Revista Científica Ciencia y Tecnología Vol 22 No 36 págs. 21-33
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Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada
a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
Design of a Process to Obtain Frozen Pulp from Orito (Musa
acuminata AA)
Christian Franco Crespo1
franco.crespo.ec@gmail.com.
https://orcid.org/0000-0002-4818-4350
José Guanochanga2
jguanochanga6582@uta.edu.ec
http://orcid.org/0000-0001-7134-4346
Recibido: 10/05/2022; Aceptado: 14/09/2022
Resumen
El orito (Musa acuminata AA) es una variedad más pequeña del banano que se
cultiva en varias provincias del Ecuador en aproximadamente 8.000 hectáreas.
Actualmente se comercializa este fruto en su estado natural, al ser una variedad
mínimamente explotada. El objetivo de este trabajo es diseñar de un proceso
tecnológico para la obtención de pulpa congelada a partir de orito (Musa acuminata
AA). Para ello se empleó el fruto de orito en un estado de madurez fisiológica tipo
6 y 7 según la escala de Von Loeseck, se utilizó un diseño experimental AxB en el
que se evaluó el efecto de la variación temperatura (70 y 75 grados centígrados)
y aditivos alimentarios (ácido cítrico a 0.05 por ciento, ácido ascórbico 0.05 por
ciento y la mezcla de ambos a 0.1 por ciento). El resultado demostró que al
emplear una combinación de ácido cítrico con ácido ascórbico (0.1%) se obtuvo
características de preservación de color, olor, sabor y aceptabilidad aceptadas. A
manera de conclusión se observa que la aplicación de métodos mixtos de
conservación de frutas ayuda a que se generen procesos de valor agregados en
frutas como el orito, lo que puede resultar en una alternativa para productores y
consumidores.
Palabras clave: banano orito, Inhibidores enzimáticos, tecnología de alimentos,
pulpa de frutas, polifenol oxidasa.
1 Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología, Universidad Técnica de Ambato, Ambato, Ecuador.
2 Facultad de Ciencia e Ingeniería en Alimentos y Biotecnología, Universidad Técnica de Ambato, Ambato, Ecuador.
Franco y Guanochanga.
Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
Abstract
The orito (Musa acuminata AA) is a smaller variety of banana that is grown in
several provinces of Ecuador on approximately 8,000 hectares. Currently this fruit
is marketed in its natural state, being a minimally exploited variety. The objective
of this work is to design a technological process to obtain frozen pulp from orite
(Musa acuminata AA). For this, the orite fruit was used in a state of physiological
maturity type 6 and 7 according to the Von Loeseck scale, an AxB experimental
design was used in which the effect of temperature variation (70 and 75 degrees
Celsius) and food additives (citric acid at 0.05 percent, ascorbic acid at 0.05
percent and the mixture of both at 0.1 percent) were evaluated. The result
showed that by using a combination of citric acid with ascorbic acid (0.1%) we
obtained caracteristics of preservation of color, smell, taste and acceptability
acceptability. By way of conclusion, it is observed that the application of mixed
methods of fruit conservation helps to generate value-added processes in fruits
such as orito, which can result in an alternative for producers and consumers.
Key words: banana, Enzyme inhibitors, food technology, fruit pulp, polyphenol
oxidase.
_______________________________________________________________
Introducción
El orito al ser una variedad diploide del género de las musáceas, pero de menor
tamaño que las bananas posee similares características que hacen que este
producto sea rico en vitaminas y minerales en especial la gran cantidad de potasio
que posee. Este producto en el Ecuador no ha sido explotado al cien por ciento de
su capacidad a pesar de que la producción de esta fruta se encuentra distribuido
por diversas partes del país (Jiménez et al., 2019).
Mucha de su producción está relacionada con su exportación a diferentes partes
del mundo, sin embargo, en cuanto a procesos industriales y diversificación de
productos en base al orito no hay mayor relevancia. Esto debido a que en el
proceso de producción existen variantes que afectan la calidad el producto final,
como es el pardeamiento enzimático. Esta afección la tienen las frutas y verduras
que poseen enzimas como la PPO (polifenol oxidasa).
La actividad enzimática producida por la polifenol oxidasa es una cobreproteína
que actúa en los compuestos fenólicos, esta a su vez altera las estructuras
subcelulares causando la oxidación y polimerización (García et al., 2006). Debido
a que algunas frutas poseen este tipo de enzimas en especial el género de las
musáceas y en este caso el orito desarrolla un color café la cual puede reducir la
aceptabilidad del consumidor.
En la industria alimentaria el desarrollo de nuevos productos contribuye a la
economía del país. Esto a su vez genera ingresos económicos a las organizaciones
o comunidades con las que realiza el convenio. Las pulpas son elaboradas con las
respectivas normas de seguridad. Para ello es necesario la diversificación de
productos por ende el presente trabajo tiene como objetivo el desarrollo de una
pulpa de orito que contenga las características organolépticas, microbiológicas y
físico químicas adecuadas para la distribución hacia el consumidor.
22
Revista Científica Ciencia y Tecnología Vol 22 No 36 págs. 21-33
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Metodología
La fruta como tal se la consiguió entera, en un estado de madurez fisiológica tipo
6 y 7, las cuales fueron adquiridas en la provincia de Santo Domingo de los
Tsáchilas-Ecuador. El proceso de elaboración de pulpa de orito se realizó siguiendo
los lineamientos de bioseguridad que la empresa dispone contra la pandemia que
atraviesa en estos momentos el país. De manera que se siguió el procedimiento
descrito en el Figura 1.
T: - 20 °C
T: -20°C
Agua con hipoclorito de sodio
(cloro) 50 ppm (0,05g/1L)
(Ta)
RECEPCIÓN
LAVADO
PELADO
PULPEADO Y
REFINADO
PASTEURIZADO
ENVASADO
CONGELADO
ALMACENADO
PESADO
SELECCIÓN
0,05% A. cítrico
0,05% A. ascórbico
Inspección visual
(Ta)
Etiquetado manual
(Ta)
pH
°Brix
Acidez
T: 70 – 75°C
t: 10 min
Control de calidad
(Ta)
Reporte del peso
total de MP (Ta)
Manual (Ta)
t: 15 – 20 min
Orito pelado en
tanques de agua (Ta)
Orito (Ta)
Envasado automático
90% lleno
CONTROL DE
CALIDAD
pH
°Brix
(Ta)
*Ta: temperatura ambiente; T: temperatura; t: tiempo; MP: materia prima
Figura 1. Proceso de elaboración de pulpa de orito
23
Franco y Guanochanga.
Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
Métodos
Análisis Fisicoquímico
Determinación del potencial de Hidrogeno (pH)
La determinación de pH se realizó mediante la metodología NTE INEN 389 (INEN,
1985). La cual especifica el método potenciométrico para la medición del ion
hidrogeno (pH) en conservas vegetales. Se utilizó un pH-metro METTLER TOLEDO
Five GO y un vaso de precipitación en el que se colocó una parte de muestra y se
agregó una masa equivalente de agua destilada. Luego se introdujo el electrodo
del pH-metro y se realizaron las mediciones por triplicado tanto de la materia
prima como del producto.
Determinación de Acidez Titulable
La determinación se realizó mediante la metodología de la norma NTE INEN 750
(2013), la cual especifica dos métodos que determinan la acidez en productos a
base de frutas y vegetales. Se pesó 10 g de muestra y se combinó con 40 ml de
agua destilada. Se agregaron tres gotas de fenolftaleína y se procedió a realizar
la titulación con hidróxido de sodio 1 N. La acidez expresada como porcentaje de
ácido málico se calculó mediante la siguiente ecuación.
Ψܣܿ݅݀݁ݖ ൌ ܸ
ேைு כ ܰேைு כ ͲǡͲ
ܲ݉ כͳͲͲ
Donde:
VNaOH = volumen gastado de hidróxido de sodio (ml)
NNaOH = concentración normal de hidróxido de sodio (eq/l)
Pm = peso de la muestra (g).
Factor 0,067 = peso equivalente de ácido málico (eq/g)
Determinación de sólidos solubles totales
Este parámetro determina la cantidad de sólidos solubles que se encuentra en la
fruta, midiendo el contenido de azúcar a través de la lectura de un refractómetro
a 20°C. Para ello se utilizó un refractómetro manual BOECO con escala de 0 a 30
°Brix.
Se colocó una pequeña cantidad de pulpa en el prisma y se procedió a cerrar la
tapa del equipo para repartir homogéneamente el fluido. Se sujetó el
refractómetro bajo la luz solar y se procedió a ver la escala a través del ocular,
obteniendo el valor de los °Brix. Los equipos utilizados en el presente desarrollo
tecnológico estuvieron calibrados por el laboratorio ELICROM-CALIBRACIÓN. Los
mismos que fueron evaluados con base en el documento JCGM 100:2008.
Análisis sensorial
Con un panel de 10 degustadores semi-entrenados pertenecientes al
departamento de calidad de la empresa, las muestras fueron codificadas y
evaluadas tanto las características organolépticas propias de la fruta, apariencia
general y aceptabilidad. Se usó una escala hedónica de 5 puntos; siendo 1 No
gusta”, 2 “gusta poco”, 3 “ni gusta ni disgusta”, 4 “gusta” y 5 “Gusta mucho”, Los
parámetros evaluados fueron: olor, color, sabor y aceptabilidad.
24
Revista Científica Ciencia y Tecnología Vol 22 No 36 págs. 21-33
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Diseño Experimental
Se empleó un diseño experimental AxB de bloques completamente aleatorizados,
para determinar el mejor tratamiento con mayor aceptabilidad y mejor evaluación
sensorial. Se usó el programa STATGRAPHICS Centurion XVI el cual permitió
realizar el análisis estadístico para la obtención del ANOVA. Se realizó la prueba
de Tukey con un nivel de significancia de P≤0.05 para la comparación del grado
de significación entre tratamientos. Los factores para determinar fueron: Factor
A: evaluación de tratamientos físicos (Temperatura) y Factor B: adición de aditivos
alimentarios.
Análisis microbiológicos
Se realizó el respetivo análisis microbiológico al producto terminado que fue
seleccionado como el mejor tratamiento. Se utilizó el método de Petriflim para
determinación de Mohos y levaduras, E. coli y Enterobacterias (Arones, 2019).
Análisis proximal
Se realizó el análisis proximal del mejor tratamiento de la pulpa de orito
representado en la tabla 1, el cual se determinó previamente por un análisis
sensorial.
Tabla 1. Métodos de análisis para la pulpa de orito
Fuente: INIAP (2020)
Estos análisis se realizaron en el laboratorio de análisis fisicoquímico de los
alimentos de la Estación Experimental Santa Catalina INIAP, en la ciudad de Quito,
mediante los métodos descritos.
Resultados
Análisis fisicoquímico materia prima
Las muestras que presentaron un estado de madurez fisiológica tipo 6 y 7,
permiten que el fruto este apto para el consumo y presente buenas condiciones
organolépticas. Con respecto al estado de madurez (Hapsari y Lestari, 2016) indica
que una pulpa madura de banano presenta un aumento en el contenido de
carbohidratos, azucares totales, vitamina C y potasio, así como también un
moderado aumento en el contenido de proteína y una minoría en grasas. En la
tabla 2 se describen los datos obtenidos Análisis fisicoquímico de la materia prima.
25
Ensayos Método
Método
referencial
Humedad
MO-LSAIA-01.
01
U. FLORIDA 1970
Cenizas MO-LSAIA-01.02 U. FLORIDA 1970
Grasa MO-LSAIA-01.03 U. FLORIDA 1970
Proteína MO-LSAIA-01.04 U. FLORIDA 1970
Fibra MO-LSAIA-01.05 U. FLORIDA 1970
Carbohidrato
s
MO-LSAIA-01.06 U. FLORIDA 1970
Franco y Guanochanga.
Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
Tabla 2. Análisis fisicoquímico de la materia prima
Parámetro
s
Promed
io
Míni
mo
Máxi
mo
´Potencial
de
hidrógeno(p
H)
4.97
4.79
5.00
Acidez (%
ácido
málico)
0.35
0.34
0.38
Solidos
solubles
(°Brix)
25.2
23.5
25.5
Humedad
(%)
*68.9
---
---
1.1 Análisis fisicoquímico pulpa de orito
En la figura 2, 3 y 4 respectivamente se muestran los cambios que presenta el pH,
°Brix y acidez semana a semana durante 1 mes a temperaturas de 70 °C y 75 °C.
Se observan variaciones importantes entre los tratamientos con diferentes tipos
de aditivos, el tiempo de evaluación de cada propiedad fisicoquímica y la
temperatura para retardar el pardeamiento enzimático en la pulpa de orito.
Figura 2a. Variación de pH con relación al tiempo a 70°C
26
4,60
4,70
4,80
4,90
5,00
5,10
5,20
5,30
0123456
pH
Tiempo (semanas)
70 °C
T0 T1 T2 T3
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Figura 2b. Variación de pH con relación al tiempo a 75°C
En la Figura 2A y 2B se encontró que el pH de la fruta disminuye a medida que
transcurre el tiempo tanto para 70°C como para 75°C, esto se debe a que el efecto
sinérgico entre el ácido cítrico y ascórbico penetran el tejido y alteran el centro
activo de la PPO (Polifenol Oxidasa), obteniendo como resultado la disminución del
pH y la competición entre inhibidores, enzima y sustrato Delgado Medina y Hurtado
Guevara (2020).
En cuanto a la temperatura, los valores de pH no se ven afectados por la misma,
lo cual indica que, aunque la temperatura aumente o disminuya los resultados no
cambiaran. Por otra parte Reupo Bardales (2018) indica la importancia del tiempo
de permanencia de un producto en su envase, debido a que el pH aumenta de
acuerdo a el tiempo de residencia en el mismo, siendo este un factor importante,
pues afecta directamente en la calidad del producto.
4,60
4,70
4,80
4,90
5,00
5,10
5,20
5,30
5,40
0246
pH
Tiempo (semanas)
75 °C
T0 T1 T2 T3
24,00
24,50
25,00
25,50
26,00
26,50
27,00
0123456
°Brix
Tiempo (semanas)
Brix 70 °C
T0 T1 T2 T3
Franco y Guanochanga.
Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
Figura 3a. Variación de °Brix con relación al tiempo a 70°C
Figura 3b. Variación de °Brix con relación al tiempo a 75°C
Se puede observar en la Figura 3a y 3b que el valor del °Brix van aumentando con
relación al tiempo ya se a 70°C como a 75°C. Además, en el tratamiento T2 a
70°C los °Brix aumentaron a 26,9 que fue el valor más alto en comparación con
otros tratamientos, hallazgos previos de Nisar et al. (2015) observaron un
aumento de los °Brix en la fruta y lo atribuyeron a la solubilización de la porción
insoluble del producto. Así mismo se pude observar que a diferente temperatura
de pasteurización existe variaciones. Duque et al. (2017) explica que esto se debe
a la evaporación del agua a temperaturas bajas, las cuales proporcionan un
incremento de solidos solubles mientras alcanza su punto de equilibrio. Es decir,
luego de su pasteurización hubo un incremento de °Brix debido a que una cierta
cantidad de agua que contiene el orito fue evaporada.
Figura 4a. Variación de la acidez con relación al tiempo a 70°C
28
24,80
25,00
25,20
25,40
25,60
25,80
26,00
26,20
26,40
26,60
0123456
°Brix
Tiempo (semanas)
Brix 75 °C
T0 T1 T2 T3
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0123456
acidez
Tiempo (semanas)
70 °C
T0 T1 T2 T3
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Figura 4b. Variación de la acidez con relación al tiempo a 75°C
La Figura 4a y 4b muestran un ligero aumento de la acidez en cada tratamiento,
este aumento de acidez titulable se da entre el día inicial y los tiempos restantes
de acuerdo con Yap et al. (2017) menciona que durante la maduración de la fruta
los ácidos málico y cítrico monohidrato presentan un aumento durante las etapas
4 y 5 pero en el trascurso del tiempo estos tienden a disminuir. Una disminución
general en los ácidos con un aumento en los sólidos solubles podría haber hecho
menos acida a la pulpa y más dulce a mediad que avanza en la maduración de la
fruta.
Análisis sensorial de la pulpa de orito
Los resultados obtenidos del análisis sensorial se presentan en la Figura 5, en
donde participaron 10 panelistas mismos que degustaron de cada tratamiento al
finalizar el tiempo de estudio. Se designó una codificación para cada tratamiento
con el fin de que los panelistas no hicieran relación entre muestras. Además, se
utilizó una escala hedónica en donde la valoración 1 “no gusta” describe al menor
grado de aceptación y 5 “gusta mucho” al de mayor grado de aceptación, estas
ponderaciones ayudaron a valorar atributos como olor, sabor, color y
aceptabilidad.
Figura 5. Resultados del análisis sensorial pulpa de orito
29
0,00
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0123456
acidez
Tiempo (semanas)
75 °C
T0 T1 T2 T3
0
1
2
3
4
5
C470 A270 M370 C575 A875 M675
Escala hedónica
Tratamientos
Análisis sensorial
Olor
Sabor
Color
Aceptabilidad
Franco y Guanochanga.
Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
En el gráfico se puede observar que los panelistas tuvieron mayor atracción por
las muestras M370 y M675 pues su valoración varía entre 3-4 y 3.5-4.2, mientras
que las muestras C470 y C575 tuvieron una valoración entre 1.5-2.5 y 1.8-2.8,
siendo aquellas que menor apreciación tuvieron en olor, sabor, color, y
aceptabilidad.
Durante el desarrollo de este nuevo producto que va a ingresar al mercado, se
consideró primordialmente la conservación de las características organolépticas
propias del alimento. Por lo que las muestras M370 y M675 fueron aquellas que
mayor apreciación tuvieron, sin embargo, la muestra M675 mantuvo una
ponderación superior, lo que corrobora que el tratamiento T3 a una temperatura
de 75 °C conserva de mejor manera los atributos propios de una pulpa fresca,
siendo el mejor tratamiento.
Análisis microbiológico del mejor tratamiento de pulpa de orito
El análisis microbiológico realizados a través de Petrifilm ayudaron a determinar
la presencia de Mohos y levaduras, E. coli y Enterobacterias, que luego de un
periodo de 30 días después de su elaboración, el tratamiento T3 a 75 °C fue un
producto libre de contaminación microbiana y apto para su consumo, pues cumple
con la normativa que establece el estado ecuatoriano. Esto debido a que durante
el proceso de elaboración de pulpa se mantuvo un control de BPM (Buenas
Prácticas de Manufactura) y se hizo uso de diferentes métodos de conservación.
Análisis proximal del mejor tratamiento de pulpa de orito
Los valores del análisis proximal fueron comparados con valores de referencia de
varios autores. Para el caso específico del orito (Musa acuminata AA) al mayor
conocimiento de los autores no se encontró una amplia bibliografía sin embargo
fue tomada como referencia un rubro similar al analizado. Los resultados obtenidos
y valores de referencia se muestran en la Tabla 3.
Tabla 3. Análisis proximal del tratamiento T3 a 75 °C
Ensayo
s
Datos
experime
ntales
INIAP
(2020)
Datos
bibliogr
áficos
Refer
encia
Humed
ad (%) 75.8 72.94
Hapsa
ri y
Lestar
i
(2016
)
Cenizas
(%) 2.7 2.95
Aina
et al.
(2019
)
Grasa
(%) 0.15 0.31
Valen
cia
Coca
(2012
)
Proteín
a (%) 2.81 1.48
Hapsa
ri y
Lestar
i
(2016
)
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Fibra
(%) 1.77 1.8
Aguirr
e y
Casta
ño
(2015
)
Carbohi
dratos
(%)
92.57 86.97
Valen
cia
Coca
(2012
)
Para el contenido de humedad, cenizas, grasa, proteína, fibra y carbohidratos
presentes en la muestra analizada tuvieron un valor de 75.8, 2.7, 0.15, 2.81, 1.77
y 92.57 respectivamente, mientras que los valores reportados por cada autor son
de 72.94, 2.95, 0.31, 1.48, 1.8 y 86.97. En general, el contenido de cada uno de
estos parámetros es consistentes con lo reportado, aunque con una leve variación.
En el caso de humedad y cenizas de acuerdo con DANE (2015) son factores que
necesitan un mínimo control puesto que están influenciadas por condiciones
climáticas y el relieve del suelo, para el caso de grasa se puede decir que nuestro
producto es rico en diferentes componentes y bajo en contenido de grasa, Valencia
Coca (2012) menciona que la musa acuminata es recomendada como un alimento
dietético el cual proporciona una fuente de proteína moderado y de alta energía.
Para el contenido de proteína el valor obtenido es más significativo que lo
reportado por Hapsari y Lestari (2016) quien menciona que este valor dependerá
mucho de cada variedad. En cuanto el contenido de fibra fue comparado con lo
reportado por Aguirre y Castaño (2015), quien trabajo con un grupo de bananos
llamados de postre (Bocadillo, Primitivo, Cavendish y otros grupos de musáceas)
observándose que no existe una gran variación entre estos valores, además la
ingesta de fibra está relacionada con la reducción del nivel de colesterol en la
sangre y mejora la sensibilidad a la insulina Aina et al. (2019). Finalmente, el
contenido de carbohidratos es mucho más relevante que lo reportado por Valencia
Coca (2012), por lo que vale recalcar que el producto tiene un gran aporte calórico
que contribuirán a la dieta diaria en la alimentación.
Discusión
El presente estudio tuvo como propósito implementar un proceso industrial de
extracción de pulpa de orito (Musa acuminata AA). Para lo cual, se implementó un
proceso industrial de extracción de pulpa el cual fue un producto que conserva su
color, olor y sabor propias del fruto en su estado natural. Se determinó las
características del orito a través de un análisis fisicoquímico, obteniendo valores
de 4.79 pH, 0.35 % de acides, 25.2 °Brix y 68.9 % de humedad, propios de una
materia prima sin procesar.
Las condiciones que debe mantener el orito (Musa acuminata AA) en el proceso
de pulpeado es mantener un estado de madurez entre 6 y 7, pasar por una
desinfección de cloro a 50 ppm, mantener una pasteurización de 75 °C por 10 min
y conservarse a -20°C. Se evaluaron diferentes aditivos alimentarios que evitaron
el “pardeamiento enzimático”, siendo la mezcla de ácido cítrico y ascórbico un
conservante efectivo de las características organolépticas del orito.
31
Franco y Guanochanga.
Diseño de un Proceso para la Obtención de Pulpa Congelada a Partir de Orito (Musa acuminata AA)
Se analizaron los parámetros fisicoquímico y microbiológico del mejor tratamiento
de pulpa de orito, mismos que reportaron 4.87 en pH, 0.39 % de acides y 26.22
°Brix, además de no presentar crecimiento microbiano que deteriore la estabilidad
del producto.
Se realizó un análisis proximal al mejor tratamiento de pulpa de orito,
encontrándose que el producto final es rico en proteínas y carbohidratos, en
cuanto a humedad, cenizas, grasa y fibra se encontraron dentro de los rangos
reportados bibliográficamente.
Conclusiones
El propósito del presente estudio implementar un proceso industrial de extracción
de pulpa de orito (Musa acuminata AA). Se identificó las características propias de
la fruta y de la pulpa después de su proceso, clasificándolo como una fruta con
alto contenido de azucares, humedad y un bajo contenido de acidez. Los valores
obtenidos de cada parámetro fisicoquímico al aplicar diferentes concentraciones
de ácido cítrico y ácido ascórbico permitieron identificar que al realizar una mezcla
entre ambos aditivos a una concentración de 0,1% la actividad de la polifenol
oxidasa se inactiva y el color característico del orito se mantiene.
Por medio del análisis sensorial se determinó el mejor tratamiento al cual se realizó
el análisis de las características fisicoquímicas y microbiológicas, con esto se
obtuvo que la pulpa de orito se encuentra acorde a la Normativa Técnica
Ecuatoriana INEN 2337 que hace referencia a jugos, pulpas, concentrados,
néctares, bebidas de frutas y vegetales.
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