UNIVERSIDAD NACIONAL "JOSÉ FAUSTINO SÁNCHEZ CARRIÓN" FACULTAO DE INGENIERIA QUÍMICA Y METALÚRGICA TESIS "Estudio de la Variabilidad de la Composición Química de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío y Almacenada en Fria" AUTOR: Lourdes De Guadalupe Guevara Huaroto ASESOR: lng. Ronald Luis Ramos Pacheco Huacho - Perú 2015 1 DEDICATORIA A Dios por mostrarme día a día que con humildad, paciencia y sabiduría todo es posible. A mis padres, quienes con su apoyo incondicional y sabios consejos siempre estuvieron presentes en mis vicisitudes. 2 AGRADECIMIENTOS Quiero agradecer al lng. Eduardo Escobar por su aliento constante y motivación. Allng. Tony Jáuregui y al lng. Ronald Ramos por su valioso asesoramiento. 3 INDICE Resumen .......................................................................................................... 05 Introducción ...................................................................................................... 06 CAPITULO 1: PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA ......................................... 07 1.1 Descripción de la realidad ........................................................................... 07 1.2 Formulación del Problema .......................................................................... 07 1.3 Objetivos de la Investigación ...................................................................... 08 CAPITULO 11: MARCO TEÓRICO .................................................................... 09 2.1 Antecedentes de la Investigación ............................................................... 09 2.2 Bases Teóricas ........................................................................................... 09 CAPITULO 111: METODOLOGIA ....................................................................... 32 3.1 Diseño Metodológico .................................................................................. 32 3.1.1 Tipo .......................................................................................................... 32 3.1.2 Enfoque ................................................................................................... 32 CAPITULO IV: RESULTADOS ......................................................................... 40 CAPITULO V: Discusión, Conclusiones y Recomendaciones .......................... 49 5.1 Discusión .................................................................................................... 49 5.2 Conclusiones .............................................................................................. 51 5.3 Recomendaciones ...................................................................................... 53 CAPITULO IV: FUENTES DE INFORMACIÓN ................................................ 54 6.1 Fuentes Bibliográficas ................................................................................. 54 ANEXOS ........................................................................................................... 55 4 RESUMEN La trucha utilizada en el presente trabajo de investigación fue ahumada con el método convencional a una temperatura de 70°C, un tiempo de 2 horas y una concentración de salmuera al 15%. La trucha ya ahumada y fría se envaso en bolsas de polipropileno colocando un filete por bolsa, que luego fueron sellados al vacío en un tiempo óptimo de absorción de 30 segundos de oxígeno seguidamente se clasificaron los muestras con los tratamientos debidos de la siguiente forma: 7 bolsas fueron almacenadas en congelación a -5°C, 7 bolsas fueron almacenados al medio ambiente a 20°C aproximadamente, 7 bolsas fueron almacenadas en refrigeración y finalmente 7 filetes ahumados fueron almacenados sin envase y al medio ambiente como una prueba comparativa. Los resultados de la prueba fueron los siguientes: En todos los casos se registraron caídas mínimos de humedad y por consiguiente crecimientos también mínimos en los demás componentes como son la proteína, grasa y cenizas, llegándose a la conclusión de que, por lo menos en 4 meses casi no existen cambios o por decirlo de otra forma los cambios de la composición química son ínfimos. Sin embargo el comportamiento de la histamina si fue diferente ya que, en aquellas pruebas que no se utilizó el frío como medio protector, esta amino biogénica se disparó rápidamente a niveles incluso de 30 PPM, y sin embargo en las pruebas donde sí se utilizó el frío (refrigeración 3°C y congelación - 5°C) como medio protector, la histamina casi no aumentó su concentración, siendo mínima por ejemplo en el caso de la trucha congelada donde apenas se elevó en 1PPM a los 120 días de almacenamiento. Finalmente, el estudio correlaciona! demostró en todos los casos que existe una fuerte relación de influencia del nivel de agua con el de los otros componentes, como son: Proteínas, grasas y cenizas, ya que al bajar mínimamente el nivel de agua, se incrementan el de los otros componentes. S INTRODUCCIÓN Mucho se ha especulado sobre los cambios trsicos químicos que pueden ocurrir en un alimento durante su almacenamiento. El pescado es un alimento que por su misma naturaleza es muy degradable principalmente cuando no ha recibido la protección adecuada durante su almacenamiento. Es sabido que, cuando el pescado fresco es almacenado en refrigeración o congelación sin ningún tipo de envase protector, sufre muchos cambios en su constitución como por ejemplo la desecación, el quemado por frío, el cambio de color, la textura, e inclusive la pérdida de algunas vitaminas liposolubles por efecto del quemado de la grasa, y es por esta razón, que cuando se almacena el pescado en frío, hay la necesidad de regraciarlo periódicamente. Sin embargo, cuando un alimento es envasado al vacío en envases plásticos, las deficiencias descritas anteriormente se minimizan ya que el envase protector evita el ingreso de oxígeno que es uno de los causantes de la desnaturalización y cambios que pueden ocurrir en los alimentos. Bajo este marco descriptivo es que nace la idea de estudiar los posibles cambios qulmicos que pueden ocurrir en un alimento transformado como es el caso de la trucha ahumada envasada al vacío. Justamente el objetivo del presente trabajo de investigación fue estudiar la variabilidad de los componentes químicos de un producto envasado al vacío y almacenados en diferentes condiciones, tanto en frío como al medio ambiente como se explicará más adelante. 6 CAPITULO 1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA 1.1 DESCRIPCIÓN DE LA REALIDAD PROBLEMÁTICA. Mucho se habla sobre las pérdidas nutricionales que sufren los alimentos cuando se encuentran almacenados en congelación. Es sabido que los alimentos almacenados en congelación durante largos períodos sufren pérdidas por oxidación, quemaduras por frío que luego terminan en oxidación de las grasas, esto siempre y cuando este expuestos sin ningún tipo de envase protector, así mismo, las perdidas por peso son importantes. Nuestro país exporta en estado congelado muchos productos alimenticios como: Pescado, conchas de abanico, espárragos y otros, que si bien es cierto se encuentran dentro de bolsas plásticas y envases de cartón sin embargo no están libres de oxígeno y por consiguiente están expuestos a sufrir los efectos mencionados anteriormente. Sumando a todo esto tampoco se sabe, si la composición química de los alimentos almacenados en frío y que siempre califican el valor nutricional de los mismos, sufren algún cambio a través del tiempo y que por consiguiente pudiera perder también su valor nutricional. 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.2.1 Problema General El almacenamiento en frío de los alimentos sin envase protector óptimo puede ocasionar cambios en su composición química. 1.2.2 Problemas Específicos El desconocimiento de los parámetros del envasado al vacío. 7 1.3 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN 1.3.1 Objetivo General Determinar la variabilidad de la composición química de la trucha ahumada envasada al vacío y almacenada en frío. 1.3.2 Objetivo Específico Determinar los parámetros óptimos del envasado al vacío para la trucha ahumada. 8 CAPITULO 11 MARCO TEÓRICO 2.1 Antecedentes de la Investigación En el año 2008 ALVA IRENE realizó el trabajo de investigación "EVALUACIÓN DEL TIEMPO DE DURABILIDAD DE LA TILAPIA AHUMADA ENVASADA AL VACÍO" en la facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional "José Faustino Sánchez Carrión" de Huacho. Por otro lado, en el año 2003 en el Instituto Tecnológico Pesquero, Jos tecnólogos MIGUEL GALLO S. y TAKASUKE JSHJTANI realizaron una investigación sobre Jos "EFECTOS DE LA APLICACIÓN DE ALGUNOS SISTEMAS DE ENVASADO PLÁSTICO SOBRE LA PRESERVACIÓN DE ANCHOVETA COCIDA SECA". En el mismo año 2003 y también en el Instituto Tecnológico Pesquero VICETTI R., JSHITANI T., y AYACA M.E. realizaron el estudio de investigación "ALFATOCOFEROL Y SU EFECTO SINERGÉTICO SOBRE LA OXIDACIÓN DE LOS LIPIDOS DE LA PIEL DE SARDINA". 2.2 BASES TEÓRICAS 2.2.1 Agua y Materia Seca El agua es el compuesto que se encuentra presente en todos Jos alimentos y debido a sus propiedades influye enormemente en la estabilidad del almacenamiento puesto que favorece el desarrollo de microorganismos y la actividad enzimática. Es el reactivo indispensable para que se efectué la reacción de hidrólisis y es el liquido que disuelve más compuestos. Para entender el comportamiento del agua, es necesario conocer sus propiedades y su estructura química. 9 2.2.2 Propiedades Físicas del agua El agua posee propiedades físicas muy diferentes a aquellos compuestos de composición similar. Cuadro N° 01 Compuesto Agua de Sulfuro hidrógeno Estado Peso Físico Molecular H20 Líquido 18 o 100 H2S Gas 34.08 -82.9 -61.8 H2Se Gas 80.98 -64 -42 Fórmula Seleniuro de hidrógeno Punto de Punto de oc Ebullición Fusión En el cuadro N°01, pueden observarse algunas propiedades físicas del agua, del sulfuro de hidrógeno, del seleniuro de hidrógeno, estas tres últimas, son compuestas de hidrógeno con elementos de la misma clase del oxígeno. El estado físico de agua es Hquido a pesar de tener el menor peso molecular y sus puntos de fusión y de ebullición son sumamente elevados. Cuadro N° 02 Compuesto Fórmula Estado Peso Físico Molecular Punto de Punto de oc Ebullición Fusión Agua H20 Líquido 18 o 100 Amoníaco NH3 Gas 17 77.73 -33.34 Metano CH4 Gas 16 -183 -162 En el cuadro N°02, se compara al agua con el amoníaco y el metano; todos compuestos de peso molecular similar. El amoniaco y el metano son gases. Sus puntos de ebullición y de fusión, así como su calor especifico son bajos. Sobre las bases expuestas, el agua debería ser gas a temperatura ambiente y tener un punto de fusión de -100°C. 10 Cuadro N° 03 - Calores de Vaporización de Algunos Líquidos Comunes (Lehninger 1972). Compuesto Fórmula Hvap. Cal/g Agua H20 Metano! CH30H 540 263 Etanol CH3-CH20H 204 n-propano! CH3(CH2)20H 164 Acetona CH3-C-C~ 125 1 o Benceno CsHs 94 Cloroformo CH3CI 59 Si observamos en el cuadro N°03, el calor de vaporización de esta resulta ser muy elevado. Calor de vaporización es la cantidad de calor necesario para pasar a la fase de vapor, una substancia líquida. 2.2.3 Estructura del Agua La razón por la cual las propiedades del agua se desvían de los compuestos señalados, se debe a su particular estructura molecular que es causada por el acomodo de los electrones en los átomos de oxígeno e hidrógeno. Los electrones no apareados del átomo de oxigeno son repetidos por los dos pares de electrones provocando que se reduzca el ángulo H O - H a 104.5° en lugar de 109.5°, dando lugar a una asimetría electrónica . Por otro lado, la alta electronegatividad del átomo de oxígeno tiende a atraer cada electrón de los dos átomos de hidrógeno, dejando los núcleos de estos parcialmente solos, así el átomo de oxígeno adquiere una carga parcial negativa y los átomos de hidrógeno cargas parciales positivas, dando como resultado que el agua sea un compuesto de alta polaridad, porque presenta un momento dipolo elevado. 11 Momento dipolo es la medida de la tendencia de una molécula a orientarse en un campo eléctrico. 2.2.4 Contenido de Agua en los Alimentos Todos los alimentos contienen agua, desde fracciones de 1% hasta cantidades superiores al 90%. Entre los alimentos de más bajo contenido de agua, se encuentran la roca fosfórica, la concha de ostión, las grasas minerales, los aceites vegetales, los granos de cereales y las henas, cuyos contenidos de humedad no rebasan el 20%; las melazas contienen alrededor del 30%, los ensilados de 60 a 75 %, los forrajes frescos entre 70 y 75 %. Los alimentos con mayor contenido de agua son la leche de vaca, con 88% y el suero de leche con 91%. Evidentemente a mayor porcentaje de agua, menor porcentaje de materia seca. Este hecho tiene importancia económica por esto que el precio de los alimentos se da incluyendo el agua y no el precio de la materia seca. Por ejemplo, se tienen dos lotes, A y 8 de grano de maíz con 8 y 1O% de humedad respectivamente, esto significa que por cada 100 kg de maíz se tienen 8 y 1O kg de agua, en 1000 kg se tendrán 80 y 100 kg de agua. Si ambos lote tienen el mismo precio por tonelada, en el Lote 8 se están pagando 20 kg de agua al mismo precio de 20 kg de maíz. Esto resulta más crítico a medida que aumenta el precio del alimento, como son los casos de harina de pescado, pasta de soya, pasta de ajonjolí, etc. 2.2.5 Importancia del Agua en el Almacenamiento El elevado contenido de agua en los alimentos no permite que estos se almacenen en buen estado, puesto que prosiguen enzimáticos se crea el medio adecuado para el desarrollo y proliferación de microorganismos que provocan la alteración de los nutrientes que contienen los alimentos y pueden producir metabolitos tóxicos como la aflatoxinas, las que son altamente toxicas y cancerígenas las principales son las aflatoxinas 81, 82, G1 y G2. Los principales 12 microorganismos que las producen son los hongos Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus. 2.2.6 LÍPIDOS Los lípidos son un grupo de compuestos de muy diferentes clases y se definen como sustancias insolubles en agua que pueden ser extraídas de las células por solventes orgánicos de baja polaridad como éter dietílico, hexano, cloroformo, etc. Estos compuestos pueden ser clasificados de la siguiente forma: Simples { Acilgliceroles Ceras Acidos grasos Lípidos Fosfátidos Lipoprotelnas Glucollpidos Esfingollpidos y cerebrósidos. Complejo { Monoacilgliceroles Diacilgliceroles triacilgliceroles Acido fosfatrdico Fosfatidil etanolamina Fosfatidil etanolamina Fosfatidil colina Fosfatidil serina Fosfatidil inositol Fosfatidil glicerol Cardiotipina Plamatogenos. Vitaminas Pigmentos Esteroles Lipoides { Lípidos Simples.- En este grupo están incluidos los acilglicerales, llamados antiguamente glicéridos y son definidos como ésteres de ácidos grasos y glicerol, las cuales pueden ser mono, di y triacilgliceroles; las ceras, las cuales son ésteres de ácidos grasos son alcoholes diferentes al glicerol y por último los ácidos grasos libres de cadena larga, que son insolubles en agua. Lípidos Complejos.- Son llamados así porque son ésteres de ácidos grasos y alcoholes 13 conteniendo grupos funcionales adicionales. En este grupo se incluyen a los fosfáticos, las cuales poseen uno de los hidróxilos del glicerol sustituido por un fosfato y los otros dos están esterificados con alcoholes, la estructura del ácido fosfático, uno de los hidrógenos del grupo fosfato se encuentra sustituido por un alcohol como, etanolamina, colina, serina, inositol, glicerol o aminoacilglicerol. Los plasmalógenos pertenecen también a los fosfáticos y difieren de éstos porque poseen una cadena alifática unidad a un hidroxilo del glicerol, con enlace éter. 2.2. 7 PROTEiNAS Las proteínas son polímeros covalentemente entre el de alfa aminoácidos, unidos nitrógeno del grupo amino de un aminoácido y el carbono del grupo carboxilo de otro. A este enlace se le llama enlace peptídico. R - eH - N - H2 + H - O - e - eH - R' 1 1 eOOH O R - eH - NH - e - eH - R' 1 1 eOOH O NH2 + H20 NH2 Figura 1. Reacción de Producción de un Dipéptido. Al dímero se le llama dipéptido, al trímero tripéptido y así sucesivamente hasta polipéptido (se le llama polipéptidos a las cadenas de aminoácidos hasta peso molecular de 10,000 y arriba de éste se les llama proteínas). Una forma de clasificar a las proteínas es la siguiente: fibrosa y globulares. Las fibrosas son insolubles en agua y las globulares son solubles en agua o en soluciones diluidas acuosas de ácidos bases o sales. 14 Las proteínas fibrosas, como su nombre lo indica son largas como fibras, debido a su conformación. Cada cadena de polipéptido está unida a otra en muchos puntos por enlaces de hidrógeno, en las proteínas fibrosas conteniendo cistina se forman enlaces de hidrógeno, en las proteínas fibrosas conteniendo cistina se forman enlaces covalentes disulfuro, por lo tanto, para romper estos enlaces intermoleculares es necesario emplear sustancias muy fuertes. Las proteínas globulares, adquieren formas esferoides debido a dobleces ocasionados por los enlaces de hidrógeno en la misma molécula, de tal manera que la parte hidrofóbica queda en el interior y la hidrofílica al exterior. Las fuerzas intermoleculares son relativamente débiles, razón por la cual son solubles en agua o en soluciones de electrolitos débiles. Las proteínas fibrosas constituyen el material estructural en los tejidos animales. Por ejemplo la queratina, proteína del tejido tendinoso; la miosina, del músculo y la fibrina de la seda. Las proteínas globulares tienen funciones diversas en el funcionamiento de los sistemas biológicos, se forman hormonas, enzimas, anticuerpos, parte del tejido sanguíneo como la hemoglobina que transporta oxígeno, intervienen en algunos procesos como la coagulación de la sangre, así, el nitrógeno, proteína soluble que se convierte en insoluble para provocar la coagulación de la sangre formándose fibrina. 2.2.8 Calidad de las Proteínas La calidad de las proteínas en el aspecto nutritivo la definen sus solubilidad y la composición de sus aminoácidos esenciales. Por ejemplo: La queratina contiene todos los aminoácidos comunes, sin embargo, por ser proteína fibrosa es insoluble aún en las enzimas proteolíticas y su calidad como alimento es muy baja, la gelatina es una proteína extraída de la colágena y es la parte soluble de esa proteína, es de origen animal y no contiene triptófano, hecho que la hace de bajo valor nutritivo. 15 Todas las proteínas de origen vegetal son deficientes en algún aminoácido esencial, por ejemplo, la proteína de la soya, que es considerada la mejor proteína vegetal, es deficiente en metionina, la proteína del ajonjolí, es deficiente en lisina, la proteína de los cereales es deficiente en lisina y triptófano. En general, las proteínas de mejor calidad son las proteínas de origen animal puesto que, tienen un buen balance de aminoácidos, por ejemplo, la proteína del pescado, de la carne, de la leche y del huevo son proteínas completas bien balanceadas en todos los aminoácidos. 2.2.9 Contenido de Proteínas en los Alimentos Las proteínas son abundantes en los productos de origen animal, la harina de pescado contiene de 60 a 65% de proteínas, la cual es de buena calidad, las pastas de oleaginosas contienen entre 20 y 50 % de proteínas, así la pasta de soya y la de ajonjolí contienen entre 45 y 50%, la pasta de algodón harinolina de 40 a 50%, la pasta de cártamo entre 20 y 25%, la harina de carne contiene cerca de 60% de proteína. 2.2.10 MINERALES (Elementos Inorgánicos) En nutrición se le nombran minerales aquellos elementos inorgánicos que le son administradas al animal en forma elemental o iónica y que tienen una función esencial en su metabolismo. Muchos de estos elementos inorgánicos se interrelacionan con algunas vitaminas, con otros elementos, con aminoácidos y con otros nutrientes. El término mineral no es el correcto para referirse a los elementos inorgánicos. La palabra mineral está asignada en geología a aquellos materiales orgánicos e inorgánicos formados en un proceso natural en la corteza terrestre y que poseen una composición química definida, por ejemplo; el petróleo, el carbón, la roca fosfórica, etc. Existen algunas materias primas que se emplean como fuertes de e elementos inorgánicos en la alimentación animal y que estrictamente son minerales, estos son: la piedra caliza, el 16 mármol y la roca fosfórica. Hay otras materias primas como la harina de hueso y las harinas de crustáceos que no son minerales pero poseen algunos elementos inorgánicos de interés nutritivo. (4) Los elementos inorgánicos se clasifican de la forma siguiente: Ca,CI,P Na, K, Mg y S Macroelementos { Materia Inorgánica Fe,Mn,Cu, Zn, Co, F, 1, Mo y Se Microelementos { 2.2.11 Envases de Plástico a) Generalidades Durante los últimos veinte años se ha visto un profundo cambio en los estilos de vida. Factores tales como un mayor número de madres y de viudas que acceden al mundo del trabajo, un mayor número de personas ancianas y de otras que viven solas han impuesto a la necesidad de una preparación más cómoda de las comidas. Factores tales como el incremento de las actividades extracurriculares de niños y adultos han supuesto la necesidad de escalonar los horarios de las comidas. El mayor número de familias que disponen de dos sueldos ha introducido cambios en los estilos de vida. (8) El cocinado con microondas se acomoda perfectamente a esta sociedad moderna y desarrollada. De hecho, durante 1988 los hornos microondas han llegado al 90% de los hogares en Estados Unidos y al 45% en el Reino Unido. Todos estos cambios se han producido durante la década de los años 80 y se están produciendo hechos similares en otros paises como Japón, Australia y Europa continental. Se espera que estas tendencias 17 demográficas persistan durante el siglo venidero, creando así una elevada demanda de alimentos cuya preparación sea cómoda y que actual mente se encuentren en sus primeras etapas de desarrollo. (8) El horno microondas ha supuesto una oportunidad para desarrollar una forma única de envasado de alimentos. Este nuevo concepto de recipiente no solamente realiza las funciones primarias del envase sino que representa también un receptáculo en el que los alimentos pueden ser preparados primero en el microondas y llevados posterior y directamente a la mesa. Los materiales plásticos son ideales para estos nuevos envases que pueden ser calentados ya que no solo disponen de las propiedades precisas para este tratamiento sino que además facilitan la transmisión de la energía del microondas. Otras ventajas y beneficios para el consumidor en favor de los envases de plástico que pueden ser calentados son: • lrrompibilidad • Imagen higiénica • Facilidad de transporte (8) b) Tendencias y Crecimiento del Mercado La posición del mercado del envasado de alimentos en plástico puede ser tratado en autoclave en Estado Unidos aventaja a Europa en 3-5 años. El Reino Unido y Alemania aventajan al resto de los países europeos por un margen probablemente similar. Japón dispone también de un mercado de envasado en plástico que puede ser tratado en autoclave aunque muchas de las aplicaciones japonesas se orientan hacia alimentos de acidez media y en consecuencia no siempre aplican las temperaturas y condiciones precisas para la esterilización en autoclave. El mercado de alimentos de uso cómodo se halla aun en su infancia. El interés por este tipo de envasado ha ido creciendo desde los inicios de los años 80 y mantendrá un crecimiento 18 progresivo hasta el prox1mo siglo mientras las tendencias demográficas sigan su curso actual. El envasado en plástico que puede ser tratado en autoclaves comparte el mercado de alimentos de uso cómodo con otros alimentos preparados, principalmente con los alimentos refrigerados y congelados. Para las comidas preparadas que se consumen en el hogar, la estabilidad de los productos combinada con su fácil recalentamiento en el microondas determina que los envases de plástico esterilizados en el autoclave resulten más cómodos que los productos refrigerados o congelados, pero en zonas donde los alimentos son consumidos fuera de casa, como en oficinas o en puestos de venta, el envasado en plástico capaz de ser tratado en autoclave ofrece ventajas únicas sobre los restantes formas alternativas de envasados. Estos métodos modernos de envasado suelen ser más caros que los sistemas tradicionales como recipientes de metal o de vidrio usados para esterilización en autoclave. Debe comprenderse que en estos mercados en que el consumidor realiza su compra desde el coche el alto valor añadido de los alimentos tratados. Tales como comidas preparadas, puede justificar estos costes más elevados. De hecho, en el caso de los alimentos refrigerados estos costes tienen que compararse con el desembolso que supone el almacenamiento y distribución de los productos refrigerados. (8) e) Propiedades de los Materiales Plásticos para Envasado Las propiedades físicas de los materiales plásticos (polímeros) presentan algunas diferencias notables cuando se comparan con materiales tradicionales tales como metal o vidrio. Los polímeros suelen ser más blandos y más flexibles. En términos técnicos su coeficiente de rigidez disminuye con el incremento de la temperatura y este hecho varia para los distintos polímeros. Los polímeros muestran también «deslizamiento» o movimiento al ser sometidos a tensiones, principalmente a elevadas temperaturas. Este fenómeno supone por ejemplo. Que 19 el cierre de los recipientes mediante juntura doble debe efectuarse de forma óptima en recipientes de plástico tratados en autoclave ya que deben soportar las fuerzas ejercidas por las elevadas temperaturas alcanzadas durante su tratamiento térmico. (12) El proceso usado para conformar los polímeros influirá también sobre su resistencia y propiedades de deslizamiento. El tereftalato de polietileno (PET) es un ejemplo clásico. En su fase amorfa el PET es maleable. Goza de unas propiedades de deslizamiento muy escasas y es bastante blando una vez su temperatura supera los 65°C. Si el PET es orientado se conviene en un producto muy resistente y tiene excelentes propiedades de deslizamiento. En estas condiciones puede usarse para artículos sometidos a elevadas tensiones tales como fabricación de cuerdas. Si recibe un proceso de fraguado al calor similar al empleado para la fabricación de mina de PET orientado. No solamente mantiene su resistencia a la tensión sino que además soporta elevadas temperaturas de hasta 140°C. Si es cristalizado el PET amorfo en su forma no este caso, el sistema de cinco capas se convierte en seis capas. d) Requisitos de las Estructuras de los Polímeros Resistencia para soportar las condiciones de la autoclave con temperaturas de hasta 135 o C. Propiedades barrera para el oxígeno adecuadas para el tipo de alimento que se va a envasar y para sus requisitos de vida útil. Además de estos requisitos precisan resistencia para soportar abusos de estiramiento, apilamiento, transporte y o almacenamiento. El recipiente deberá soportar asimismo el sistema de cierre para su tratamiento de autoclave será probablemente la doble juntura o las técnicas de cerrado de calor. Los alimentos envasados no deberán adquirir colores ni olores procedentes del polímero y, por supuesto, el polímero debe soportar el tratamiento térmico en la autoclave exigido por las normas previstas para el envasado de alimentos. 20 Una vez satisfechos todos los requisitos físicos, el precio del polímero debe permitir que los recipientes sean producidos en condiciones económicas y competitivas. e) Combinación de Polímeros para Conseguir Rendimientos Óptimos Para alcanzar todos los requisitos exigidos a los recipientes que pueden ser tratados en la autoclave, es corriente combinar varios polímeros para conseguir unas condiciones óptimas de coste y propiedades barreras y térmicas. Estas combinaciones consistirán generalmente en un polímero fuerte o estructural, con buenas propiedades térmicas y de resistencia, para soportar el tratamiento en el autoclave con un polímero barrera que proporcione la estructura de capas múltiples suficientemente impermeable al paso del oxígeno que la adecué para el tipo de alimento a envasar y para sus previsiones de vida útil esos dos polímeros se combinaran en una estructura multilaminar mediante diversas técnicas de fabricación. Dependiendo de que exista o no una unión natural entre los polímeros estructural y barrera, puede introducirse un tercer polímero en forma de una capa «atadora» que pegue el polímero barrera al polímero estructural. En tales estructuras multilaminares es normal que el polímetro barrera quede encerrado en el seno del polfmetros estructural para formar los sistemas de tres o de cinco capas. En técnicas de procesado tales como moldeado por soplado y extrusión o termo formadoras, la Hnea de producción origina obtención de una cantidad importante de residuos que, por razones de economía, son reciclados en forma de una capa adicional incorporada en el seno de la estructura multilaminar. En este caso, el sistema de cinco capas se convierte en seis capas. Esta estructura asimétrica puede convertirse en simétrica cuando se disponen dos capas recuperadas. (12) 21 f) Polímeros Estructurales Los criterios para la elección de los polímeros estructurales se basan en que su precio resulte económico ya que generalmente representan el 80-90% del contenido total de materia prima y que proporcionen un buen coeficiente de rigidez a la temperatura alcanzada en el autoclave, estos polímeros deben aportar, según se ha indicado anteriormente, propiedades idóneas para cubrir otros requisitos mecánicos del envase. El sistema de cierre cerrado se realiza generalmente con el polímetro estructural por lo que deberá ser capaz de permitir la doble juntura o el cerrado al calor, dependiendo del tipo de cierre utilizado. (12) Polipropileno. El polímero más popular de los usados hasta la fecha para recipientes plásticos tratados en autoclave es el polipropileno. Este polímero es capaz de soportar las condiciones de temperatura de autoclave aportando también una buena resistencia mecánica a temperatura ambiente. Su inconveniente, sin embargo, radica en su escasa resistencia al impacto de las bajas temperaturas. Constituye un material sobre el que tampoco es fácil el termo formación, aunque no presenta problemas para el proceso de moldeado por inyección. El polipropileno es producido por un horno-polímero, o en forma de un co-polímero con polietileno. Esta última, variación, aunque aumenta el precio en un 10% aproximadamente, proporciona una mayor resistencia al impacto de las bajas temperaturas. Ambas variedades son usadas para la fabricación de envases de plástico sometidos a tratamientos en autoclave. (8) El polipropileno alcanza habitualmente un precio próximo al del polietileno que supone un 70% aproximadamente del precio del PET ordinario y aproximadamente la mitad del precio del CPET. La capacidad barrera para el oxígeno del polipropileno es muy baja y para el envasado de alimentos, este polfmero se combina 22 casi siempre con material con elevada capacidad barrera en forma de estructura multilaminar. El polipropileno goza, sin embargo, de buenas propiedades barrera frente a la humedad a temperatura ambiente. Estas propiedades barreras "frente a la humedad disminuyen considerablemente, no obstante, con las temperaturas típicas de la autoclave. Determinadas clases nucleadas de polipropileno pueden ser usadas para recipientes que presentan buena «claridad de contacto». Esta propiedad permite que el producto sea visible cuando se humedece la superficie interna. La claridad mejora si este poHmero se utiliza en un proceso de moldeado por inyección con el que es posible mejorar el acabado de la superficie de los recipientes. (8) Por desgracia, los polímeros barrera usados comúnmente no se adhieren al polipropileno sin el empleo de láminas aglutinantes; estos polímeros aglutinantes que aportan suficiente resistencia para soportar el tratamiento en el autoclave se obtienen con facilidad de varios suministradores. g) Tereftalato de polietileno (PET). Actualmente, el PET es el segundo potrmero más importante de los usados en la fabricación de envases de plástico tratados en autoclave. El PET como se indica anteriormente, tiene poca resistencia a elevadas temperaturas cuando se halla en su fase amorfa. El procesado del PET para conferirle elevada estabilidad térmica se realiza mediante la mezcla de un material de nucleación con la materia prima; cuando recibe forma en un molde caliente a temperaturas de 170°C la estructura del PET se convierte en cristalina con lo que el recipiente final alcanza un alto grado de resistencia a temperaturas de hasta 230°C. Estas propiedades térmicas son superiores a las del polipropileno. Esta forma del PET es conocida comúnmente como CPET y la materia prima suele venderse en forma de un compuesto preparado para 23 el proceso de estiramiento por presión hasta formación de láminas. Aunque la totalidad del PET cristalizará con una rapidez máxima a 170°C, el nucleante añadido acelera este proceso para conseguir una mayor economía en los tiempos de refrigeración. El CPET goza de propiedades barrera moderadas frente al oxígeno sin la incorporación de una capa barrera. Este nivel de actividad barrera lo convierte en un polímero inadecuado para algunos de Jos alimentos menos sensibles al oxígeno. Hasta el momento actual, no se conocen en el mercado recipientes comerciales de CPET con elevada actividad barrera. Las materias primas del CPET son aproximadamente un 30% más caras que las equivalentes estructuras barrera PP, aunque el proceso menos complejo de producción mono laminar supera este mayor coste, La mayor resistencia del PET a las temperaturas del autoclave permite una reducción de peso de hasta el 10% en la obtención de recipientes con un rendimiento equivalente. h) Policarbonato. El policarbonato es un polfmero que goza de una excelente resistencia mecánica tanto a temperatura ambiente como a las temperaturas de la autoclave. Es también un polímero relativamente fácil de procesar: aunque su precio como materia prima es probablemente unas dos veces aproximadamente mayor que el del PET, determinando que sea caro para la fabricación de recipientes. Además de esto, sus propiedades barreras son sumamente bajas y deberá ser usado, en consecuencia, en una estructura multilaminar para fabricar un recipiente práctico. No se usa actual mente para envases de plástico capaces de recibir tratamiento en la autoclave 24 i) Polímeros Barrera Existen tres polímeros con una importante actividad barrera para el oxígeno que se usan para envasado de alimentos. Estos polímeros solamente son apropiados general mente para estructuras multilaminares ya que sus propiedades mecánicas no suelen ser muy buenas. El coste de los polímeros barrera exige controlar su utilización y es importante que el sistema de fabricación usado proporcione un buen rendimiento de la lámina barrera con un espesor uniforme ya que esto ejercerá un elevado impacto tanto sobre el rendimiento del recipiente como sobre el coste del producto final. j) Etilvinilalcohol (EVOH). Este polímero es importante ya que proporciona una elevada resistencia al paso del oxígeno en estado seco. Debido a la facilidad de su procesamiento es el más popular de los polímeros barrera. El inconveniente del EVOH es que disminuyen sus propiedades barrera cuando aumenta su contenido de humedad. Esto determina una reducción de su actividad barrera tras el tratamiento en la autoclave debido a la captación de humedad. Si una estructura PP/EVOH es tratada en la autoclave, la humedad pasa a través del polipropileno (que con temperaturas elevadas tiene escasas propiedades barrera frente a la humedad) y llega al EVOH que reduce así significativamente su actividad barrera para el oxígeno. Tras la refrigeración del recipiente, la humedad queda atrapada en el EVOH a recuperar el polipropileno su elevada actividad barrera frente a la humedad. Trascurren dos o tres semanas antes de que pierda la humedad el EOVH y recupere así sus elevadas propiedades barreras. En consecuencia, en recipientes tratados en la autoclave se impone que el EVOH alcance los niveles barreras equivalentes a los de envases no tratados en autoclave. El tiempo de permanencia en la autoclave y 25 la clase del EVOH harán variar también este efecto, así como su posición en la estructura con respecto a la capa externa del recipiente. El contenido de etileno del EVOH se varía para acomodarlo a sus características de procesamiento. Cuanto menor sea el contenido de etileno, más elevada será la actividad barrera; aunque al ser preciso un mayor estiramiento y temperaturas más bajas durante la transformación de las láminas en recipientes, puede ser necesario aumentar el contenido de etileno para permitir el estiramiento de la lámina barrera sin roturas. En procesos en los que el material recibe forma en estado de fusión, las temperaturas usadas durante la formación son más elevadas; entonces es posible usar EVOH con la mayor actividad barrera. Esto supone un inconveniente para procesos en que debe recalentarse el material en fase sólida para darle forma cuando se utiliza producto con menor actividad barrera para cocientes equivalentes de estiramiento. Las características de extrusión del EVOH lo convierten en un producto relativamente fácil de procesar siempre que se emplee el tornillo correcto y el sistema del troquel de extrusión no presente puntos de interrupción para el material durante sus pasos a través de los labios del troque. Es practico usual el secado del EVOH antes de la extrusión ya que, aunque suele llegar seco y embalado en bolsas herméticas, captara humedad de la atmosfera si permanece fuera de la bolsa durante algún tiempo. Si presenta humedad, se producirá burbujeo en la lámina barrera al hervir el agua durante el procesado. k) Cloruro de Polivinilideno (P\IDC). El PVDC es también un importante polímero barrera que ha sido usado en aplicaciones laminares para envasado de alimentos durante muchos años. Aunque las propiedades barreras del PVDC son ligeramente inferiores que las del EVOH en estado seco, no es afectado por la humedad en la misma forma que el 26 EVOH y, en consecuencia, aporta un mejor rendimiento como barrera cuando se usa en recipientes tratados en la autoclave. Sin embargo, el PVCD es un polímero muy difícil de procesar de forma eficaz, precisando máquinas de extrusión especialmente construidas con aleación de duro - níquel. Este polímero altamente degradable requiere un proceso de fabricación cuidadosamente controlado, en caso contrario las tasas de desperdicios en forma de láminas, precisando sistemas especiales de extrusión junto con aditivos regenerados para reducir al mínimo la degradación. 1) Poliamida (PA): La poliamida (PA) y-sus derivados se usan para proporcionar una barrera al oxígeno en estructuras multilaminares, aunque aportan propiedades barreras más bajas en comparación con EVOH y PVDC, las estructuras con PA han sido populares en JAPÓN durante muchos años. La poliamida amorfa con alta actividad barrera es popular como material barrera con PET, su principal ventaja consiste en que son compatibles las temperaturas de fusión y existe una cierta unión natural entre estos dos polímeros. PA/PET es muy apropiado para procesos de moldeado mediante co-inyección, la estructura de ambos materiales es más sencilla de fabricar que si se emplea una lámina de unión. La actividad barrera al oxigeno de las poliamidas no se ve afectada por la humedad, y en consecuencia, tienen una aplicación potencial para los plásticos tratados en autoclave. (8). 2.2.12 Efectos de la Aplicación de Algunos Sistemas de Envasados Plástico Sobre la Preservación de Anchoveta Cocida - Seca. Gallo M. Jshitani T. 2003. Efectos de la aplicación de algunos sistemas de envasado plástico sobre la preservación de anchoveta cocida seca. Rev. lnv. lns. Tec. Pes. Perú 5:89-100.- Se estudiaron los efectos de diferentes sistemas de envasado plástico sobre 11 O días de almacenamiento a 25 oc y 75% de humedad relativa. Las muestras 27 fueron empacadas en dos tipos de bolsas plásticas laminadas: Polipropileno biorientado saranizado laminado a polietileno de baja densidad (KOP/LDPE), y el polipropileno biorentado laminado a polietileno de baja (OPP/LDPE). Los sistemas de empacado utilizados para las bolsas de KOP/LDPE fueron la inclusión de absorbentes de oxígeno (FOA-Free Oxygen Absorber), el uso de atmósferas modificadas con nitrógeno y el empacado con aire atmosférico. El producto en bolsas de OPP/LDPE fue solo empacado bajo aire atmosférico y como control se utilizaron muestras de producto sin ningún tipo de envase. Se evaluó el grado de oxidación lípida de las muestras bajo los tratamientos indicados, mediante la determinación del valor peróxido y variaciones en las concentraciones relativas de los principales ácidos grados poliinsaturados (EPA, DHA). Para la evaluación de la estabilidad del color se utilizaron los valores "a" y "b2 de HUNTER y se analizaron simultáneamente los gases en el espacio de cabeza de las bolsas, con la finalidad de correlacionar su composición y concentración con el grado de oxidación y cambio de color de las muestras en estudio. El sistema de envasado del producto en bolsas de KOP/LDPE con absorbentes de oxígeno (FOA), fue el más efectivo en refrenar el deterioro oxidativo y los cambios de color de las muestras. La permeabilidad a los gases de los materiales plástico utilizados jugaron un rol muy importante en el retraso de las reacciones de deterioro observadas en el producto seco. Preparación de las Muestras Las muestras de pescado cocido y seco fueron obtenidas directamente de una planta comercial, donde anchovetas frescas fueron sometidas a un proceso de cocción a gaoc por 1O minutos, en agua conteniendo 0,02 % de BHA (Buty Hy-droxy Anisole) y 2%de CINa. Después de un corto periodo de enfriamiento, el pescado fue dispuesto en bandejas y sometido a secado durante 4 días al medioambiente, alternado con secado artificial en secadores con aire caliente a 40 oc hasta alcanzar un contenido de humedad aproximado del 15%. Inmediatamente después, las muestras fueron empacadas en sacos plásticos de alta 28 barrera confeccionados Vi nilón de ORIENTADO (PVDC/OV/PVDC/LDPE) con absorbentes de oxígeno para mantener las muestras en las mismas condiciones que tuvieron después del procesamiento. Las muestras fueron almacenadas a 5°C hasta su evaluación. Empacado y Almacenamiento de las Muestras Porciones de 100 gramos de pescado cocido seco fueron empacadas en bolsas plásticas laminadas de 140x250 mm, bajo los siguientes tratamientos: • Tratamiento 1 (T1 ). Producto en bolsas de KOP/LDPE selladas bajo la presencia de absorbentes de oxígeno (FOA9 - FOA Ageles Z-50 type, manufacturado por Mitsubishi Gas Chemical Co. Ltd. Tokio. El cálculo del volumen de las bolsas fue determinado de acuerdo al método de desplazamiento de agua (KOP-FOA). • Tratamiento 2 (T2). Producto en bolsas de KOP/LDPE, bajo una atmósfera modificada con nitrógeno al 100% de concentración, utilizando un sellador al vacío con inyección de gas, manufacturado por Nishihara Seisakusho Co. Ltd. Hiroshima, Japan. La concentración del gas fue probada mediante un analizador de oxígeno, fabricado por Toray modelo LC-700F. (KOP-N2). • Tratamiento 3 (T3). Producto en bolsas de KOP/LDPE selladas bajo la presencia de aire atmosférico (KOP-AIRE9. • Tratamiento 4 (T4). Producto en bolsas de OPP/LDPE bajo la presencia de aire atmosférico (OPP-AIRE). • Tratamiento 5 (TS). Producto almacenado sin envase (muestra control). Todas las bolsas conteniendo productos y la muestra control fueron almacenadas a 25 oc en una atmosfera de 75% de humedad relativa (HR), por un periodo de 11 O días. 29 RESULTADOS: VALOR PERÓXIDO CVP). Los resultados generales evidencian una caída abrupta en el valor peróxido de todos los tratamientos, después de haber alcanzado probablemente su pico máximo durante la fase final de secado. La inserción de absorbentes de oxígeno (FOA) en el T1, mostro ser la técnica más efectiva para refrenar la producción de peróxidos en el producto. En todos los análisis -excepto en el de los primeros diez díasse obtuvieron los valores más bajos del periodo de almacenamiento. Los VP obtenidos en el T2 fueron mayores a los producidos en las muestras con FOA; en el T3 y el T4 se obtuvieron valores más altos que en las muestras empacadas sin la presencia de oxígeno. Los VP de la muestra control fueron los más altos durante el periodo de almacenamiento del producto. 30 CONCENTRACIÓN DE ACIDOS GRASOS POLISATURADOS La disminución de la concentración de los ácidos grasos poliinsturados (EPA y DHA) concordaron con los resultados de la producción de peróxidos en los tratamientos efectuados. No se produjeron cambios significativos en la ' concentración de EPA y DHA cuando las muestras fueron empacadas con la inclusión de absorbentes de oxigeno (T1) a diferencia de lo ocurrido en las muestras T2, en las que se pudo notar unligero descenso en la proporción de estos ácidos grasos, después de 22 días de almacenamiento. Las muestras bajo T3 y T4 mostraron un mayor descenso en la concentración relativa de ácidos grasos, desde los primeros días de almacenamiento, siendo la muestra control (T5) la que mostró grandes pérdidas de ácidos grasos, desde el inicio de almacenamiento. DETERMINACIÓN DEL COLOR Las diferentes condiciones de empaque afectaron de manera directa el color de las muestras. El pescado cocido seco empacado bajo T1 y T2 mostraron los mínimos cambios de color durante almacenamiento. Entre esos dos sistemas, se pudo apreciar que el uso de FOA (T1) fue la técnica más efectiva para inhibir los cambios de color en la muestras, a pesar de observarse de manera puntual un valor más alto a los 110 días de almacenamiento (13). 31 CAPÍTULO 111 METODOLOGÍA 3.1 Diseño Metodológico 3.1.1 Tipo.- En el presente trabajo de investigación es del tipo tecnológico experimental. 3.1.2 Enfoque A) Lugar de Ejecución El presente trabajo de investigación fue realizado en su totalidad en la localidad de Huacho, tanto en la parte experimental así como la parte analítica. La parte tecnológica concerniente a la elaboración del ahumado de la trucha, así como el envasado al vacío y su posterior almacenamiento en frio fue realizada en los laboratorios de la Facultad de Ingeniería Pesquera. Los análisis químicos fueron realizados en empresas pesqueras del sector. B) Materiales b.1 De la elaboración de la trucha ahumada - Materia prima (Trucha) - cuchillos de acero inoxidable - Tinas de Plástico -Sal -Agua - Coronta seca de maíz. - Horno Ahumador - Balanza analítica b.2 Del Envasado al vacío - Bolsas de polipropileno - Selladora al vacío - Espátulas de acero inoxidable - Tijera de acero inoxidable. b.3 Del almacenamiento de la trucha ahumada envasada al vacío 32 - Refrigeradora (3°C). -Congeladora (-5°C) -Termómetros. b.4 De los análisis Químicos Proteínas - Equipo Tecator con 3 fases, digestión, destilación y titulación. - Balanza analítica. - Pipeta de 1O mi. - Agitador magnético - Matraz Erlenmeyer de 150 mi. Reactivos - Ácido sulfúrico 0.1 O N - Peróxido de hidrógeno al37% - Sulfato de cobre( catalizador) - Sulfato de Potasio (catalizador) - Soda caustica al 30% - Solución de ácido bórico (ácido bórico+ rojo de metilo+ verde de bromocresol). - Ácido clorhídrico 0.1 n. Grasa - Equipo Tecator con lavado continuo con solvente. - Balón extractor de grasa (con fondo plano). - Balanza analítica. - Desecador. Reactivos - Eter dietilico - Papel Whatman Sales minerales - Horno o mufla a 600 oc (Marca terrígeno) - Crisoles de porcelana - Pinzas de mango largo - Balanza analítica - Desecador - Cocina eléctrica. 33 Húmedad - Equipo esterilizador a 100 oc (Marca memert). - Placas Petri. - Balanza analítica. C) Métodos De La Elaboración de La Trucha Ahumada Diagrama de Flujo de Ahumado de Trucha RECEPCIÓN M.P. LAVADO 1 EVISCERADO LAVADO 2 En tinas de plástico con hielo Con H20 potable + 3°C. Corte ventral Con HzO potable + 3°C. SALADO En salmuera 15%, 30 minutos. OREADO 1 hora AHUMADO 2 horas 1 70°C ENFRIADO 30 minutos. MOLDEADO Con tijeras. ENVASADO En bolsas de polipropileno. SELLADO ALMACENADO Fuente: El Autor 34 Al vacío. En refrigeración + 3°C. En congelación -5°C Al medio ambiente 20°C aprox. DESCRIPCIÓN DE LAS OPERACIONES Recepción de materia Prima.- La trucha se recepcionó en cajas de plástico y conservadas con hielo, la finalidad es mantener la frescura de la materia prima. En esta operación se realizó un análisis de Histamina. Lavado 1.- La trucha recepcionada se lavó con agua potable fría a 3°C por 2 motivos. Primero por seguir manteniendo la frescura del pescado y segundo por darle textura al pescado. Eviscerado.- Se realizó un corte por el vientre de la trucha y se desalojó las vísceras, luego se obtuvieron 2 filetes de cada ejemplar. Lavado 2.- Los filetes obtenidos se lavaron con agua potable fría (3°C) para eliminar cualquier vestigio de sangre. Salado.- se preparó una salmuera al 15% de cloruro de sodio (3°C) en una tina y luego se colocaron en ella los filetes de trucha limpios por 30 minutos. Oreado.- Los filetes ya salados se colocaron en parrillas especiales y se dejaron orear por un tiempo de 1 hora con la finalidad de que la proteína soluble forme una película protectora en el filete. Ahumado.- Las parrillas con los filetes fueron colocados en el horno ahumador y se procedió a ahumarlos por un tiempo de 2 horas y una temperatura promedio de 70°C. Enfriado.- Terminado el tiempo del ahumado se abrieron los puertos del horno se apagó el fuego y se dejó enfriar por 30 minutos. Moldeado.- Con una tijera de acero inoxidable se cortan los filos que quedaron dispersos para darle una buena presentación al filete. Envasado.- Con la ayuda de una espátula se colocó 1 filete por cada bolsa. Sellado.- Las bolsas con los filetes se sellaron Juego al vacío por lo cual se hicieron 3 pruebas con diferentes tiempos de absorción de oxígeno para determinar cuál de ellos era el mejor. Los tiempos utilizados en las pruebas de sellado al vacío fueron los siguientes: 15, 20 y 30 segundos. 35 Almacenado.- Los filetes de trucha envasados y sellados al vacio fueron almacenados en frío. O) De la Prueba de Determinación de la Variabilidad de la Composición Química de la trucha ahumada envasada al vacío. Para la realización de esta prueba que consistió en determinar si a través del tiempo habían cambios de la composición química de la trucha envasada al vacío, las bolsas con los filetes fueron dispuestos de la siguiente manera. Cuadro No 04.- Tratamientos de Almacenaje de la Trucha Ahumada AIM.A N° Muestras 7 filetes envasados Refrigeración Congelación 20 oc al vacío. 3° e -5°C Al M.A. 20°C X 7 filetes envasados al vacío X 7 filetes envasados al vacío X X 7 filetes sin envase La metodología empleada por el estudio de la variabilidad de la composición química de la trucha ahumada envasada al vacío fue la siguiente: Cada 30 días se tomó 1 filete de cada tratamiento (menos los filetes sin envase) y se analizó proteínas, grasa, Humedad, sales minerales e Histamina por triplicado para evitar posibles errores en los resultados. E) De los Análisis Químicos. e.1 Análisis de Proteínas Se empleó el método analítico TECATOR que es una versión moderna del KJELDHAL tradicional con tres etapas: la digestión, la destilación y la titulación. 36 Para la 1era etapa de la digestión se pesó0.5 gr de la pulpa de la trucha ahumada previamente homogenizada y se colocó en tubos digestores del sistema, seguidamente se adicionó 7 mi de ácido sulfúrico c.c. (H2S04); asi como 10 mi de peróxido de hidrogeno y finalmente se adicionó 0.25 gr. de sulfato de cobre y 0.25 sulfato de potasio que actuaron como catalizadores. Toda esta mezcla se llevó a digestión (450°C) por 30 minutos hasta que quedó con una coloración verde claro transparente. Transcurrido este tiempo se retiró el tubo del digestor y se dejó enfriar por 5 minutos para luego adicionarle 30 mi de hidróxido de sodio (NaOH) 0.1 N y posteriormente se colocó en el equipo destilador conectado a un matraz que contenia la solución receptora de ácido bórico donde estuvo 5 minutos, tiempo en el cual el nitrógeno de la muestra paso al matraz receptor. Finalmente se tituló en ácido clorhidrico (HCI) 0.1 N. La fórmula empleada para la determinación fue la siguiente. %NITRÓGENO= mi HCI x F.C. x 0.0014 x 100 Muestra Donde: miHCI = mililitros de HCI gastados en la titulación. F.C = Factor de corrección del HCI 0.0014 = Factor del nitrógeno. El resultado del nitrógeno se multiplicó por el factor 6.25 para la obtención de la proteina. e.2 Análisis de Grasa Se pesó un frasco extractor de grasa (P1) y luego se pesó en un papel libre de grasa 1 gr de muestra previamente homogenizada. Se envolvió la muestra en el papel y se colocó dentro de un recipiente metálico conectado debajo del condensador, luego en el frasco extractor se adicionó 40 mi de éter, dietilico y se embonó al condensador colocando debajo del frasco el calentador eléctrico por 37 un tiempo de 30 minutos. Finalmente se recuperó el éter dietílico sobrante quedando en el frasco solamente la grasa extraída. Se dejó enfriar el frasco en un desecador por 1O minutos y luego se pesó finalmente (P2) La fórmula empleada para la determinación fue la siguiente: %Grasa= P2- P1 x 100 Muestra e.3 Análisis de Sales Minerales En primer lugar se pesó un crisol de porcelana y luego se pesó dentro de dicho crisol 5 gr de trucha ahumada. Se prendió la cocina eléctrica y se colocó con la ayuda de la pinza el crisol con la muestra hasta que la muestra se incineró aproximadamente en 15 minutos. La muestra incinerada se colocó dentro de la mufla que se programó a 500°C por un tiempo de 4 horas. Transcurrido el tiempo se apagó la mufla y se esperó hasta que la temperatura bajó a 100 oc momento en el cual se abrió el horno y se retiró el crisol que se colocó dentro de un desecador por 1O minutos y finalmente se volvió a pesar (P2). La fórmula empleada para la determinación fue la siguiente: %Cenizas= P2- P1 x 100 Muestra e.4 Análisis de Humedad Se pesó una tapa de placa Petri (P1) y luego se pesó en dicha placa 10 grs de trucha ahumada. La placa con la muestra se colocó dentro de una estufa calibrada a 100 oc por un tiempo de 3 horas. Al término del tiempo se retiró la placa de la estufa y se pesó (P2). La fórmula empleada para la determinación fue la siguiente: % H20 = P1- P2 X 100 Muestra 38 e.5 Análisis de Histamina Para la realización del análisis de histamina se siguieron los pasos indicados en el KIT que consistieron en extraer la Histamina de la muestra con sus soluciones tampón numeradas. Aparte se prepararon 4 soluciones estándar con los siguientes cantidades de histamina OPPM, 5 PPM 10PPM y 20 PPM. La cantidad de histamina se determinó por comparación de colores. F) Del Método Estadístico En el presente trabajo de investigación se aplicaron 2 métodos estadísticos; el primero fue el descriptivo para la determinación de los estadígrafos muéstrales y el segundo método fue el correlaciona! para determinar si existía alguna relación entre los componentes químicos evaluados. 39 CAPÍTULO IV RESULTADOS 4.1 De los Parámetros de Procesamiento del Ahumado de Trucha Cuadro N° 01 - Parámetros de Procesamiento del Ahumado de Trucha Producto Salmuera Trucha ahumada Oreado (M in) Ahumado (%1 Tiempo Salado (Min) 15 30 60 2 Ahumado (H) 70 Fuente: El Autor Con respecto a los parámetros de procesamiento de ahumado de trucha estos ya se encuentran estandarizados para la especie, dependiendo de su longitud, peso y grasas del filete, este último es el factor determinante para la programación del tiempo. 4.2 De los Parámetros del Sellado al Vacío Cuadro N° 02 - Parámetros Utilizados en el Sellado al Vacío Producto Trucha ahumada 1° Prueba Tiempo vacío (s) 2° Prueba Tiempo vacío (s) 3° Prueba Tiempo vacío (s) 15 20 30 Fuente: El autor En este caso, si se tuvieron que realizar 3 pruebas ya que no se sabía cuál de ellos era el más adecuado para el tipo de producto elaborado. Luego de las pruebas se determinó que el mejor tiempo para la extracción del oxígeno fue el de la 3° prueba ósea 30 s. Ya que la trucha ahumada resultó más adherida al envase. 40 4.3 De los Análisis Químicos de la Trucha Ahumada Sin Envase y Almacenado al Medio Ambiente. Cuadro N° 03 - Análisis Químico de la Trucha Ahumada Sin Envase Almacenado al Medio Ambiente (Aprox. 20°C) Tiempo de Prot. Grasa Cenizas Humedad Histamina almacenamiento % % % % PPM Odías 42.00 6.00 6.00 42.00 4 2 días 42.08 6.02 6.01 41.90 15 3 días 42.18 6.12 6.07 41.70 59 42.08 6.05 6.02 41.86 26 0.07 0.052 0.031 0.124 23.76 X os Fuente: El autor Esta prueba se realizó con la única finalidad de que sirva como un patrón y se observó que la composición química al 3° día de almacenamiento no varió casi nada habiendo una ligera tendencia a la pérdida de humedad y aumento de los demás componentes. Lo que es notorio es el aumento drástico de la Histamina. 4.4 De los Análisis Químicos de la Trucha ahumada Envasada al Vacío y Almacenado al Medio Ambiente. Cuadro N° 04 - Análisis Químicos de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío y Almacenado al Medio Ambiente. Tiempo de Prot. Grasa Cenizas Humedad Histamina almacenamiento % % % % PPM Odías 42.00 6.30 6.02 40.00 4 2 días 42.95 6.39 6.03 40.00 5 4 días 42.97 6.39 6.04 39.90 12 6 días 42.97 6.40 6.04 39.89 20 8 días 42.99 6.42 6.05 39.89 30 x 42.77 6.38 6.05 39.89 14.20 os 0.38 0.041 0.017 0.052 9.76 Fuente: El autor 41 En el cuadro No 04 se observó casi el mismo comportamiento que la trucha ahumada sin envase en lo que se refiere a la composición química. La humedad tiende a bajar lentamente (más lento que en la prueba anterior) y tanto la proteína, grasa y cenizas tienden a aumentar también mínimamente. Por otro lado la histamina se incrementó de 4 PPM hasta 30 PPM en 8 días y esto se debe a que los productos envasados al vacío no pueden almacenarse al medio ambiente sino que tienen que estar refrigerados o congelados necesariamente. 4.5 De los Análisis Químicos de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío y Almacenado en Refrigeración (3°C). Cuadro N° 05 - Análisis Químicos de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío y Almacenado en Refrigeración (3°C) Tiempo de Prot. Grasa Cenizas Humedad Histamina almacenamiento % % % % PPM Odías 43.00 6.46 6.00 39.00 3 6 días 43.02 6.48 6.04 38.90 3 30 días 43.10 6.49 6.05 38.70 3 60 días 43.12 6.52 6.10 38.60 4 90 días 43.14 6.60 6.15 38.56 5 120 días 43.20 6.68 6.16 38.45 8 .i 43.10 6.54 6.08 38.70 4.33 os 0.068 0.077 0.058 0.192 1.794 Fuente: El autor Aquí también se observa el mismo comportamiento que en los casos anteriores, a medida que baja la humedad aumentan los otros componentes. La histamina creció de 3 a 8 PPM en 120 días y todavía se encuentra dentro del parámetro de tolerancia. 42 Gráfico N° 01: Comportamiento de las Proteínas de la Trucha Ahumada Envasado al Vacío y Almacenado en Refrigeración (3°C) Humedad% Proteína% 44 44 43 -43 42 -42 41 -41 40 40 • 1 o 39 1 oe é -()- Proteinas -()-Humedad 39 1 38 38 Tiempo o 2 3 6 30 8 60 90 120 4.6 De los Análisis Químicos de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío y Almacenado en Congelación. Cuadro N° 06 - Análisis Químicos de la Trucha Ahumada Envasado al Vacío y Almacenado en Congelación(- 5°C). Tiempo de Prot. Grasa Cenizas Humedad Histamina almacenamiento % % % % PPM O días 42.05 7.00 6.02 39.78 3 6días 42.06 7.00 6.04 39.70 3 30 días 42.30 7.10 6.04 39.50 3 60 días 42.31 7.15 6.05 39.49 3 90 días 42.40 7.16 6.08 39.49 3 120 días 42.40 7.20 6.10 39.49 4 x 42.25 7.10 6.03 39.57 3.16 os 0.145 0.077 0.032 0.119 0.372 Fuente: El Autor 43 Aquí también se observó el mismo comportamiento en los componentes químicos que en las pruebas anteriores. Siempre la tendencia es proporcional entre la caída de humedad y el incremento de los otros componentes como son proteínas, grasa y cenizas. En lo que se refiere al comportamiento de la histamina se observa que casi no se ha incrementado ya que en 4 meses solamente ha subido de 3 a 4 PPM. En el gráfico N°01 se observa cómo se produce la tendencia de la proteína que sube lentamente, la humedad baja también mínimamente Gráfico N° 02: Comportamiento de la proteína y la Humedad de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío y Almacenado en Congelación (·5°C). Humedad% Proteína% 43 43 42 42 -O-- -()-Proteinas -(¡¡}--Humedad 41 41 40 40 39 39 1------------------------l Tiempo o 2 3 6 8 30 Fuente: El Autor 44 60 90 120 4.7 Resultados Consolidados de Todas las Pruebas. Cuadro N° 07 - Consolidado de los análisis Químicos de todas las pruebas. Tiempo de Tipo de almacenado almacenamiento Sin envase al medio ambiente Con envase al vacio Odias al medio ambiente. Con envase al vacio en refrigeración Con envase al vacío en congelación Sin envase al medio 2 días ambiente Con envase al vacío al medio ambiente Sin envase al medio 4dias ambiente Con envase al vacío al medio ambiente Con envase al vacío al medio ambiente 6 días Con envase al vacío en refrigeración. Con envase al vacío en congelación 8 días Con envase al vacío al medio ambiente Con envase al vacfo 30 días en refrigeración Con envase al vacío en congelación. 45 Prot. Grasa Cenizas Humedad Histamina % % % % % 42.08 6.04 6.02 41.86 4 42.01 6.30 6.02 40.00 4 43.00 6.46 6.00 39.00 3 42.05 7.00 6.02 39.78 3 42.08 6.02 6.01 41.90 15 42.95 6.39 6.03 40.00 5 42.18 6.12 6.07 41.70 29 42.97 6.39 6.04 39.90 12 42.97 6.40 6.04 39.9 20 43.02 6.48 6.04 38.90 3 42.06 7.00 6.00 39.70 3 42.99 6.42 6.05 39.89 30 43.10 6.49 6.05 38.70 3 42.30 7.10 6.01 39.50 3 Con envase al vacío 60 días en refrigeración En envase al vacío en congelación. Con envase al vacío 90 dias en refrigeración Con envase al vacío en congelación Con envase al vacío 120 días en refrigeración Con envase al vacío en congelación. 43.12 6.52 6.10 38.60 4 42.31 7.15 6.04 39.49 3 43.14 6.60 6.15 38.56 5 42.40 7.16 6.08 39.49 3 43.20 6.68 6.16 38.45 8 42.40 7.20 6.08 39.49 4 Fuente: El autor En el cuadro No 07 se observan todos los resultados de todas las pruebas solamente para realizar un comparativo. Así mismo en el siguiente gráfico No 03 se puede observar nítidamente el comportamiento heterogéneo de la histamina dependiendo del tipo de tratamiento que reciben durante su almacenamiento. Las pruebas envasados al vacío y almacenados en refrigeración tienen un incremento mínimo siendo el más bajo en el congelado donde aumentó solamente 1 PPM en 120 días. 46 Gráfico No 03: Comportamiento de la Histamina en los Diferentes Tratamientos de Almacenamiento de la Trucha Ahumada Envasada al Vacío. Histamina PPM - Sin envase al M.A. r---> Con envase al M.A 30 .---. Con envase Refrigeración - -· Con envase congelación 25 20 - 15 10 ~ S ~ 1 -··- T o 2 3 T - -¡--¡ -----¡-- T-- T - 4 60 6 8 30 T i> Tiempo 90 120 Fuente: El autor 4.8 Resultado de la Prueba de Correlación de la Proteína, Grasa y Ceniza Vs la Humedad. Cuadro N° 08 - Resultado de la Prueba de Correlación de las Pruebas Almacenadas en Frío. PRUEBA PROT. VS. GRASAVS. CENIZA VS. HUMEDAD HUMEDAD HUMEDAD -0.95 -0.86 -0.91 -0.75 -0.91 0.79 Trucha ahumada envasada al vacío almacenada en refrigeración. Trucha ahumada envasado al vacío almacenado en congelación -5°C. Fuente: El Autor 47 Como se podrá observar en el cuadro anterior todos los resultados coinciden en que hay una fuerte relación entre las variables estudiadas. Como se ha podido observar en resultados anteriores, en todos las pruebas ha habido disminución (mínima) de agua y esto ha influido directamente en que los otros componentes aumenten su porcentaje. los resultados correlaciónales son negativos o inversos por lo que se mencionó anteriormente que, a la disminución de humedad le corresponde un aumento de los otros componentes químicos como son la proteína, grasa y humedad. 48 CAPÍTULO V DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS 1. En la operación de sellado al vacío se experimentó con 3 tiempos para la absorción del oxígeno. Los tiempos de vacío empleados fueron: 15 s, 20 s y 30 s, habiendo dado mejor resultado el último ya que fue el que mejor se adhirió al producto ahumado. Para otros tipos de alimentos se emplean otros tiempos como por ejemplo en el pato, el cuy donde el tiempo óptimo normalmente es de 20 s. El tiempo de absorción depende principalmente del volumen del alimento que se está envasando y también de su tamaño, a mayor volumen y tamaño se empleará menos tiempo de absorción de oxígeno y, por el contrario a menos volumen y tamaño del producto, el tiempo de absorción de oxígeno será mayor. 2. En cuadro No 03 se observan los resultados de los análisis químicos de la trucha ahumada sin ningún tipo de envase y almacenado al medio ambiente. Cabe resaltar que esta prueba se realizó solamente para observar cuál era su tiempo de vida útil que dicho sea de paso resultó ser muy corto comparado con los otros tratamientos ya que al tercer día solamente el nivel de histamina se elevó notablemente de 4 a 59 PPM. Sin embargo sus componentes químicos casi no variaron en el tiempo y solamente se observó una ligera caída de la humedad y un aumento también muy ligero de Jos otros componentes como son la proteína, la grasa y cenizas. La Desviación Estándar de los componentes mencionados anteriormente es mínima, Jo cual indica que casi no hubo variación de los porcentajes durante el corto tiempo, en cambio la desviación de la histamina si es alta y refleja el aumento rápido de esta amina biogénica en el tiempo tan corto de 3 días. 3. En lo que respecta a los resultados de Jos análisis químicos de la trucha ahumada envasada al vacío y almacenada al medio ambiente también se notó un comportamiento similar con respeto a la variabilidad de sus componentes químicos. Aquí también se observa que las proteínas, grasas y cenizas aumentaron ligeramente y en cambio la humedad bajo 49 también ligeramente y posiblemente la explicación de este fenómeno sea que al bajar la humedad, el espacio dejado por esta es cubierta inmediatamente por los otros componentes. Los desviaciones standart tanto de las proteínas, grasa y cenizas es baja, lo que explica que durante los 8 días que se evalúo el producto este componente aumentan mínimamente. En lo que respecta a la desviación standart de la histamina, ésta es alta (9.76) e indica que esta amina biogéQica ha aumentado considerablemente en 8 días y la explicación es que los productos envasados al vacío necesariamente tienen que almacenarse en refrigeración. Si bien es cierto el envasado al vacío ayuda a mantener la frescura de los alimentos ya que elimina el oxígeno del envase, sin embargo ninguna bolsa es totalmente impermeable y de todas maneras ingresa el oxígeno aunque sea lentamente, y es por esta razón que estos productos necesitan conservarse en frio desde el primer día de su producción. 4. Los resultados de los análisis químicos de la trucha ahumada envasada al vacfo y almacenada en frío, tanto en refrigeración como en congelación también siguieron la misma tendencia que los casos anteriores; en el sentido de que aumentaron ligeramente su proteína, grasa y cenizas y por el contrario la humedad bajo también mínimamente. Sin embargo en lo que se refiere a la histamina si se puede observar que hay un comportamiento muy diferente a los casos anteriores, ya que ésta ha aumentado muy poco en 120 días (4 meses). La explicación de este hecho es que, el producto por haber estado en frio ha mantenido su frescura a través del tiempo y la concentración de histamina también se ha mantenido lo que en 4 meses apenas ha subido 1 PPM. so CONCLUSIONES 1. Los parámetros óptimos empleados en el ahumado de la trucha fueron: Salmuera 15%, tiempo de salado 30 min., oreado 60 min., tiempo de ahumado 2 h y temperatura de ahumado 70°C. 2. Los parámetros óptimos para el sellado al vacio fueron: tiempo de absorción del oxígeno 30 s. 3. La trucha ahumada sin envase y almacenado al medio ambiente (20°C) tuvo un incremento rápido de la histamina y al cuarto día de procesado alcanzó 59 PPM. Sin embargo los otros componentes: Proteínas, grasa y cenizas tuvieron un ligero incremento relacionado con la también ligera caída de la humedad. 4. En el caso de la trucha ahumada envasada al vacío y almacenada al medio ambiente (20°C), la histamina llegó a 30 PPM en ocho días de almacenamiento y como en el caso anterior sus componentes químicos también aumentaron ligeramente en relación con la caída de humedad. 5. Las truchas ahumadas envasadas al vacío y almacenados en frío, tanto en refrigeración como en congelación tuvieron casi el mismo comportamiento en lo que se refiere el incremento de la proteína, grasa y cenizas y la caída de la humedad pero en proporciones mínimas en lo que se refiere al comportamiento de la histamina en la trucha almacenada en refrigeración, éste se incrementó hasta 8 PPM que sin embargo se encuentra dentro de los parámetros establecidos en el CODEX alimentario. En el caso de la trucha congelada ésta apenas se incrementó de 3 a 4 PPM en un tiempo de 120 días. 6. En todos los tratamientos tanto al medio ambiente y en frío (refrigeración y congelación), con o sin envase al vacío, las desviaciones standart son mínimos, lo que indica que los cambios de la composición química en el tiempo fueron ínfimos. En cambio en el caso de la histamina, las desviaciones en algunos casos son grandes lo que indica que los cambios (crecimiento en PPM) han sido mayores. 7. Los resultados de la prueba de correlación en todos los casos demostraron que si hay una relación fuerte entre el comportamiento de la humedad con respecto a los otros componentes como son: Proteínas, grasa y cenizas. 51 La correlación obtenida en todos los casos es inversa (negativa) y la explicación es muy simple que al bajar la humedad, contrariamente los otros componentes aumentaron. 52 RECOMENDACIONES 1. Que se realice la misma prueba pero en otros alimentos, por ejemplo en conserva, embutidos, mermeladas, etc. Que son alimentos que suelen almacenarse por largos periodos. 2. Realizar pruebas similares pero observando la variabilidad de otros componentes como PH por ejemplo. 3. En el envasado probar diferentes tipos de bolsas en lo que se refiere a su tamaño, densidad, grosor, porosidad, etc. 53 FUENTES DE INFORMACIÓN 1. BARTRA P.M. F/. CONDOR T.R.N. (1991) .-"Estudio de Procesamiento del Ahumado de Trucha".- Tesis Facultad Ingeniería Pesquera, Huacho Perú. 2. BELITZ H./DIERTERI GROSEIS WENNER/SCHIEBELLEPETER (2012)."Química de los Alimentos". 3. GUSTAVO A W (1990).- "Conservación del Pescado". Centro de Investigaciones Pesqueras. Salto Grande. Argentina. 4. HARRIS L. (1970).- "Métodos Para el Análisis y la Evaluación Biológica de los Alimentos" Universidad de Florida. EU.A. 5. KATEW (2004).- "Manual Práctico del Ahumado de los Alimentos". 6. LEANINGER A (1970).- "BLOCHEMISTAY". Worth Publisher R.S. lnc. New York. 7. MARGOT A.R. (1983).- "El Ahumado". Edit. Cescsa. México. 8. DESROSIER N. (1995).- "Conservación de Alimentos"- Edit. Continental S.A. 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UNJFSC Huacho. 54 ANEXOS Recepción de Truchas 55 ·-· ... -----------i L 56 Salado de los filetes 57 58 Filetes ahumados 59 Enfriamiento de los filetes a temperatura ambiente 60 61 62 ~ ~ .. . ~- ' ···----···-·~·¡c·liiiiilM"--iillll:il~ 63 Filetes al medio ambiente con protección 64 JURADO DE TESIS ............ ~-······· .............. . M(o) Edwin Guillermo Gálvez Torres SECRETARIO lng. lng. Ronald Luis Ramos Pacheco ASESOR