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N. López-Mejía, y L. E. Ordoñez-Santos, Efecto del tiempo de almacenamiento y sistema de envase en el color del pimentón verde (Capsicum annuum) mínimamente procesado. TecnoLógicas, vol. 21, no. 43, pp. 127-134, 2018.

1. INTRODUCCIÓN

El pimentón (Capsicum annuum) es un vegetal perteneciente a la familia Solanaceae [1], cultivado en zonas tropicales y subtropicales del mundo. Este es consumido en estado fresco y es empleado como saborizante y colorante natural [2]. Es considerado fuente importante de fibra, vitaminas A y C y fenoles, lo que le confiere propiedades antioxidantes y anti-inflamatorias [3]. Los frutos presentan diferentes colores según su estado de madurez, desde color verde a amarillo y rojo cuando está maduro.

La coloración verde en los frutos de pimentón es atribuida principalmente a la presencia de clorofila a y b en una proporción de 3:1, la cual se encuentra en el cloroplasto y también a propiedades físicas, tales como la disposición de las células en la superficie que selectivamente absorben y reflejan la luz incidente visible produciendo un espectro característico [4]. Este atributo de color es una de las características más importantes para el consumidor, ya que permite determinar la aceptación y la frescura del pimentón verde. Sin embargo, durante el procesamiento y almacenamiento de los productos mínimamente procesados, las operaciones físicas de pelado y cortado aceleran los daños fisiológicos en los frutos. Estas operaciones desencadenan cambios de color en el producto al degradar los pigmentos y generar compuestos pardos. Alteraciones causadas principalmente por el ingreso de oxígeno en los tejidos, y la acción de las enzimas [5].

El efecto del almacenamiento sobre las características fisicoquímicas del pimentón mínimamente procesado ha sido abordado en diferentes estudios, Barbagallo, Crisari y Patamé [6] comentan que el pimentón verde frente a los frutos rojos y amarillos, presentó sensorialmente mayor grado de aceptación después de 30 días de almacenamiento. En otro estudio realizado por Kugle et al. [7], reportan una reducción del 30 % en la concentración de carotenoides en pimentón amarillo mínimamente procesado después de 14 días de almacenamiento a 5 °C y 90 %HR. Adicionalmente, Ranjitha, Rao, Shivashankara y Roy [8] reportan que los parámetros de color L* a* y b* en pimentón verde mínimamente procesado empacado en atmosfera modificada, no presentó diferencias significativas frente a los frutos frescos después de 9 días de almacenamiento a 8 °C.

Existen muy pocos trabajos de investigación sobre los cambios de color en pimentón verde mínimamente procesado, producto con alta demanda en el mercado gourmet, los cuales están interesados en ofrecer a sus consumidores alimentos frescos y de alta calidad. Por lo tanto, el objetivo de la presente investigación fue evaluar el efecto del sistema de envasado y el tiempo de almacenamiento en refrigeración, sobre el color del pimentón verde mínimamente procesado.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

2.1 Materia prima

Pimentón verde (Capsicum annuum) proveniente de un mismo lote, de tamaño uniforme, sin defectos ni enfermedades se adquirió de un mercado local (CAVASA, Candelaria, Colombia) y procesado en el laboratorio de frutas y hortalizas de la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira. Estos se lavaron y desinfectaron a 50 ppm con hipoclorito de sodio por inmersión durante 10 min. El fruto se sometió a tratamiento térmico por 1 min a 70 °C para disminuir carga microbiana [9]. Posteriormente, se acondicionaron en tamaños homogéneos, en forma de julianas con 15 mm de largo y 10 mm de ancho empleando una procesadora de vegetales (Javar, Colombia). Luego se dejaron secar a condiciones ambientales (28 °C y 65 %HR por 30 min), con el fin de eliminar el exceso de humedad superficial antes de empacar. Las muestras fueron almacenadas empleando diferentes sistemas de envase, bajo condiciones de refrigeración (9 °C y 45 %HR por 14 días).

2.2 Envase y almacenamiento

Dos sistemas de envase fueron evaluados en el Pimentón verde Mínimamente Procesado (PMP). Para el sistema 1 (empacado en material de polietileno de alta densidad - envase en PEAD sin vacío), las muestras fueron incorporadas manualmente dentro del envase (capacidad = 100 g) y este fue sellado mediante el sistema ziploc de las mismas. Para el sistema 2 (envase en PEAD bajo vacío) las muestras fueron incorporadas de igual forma y selladas bajo vacío empleando un equipo (EGARVAC S.C.P, Basic B, España) con bomba de vacío de 20 m³ / h. Finalmente, para el sistema control (sin envase - control), las muestras fueron incorporadas en una bandeja de poliestireno comercial sin ninguna barrera a las condiciones de almacenamiento. Para todos los tratamientos se empleó 61 ± 1,50 g de muestra. Propiedades del material de envase como Permeabilidad al Vapor de Agua (PVA) y al Oxígeno (PO) fueron tomadas de lo reportado por Polymer Properties Data base [10] (PVA = 5,9 g25µ/m²/24h a 25 °C; PO2 =2325 g25µ/m²/24h).

2.3 Análisis fisicoquímicos

El peso del PMP fue medido empleando una balanza analítica de precisión ± 0,001 g (Boeco, BBL31, Alemania). Para ello previamente el material vegetal fue extraído del envase y climatizado (28 °C). Parámetros como pH y acidez titulable (% de ácido cítrico) se cuantificaron siguiendo los métodos AOAC 981.12 y 942.15 [11] respectivamente.

La medición de la concentración de clorofila total (CloT) expresada en mg/100 g de PMP se realizó de acuerdo con el método reportado por Gokmen, Bahçeci y Acar [12], con algunas modificaciones. Para ello, se utilizaron muestras de PMP de 5 g, las cuales se incorporaron a tubos falcón de 25 mL y se mezclaron con 20 mL de acetona al 80 % (v/v). Dicha mezcla fue homogenizada a 15.000 rpm por 1 min empleando ultraturrax (IKA, T18 digital, Alemania) y centrifugada (Indulab, 08T, Colombia) a 8.000 rpm a 4 °C por 5 min. El extracto obtenido fue filtrado usando papel filtro Whatman No.1. La absorbancia fue medida a 645 nm (A₆₄₅) y 663 nm (A₆₆₃) [13] usando un espectrofotómetro (Jenway, 6320D, USA). La concentración fue hallada con base en la ley de Lambert – Beer (1).

(1)

La concentración de carotenoides totales (CT) fue medida en el mismo extracto obtenido para la cuantificación de clorofila total. Para ello, se midió la absorbancia a 470 nm (A₄₇₀) y se realizó el respectivo cálculo (2) [14].

(2)

Donde,

FD= Factor de dilución

W= peso de la muestra en gramos

Parámetros de color CIEL*a*b* fueron analizados en PMP por triplicado con un colorímetro triestímulo (Chroma Meter-CR-400, Konica Minolta, Japón) previamente calibrado (Y=89,5, x=0,3166 y y=0,3347). Para el análisis se empleó un iluminante D65 y ángulo de observador 2° [15]. Valores de croma (C), ángulo de tono (h°) y diferencia de color (ΔE) fueron determinados mediante las ecuaciones (3), (4) y (5) respectivamente [16].

(3)

(4)

(5)

Donde,

a* = coloración rojiza (+) y verde (-),

b* = coloración amarilla (+) y azul (-).

ΔE = diferencia de color por efecto del tiempo, siendo L₀*, a₀* y b₀* los parámetros medidos en el día 0 de almacenamiento.

2.4 Diseño experimental y análisis estadístico

Un diseño completamente aleatorizado con arreglo factorial 3² fue llevado a cabo para estudiar el efecto del factor tiempo (0, 7 y 14 días) y sistema de envase (control, PEAD y PEAD-V) sobre las variables fisicoquímicas, pH, acidez, clorofila total, carotenoides totales y color, del pimentón mínimamente procesado. El método estadístico consistió en un análisis de varianza ANOVA con comparación de Tukey, empleando un nivel de significancia P< 0,05. El software utilizado fue SPSS. 18.

3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

3.1 Análisis fisicoquímico

El PMP en el día 0 de almacenamiento presentó valores de pH desde 5,09 hasta 5,19; acidez titulable en un intervalo de 0,027 hasta 0,030; clorofila total entre 11,15 hasta 13,01 mg/100 g y carotenoides totales en un rango de 3,25 hasta 3,71 mg/100 g. Mayores valores de pH, acidez y menores concentraciones de clorofila total han sido reportados por otros investigadores [17] (pH = 5,14 ± 0,05; A. Cítrico 0,028 ± 0,001 % y CloT = 6,06 mg/100 g). Los parámetros de color CIEL*a*b* en PMP para las coordenadas L* (42,30 a 44,52), a* (-11,96 a -10,17), b* (14,82 a 23,79), C (17,98 a 28,52) y h° (123,49 a 126,91), fueron diferentes a los obtenidos por Quipo-Muñoz et al. [17] (L*= 32,32, a* = -9,91, b* = 10,20, C=14,22 y h° = 134,20). Las diferencias en las propiedades fisicoquímicas evaluadas pueden ser ocasionadas por el tratamiento térmico al PMP, el cual fue de 70 °C durante un 1 min para este estudio, menor en comparación al tratamiento térmico de 98 °C durante 5 min de los autores citados. El tratamiento térmico al cual fue sometido PMP de este estudio conservó en mayor proporción la concentración de clorofila, ya que esta fue mayor (11,15-13,01 mg/100 g) a la reportada en el trabajo de [17] (6,06 mg/100 g). Este comportamiento ya ha sido reportado previamente por autores como Martínez-Hernández, Artés-Hernández, Gómez, y Artés [18], los cuales argumentan que mayores valores del parámetro a* (más negativo) se debe a mayor concentración del pigmento (clorofila), lo que indica menor pérdida de magnesio y por lo tanto menor formación de feofitinas [19]. Por otro lado, dichas diferencias pueden deberse a la variedad utilizada por el autor y el tiempo de cosecha que llevaba el mismo antes del procesamiento.

Propiedades fisicoquímicas medidas en el pimentón verde mínimamente procesado en función del sistema de envase y del tiempo de almacenamiento se muestran en la Fig. 1, los cuales registraron un efecto significativo (P<0,05) sobre dichas propiedades. En la Fig. 1a, se muestra cómo la muestra control presentó una disminución significativa de peso en el día 7 de almacenamiento, el cual fue del 89 % aproximadamente. A partir de ese día, PMP solo disminuyó un 17 % más de su peso inicial. Por el contrario, los demás sistemas de envase (PEAD y PEAD-V), no presentaron una disminución significativa en este parámetro (Fig. 1a). La pérdida de peso en las muestras control, se debe migración de vapor de agua de la muestra estudio al aire circundante, gracias al gradiente de humedad entre la muestra y un ambiente de almacenamiento con menor humedad (45 %HR). Por el contrario, en los productos envasados (PEAD y PEAD-V) la baja permeabilidad al vapor de agua del material de envase evito pérdidas de agua.

Fig. 1.
Propiedades fisicoquímicas del pimentón verde mínimamente procesado en función del sistema de envase y del tiempo de almacenamiento.

(a) Peso, (b) pH, (c) acidez titulable (%A. Cítrico), (d) clorofila total, (e) carotenoides totales y (f) diferencia de color. Letras diferentes en columnas con diferente trama indican diferencias significativas por efecto del sistema de envase. Letras diferentes en columnas con la misma trama incidan diferencias significativas por efecto del tiempo de almacenamiento.

Fuente: autores.

En la Fig. 1b se muestra cómo el pH disminuyó significativamente con el tiempo de almacenamiento sobre todo en PMP envasado en el sistema PEAD y PEAD-V, lo que se relaciona con la acidez, la cual aumentó significativamente (P<0,05) (Fig. 1c). Lo anterior, es debido a la baja permeabilidad al vapor de agua del material de envase, lo que hace que el agua en forma de vapor que va perdiendo el alimento no migre al medio exterior, si no que condense y forme un caldo rico en nutrientes que facilita la proliferación de microorganismos. Adicionalmente, PMP envasado en PEAD-V al no contener oxígeno, y el alimento tener un alto contenido de humedad y de actividad de agua, puede presentar crecimiento de microorganismos que generan procesos de fermentación anaeróbicas. Por lo tanto, en futuros estudios se podría evaluar la estabilidad microbiológica de PMP envasado en los diferentes sistemas de empaque y determinar qué microorganismo está ocasionando la alteración del alimento.

En la Fig.1d se observa que la clorofila se degradó en mayor proporción en PMP sin envase (control) y en menor proporción en PEAD-V, a pesar de que estas presentaron un menor valor de pH, siendo la clorofila más estable a pH alcalino [20]. En cuanto a la concentración de carotenoides totales, esta solo fue afectada significativamente por el tiempo de almacenamiento (Fig. 1e). Adicionalmente, ΔE fue mayor para PMP control respecto a los otros dos sistemas de envase (Fig. 1f). Menor valor en dicho parámetro fue obtenido para PEAD-V en el día 14 de almacenamiento. Los cambios de color en el producto mínimamente procesado se deben principalmente a degradaciones oxidativas de los pigmentos presentes en el pimentón verde, causadas principalmente por las enzimas clorofilasa, lipoxigenasa y peroxidasa [7]. En el caso de las clorofilas, estas pueden ser degradadas enzimáticamente a feofitina seguida de feorfórbido que finalmente se convierten en compuestos incoloros, y son transportados y almacenados en la vacuola [21] y [22]. Respecto a los carotenoides, estos pigmentos son sensibles a procesos de oxidación desencadenados por la lipoxigenasa, presencia de luz, oxígeno y bajos valores de pH [23]. Las acciones de estos factores oxidan los carotenoides a compuestos incoloros como epoxi-carotenoides, apo-carotenoides, e hidroxi-carotenoides [24].

4. CONCLUSIONES

Después de 14 días de almacenamiento el envase PEAD-V permitió retener el 62 % de las clorofilas, el 75 % de los carotenoides totales y presentó el menor cambio de color (ΔE = 12) en el pimentón mínimamente procesado. El envase PEAD-V puede ser una alternativa válida en la conservación del pimentón verde mínimamente procesado ya que logró disminuir en gran medida la pérdida de peso del vegetal, así como la degradación de pigmentos como clorofila y carotenoides totales.

Agradecimientos

Este trabajo fue financiado por la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira y desarrollado en el laboratorio de frutas y hortalizas.

4. REFERENCIAS

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