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INTRODUCCIÓN
El plátano verde tiene gran importancia socioeconómica en varios países a escala mundial 1. Este constituye una fuente significativa de empleo e ingresos debido a su exportación y sobre todo al consumo masivo local ya que su aporte energético es fundamental en la dieta diaria de los habitantes de países productores de esta fruta 2,3. Existe una gran variedad de plátanos, el más importante es el “Horn Plantain” conocido en costa rica como “Curarré” y en Ecuador como “Barraganete”. también se encuentra otro tipo de plátano como “French Plantain” o “Plátano Dominico” y los clones conocidos como “Guineas”4. La transformación del plátano verde, en cualquiera de sus variedades, se ha concentrado en actividades artesanales y pequeñas agroindustrias que utilizan diversas técnicas para obtener productos derivados tales como fritos (ej. chips con distintos sabores y condimentos, rebanadas con sal), fritos congelados (ej. tostones o patacones) y preparados (ej. harinas, pastas, tortillas) 5 que también son altamente consumidos y comercializados.
El patacón, conocido en otros países latinoamericanos como tostón, es elaborado a partir de trozos de plátano verde que son sometidos a fritura, prensado o formado y vuelven a ser fritos para obtener un producto final de color amarillo dorado con textura crujiente 4. Actualmente, los patacones se elaboran de forma casera para consumo inmediato y requieren mucho tiempo en su obtención, sin embargo la actual población demanda menos tiempo en la preparación de sus alimentos por lo que se propone productos pre-procesados. De forma adicional, alimentos con valor agregado como patacones prefritos y congelados podrían constituir un producto innovador de exportación. Sin embargo, la cadena de frío representa un aspecto muy importante para la calidad de estos 5; por tal razón la evaluación y seguimiento de ciertos parámetros de calidad a diferentes temperaturas de almacenamiento es sustancial en este producto.
Parámetros como el brillo, color y pérdida de peso en un alimento son indicadores de su deterioro. Además, estos son muy importantes en la aceptación del producto por parte de los consumidores, y constituyen una preocupación para la industria ya que se pueden ver comprometidos de forma legal y comercial 6. Adicionalmente, el proceso de congelación en productos con alto contenido de grasa como los pre fritos permite mantener e incluso prolongar su vida útil. Por esto, el objetivo del presente trabajo fue evaluar la cinética de deterioro con respecto al brillo, color y pérdida de peso en patacones prefritos y congelados durante su almacenamiento a tres distintas temperaturas mediante un estudio de vida útil acelerado.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
Plátano verde (UTROPICA, Ecuador) obtenido del mercado la vega central de la ciudad de Santiago en Chile y aceite de maravilla (Chef, COPRONA, Chile) fueron las materias primas.
Obtención de las muestras
Para la obtención de las muestras se siguió el protocolo establecido por Flores, 2012 5. Para esto, el plátano verde fue lavado y pelado, se eliminaron los extremos con el fin de obtener un diámetro homogéneo a lo largo del mismo. Se cortó en rodajas de 2 cm de espesor que se sumergieron en aceite de maravilla a 160 °C durante 3 minutos y se escurrieron por 2 minutos, luego se formaron y almacenaron en bolsas plásticas herméticas a -10 °c durante 12 horas.
Almacenamiento de las Muestras
Se creó un ambiente con 90 % de humedad relativa, en el cual se almacenaron 6 patacones identificados: 3 para evaluación de color y brillo, y 3 para pérdida de peso. Posteriormente estos se colocaron en estufas de laboratorio (VELP, Italia) a las temperaturas de experimentación (5 °C, 20 °C y 30 °C).
Evaluación de brillo y color
Mediante un sistema de visión computacional que consta de una caja oscura con 4 iluminantes (D65) de 18 W (Phillips) colocados a 45 ° de la muestra, además de una cámara digital (Canon 4 MP Powershot G3, Japón) a 22,5 cm de distancia de la misma 7 se tomaron imágenes digitales de ambos lados de cada uno de los patacones. Las fotografías fueron en fondo blanco y se analizaron con el programa Adobe Photoshop CS5 Extended, obteniéndose los valores RGB (red: rojo, green: verde y blue: azul) que luego se convirtieron a los parámetros del sistema CIE L*a*b*. Finalmente se calculó el cambio de color ΔE2000 descrito por Sharma et. ál., 2005 8.
Porcentaje de pérdida de peso
Las muestras fueron pesadas en diferentes momentos en una balanza analítica electrónica (Shimadzu, AUX 120, Japón) durante su almacenamiento. Los porcentajes de pérdida de peso se calcularon mediante la siguiente ecuación:
donde M0 es el peso inicial de la muestra (g) y Mt el peso de la muestra a un tiempo t de tratamiento (g).
Modelamiento Cinético
Se determinó el orden de reacción y las constantes de velocidad del brillo (L*), cambio del color (ΔE) y porcentaje de pérdida de peso a partir de los datos experimentales realizando un análisis de regresión simple para los modelos cinéticos de orden cero y orden uno de acuerdo a las siguientes ecuaciones:
00± ktdonde Q es el parámetro que se degrada a un determinado tiempo t, Q0 el parámetro al tiempo inicial 0, k es la constante cinética de la velocidad de degradación a una determinada temperatura y t es el tiempo. También se determinó la dependencia térmica de los mismos parámetros por medio del cálculo de la energía de activación mediante las siguientes ecuaciones:
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Evaluación de brillo y color
A las temperaturas de estudio es posible el crecimiento de microorganismos 9, este factor evidentemente contribuyó a la disminución en el brillo (L*) debido a la presencia de mohos en las muestras almacenadas a 20 °C y 30 °C después de las 72 horas de almacenamiento aproximadamente (Tabla 1). Matiacevich y col., 2011 reportaron resultados semejantes en arándano, atribuyendo este cambio del brillo a la presencia de Botrytis cinérea que tiene un crecimiento acelerado a altas temperaturas 7. Además, es conocido que la temperatura es un factor que contribuye al pardeamiento de los alimentos 10, por esta razón el oscurecimiento (disminución en el parámetro L*) fue mucho más evidente en las muestras almacenadas a 30 °C en comparación a las de 5 °C y 20 °C (Figura 1). Por otro lado, en la Figura 2 se observa que las muestras almacenadas a 5 °C y 20 °C presentaron similar cambio de los parámetros de cromaticidad, mientras que en los patacones almacenados a 30 °C existe un significativo aumento en a* y disminución en b*. Resultados similares fueron obtenidos por Ammawath y col., 2002 en muestras almacenadas a 27 °C, atribuyendo este cambio de color a la insaturación de carotenoides susceptibles a la oxidación que promueven la disminución del tono amarillento, propio del producto, durante el almacenamiento 11. Así y en consecuencia, el cambio de color (ΔE2000) mostró similar comportamiento y equilibrio a las temperaturas de 5 °C y 20 °C (Figura 3). En cambio, las muestras a 30 °C sufrieron una drástica modificación, mostrando una pendiente mucho mayor, lo cual no sería favorable en la aceptabilidad del producto.
Figura 2 Cambio en los parámetros de cromaticidad de patacones prefritos congelados a distintas temperaturas de almacenamiento
Determinación de pérdida de peso
La Figura 4 muestra el comportamiento cinético del porcentaje de pérdida de peso en los patacones. Los valores al final de la experimentación fueron 0,51 %, 3,01 % y 7,28 % para 5 °C, 20 °Cy 30 °C, respectivamente. Es claro que el proceso de prefritura provocó únicamente una cocción superficial por lo que la actividad de agua entre 0,95 - 0,98 reportada para la fruta fresca no cambió significativamente 12. Esto permitió la transferencia de humedad por transpiración 6 y la presencia de mohos (Tabla 1) observada principalmente en las muestras almacenadas a 20 °C y 30 °C. Barreiro et. al., (2006) muestran resultados de pérdida de peso para la banana entre 5,2 - 6,7 % al cabo de su período normal de almacenamiento en condiciones óptimas y mencionan que estos porcentajes pueden ser apreciables especialmente en tiempos largos de almacenamiento a condiciones adversas, pudiendo alcanzar cifras de hasta el 30 % en casos extremos 6. En nuestro trabajo, estos valores son notablemente menores y se atribuye al procesado (prefritura) de la fruta, pues se crea una capa rígida que probablemente impida o dificulte el paso de agua presente desde el producto.
Modelamiento Cinético
El resumen de los resultados se muestra en la Tabla 2. De acuerdo a los coeficientes de correlación obtenidos, el brillo (L*) siguió una cinética de primer orden, mientras que el cambio de color (ΔE) y porcentaje de pérdida de peso una cinética de orden cero. Las constantes de velocidad de reacción indicaron que todos los parámetros son dependientes de la temperatura de almacenamiento pues aumentan cuando más alta es esta. En el caso de L* y ΔE2000 se observaron bajas correlaciones, por lo que posiblemente se deberían aplicar modelos polinómicos con el fin de obtener un ajuste aceptable como ha sido el caso de varios autores quienes han ensayado modelos combinados o fraccionales con el mismo objetivo 13,14. Por otro lado, es conocido que el valor de Ea es una medida proporcional a la sensibilidad de la reacción a la temperatura 15. De acuerdo con los resultados de la Tabla 3, el brillo (L*) es el menos afectado por la temperatura de almacenamiento pues presenta el valor de Ea más bajo, sin embargo el cambio de color (ΔE2000) fue el más susceptible en concordancia con los resultados obtenidos en la evaluación de brillo y color.
IV. CONCLUSIONES
Se evaluó la cinética de deterioro respecto al brillo, cambio de color y porcentaje de pérdida de peso en patacones prefritos congelados almacenados a 5 °C, 20 °C y 30 °C. El brillo (L*) siguió una cinética de primer orden siendo el menos dependiente de la temperatura de almacenamiento. por el contrario, el cambio de color (ΔE2000) siguió una cinética de orden 0 indicando una gran dependencia de la temperatura. En ambos parámetros las muestras almacenadas a 5 °C y 20 °C alcanzan el equilibrio después de las 72 horas. Por otro lado, existe un elevado porcentaje de pérdida de peso de los patacones a altas temperaturas y este factor sigue una cinética de orden 0. Así, de acuerdo a los parámetros estudiados, se recomienda temperaturas hasta de 5 °C durante el almacenamiento de este producto para la conservación de sus características físicas. Sin embargo, es necesario que los parámetros involucrados en el proceso de obtención también sean estudiados.
