionaron el aumento de la tasa respiratoria en remolachas (Beta vulgaris L.) con el daño que le ocurrió a la membrana, en respuesta a la deshidratación de las raíces almacenadas por cuatro semanas a 10 °C y 40% de humedad relativa. En vegetales mínimamente procesados el daño mecánico ocasionado por el pelado y corte aumenta la tasa respiratoria de dos a cinco veces con respecto a los órganos intactos (Chitarra y Chitarra, 2005; Escalona y Luchsinger 2008). Zanahorias (Daucus carota) mínimamente procesadas conservadas a 11 °C mostraron una tasa respiratoria de 36,04 mg CO2.kg-‐1 h-‐1, mientras su similar entero respiró 15,18 mg CO2.kg-‐1 h-‐1 (Spagnol et al. 2006). Ya en remolachas, la diferencia entre el producto entero y mínimamente procesado fue mayor, siendo que, el producto entero presentó una tasa respiratoria de 5 mL CO2.kg-‐1 h-‐1 y 4 horas después del mínimo proceso la tasa respiratoria fue de 30 mL CO2.kg-‐1 h-‐1 (Vitti et al. 2004). Vitti et al. (2010) Observaron un comportamiento respiratorio diferente en los cultivares de papa “Asterix”, “Agata” y “Monalisa”, siendo que el cultivar “Asterix” presentó la tasa respiratoria más elevada independientemente de la temperatura de almacenamiento (5, 15 y 25°C) cuando estos fueron mínimamente procesados. Concluyendo que las diferencias pueden surgir
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como respuesta a la cantidad de materia seca presente en los diferentes genotipos, siendo que mayores contenidos de materia seca indican mayor fuente de substrato para el proceso respiratorio. Por otro lado, Kenny y O’Beirne (2010) encontraron en zanahorias mínimamente procesadas y almacenadas por 8 días a 4 °C que cuando mayor es la severidad del pelado, menor es la vida útil y la calidad del producto debido al aumento de la tasa respiratoria. Pardeamiento enzimático.-‐ Los pigmentos de color pardo aparecen en el corte de los productos vegetales como resultado de la ruptura celular, permitiendo que los sustratos fenólicos (localizados en la vacuola) y las enzimas oxidativas de los polifenoles, como la PPO y las peroxidasas (de localización citoplasmática) entren en contacto (Escalona y Luchsinger 2008). La intensidad del pardeamiento depende de la actividad oxidativa relativa de la enzima, la concentración de sustrato y del oxígeno molecular junto con apropiadas condiciones de pH, temperatura y actividad de agua. La prevención de la oxidación en los tejidos vegetales se puede lograr por la inactivación térmica de la enzima, la remoción del oxígeno, la reducción del pH, y la utilización de sustancias antioxidantes (Pineli et al. 2005). Estas últimas pueden actuar reduciendo las o-‐ quinonas (formadas enzimáticamente) a los correspondientes difenoles incoloros o reaccionar irreversiblemente formando compuestos incoloros estables. Entre ellas destaca la L-‐cisteína, el ácido cítrico y el ácido ascórbico (Escalona y Luchsinger 2008). Tratamientos con L-‐cisteína fueron eficientes para retardar el pardeamiento enzimático y prolongar la vida de anaquel de papa Ágata MP (Pineli et al. 2005), a la vez, L-‐cisteína a 5 Mm fue eficiente en proporcionar una mayor vida útil en yuca fresca refrigerada (Ramos et al. 2013). Mientras en papas cortadas y tratadas con una solución de ácido cítrico (20 g 162
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L-‐1) o ácido ascórbico (50 g L-‐1) durante 3 min, y envasadas posteriormente en atmósfera modificada (3 % O2 y 9 % CO2), se obtuvo un menor pardeamiento. Alteraciones en el valor nutricional.-‐ La pérdida de valor nutricional en PMP es uno de los factores determinantes de calidad y vida útil y varia con las condiciones del procesamiento y almacenamiento (Cenci, 2011). Kenny y O’Beirne (2010) investigaron varios métodos de pelado en zanahorias MP, y observaron que cuando más severo es el método de pelado, mayor es la pérdida de ácido ascórbico. La influencia del corte en PMP también fue reportada por Kluge et al. (2006) encontrando que el corte en rebanadas presentó mayor pérdida de sólidos solubles que el corte en cubos en remolachas mínimamente procesadas y almacenadas a 5 °C por 10 días. TECNOLOGÍAS APLICADAS PARA DISMINUIR EL METABOLISMO Y MANTENER LA CALIDAD DE LOS TRMP El manejo de la temperatura es la herramienta más efectiva para extender la vida útil de los PMP. Por lo tanto, es fundamental que la manipulación y el procesamiento se realicen a temperaturas inferiores a los 10°C (Escalona y Luchsinger 2008). A estas temperaturas deben realizarse también el pesado, envasado y sellado. En la conservación deben emplearse bajas temperaturas (0 a 5°C), básicamente para evitar el desarrollo de microorganismos que puedan alterar la calidad y frenar el pardeamiento enzimático además de otros procesos metabólicos. Otra herramienta efectiva en la conservación de los PMP es el envasado en atmósfera modificada. Este se genera manteniendo el producto en un envase herméticamente cerrado con adecuada permeabilidad a los gases del aire. (Artés, 2006). Esta técnica es un procedimiento
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flexible, barato y aplicable desde fracciones de kg hasta palets enteros de productos hortofrutícolas usando cámaras y transporte frigorífico. Su beneficio al producto consiste en que concentraciones adecuadas de O2 y CO2 pueden reducir ciertas reacciones, especialmente las relacionadas con la respiración, senescencia y ablandamiento de los tejidos. REFERENCIAS Alves, A., Cansian, R., Stuart, G y Valduga, E. (2004). Alterações na qualidade de raízes de mandioca (manihot esculenta crantz) minimamente processadas. Ciência e Agrotecnologia Lavras, 29, 330-‐337. Artés, F. (2006). El envasado en atmósfera modificada mejora la calidad de consumo de los productos hortofrutícolas intactos y mínimamente procesados en fresco. Revista Iberoamericana Tecnología Postcosecha, 7(2), 61-‐85. Cenci, S.A. (2011). Processamento mínimo de frutas e hortaliças: tecnologia, qualidade e sistema de embalagem. Rio de Janeiro: Embrapa Agroindústria de Alimentos, Cap. 1, p. 09-‐17. Chitarra, M.I., y Chitarra, A.B. (2005). Pós-‐ colheita de frutos e hortaliças: fisiologia e manuseio. Lavras. UFLA, 785 p. Cubas, C., Lobo, M., y González, M. (2007). Influencia de la temperatura y tiempo de conservación de la yuca entera sobre la calidad del tubérculo mínimamente procesado. V Congreso Iberoamericano de Tecnología Postcosecha y Agroexportaciones. Escalona, V., y Luchsinger L. (2008). Una revisión sobre frutas y hortalizas mínimamente procesadas en fresco. Revista Aconex, 99, 23-‐28. FAO (Food and Agriculture Organization of the United Nations). 2014. Statistical Yearbook 2014 Near East and North Africa Food and Agriculture. Cairo, Egipto.
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