Reconocimiento e inspección de alimentos de origen vegetal Parámetros indicadores de calidad FRUTAS Y HORTALIZAS Mónica González González mgonzal@icia.es Instituto Canario de Investigaciones Agrarias Master en Seguridad y Calidad de los Alimentos Reconocimiento e inspección de alimentos de origen vegetal Parámetros indicadores de calidad Hortalizas y frutas 1. Modificaciones post-recolección 2. Parámetros indicadores de calidad Reconocimiento e inspección de alimentos de origen vegetal Parámetros indicadores de calidad Hortalizas y frutas 1. Modificaciones post-recolección 2. Parámetros indicadores de calidad Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas PRECOSECHA 1. FACTORES GENÉTICOS 2. FACTORES EDAFO-CLIMÁTICOS Y DE CULTIVO RECOLECCIÓN 3. ESTADO DE MADUREZ POSTCOSECHA 4. CONSERVACIÓN POST-RECOLECCIÓN 5. TRATAMIENTOS TECNOLÓGICOS 6. TRANSFORMACIÓN CULINARIA Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas Alteraciones de la textura Temperatura solar PRECOSECHA Áreas sombrías Concentración nitrógeno o potasio Concentración calcio o fósforo Alteraciones de la apariencia Temperatura alta y luz Escaldado superficial Temperatura baja Daños por frío Alteraciones del sabor y aroma Fertilizantes Agua Luz Fisiopatologías Desórdenes nutricionales Temperatura Luz Producción volátiles Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas 1. FACTORES GENÉTICOS Bonita Cara Colorada Contenido en minerales (mg/100 g) Variedad Negra Kerr’s Pink Potasio Calcio Magnesio Hierro Bonita 631 4,3 22 0,7 Cara 489 6,4 23 0,7 Colorada 604 4,2 21 0,8 Negra 582 5,9 24 0,9 Kerr’s Pink 623 5,1 25 0,8 Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas 2. FACTORES EDAFO-CLIMÁTICOS Y PRÁCTICAS CULTURALES suelo abonado clima riego luz Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas RECOLECCIÓN Elección adecuada del estado de madurez Evitar daños durante la recolección Limpiar las cajas y utensilios de recolección Evitar dejar los productos en las cajas expuestos al sol o temperaturas altas en invernadero o campo Eliminar los productos hortofrutícolas no comercializables Transportar las cajas de recolección lo antes posible a las cooperativas para que los productos no sufran golpes, calor, etc. Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas 3. ESTADO DE MADUREZ EN EL PUNTO DE RECOLECCIÓN verde maduro R1 – R2 Contenido en fitoquímicos (mg/kg) Estado madurez Licopeno β–caroteno Ácido clorogénico Ácido cafeico Quercetina 30 % amarillo 453 339 4,19 0,74 0,46 50 % naranja 2232 713 3,26 0,51 0,45 > 90% naranja 4510 898 2,73 0,35 0,37 100 % rojo 10440 1073 0,91 0,13 0,12 Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas 4. CONSERVACIÓN POST-RECOLECCIÓN Refrigeración Atmósferas Protectoras Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas 5. TRATAMIENTOS TECNOLÓGICOS conservas congelados mermeladas Contenido en carotenoides (mg/100 g) β–caroteno Licopeno Guayaba madura fresca 536 4820 Rodajas en almíbar 192 2780 175 2320 486 4060 Producto derivado Mermelada Zumo 65% Guayaba 45-50% 10-15% Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas 6. TRANSFORMACIÓN CULINARIA fritura microondas olla a presión Contenido en fenoles (mg/100 g) Método cocinado al vapor Flavonoides Derivados cafeico Sin cocinado 7,1 17 Hervido 4,0 5,9 Al vapor 4,0 8,4 45-50% Microondas 3,1 6,7 65% Papa Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas RECOLECCIÓN PROCESOS DEGRADATIVOS Reacciones químicas Enzimas Microorganismos CONSUMO PÉRDIDA DE CALIDAD Sensorial Nutricional Apariencia Vitaminas Color Aroma, sabor Textura Comercial Vida útil Higiénica Microorganismos Factores que Afectan a la Calidad de Frutas y Hortalizas RESPIRACIÓN TRANSPIRACIÓN CO2 O2 H2O CH2=CH2 ENFERMEDADES Y DESÓRDENES ENVEJECIMIENTO Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Respiración :: Proceso metabólico más importante en pérdida de calidad C6H12O6 + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O + energía CO2 + Producción de calor: ciclo retroalimentación O2 Consumo de reservas azúcares, almidón, ácidos orgánicos, proteínas, etc. a 5ºC Productos Vida útil frutos secos Muy larga 10 - 20 pera Media > 60 espárrago, brécol Muy corta Tasa respiratoria (mg CO2/kg h) Muy baja Media Muy alta <5 Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Factores que influyen en la Respiración :: Tipo de producto a 20 - 25ºC Productos Tasa respiratoria (mg CO2/kg h) Aguacate 120 - 300 Plátano maduro 100 - 200 Papa 10 - 50 Naranja 25 - 40 Plátano verde 30 Hombre en reposo (37ºC) 500 :: Grado de desarrollo órganos jóvenes (en crecimiento activo) > órganos maduros fisiológicamente crecimiento activo > frutos > vegetativos > de reserva espárrago > manzana > lechuga > papa Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Factores que influyen en la Respiración Madurez fisiológica: mature Madurez comercial: ripe Tasa respiratoria :: Climaterio Madurez comercial Fruto climatérico Madurez fisiológica Pico climatérico Fruto no climatérico Tiempo Crecimiento Maduración Senescencia Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Factores que influyen en la Respiración CLIMATÉRICOS NO CLIMATÉRICOS Manzana Cereza Albaricoque Calabaza Aguacate Uva Plátano Pomelo Chirimoya Piña Higo Limón Melón Naranja Melocotón Mandarina Pera Fresa Tomate Sandía Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Efecto del etileno :: Hormona muy potente y de estructura muy sencilla C2H4 Endógeno Producción etileno (µl C2H4/kg h) Productos Muy baja < 0,1 hortalizas hoja y raíz Media 1 -10 plátano, tomate Muy alta > 100 chirimoya a 20ºC Productos sensibles al etileno Exógeno Acelga Col de Bruselas Kiwi verde Pimiento Berenjena Coliflor Lechuga Plátano verde Berro Endivia Ñame Repollo Brécol Espinaca Pepino Sandía Calabacita Guisante Perejil Zanahoria Cambios en la Calidad durante la Post-recolección CH2=CH2 Acelera la maduración Acelera la senescencia Pérdida de color verde Moteado, amarilleamiento: hortalizas de hoja verde Aparición de texturas anormales EFECTOS NEGATIVOS Ablandamiento prematuro Lignificación: espárragos, aguacate Aparición de sabores anormales Formación productos amargos: zanahoria, batata Aceleración o inhibición brotación: tubérculos EFECTOS POSITIVOS Maduración artificial de los frutos climatéricos Desverdización de frutos no climatéricos Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Producción de etileno :: Incremento de la síntesis durante la maduración de frutos climatéricos Multiplicación celular Preclimaterio Engrosamiento Post-climaterio Crisis climatérica Etileno Madurez de consumo Madurez fisiológica DESARROLLO MADURACIÓN SENESCENCIA Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Transpiración :: Proceso físico muy sencillo: de mucha importancia en la postcosecha :: Diferencia en la presión de vapor de agua entre: - interior del producto hortofrutícola almacenado H2O - entorno Pérdida de peso fresco Disminución de la calidad: aceleración del envejecimiento Disminución de la vida comercial Peso fresco perdido Procesos 0,5% Activación enzimas degradación pared celular 1 - 2% Aumenta la producción de etileno Aumenta la respiración > 3% Flaccidez: pérdida de turgencia > 4 - 5% Pérdida de vitamina C Composición de Frutas y Hortalizas FRUTAS AGUA HORTALIZAS Vitamina C β–caroteno Ácido fólico VITAMINAS Vitamina C Ácido fólico MINERALES Potasio Potasio Hierro Magnesio Sodio Sodio FIBRA FITOQUÍMICOS MINERALES APORTE ENERGÉTICO GRASAS SATURADAS COLESTEROL Azúcares Composición de Frutas y Hortalizas HORTALIZAS Cebolla FRUTAS Naranja 32 kcal/100 g Aporte calórico < 70 kcal/100 g 45 kcal/100 g 91 % Agua 75 – 95 % 87 % 1,2 % Proteínas 1–5% 0,8 % 0,3 % Grasas <1% 0,2 % 5,3 % Hidratos de carbono < 15 % 10,5 % 2,2 % Vitaminas, Minerales, Fibra, Fitoquímicos < 10 % 1,5 % Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Agua :: El agua disminuye durante la maduración y la conservación Pérdida de turgencia Pérdida de peso :: Pérdidas de peso indeseable en mercado Espinaca > 3% Zanahoria con hojas > 4% Tomate > 7% Zanahoria sin hojas > 8% Bubango > 24% Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Hidratos de carbono :: Grandes modificaciones: maduración y conservación Pérdida de firmeza Modificación de sabor Modificación de textura en boca :: Degradación de las reservas: almidón, sacarosa → Conversión azúcares sencillos :: Reducción de las hemicelulosas: del 9% al 1 – 2% :: Disminución de arabinanos, celulosas, otros polisacáridos (pera) Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Hidratos de carbono :: Modificación de fracción péctica Disminución peso molecular Disminución grado metilación (85% al 40%) en peras, melocotones, aguacates protopectina insoluble ↓ pectina soluble ↓ pectina soluble Incremento actividad poligalacturonasa (PG), pectin esterasa (PE) y pectin-metil esterasa (PME) Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Ácidos orgánicos :: Disminución del contenido en ácidos :: Modificación de la proporción de ácidos Inmadura: ácido quínico Madura: ácido málico Modificación del sabor Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Compuestos nitrogenados :: Disminución en hojas y frutos :: Incremento en algunas frutas → aumento síntesis enzimas Pectinasas Celulasas Amilasas Catalasa Peroxidasa Modificación de firmeza Modificación del color :: Disminución inhibidores enzimáticos durante la maduración: mango y plátano Inhibidores de amilasas Inhibidores de catalasa Inhibidores de peroxidasa :: Modificación en aminoácidos y aminas: variables, poco uniformes Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Vitaminas :: Pérdidas: si condiciones de conservación no son adecuadas Modificación del valor nutricional :: Disminución carotenoides con actividad pro-vitamina A carotenoides ↓ O2 compuestos volátiles :: Ácido ascórbico: - aumenta durante la maduración - disminuye durante la conservación ácido ascórbico ácido dehidroascórbico presión parcial de oxígeno temperatura ↓ ácido 2,3–dicetogulónico Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Compuestos volátiles :: Aparición de aromas típicos del fruto durante la maduración :: Oxidación de terpenos durante la conservación :: Hidrólisis de ésteres durante la conservación degradación tejidos → hidrolasas → debilitación del aroma :: Incremento de volátiles de fermentación: etanol y acetaldehído conservación bajo atmósferas protectoras Modificación del aroma y sabor Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Pigmentos :: Cambios de color durante la maduración Degradación de clorofilas otros pigmentos encubiertos se hacen aparentes Síntesis de pigmentos ↑ licopeno ↑ carotenoides :: Pérdida de pigmentos durante conservación: carotenoides y clorofilas :: Aparición de pigmentos indeseables: verdeamiento papa Modificación del color Cambios en la Calidad durante la Post-recolección Contenido en Lípidos :: Proceso de degradación propio de frutos secos y oleaginosos :: Oxidación de los ácidos grasos insaturados Formación de sustancias volátiles y no volátiles: - Olor desagradable - Sabor a rancio - Degradación de vitaminas liposolubles (vitamina E) Modificación del aroma y sabor Modificación del valor nutricional METABOLISMO SENSORIAL Cambios de Calidad durante la Maduración COLOR • • • Pérdida de clorofila Acumulación de carotenoides Síntesis de pigmentos antociánicos TEXTURA • • • Alteraciones en la composición de las paredes celulares Solubilización de celulosa y pectinas Degradación del almidón AROMA Y SABOR • • Acumulación de azúcares y disminución de la acidez Producción de compuestos volátiles • • • • Aumento respiratorio Síntesis y producción de etileno Metabolismo del almidón y de los ácidos grasos Alteración en la regulación de rutas metabólicas ENZIMÁTICO MICROB. Mecanismos del Deterioro de la Calidad Escherichia coli Salmonella spp. Listeria, etc. • • • Contaminación microbiana Producción de toxinas Sabores y olores extraños POD PPO PME • • • • • Degradación de pigmentos Pardeamiento enzimático Sabores y olores extraños Pérdida de firmeza Pérdida de capacidad antioxidante LOX β-Galacturonasa Poligalacturonasa Enzimas implicadas en el Deterioro de la Calidad Enzima Enzimas pécticas Problema de calidad Mecanismo Modificación de la textura Poligalacturonasa (PG) Hidroliza los enlaces glicosídicos a ácido galacturónico Pectin-metil esterasa (PME) De-esterificación de galacturonanos β-Galactosidasa Hidroliza galactanos Celulasa Degradación de celulosa Polifenoloxidasa (PPO) Pardeamiento Pérdida de vitaminas Peroxidasa (POD) Desarrollo de sabores y olores extraños Lipoxigenasa (LOX) Desarrollo de sabores y olores extraños Destrucción de ácidos grasos y pro-vitamina A Oxidación de lípidos Ascorbato oxidasa Destrucción de vitamina C Oxidación del ácido ascórbico Oxidación de fenoles FÍSICO QUÍMICO ENZIMÁTICO MICROB. Mecanismos del Deterioro de la Calidad Escherichia coli Salmonella spp. Listeria, etc. • • • Contaminación microbiana Producción de toxinas Sabores y olores extraños POD PPO PME • • • • • Degradación de pigmentos Pardeamiento enzimático Sabores y olores extraños Pérdida de firmeza Pérdida de capacidad antioxidante Oxidación-reducción • • • • Pérdida de nutrientes Enranciamiento Pardeamiento no enzimático Decoloración oxidoreductiva Transpiración Daño por frío • • • • Pérdida de pigmentos Pérdida de azúcares Pérdida de vitaminas hidrosolubles Modificación de la textura LOX β-Galacturonasa Poligalacturonasa Principales Causas de Pérdidas Post-cosecha y Mala Calidad Zanahoria, remolacha, cebolla, ajo, papa, batata • • • Daños mecánicos Aparición de brotes Pérdida de agua Lechuga, acelga, espinaca • • • Pérdida de agua • Alta tasa de respiración Pérdida de color verde • Pudriciones Daños mecánicos Alcachofa, coliflor, brécol • • Daños mecánicos Decoloración • • Pérdida de agua Caída de flores Pepino, calabaza, pimiento, berenjena • • • Pudriciones Sobre-madurez Pérdida de agua • • Golpes mecánicos Daños por frío Tomate, melón, plátano, mango, manzana, uva, melocotón, ciruela • • • Pudriciones Golpes mecánicos Sobre-madurez • • • Pérdida de agua Daños por frío Cambios en composición • • Pudriciones Daños por frío Reconocimiento e inspección de alimentos de origen vegetal. Parámetros indicadores de calidad Hortalizas y frutas 1. Modificaciones post-recolección 2. Parámetros indicadores de calidad Índices de madurez Estado de madurez en la recolección muy importante para la calidad postcosecha ÍNDICES DE MADUREZ Características de un índice de madurez - cambia de forma progresiva con el estado de madurez - relacionado con la calidad y con la vida útil del producto - indicadores subjetivos u objetivos - simple y fácil de utilizar en campo - barato - consistente en los resultados Índices de madurez Días desde floración hasta recolección Manzanas y peras Morfología de la superficie y estructura Formación de cutícula en uvas, tomates Formación de red en melones cantaloupe Brillo de algunas frutas (cera) Tamaño Todas las frutas y muchas de las hortalizas Peso específico Cerezas, sandías, papas Forma Ángulo de los dedos de plátanos Hombros llenos en mangos Compacidad de brécol y coliflores Solidez en la estructura Lechugas, coles, coles de Bruselas Firmeza Manzanas, peras, frutas de hueso Ternura Guisantes Ausencia de fibra Espárragos Índices de madurez Color externo Todas las frutas y muchas de las hortalizas Factores composicionales Contenido en almidón Manzanas, peras Contenido en azúcar Manzanas, peras, frutos de hueso, uvas, granadas, cítricos, papayas, melones, plátanos, tomates Acidez Relación azúcar/acidez Contenido en jugo Cítricos Contenido en aceite Aguacates Contenido en taninos Kakis, dátiles Concentración de etileno Manzanas, plátanos, tomates, papayas Calidad de Frutas y Hortalizas ESTADO FISIOLÓGICO • Tasa respiratoria • Producción de etileno APARIENCIA VISUAL AROMA SABOR FIRMEZA VALOR NUTRICIONAL • Tamaño y forma • Hidratos de carbono • Color y brillo • Proteínas • Deshidratación • Lípidos • Defectos: internos y externos • Contenido en agua - Morfológicos • Fibra - Físicos y mecánicos • Vitaminas - Fisiológicos • Minerales ESTADO FISIOLÓGICO • Producción de etileno TASA DE PRODUCCIÓN DE ETILENO CROMATOGRAFÍA DE GASES µl C2H4/kg h, µg C2H4/kg h Relacionado con el estado de madurez en frutos climatéricos Muestreo: espacio de cabeza estático Producto encerrado en recipientes herméticamente cerrados durante una hora Muestra: 1 ml espacio de cabeza ESTADO FISIOLÓGICO • Producción de etileno TASA DE PRODUCCIÓN DE ETILENO CROMATOGRAFÍA DE GASES µl C2H4/kg h, µg C2H4/kg h Determinación: Cromatografía de gases (CG) Fase estacionaria: Alúmina Detección: Ionización de llama (FID) ESTADO FISIOLÓGICO • Tasa respiratoria PRODUCCIÓN DE DIÓXIDO DE CARBONO ESPECTROSCOPÍA INFRARROJOS ml CO2/kg h, mg CO2/kg h Determinación: Sensor de infrarrojos para dióxido de carbono Dióxido de carbono, CO2: molécula capaz de absorber la radiación de infrarrojos margen estrecho y selectivo de longitud de onda 4,3 µm 12 µm Cantidad de luz absorbida α Cantidad de CO2 en la muestra λ (µ µm) APARIENCIA VISUAL APARIENCIA VISUAL Primera impresión que el consumidor recibe Componente importante para la aceptación y posible compra 40% decisiones de compra se basan en apariencia a. Uniformidad - tamaño, forma, color, madurez, sin defectos - indica para el consumidor una selección y categorización previa según normas b. Frescura y madurez - consumidor: términos equivalentes - indica la condición de estar fresco o lo más cerca de la cosecha posible (calidad máxima) - color y deshidratación Apariencia visual Condiciones generales de conservación de hortalizas (CAE) :: Recién recolectados o en perfectas condiciones de conservación :: Desprovistas de humedad exterior anormal :: Sin olor ni sabor extraños :: Exentas de daños físicos o mecánicos :: Exentas de artrópodos, gusanos, moluscos y de partes o excrementos de éstos :: Exentas de enfermedades criptogámicas :: Libres de partes marchitas y de materias extrañas adheridas a la superficie :: Exentas de agentes microbianos patógenos :: No tener impurezas de pesticidas en proporción superior a los límites establecidos APARIENCIA APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma Consumidor: No es un carácter decisivo de calidad, excepto si hay defectos Industria o Distribuidor: Determina su adecuación al proceso de elaboración Determina su precio Forma esférica u oval uniforme influye en pelado Forma recta influye en envasado Forma simétrica influye en precio Tamaño y forma: utilizados con objeto de clasificación Normas de calidad - requisitos mínimos - clasificación en categorías: forma, calibre, color, defectos - tolerancias APARIENCIA VISUAL • EVALUACIÓN VISUAL Tamaño y forma MEDIDAS MORFOLÓGICAS CLASIFICADORAS AUTOMÁTICAS EVALUACIÓN VISUAL Puede estar relacionada con: - indicador de madurez: llenado de hombros en mango APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma EVALUACIÓN VISUAL Puede estar relacionada con: - compacidad: brécol, coliflor, lechuga, endivia, etc. - compacidad ápice: espárrago APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma MEDIDAS MORFOLÓGICAS Longitud Diámetro Peso APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma Cribas con aberturas de tamaño variable CLASIFICADORAS AUTOMÁTICAS APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma CLASIFICADORAS AUTOMÁTICAS Bandas con sensores de peso APARIENCIA VISUAL • Tamaño y forma CLASIFICADORAS AUTOMÁTICAS Procesado de imagen APARIENCIA VISUAL • Color y brillo Color, indicador primario de madurez y frescura - depende de: - Tipo de pigmentos - Cantidad de pigmentos Brillo: realza el color - asociado con “frescura” Color NO es una propiedad del alimento SI es una percepción, depende de: la luz incidente: iluminante D65 (colorimetría) la composición química y superficie del alimento el ojo humano EVALUACIÓN VISUAL COLORIMETRÍA DETERMINACIÓN DE PIGMENTOS APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • EVALUACIÓN VISUAL Color y brillo verde < 10% rojo 10 - 30% rojo 30 - 60% rojo 60 - 90% rojo > 90% rojo APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL 4. Estado de madurez en recolección APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Color y brillo EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • EVALUACIÓN VISUAL Color y brillo 1 2 3 3 3 4 Aceitunas “manzanillo” APARIENCIA VISUAL • Color y brillo COLORIMETRÍA Sistema CIE Sistema CIELAB (L a* b*) Sistema Hunter (L a b) APARIENCIA VISUAL • COLORIMETRÍA Color y brillo claro ¿Qué luminosidad tiene? vivo ¿Qué tono tiene? oscuro Luminosidad ¿Qué intensidad tiene? apagado Matiz Cromaticidad APARIENCIA VISUAL • Color y brillo LUMINOSIDAD Define la claridad de un color COLORIMETRÍA APARIENCIA VISUAL • Color y brillo MATIZ Define cómo se percibe el color de un objeto Ángulo hue (hº) COLORIMETRÍA APARIENCIA VISUAL • Color y brillo COLORIMETRÍA CROMATICIDAD Define lo llamativo o apagado de un color o lo cerca que está el color del gris o del matiz puro Saturación apagado sucio vivo limpio APARIENCIA VISUAL • COLORIMETRÍA Color y brillo L: luminosidad desde 0 (negro) a 100 (blanco) a*: eje de verde a rojo desde -60 a +60 b*: eje de azul a amarillo desde -60 a +60 Luminosidad Matiz o ángulo hue Cromaticidad APARIENCIA VISUAL • Color y brillo COLORIMETRÍA APARIENCIA VISUAL • Amarillo COLORIMETRÍA Color y brillo Verde Rojo Azul APARIENCIA VISUAL • COLORIMETRÍA Color y brillo hº = 87 C = 69 hº = 17 C = 50 APARIENCIA VISUAL • Color y brillo DETERMINACIÓN DE PIGMENTOS CAROTENOIDES Extracción con disolventes: tetrahidrofurano, acetona, n-hexano y etanol o cloroformo Precauciones: evitar contacto con aire, luz utilizar temperaturas de refrigeración durante extracción adición antioxidantes: BHT ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE Detección: visible λ = 460 nm Cuantificación: como β-caroteno Carotenoides totales APARIENCIA VISUAL • DETERMINACIÓN DE PIGMENTOS CAROTENOIDES Color y brillo CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Purificación de extractos: Saponificación KOH etanol Separación: Cromatografía de líquidos (LC) Fase estacionaria: adsorción RP-C18, RP-C30 Fase móvil: metanol, acetonitrilo o mezclas con modificadores (acetato de etilo, propanol, tetrahidrofurano o n-hexano) Detección: Detector de diodos en fila (DAD) Carotenos β-caroteno α-caroteno luteína licopeno Xantofilas β-criptoxantina α-criptoxantina violoxantina neoxantina anteroxantina APARIENCIA VISUAL • Color y brillo DETERMINACIÓN DE CLOROFILAS Extracción con disolventes: acetona, N,N-dimetilformamida Precauciones: evitar contacto con aire, luz utilizar temperaturas de refrigeración durante extracción inactivación clorofilasa: carbonato sódico ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE Clorofila a y Clorofila b Detección: visible λ = 647 y 664 nm Cuantificación: regresión lineal múltiple APARIENCIA VISUAL • DETERMINACIÓN DE CLOROFILAS Color y brillo CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Separación: LC Fase estacionaria: adsorción RP-C18 Fase móvil: 80% metanol: 20% 0,5 M acetato amónico 80% metanol: 20% acetona Detección: DAD Clorofilas clorofila a clorofila b APARIENCIA VISUAL • DETERMINACIÓN DE ANTOCIANOS Color y brillo Extracción con disolventes: disolventes neutros (60% metanol, acetona, n-butanol) ácidos orgánicos suaves (ácido fórmico, ácido acético) Eliminación de interferencias: extracción en fase sólida (SPE) polivinilpirrolidina insoluble, sephadex, RP-C18 Precauciones: evitar contacto con aire, luz utilizar temperaturas de refrigeración durante extracción R1 R2 Cianidina OH H Peonidina OCH3 H Delfinidina OH OH Petunidina OCH3 OH Malvidina OCH3 OCH3 H H Pelargonidina APARIENCIA VISUAL • DETERMINACIÓN DE ANTOCIANOS Color y brillo pH 1 - 2 rojo pH < 6 incoloro pH 13 - 14 amarillo pH 6,5 - 8 violeta pH 9 - 12 azul APARIENCIA VISUAL • Color y brillo DETERMINACIÓN DE ANTOCIANOS ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE Antocianos totales Método por diferencia de pH, a pH 1,0 y pH 4,5 Color de los antocianos cambia con el pH pH 1,0 ion flavilio: color rojo pH 4,5 carbinol: incoloro Ajuste del pH de una alícuota de la muestra pH 1,0 tampón 0,025 M cloruro potásico pH 4,5 tampón 0,4 M acetato sódico Detección: visible λ = 510 nm Cuantificación: como glucósido 3-cianidina APARIENCIA VISUAL • DETERMINACIÓN DE ANTOCIANOS Color y brillo CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Separación: LC Fase estacionaria: adsorción RP-C18 Fase móvil: ácido fórmico (hasta 10%) pH bajos (inferior a 2) otros: ácido acético 15%, ácido fosfórico 3-4% Detección: DAD APARIENCIA VISUAL • Deshidratación Se produce por transpiración y se evidencia en: - Pérdida de peso - Pérdida de turgencia EVALUACIÓN VISUAL MEDIDA DE LA PÉRDIDA DE PESO MEDIDA DEL CONTENIDO EN AGUA EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Deshidratación EVALUACIÓN VISUAL APARIENCIA VISUAL • Deshidratación MEDIDA DE LA PÉRDIDA DE PESO MEDIDA DEL CONTENIDO EN AGUA Secado de la muestra de alimento: - horno a vacío 70ºC (tiempo variable ≈ 18 - 24 h) - horno a presión atmosférica 100ºC (tiempo variable ≈ 18 - 24 h) - microondas 800 W (tiempo variable, algunos minutos) hasta peso constante Frutas deshidratadas - horno a vacío (< 13,3 kPa), 70ºC, 6 h AOAC 934.06 APARIENCIA VISUAL • Defectos morfológicos APARIENCIA VISUAL • Defectos morfológicos APARIENCIA VISUAL • Defectos mecánicos MAGULLADURAS APARIENCIA VISUAL • Defectos mecánicos ABRASIONES EN LA PIEL APARIENCIA VISUAL • Defectos mecánicos RAJADO APARIENCIA VISUAL • Defectos mecánicos Depresión superficial (PITTING) - CEREZA colapso de las células de la hipodermis APARIENCIA VISUAL • Defectos físicos Decoloración superficial (INKING) - FRUTOS DE HUESO daño por abrasión se manifiesta en cambio de color modificación de antocianos por: cambio de pH del fluido de vacuolas, o copigmentación con flavonoides VERDEAMIENTO - PAPA Y ZANAHORIA APARIENCIA VISUAL • Defectos físicos exposición al etileno AMARILLEAMIENTO DE FRUTOS APARIENCIA VISUAL • Defectos físicos BUFADO (Peel puffing) - MANDARINA separación de la cáscara de la pulpa del fruto CAÍDA DE HOJAS AUSENCIA DE PEDÚNCULO SABOR Sabor se expresa como combinación de principios: - Dulces - Ácidos Indicadores de madurez y calidad gustativa - Astringentes Sensación de pérdida de lubricación en boca EVALUACIÓN SENSORIAL Dulzor: relacionado con el contenido en azúcares Acidez: relacionado con el contenido en ácidos orgánicos ACIDEZ TITULABLE SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES DETERMINACIÓN DE AZÚCARES DETERMINACIÓN DE ÁCIDOS Astringencia: relacionada con el contenido en taninos DETERMINACIÓN DE TANINOS SABOR SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES REFRACTOMETRÍA SST ºBrix Técnica que se basa en: la capacidad de los sólidos para desviar la luz Agua Disolución de azúcar concentrada SABOR SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES SST ºBrix Correlación con contenido en azúcares también contribuyen: - ácidos orgánicos - amino ácidos - compuestos fenólicos - pectinas solubles Medida afectada por la temperatura: - compensación automática de cambios de temperatura - calibración a temperaturas de trabajo - factor de corrección: tablas SABOR DETERMINACIÓN DE AZÚCARES CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Extracción con disolventes: etanol 80% Eliminación de interferencias: extracción en fase sólida (SPE) Adsorbente RP-C18 Extracción azúcares: SPE Adsorbente: intercambiador aniónico IRA-400 Cl Determinación: Cromatografía de líquidos (CL) Fase estacionaria: intercambio iónico Fase móvil: agua Temperatura separación: controlada 80ºC Detector: Índice de refracción (RID) SABOR DETERMINACIÓN DE AZÚCARES CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS raf sac Azúcares sacarosa glucosa fructosa gal glu fru rafinosa galactosa SABOR ACIDEZ TITULABLE VALORACIÓN ÁCIDO - BASE mg ácido mayoritario/100 g AOAC 942.15 Valoración con 0,1 N NaOH (disolución estandarizada) hasta pH 8,1 ± 0,2 SABOR DETERMINACIÓN DE ÁCIDOS ORGÁNICOS CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Extracción con disolventes: etanol 80% Eliminación de interferencias: extracción en fase sólida (SPE) Adsorbente RP-C18 Determinación: CL Fase estacionaria: intercambio iónico Fase móvil: 0,1% ácido ortofosfórico Detector: UV-visible λ = 210 nm Ácidos orgánicos cítrico málico succínico oxálico tartárico fumárico SABOR RELACIÓN AZÚCARES/ÁCIDOS Azúcares Ácidos Bajo Moderado a Alto Fruta SST mínimo (%) Uva Albaricoque Bajo Alto Insípido Dulce Agrio, ácido Combinación óptima Máxima acidez titulable (%) SST/AT superior a 20 10 Mandarina y naranja 0,8 SST/AT superior a 6 Nectarina y melocotón 10 0,6 Piña 12 1,0 Fresa 7 0,8 SABOR DETERMINACIÓN DE TANINOS ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE Extracción con disolventes: acetona 70% Eliminación de interferencias: SPE Sephadex LH-20 Determinación: Método de Folin-Ciocalteau Reactivo Folin-Ciocalteau: iones poliméricos complejos principal constituyente ácido fosfomolibdotúngstico color amarillo en medio básico reducido por los grupos fenólicos forma un complejo de color azul Espectrofotometría UV-visible λ = 765 nm Limitaciones del método: no discrimina entre taninos y resto de fenoles dificultad para calibrado: no existen estándares comerciales AROMA Sensación provocada por la suma de compuestos volátiles percibidos por la nariz Muy difícil de determinar objetivamente, porque se trata de una combinación de rasgos: - cualitativos (predominantes) - cuantitativos Compuestos impacto “Flavor”, combinación de sensaciones percibidas por: - la lengua (sabor) - la nariz (aroma) percepción simultánea al estar muy cerca órganos receptores EVALUACIÓN SENSORIAL EVALUACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES EVALUACIÓN DE VOLÁTILES DE FERMENTACIÓN AROMA EVALUACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES CROMATOGRAFÍA DE GASES Dificultades en la determinación Bajas concentraciones: 5 mg/100 g - 10 µg/100 g Muestreo: Espacio de cabeza estático Espacio de cabeza dinámico: purga y trampa Adsorbente: Tenax GC, Porapak Q, Chromosorb 150 Desorción: éter dietílico, desorción térmica Micro-extracción en fase sólida (SPME) AROMA EVALUACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES CROMATOGRAFÍA DE GASES Determinación: CG Fase estacionaria: polietilen glicol Detector: Espectrometría de masas (EM) AROMA DETERMINACIÓN DE VOLÁTILES DE FERMENTACIÓN CROMATOGRAFÍA DE GASES Muestreo: jugo o pulpa del alimento Determinación: CG Fase estacionaria: polietilen glicol Detector: FID o EM Volátiles Etanol Acetaldehído Daños por frío: aguacate “Hass” metanol acetona etanol acetato de etilo acetaldehído 2-propanol AROMA EVALUACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES NARIZ ELECTRÓNICA Sensores Muestreo Controlador Reconocimiento del perfil AROMA EVALUACIÓN DE COMPUESTOS VOLÁTILES SENSORES - NARIZ ELECTRÓNICA TEXTURA Textura: conjunto de propiedades reológicas y de estructura de un alimento perceptibles mediante: - tacto - ojo y oído (en ocasiones) distintas sensaciones percibidas con: manos dientes dureza rigidez de la estructura masticada relacionada con ablandamiento estructura de la pared celular y de la presión interna (turgencia) de las células labios tipo de superficie: pilosa, cerosa, lisa, rugosa lengua y resto de cavidad bucal oído tipo de partícula generada en masticación: blandas, cremosas, secas, jugosas ruido generado al masticar: alimentos crujientes TEXTURA Textura se valora de forma distinta en productos diferentes: Zanahoria, apio, manzana Plátano ausencia de fibras crujiente blando Espárrago Tomate, pimiento tiernos jugoso firme Guisantes Cítricos, ciruela, pera TEXTURA Evaluación de la textura en frutas y hortalizas: EVALUACIÓN SENSORIAL Fuerza necesaria para comprimir una sustancia entre dos molares (alimentos sólidos) o entre la lengua y el paladar (alimentos semi-sólidos) y producir: - la deformación (DUREZA), o - la ruptura o penetración (FIRMEZA) EVALUACIÓN DE DUREZA EVALUACIÓN DE FIRMEZA Sensación de derrame de líquidos en la boca cuando los tejidos se mastican: JUGOSIDAD EVALUACIÓN DE JUGOSIDAD TEXTURA EVALUACIÓN DE LA DUREZA Dureza: resistencia a la deformación evaluación de la fuerza necesaria para obtener una determinada deformación Durofel: se comprime un muelle en el alimento y se mide el desplazamiento de una punta 0 (blando) – 100 (duro) ºDurofel TEXTURA EVALUACIÓN DE LA DUREZA Texturómetro: se comprime el alimento con un émbolo, de dimensiones conocidas, a lo largo de una distancia predeterminada TEXTURA EVALUACIÓN DE LA DUREZA Deformación en términos de: - Máxima fuerza (N) - Presión de deformación (kgf/cm2, N/cm2) TEXTURA EVALUACIÓN DE LA FIRMEZA Texturómetro: evaluación de la resistencia a la penetración de un émbolo de dimensiones conocidas Penetración en términos de: - Máxima fuerza (N) - Presión de penetración (kgf/cm2, N/cm2) TEXTURA EVALUACIÓN DE LA FIRMEZA Texturómetro: evaluación de las fuerzas de cizallamiento y extrusión Célula de Kramer: unidad con cuchillas que bajan a través unas guías y atraviesan el alimento Compresión Extrusión Cizallamiento TEXTURA EVALUACIÓN DE LA FIRMEZA TEXTURA EVALUACIÓN DE LA FIRMEZA Penetración en términos de: - Máxima fuerza (N, N/g producto) - Área hasta fuerza máxima (N.mm/g producto, N.s/g producto) TEXTURA EVALUACIÓN DE LA JUGOSIDAD ml jugo/ml producto, ml jugo/g producto Evaluación del volumen de jugo fácilmente extraíble Se utiliza fundamentalmente en cítricos Obtención del jugo: - extracción - presión Chylofel penetración de un émbolo calibrado en el producto se mide el volumen de jugo que permea VALOR NUTRICIONAL • DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS Proteínas MÉTODO KJELDAHL – VALORACIÓN ÁCIDO BASE AOAC 920.152 Método Kjeldahl Cuantifica el nitrógeno total o proteico a. Conversión de todo el nitrógeno orgánico (fundamentalmente proteínas) en nitrógeno amoniacal (como NH4SO4) Digestión ácida H2SO4, 400ºC, K2SO4, catalizador Hg b. Destilación del amoniaco corriente de agua medio básico (40% NaOH) Valoración del amoniaco: HCl 0,1 N (disolución estandarizada) VALOR NUTRICIONAL • DETERMINACIÓN DE PROTEÍNAS Proteínas MÉTODO KJELDAHL – VALORACIÓN ÁCIDO BASE AOAC 920.152 Porcentaje de proteína = porcentaje de nitrógeno x factor 5,46 5,18 5,30 nueces, cacahuetes almendras resto de frutos secos VALOR NUTRICIONAL • Lípidos DETERMINACIÓN DE GRASA EXTRACCIÓN SOXHLET – GRAVIMETRÍA Extracción Soxhlet: disolvente: éter etílico, éter de petróleo extracción a reflujo el disolvente sube a la cámara de extracción se pone en contacto con la muestra regresa al matraz de ebullición: sifón Determinación por gravimetría Precauciones: utilización de atmósferas inertes desecación muestra previa a la extracción liofilización secado a baja temperatura bajo vacío disminución del tamaño de partícula: molido para evitar la canalización de la muestra VALOR NUTRICIONAL • Lípidos DETERMINACIÓN DE GRASA EXTRACCIÓN SOXHLET – GRAVIMETRÍA VALOR NUTRICIONAL • ÍNDICE DE ALMIDÓN Hidratos de carbono Se aprovecha la propiedad del almidón de reaccionar con el yodo adquiere color azul oscuro o violeta Amilosa: compuestos de color azul intenso Amilopectina: dan color rojo púrpura 1% I2 + 4% KI Índice cualitativo Relacionado con estado de evolución del almidón Sólo se utiliza en especies con alto contenido en almidón SABOR ÍNDICE DE ALMIDÓN Inmaduro Maduro Sobre-maduro SABOR ÍNDICE DE ALMIDÓN Inmaduro Maduro Sobre-maduro VALOR NUTRICIONAL • FIBRA DIETÉTICA TOTAL Fibra MÉTODO ENZIMÁTICO - GRAVIMÉTRICO AOAC 985.29 Muestras: molidas, secas, libres de grasas (< 10%) - secado muestra: 70ºC vacío, liofilización - eliminación grasa: aguacate, frutos secos, oleaginosos éter petróleo Digestión enzimática: - α-amilasas - amiloglucosidasas - peptidasa Fibra insoluble: filtración eliminación de almidón y proteínas VALOR NUTRICIONAL • FIBRA DIETÉTICA TOTAL Fibra MÉTODO ENZIMÁTICO - GRAVIMÉTRICO AOAC 985.29 Digestión enzimática Fibra soluble: precipitación del filtrado con etanol 78% Filtración Lavado: 95% etanol, acetona Secado Pesado Muestra: - análisis de proteínas en un duplicado: Kjeldahl (N x 6,25) - análisis de cenizas en otro duplicado: incineración 525ºC Fibra = peso del residuo – (peso de proteínas + peso de cenizas) VALOR NUTRICIONAL • VITAMINA C Vitaminas 2 H+, 2 e- HO O HO HO O HO O O OH L-ácido ascórbico AA O HO O L-ácido dehidroascórbico DHA H2O HO HO O HO O O 2,3-ácido dicetogulónico VALOR NUTRICIONAL • VITAMINA C Vitaminas Extracción con disolventes: disolvente ácido con alta fuerza iónica: inactivar enzimas ácido metafosfórico, ácido oxálico Precauciones: evitar contacto con aire, luz utilizar temperaturas de refrigeración durante extracción adición antioxidantes: BHT, EDTA VALORACIÓN OXIDACIÓN REDUCCIÓN AOAC 967.21 2,6-dicloroindofenol en medio ácido Inconvenientes: interferencias otras sustancias oxidables taninos, compuestos con grupos sulfidrilos, Cu2+, Fe2+, Mn2+ y Co2+ no se mide DHA VALOR NUTRICIONAL VITAMINA C Vitaminas CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS HO O HO HO HO O OH O HO DTT AA O O O DHA Ditiotreitol (DTT): agente reductor Condiciones de reacción: 30ºC, oscuridad, 15 min 35 Absorbancia · 103 • AA 25 Separación: LC 15 Fase estacionaria: intercambio iónico Fase móvil: ácido ortofosfórico 0,2% 5 Detección: UV-visible λ = 245 nm -5 0 3 6 Tiempo (min) 9 12 VALOR NUTRICIONAL • FOLATOS Vitaminas ENSAYO MICROBIOLÓGICO Derivados de los ácidos 5,6,7,8-tetrahidrofólicos formas monoglutamato y poliglutamato Extracción: tampón fosfato 0,1 M + ácido ascórbico (pH 4,1) De-conjugación de formas poliglutamato a monoglutamato: Enzima γ-glutamil hidrolasa Ensayo microbiológico: Lactobacillus rhamnosis, Lactobacillus casei crecimiento en extractos de las muestras incubación 37ºC, 18 h Determinación turbidez λ = 490 nm Folato total VALOR NUTRICIONAL • VITAMINAS DEL GRUPO B Vitaminas CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Tiamina (B1), riboflavina (B2) y la vitamina B6 se presentan en los alimentos como cofactores enzimáticos combinados con fosfato Tratamiento conjunto de las muestras hidrólisis ácida Vitamina B1 tiamina hidrólisis enzimática: fosfatasa tiamina-5-fosfato Vitamina B2 riboflavina riboflavin-5’-fosfato flavina adenina dinucleótido Vitamina B6 piridoxina piridoxal piridoxamina Determinación individual: CL eliminación de interferencias Fase estacionaria: adsorción en fase inversa Detector: Fluorescencia B1 λexc = 367 nm, λem = 435 nm B2 λexc = 450 nm, λem = 520 nm B6 λexc = 280 nm, λem = 487 nm Derivatización previa: ferricianuro potásico piridoxal-5-fosfato piridoxamina-5-fosfato Vitamina B1 VALOR NUTRICIONAL • Vitaminas VITAMINAS DEL GRUPO B CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS VALOR NUTRICIONAL • VITAMINAS DEL GRUPO B Vitaminas CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Vitamina B3 estable al oxígeno, luz y calor hidrólisis ácida filtración hidrólisis alcalina Determinación: CL eliminación de interferencias Fase estacionaria: adsorción en fase inversa Vitamina B3 ácido nicotínico nicotinamida Detector: Fluorescencia VALOR NUTRICIONAL • VITAMINA E – TOCOFEROLES Y TOCOTRIENOLES Vitaminas CROMATOGRAFÍA DE LÍQUIDOS Saponificación: KOH etanólico 70 - 80ºC liberación de los vitámeros de la matriz vegetal atmósfera de nitrógeno y adición de antioxidantes Extracción con disolventes: n-hexano, acetato de etilo Tocoferoles α-tocoferol β-tocoferol δ-tocoferol γ-tocoferol Determinación: CL Fase estacionaria: adsorción fase normal separación isómeros Detector: Tocotrienoles α-tocotrienol β-tocotrienol δ-tocotrienol γ-tocotrienol Fluorescencia λexc = 295 nm, λem = 340 nm UV-visible λ = 294 nm VALOR NUTRICIONAL • MINERALES Minerales Tratamiento de muestra: eliminación de materia orgánica Mineralización vía húmeda: ácidos oxidantes (nítrico, sulfúrico o perclórico) con calentamiento Mineralización vía seca: incineración en mufla (450ºC) Minerales potasio (K) ESPECTROSCOPÍA DE EMISIÓN ATÓMICA Determinación: Espectroscopía de emisión atómica (EEA) Llama: aire-acetileno VALOR NUTRICIONAL • MINERALES Minerales ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA Minerales magnesio (Mg) hierro (Fe) calcio (Ca) zinc (Zn) Determinación: Espectroscopía de absorción atómica (EAA) Llama: aire-acetileno Lámparas: cátodo hueco, específicas para cada elemento Interferencias de aniones: técnicas de supresión Minerales fósforo (P) ESPECTROFOTOMETRÍA UV-VISIBLE Formación de un complejo coloreado con vanadio Determinación: Espectrofotometría UV-visible λ = 420 nm VALOR NUTRICIONAL • MINERALES Minerales Minerales selenio (Se) ESPECTROSCOPÍA DE ABSORCIÓN ATÓMICA CON GENERACIÓN DE HIDRUROS Determinación: EAA con generación de hidruros Celda de Cuarzo Argón Lámpara de selenio Muestra + HCl Borohidruro de sodio + NaOH
