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1. Introducción
La mora de castilla (Rubus glaucus) es nativa de las zonas tropicales altas de América; se encuentra principalmente en Ecuador, Colombia, Panamá, El Salvador, Honduras, Guatemala, México y Estados Unidos (Franco & Giraldo, 1999)gran cantidad de vitaminas como la C y E, es una fruta de interés comercial y altamente perecedera, que presenta deterioro debido a su fragilidad e inadecuado manejo en las etapas poscosecha, lo que ocasiona cantidades apreciables de fruta afectadas (Montoya, Londoño, & Márquez, 2005).
Las etapas de la cadena alimentaria de la fruta son cosecha, recolección, almacenamiento, transporte y comercialización o expendio (Montalvo, 2010). En el Ecuador los principales puntos de comercialización son los mercados, centros donde se expenden alimentos y otros productos al público a través de puestos individuales. De acuerdo con (NTE INEN 2687, 2013), un mercado saludable es un centro de comercialización de alimentos que ha cumplido con todos los requisitos y prácticas para la comercialización y elaboración de alimentos inocuos.
La cadena alimentaria de los productos frescos como la mora de castilla que llegan a comercializarse en los mercados de la ciudad de Quito no es la adecuada, ya que a través de la misma presenta altas pérdidas o mermas de fruta; la calidad de la fruta se ve disminuida con el avance de las etapas y esto se evidencia fundamentalmente en la etapa de expendio. Tanto productores como comerciantes desconocen la importancia del manejo adecuado de la cadena alimentaria de la mora de castilla (Cipagauta & Loaiza, 2009) y por ende el impacto que este genera.
La productividad en la comercialización de la mora de castilla en el Mercado Iñaquito debido a factores como la baja calidad de la materia prima que arriba al mercado como consecuencia del desconocimiento del manejo y manipulación adecuada de la fruta en las etapas previas y las deficientes condiciones de la infraestructura del mercado que no garantizan la eficiencia de la operación en esta última etapa, ocasionando pérdidas en los ingresos de los comerciantes de esta fruta en el mercado (Cipagauta & Loaiza, 2009).
De acuerdo con (NTE INEN 2 427, 2010), la calidad de la fruta en condición fresca ya condicionada para su comercialización nacional, toma como referencia requisitos específicos en torno a parámetros físicos y químicos. Los frutos destinados a la comercialización deben presentarse en envases adecuados y el contenido de cada uno debe ser homogéneo, compuesto por frutos del mismo origen, variedad, calibre, calidad y un estado de coloración y madurez homogéneo, de acuerdo con la variedad. En la Tabla 1, se presenta el calibre de la fruta, en (a) con referencia a la Norma Técnica Ecuatoriana (NTE INEN 2 427, 2010), y en (b) con base en la Norma Técnica Colombiana (NTC 4106, 1997).
(NTE INEN 2427: 2010) (b) (NTC 4106, 1997)
La medición del color en las frutas y vegetales frescos contribuye a la evaluación de la calidad de estos por la fuerte relación con cambios químicos como el índice de madurez, o el efecto de factores externos como la temperatura y la humedad en las diferentes etapas poscosecha.
El color en las frutas frescas se debe a la presencia de distintos compuestos, principalmente pigmentos orgánicos naturales (Badui, 2006), muchos de los cuales tienen una función biológica importante en el tejido; entre la estructura básica del color se tiene (1) estructuras químicas derivadas de los núcleos tetrapirrólicos: la clorofila y su función fotosintética, (2) estructuras químicas derivadas del isopreno: carotenos y xantofilas, (3) estructuras químicas derivadas del benzopirano: antocianinas y flavonoides, (4) estructuras químicas derivadas de las betacianinas de color rojo y betaxantinas de color amarillo. La composición química y la estructura del material determinan si la luz puede reflejarse, absorberse o transmitirse y su importancia relativa determina la apariencia del alimento, donde el factor más importante es la reflexión especular y difusa que definen el brillo y el tono respectivamente (Retting & Ah-Hen, 2014).
La medición del color puede ser realizada de forma visual a través de una codificación numérica para cada estado de madurez, como se muestra en la Figura 1 en base a los requisitos de (NTE INEN 2 427, 2010), o instrumental a través de colorímetros triestímulo (colorímetros Hunter Lab) o a través de coordenadas rectangulares adimensionales (L*, a*, b*) junto con otro de coordenadas cilíndricas (L*, H*, C*) y visión digital. El profesor Albert Mushell estableció la ciencia del color y la definió técnicamente con 3 atributos: matiz (tono, tinte, color “hue”), croma (saturación, intensidad, pureza “chroma”) y brillo (brillante, brillo “brigthness”) (Retting & Ah-Hen, 2014).
(NTC 4106, 1997 ; NTE INEN 2 427, 2010)
Un indicador de calidad del proceso a lo largo de la cadena alimentaria es la productividad, donde un factor fundamental es la evaluación de pérdidas o mermas que se presenta en cada etapa, mediante la variación de peso de la fruta. Este es un indicativo del nivel de conocimiento en el manejo adecuado de la fruta.
Finalmente, de acuerdo con (NTE INEN 2 427,2010), el cumplimiento de los requisitos químicos de la fruta señalan los criterios de calidad y seguridad alimentaria en base al contenido de sólidos solubles (°Brix), acidez titulable (ácido cítrico %) e índice de madurez. La Tabla 2, presenta los valores mínimos y máximos de estos requisitos.
(NTE INEN 2 427, 2010)
2. Metodología
En la presente investigación se realizó el estudio de las características físico-químicas de frutos de mora de castilla (Rubus glaucus) proveniente de la provincia de Carchi, cantón Huaca cuyo destino de expendio fue el mercado Iñaquito de Quito. Este análisis tomó como referencia la (NTE INEN 2 427, 2010) en las cuatro etapas de la cadena de la fruta, para esto se inició con la codificación de cada etapa: recolección (R), almacenamiento (A), transporte (T) y comercialización o expendio (E). A continuación se determinó un plan de muestreo con base en las generalidades de la fruta y el sector de procedencia. Inicialmente se evaluó exclusivamente la etapa R y las diferencias significativas de las propiedades físicas (calibre y color) de la fruta de 3 cosechas diferentes C1, C2 y C3 en fechas y horarios coordinados conjuntamente con el proveedor de la misma; posteriormente se evaluaron las diferencias significativas de las propiedades físicas (calibre y color) y químicas (índice de madurez) de la fruta de las 3 cosechas C1, C2, y C3 y su efecto al pasar por las etapas de R, A, T, y E de la cadena alimentaria.
2.1. Análisis físico
El análisis físico comenzó en la etapa R al determinar el calibre de la fruta a través de la medición de las dimensiones: diámetro, longitud y peso, y verificar el nivel de madurez a través del color mediante la escala visual detallada en la (NTE INEN 2 427, 2010).
Para medir el diámetro y la longitud se utilizó un calibrador pie de rey, con una precisión de 0.05 mm; para determinar el peso se usó una balanza semianalítica Pioneer Ohaus (0.001 g) donde se registró el peso individual (una a una) de 1 Kg de mora conforme lo señala la (NTE INEN 1750, 1994) de muestreo de hortalizas y frutas frescas.
Para la determinación objetiva de las diferencias del color en las etapas R, A, T y E de la cadena se empleó el colorímetro de superficie marca Konica Minolta, modelo Chroma Meter CR400; utilizando la escala de color CIE L*, a*, b* y empleando las ecuaciones 1 y 2 (Montalvo, 2010; Retting & Ah- Hen, 2014).
(1)
(2)
a*= Intensidad de color rojo/verde (+a indica rojo, -a indica verde)
b*= Intensidad de color amarillo/azul (+b indica amarillo, -b indica azul)
C=intensidad (croma) .
H*= Tono (hue), varía entre 0 y 360°
El croma C toma el valor 0 para estímulos acromáticos y normalmente no pasa de 150 y su color va desde los grises pálidos apagados a los más fuertes y vivos. (Retting & Ah-Hen, 2014).
2.2. Análisis químicos
Para efectuar los análisis químicos se determinó el tamaño de la muestra, constituido por 1 kg de fruta licuada y cernida, se realizó un muestreo al azar en cada etapa de la cadena alimentaria, según lo establecido en la norma para muestreo de hortalizas y frutas frescas (NTE INEN 1750, 1994).
El análisis químico determinó el grado de madurez de la fruta, donde se evaluaron los requisitos de acidez titulable, sólidos solubles e índice de madurez. Para el caso de la acidez titulable la medición fue de acuerdo con el ácido predominante, que para la mora de castilla corresponde al ácido cítrico; se pesó 30 g de pulpa y se diluyó en 200 ml con agua destilada, se tomó una alícuota de 20 ml y se tituló con NaOH 0.1 N, hasta el pH de 8.2 que es el punto de viraje del indicador fenolftaleína, se registró la lectura del gasto, según lo descrito por la A.O.A.C. (2007) y con la ecuación 3 se obtuvo el valor buscado.
(3)
Dónde:
V NaOH = Volumen de hidróxido de sodio consumidos en la titulación (ml)
N = Normalidad del hidróxido de sodio
Meq = Miliequivalentes del ácido cítrico (0.064)
Vt = Volumen final (ml)
Pm = Peso de la muestra (g)
Va = Volumen de la alícuota (ml)
Para la determinación del contenido de sólidos solubles se colocó una gota de la pulpa de la mora sobre el prisma de la superficie de un refractómetro calibrado de marca Milwaukee de 0 a 85% y se registró la medida en Brix, según lo descrito por la A.O.A.C. (2007).
Para el análisis de pH se empleó un potenciómetro con electrodo previamente calibrado con buffer a pH 7 y pH 4. Se tomaron 20 ml de la pulpa, se introdujo el electrodo en el centro de la muestra con agitación constante y se registró la lectura, según la A.O.A.C. (2007).
Para determinar el índice de madurez se utilizó la ecuación 4.
(4)
2.3. Diseño experimental y Análisis estadístico
Para la evaluación de la calidad de la fruta en la etapa de R se utilizó un diseño unifactorial completamente aleatorizado de la variable cosecha C en 3 niveles C1, C2 y C3, en donde se analizó la influencia de las mismas sobre el calibre a través del diámetro, longitud y peso. Los resultados fueron procesados mediante un análisis de varianza ANOVA multifactorial y las medias fueron comparadas a través de la prueba de DMS a un nivel de significancia de 0.05, con el uso del programa estadístico Statgraphics Centurión XV.
Adicionalmente se utilizó un diseño experimental A x B; la variable A la etapa de la cadena alimentaria en 4 niveles R, A, T, C y la variable B la cosecha en 3 niveles C1, C2 y C3, en donde se analizó la influencia de las mismas sobre la pérdida de peso, el color, el pH, la acidez titulable, los sólidos solubles, e índice de madurez. Los resultados fueron procesados mediante un análisis de varianza ANOVA multifactorial y las medias fueron comparadas a través de la prueba de Tukey a un nivel de significancia de 0.05, con el uso del programa estadístico Statgraphics Centurión XV.
3. Resultados
3.1. Análisis físicos
Los resultados de las mediciones del calibre promedio de la fruta en la etapa R para las 3 cosechas de estudio se presentan en la Tabla 3.
*media +- DS (n=30)
Letras minúsculas iguales significa que no hay diferencias estadísticas significativas del calibre entre cosechas. Empleando prueba Tukey 5%
3.2. Color
En la Figura 2, se presenta el análisis de la luminosidad, intensidad de color y matiz en cada etapa.
3.3. Pérdidas de peso
En la Tabla 4, se presenta el análisis de las pérdidas de peso en las etapas de la cadena en cada cosecha evaluada.
Tabla 4 - Pérdida de peso en las etapas de las 3 cosechas con sus diferencias significativas
*media +- DS (n=30)
1 Letras minúsculas distintas en una misma columna denotan diferencias estadísticas significativas de la pérdida de peso entre las etapas y letras iguales no hay diferencias. Empleando prueba Tukey p<0.05.
2 Letras mayúsculas distintas en una misma fila denotan diferencias estadísticas significativas de la pérdida de peso entre las cosechas y letras iguales no hay diferencias. Empleando prueba Tukey p<0.05.
3.4. Análisis químico
En la Figura 3 se presentan los resultados alcanzados de pH, sólidos solubles (Brix), acidez titulable e índice de madurez de la mora de castilla en cada etapa poscosecha.
4. Discusión
4.1. Análisis Físicos
Al analizar el calibre de la fruta en la etapa R, se registraron valores de peso promedio: 9.03 ± 1.53 g y dimensiones promedio de diámetro: 22.76 mm y longitud: 27.76 mm que señalaron un calibre entre mediano (25 - 18 mm) a grande >25 mm de acuerdo con la (NTE INEN 2 427, 2010), y calibre A longitud ≥ 27 mm y peso 9.2 g según (NTC 4106, 1997), similares resultados reportó (García & García, 2001). Según menciona (Montalvo, 2010), en sus investigaciones sobre la mora de castilla, las mejores accesiones ecuatorianas seleccionadas por peso fueron de 7.04 a 7.36 g, pesos menores a los registrados en este estudio, por lo que se verificó son mejores accesiones debido tipo de suelo y condiciones edafológicas del cultivo en la localidad de Huaca en la provincia del Carchi.
En la etapa R, el productor de la fruta no espera que esta llegue a su correcta madurez. Un adecuado proceso de recolección que permita reducir las pérdidas y conservar la calidad requiere un recolección de fruta con un estado de madurez homogéneo (García & García, 2001). Con respecto a la figura 1 debería estar entre los grados 3 y 4.
No se evidenciaron cambios significativos del color de la mora desde la etapa R hasta la etapa E debido a las características no climatéricas de la fruta.
En relación con el color, un valor medio de cromaticidad a*positivo no significativo (p<0.05) desde 14.39 a 18.65 basándonos en la escala croma de color, se puede indicar que la mora registró un incremento desde el color rojo claro a rojo oscuro, mientras que con el valor de cromaticidad y b*positivo no significativo (p<0.05), con valores entre 2.97 y 12.26 que indican colores desde amarillo a rojo azulado. El ángulo Hue (º H) señaló la tonalidad con valores entre 0 y 360º que indicaron tonalidades de rojo oscuro; en la cromaticidad C* cuya escala puede ir de 0 a 150. se obtuvieron valores no significativos (p<0.05), entre 18.28 a 21.66 que correspondieron a colores rojo opacos o apagados, debido a la maduración y evaporación; valores similares para a*, b*, ºH, y C* fueron reportados por Montalvo (2010), en una mora con el 50% y 75% de madurez de nivel 4 a 5 de la escala de color visual de los requisitos de la (NTE INEN 2 427, 2010). Los valores de L* registraron cambios no significativos (p<0.05) entre 25.7 y de 21.8 en las etapas R y E respectivamente, lo que significó mayor oscurecimiento en los frutos, similares resultados reportó (Farinango, 2010).
Las antocianinas son pigmentos que dan el color rojo, violeta y azul a la mayoría de las frutas. Una de las características en la maduración de las frutas rojas es la sustitución del color verde inicial por el rojo o violeta por la síntesis de pigmentos coloreados (Farinango, 2010; García & García, 2001). Según (Delgado, 2012), indica que las antocianinas presentan una fuerte actividad antioxidante que ejerce una protección contra los radicales libres y también presenta un efecto de inhibición frente a las enzimas oxidativas. Además, las antocianinas son susceptibles a los cambios de pH.
Según (Bejarano, 1992) en la mora el índice de madurez utilizado para el consumo en fresco se relaciona con el viraje de color a negro morado brillante y para el estado de madurez comercial que es la que busca el productor se recomienda cosecharla con una coloración rojo escarlata uniforme.
4.2. Análisis químico
La Figura 3 (a) muestra que en las 3 cosechas los valores de pH presentaron un ligero aumento, desde la etapa R: 2.77 ± 0.24 hasta la etapa E: 2.99 ± 0.10 aunque sin diferencias significativas (p<0.05). Este ascenso se debió a que hubo un aumento de temperatura, en las etapas T y E. Farinango (2010), también reporta una tendencia ascendente del pH en la fruta en su madurez organoléptica, con un valor promedio de 2.79.
Reina (1998) en sus investigaciones poscosecha con la mora reportó un incremento del pH desde 2.98 a 3.18, es decir menor acidez, atribuyó este resultado a la temperatura de almacenamiento que superó los 8 ºC. Con esto, es necesario tener en cuenta que esta fruta tiene gran susceptibilidad a ser almacenada a altas temperaturas por lo cual debe evitarse que la fruta esté a temperaturas mayores de 10 ºC ya que se incrementa el porcentaje de deterioro de la fruta. A mayor temperatura mayor pérdida de agua, el deterioro de la apariencia de la fruta es causado por el etileno, e incremento de la tasa de respiración que promueve el crecimiento de patógenos y acelera los procesos de senescencia. Según (Freire, 2012), la fruta recién cosechada presentó un pH promedio de 2.85 y se observó una ligera tendencia ascendente cuando llegaron a los sitios de comercialización estos fueron transportados en caja de cartón de 4 kg, tomando en cuenta que el transporte fue de Ambato hasta Quito.
No se observaron diferencias significativas del pH, (p>0.05) de la fruta en la etapa R: 2.77± 0.24 a 2.99 ± 0.10 en la etapa E; Montalvo (2010), reportó una tendencia similar en la cual observó que la mora con una madurez del 75% de viraje de color (de rojo a negro) se produce el incremento de 2.78 a 2.89 y de 2.56 a 2.88 en dos accesiones de mora de castilla respectivamente. (Farinango, 2010), también reportó una tendencia ascendente del pH en la fruta en su madurez organoléptica, con un valor promedio de 2.79.
El incremento de pH también pudo deberse a la distancia entre la zona productora y el sitio de expendio, así como las condiciones ambientales como temperatura, esto se relaciona con lo mencionado por (Reina, 1998), que a mayor temperatura, en los primeros días de la poscosecha, es mayor la variación en los parámetros químicos ya que esta fruta tiene gran susceptibilidad a ser almacenada a temperaturas altas mayores a 8 ºC, en lo que refiere a la duración de la vida útil del producto.
En la Figura 3 (b) se pudo observar que en las 3 cosechas los valores de sólidos solubles se incrementan desde 8.39 ± 0.55 °Brix, en la etapa R hasta 9.50 ± 0.85 °Brix, en la etapa E, comportamiento que coincide con lo observado por (Dayron, Fischer, & Flórez, 2006; Montalvo, 2010; García, 2008 y Reina, 1998), para los primeros días de almacenamiento de la fruta.
Además se observó que los contenidos de sólidos solubles fueron superiores a los publicados en la Norma Técnica Colombiana NTC 4106, 1997de 8.50 °Brix para la mora de castilla madura, pero similares a los reportados por Montalvo (2010) que van desde 9 hasta 11 °Brix. Según (Reina, 1998), los cambios del contenido de sólidos solubles °Brix en los días poscosecha presentaron una tendencia ascendente a temperatura ambiente.
Según Montalvo (2010), los sólidos solubles se incrementaron con la maduración, no solo por el incremento en el contenido de azucares, sino también por causa de la deshidratación junto al incremento de los pigmentos propios de la fruta, a lo que se añade un aumento de la concentración de los mismos.
Como se observa en la Figura 3, en las 3 cosechas se registró una disminución no significativa (p<0.05) de la acidez titulable promedio por etapa desde 2.47 ± 0.33% en C, hasta 2.20 ± 0.28 % en E, esto sucedió porque la mora en las etapas T y C aumentaron su tasa respiratoria, y su contenido de azúcares. Un comportamiento similar reportó (Montalvo, 2010), la acidez tiende a disminuir con la maduración y senescencia debido al aumento de la tasa respiratoria y el contenido de azúcares y pigmentos.
En la Figura 3 (c) se puede observar que en las 3 cosechas existió un aumento del índice de madurez desde la etapa R con 3.46 ± 0.57 °Brix / Ácido cítrico % hasta la etapa E con 4.37 ± 0.61 °Brix / Ácido cítrico % con diferencias significativas entre las etapas de R, A, T y E respectivamente. Esto se debe a que mientras más tiempo transcurre, la fruta madura más. Según (Reina, 1998), a medida que el fruto madura, la acidez baja, entre tanto que el porcentaje de azúcares aumenta.
Con el análisis de sólidos solubles se puede determinar que existen diferencias significativas entre la etapa R y E debido a que se analizó la fruta luego de las 24 horas transcurridas entre la recolección y el expendio en el mercado; se evidenció que la fruta no fue recolectada con una correcta madurez.
La acidez titulable no presentó diferencias significativas, pero sí un descenso. Se observó que en la etapa E para las 3 cosechas la mora de castilla existió una tendencia descendente en relación con la obtenida en la etapa R. Según lo reportado por el autor (Reina, 1998), la acidez tiende a reducir con la maduración y senescencia debido al aumento de la tasa respiratoria y el contenido de azúcares y pigmentos.
El Índice de madurez aumentó ligeramente desde la etapa R hasta E, esto se debió a que en esta última etapa la fruta estuvo sometida a una temperatura mayor a los 23 ºC, también se pudo ver que no existieron diferencias significativas entre las etapas.
Los sólidos solubles °Brix, pH, acidez titulable e índice de madurez variaron en cada cosecha, pudo deberse a muchos factores como son temporada de cosecha, factores ambientales, temperatura, humedad, y factores precosecha por esta razón se pudo observar varianza entre algunos análisis, debido a que resulta complicado determinar cuáles fueron los factores precosecha que influyen en estas diferencias no se profundizó en el estudio de estas diferencias. Además cada planta regularmente tiene frutos de diferente grado de madurez y se cosechó de distintas plantas en distintos espacios de terreno.
5. Conclusiones y Recomendaciones
En la etapa de recolección es importante poner atención en el tamaño o calibre de la mora ya que esto contribuye a una clasificación más uniforme de la fruta, basado en indicadores de calidad bajo aspectos físicos.
Con el análisis químico realizado se determinó que en las etapas de transporte y comercialización existió un incremento de los sólidos solubles, pH e índice de madurez, con respecto a la acidez esta disminuyó conforme pasa el tiempo, esto se debe a que la fruta se encontraba a temperaturas mayores a los 10 ºC, incrementando la tasa de respiración que aceleraron los procesos de senescencia.
Un incremento de los pigmentos de la fruta no solo se debe a la maduración sino también a la pérdida de humedad por el calor de la respiración, lo cual significa un incremento de la concentración de azúcares a causa de la deshidratación.
En la cadena alimentaria de la mora de castilla se determinó que la etapa de recolección es la más importante y delicada ya que la fruta debe cosecharse con un adecuado grado de madurez comercial que en la escala (NTE INEN 2 427, 2010; INCONTEC, 1997) está entre 3 y 4 (algunas drupas amarillas y rojo escarlata brillante), esto definirá la calidad y resistencia de la fruta para las siguientes etapas.
El análisis estadístico realizado con respecto a las pérdidas de calidad demostró que en la etapa de expendio existió mayor porcentaje de pérdidas de hasta del 6%; esto se debió a los tiempos de procesos de valor no agregado durante 24 horas desde la etapa de recolección, sumado a la falta de control de temperatura durante las etapas y uso empaques inadecuados.
Se recomienda realizar estudios de estandarización peso y volumen máximo adecuado por envase en la etapa de recolección de la mora de castilla para evitar pérdidas de peso por presión y escurrimiento de la fruta de la base del envase.
Se recomienda el control de la temperatura (4 - 8) °C en las etapas de la cadena alimentaria de la mora de castilla identificadas para este ciclo de gestión del negocio.
