Consideración para frutas y hortalizas

Especialidad: Elaboración Industrial de alimentos
Módulo: Elaboración de productos hortofrutícolas
FRUTAS Y HORTALIZAS
Las frutas y hortalizas forman un grupo muy variable de alimentos y
una fuente importante de vitaminas para la alimentación humana.
Las hortalizas y frutas tienen muchas semejanzas con respecto a su
composición, métodos de cultivo y cosecha, peculiaridades de
almacenamiento y/o procesamiento. En efecto, muchas hortalizas
pueden ser consideradas como frutas en sentido botánico exacto.
Botánicamente las frutas son aquellas partes de las plantas que
almacenan las semillas, por lo tanto, productos como tomates,
pepinos, berenjenas, chiles, pimientos, elotes y otros tendrían que ser
clasificados, sobre esta base, como frutas. Sin embargo, la d iferencia
entre frutas y hortalizas fue hecha sobre la base de uso. Las clases de
plantas que generalmente se comen durante el curso de una comida
principal son consideradas frutas. Esta es la diferenciación hecha por
los productores de alimentos por ciertas leyes de compra-venta y por
el público consumidor.
La mayoría de las frutas y hortalizas se puede comer en estado
fresco. La vida útil del producto fresco se prolonga por
almacenamiento refrigerado.
Para aprovechar estos productos a largo plazo, es necesario
transformarlos empleando diferentes métodos de conservación. Estos
métodos consisten en cambiar la materia prima, de tal forma que los
organismos putrefactores y las reacciones químicas y enzimáticas no
puedan desarrollarse.
Los productos a base de frutas y hortalizas se dividen en las siguientes
clases: enlatados; concentrados, jugos y néctares; congelados;
deshidratados; mermeladas y confituras; pastas y/o ates; jaleas,
confitados; encurtidos, salmueras y salsas.
El siguiente equipo es indispensable para la industrialización de frutas
y hortalizas, a nivel semi-industrial.
-
Báscula de pesado
-
M esas de selección, etiquetado y empacado, escurrido y
clasificación, de preparación
-
Tina de lavado
-
Pailas abiertas para escaldado y otras operaciones.
-
Prensa para extracción de jugos
-
Extractor de pulpa
-
Peladora
-
Cortadora
-
Estufón
-
Armario de deshidratación
-
Paila
cerrada
concentración
-
Bandas transportadoras para envases con tinas a sus lados para
depositar el producto a envasar.
-
Llenadora manual
-
Túnel de pre-esterilización
-
Cerradora de envases.
-
Autoclave de esterilización
-
Tina de enfriamiento
para
des
aireación,
pasteurización
y
MATERIA PRIMA
En cualquier proceso de transformación, el producto final será el
reflejo de la materia prima empleada y del proceso específico al que
ésta se haya sometido. Es por ello que para lograr productos de
calidad aceptable y uniforme se debe, además de utilizar métodos y
empaques adecuados, contar con materia prima y demás
ingredientes con las características necesarias para la obtención de
productos deseados.
Se puede definirá la materia prima como todos aquellos productos
hortofrutícolas empelados en la obtención de un producto en
específico.
El término hortaliza cubre las cuatro grandes clases en que se divide
este grupo de alimentos vegetales, a saber:
-
Semillas y vainas (chícharos, ejotes, habas, granos de elote,
etc).
-
Tubérculos, bulbos y raíces (papa, zanahoria, rábano, cebolla,
etc).
-
Hojas, tallos, brotes, yemas flores e inflorescencias (lechuga,
apio, brócoli, etc).
-
Frutos (pepino, calabacita, chile, etc).
Calidad de la materia prima.
La calidad de la materia prima es un elemento que influye en el
producto resultante, y puede verse afectada por casi cualquier
variable implícita en la producción, cosecha y entrega a las plantas
procesadoras.
Factores que afectan la calidad de la materia prima
Evidentemente, los productos agrícolas como las frutas y hortalizas
están sujetos a la influencia de un complejo conjunto de factores
ambientales y de prácticas de cultivo que determinan su calidad.
Entre los principales factores se encuentran los siguientes:
-
Área productora.
-
Clima
-
Relaciones suelo-planta
-
Labores de cultivo (fertilización, riego, control fitosanitario, etc).
-
Variedad (selección de variedades y mejoramiento genético)
-
Estado de desarrollo o madurez.
-
Daños debido a: microorganismos, insectos, enfermedades de
la planta, cosecha y traslado a la planta procesadora.
Requerimientos de la materia prima destinada al procesa miento.
Debido a la elevada diversidad de los productos hortofrutícolas
disponibles, es importante considerar en primer término tanto la
especie como la o las variedades con las que se va a trabajar en la
planta procesadora.
Es claro que la selección de la o las especies de frutas y hortalizas
está en función del tipo de producto que se desea obtener; sin
embargo, debido a la estacionalidad, tanto por la demanda de su
producción como por su disponibilidad, es recomendable
seleccionar
la
ola
variedades
que
permitan
el
máximo
aprovechamiento de la planta procesadora.
A
continuación se mencionan algunas acciones que pueden
ayudar al máximo aprovechamiento de la industria:
a) Escalafonar fechas de producción. En caso de que se tenga la
capacidad para trabajar varias especies, es recomendable, que la
materia prima éste disponible en cantidad suficiente y en forma
continua (/para operar con base a un programa).
b) Almacenar la materia prima (especies estables) dentro de la planta
procesadora, ya sea en fresco semi elaborada, para utilizar cuando
disminuya el suministro de la misma.
c) Seleccionar la materia prima.
d) Elegir combinaciones de frutas y hortalizas con diferentes épocas de
producción, pero con procesos similares que permitan utilizar
básicamente el mismo equipo, con lo cual se logra que la industria
trabaje todo el año o la mayor parte de él.
e) Desarrollar proyecciones de costos de materia prima y producción
para garantizar la rentabilidad de la industria.
Por lo que respecta a la variedad, cabe señalar que dentro de una
misma especie las variedades ofrecen diversas características que
pueden ser deseables o no, dependiendo de lo que se pretenda
obtener como producto transformado. Así diferentes variedades de
una fruta u hortaliza pueden presentar grandes diferencias en cuant o
a las características de color, forma, tamaño, textura, jugosidad,
sabor y composición química. Esto determina en cierta forma la
aptitud de cada variedad para su industrialización y el tipo de
proceso al que pueden someterse (incluso la necesidad o
conveniencia de hacer mezclas de variedades, como en el caso de
algunos jugos, vinos, etc).
De acuerdo con lo anterior, las frutas y hortalizas destinadas al
procesamiento deben reunir ciertas características que van a variar
según el proceso específico al que serán sometidas y el producto en
sí que se desea obtener.
Algunas características de la materia prima que deben considerarse
para el procesamiento son las siguientes
Características fisiológicas
De las características fisiológicas de los productos hortofrutícolas, la
única de interés para la obtención de productos derivados es el
estado de madurez o de desarrollo, ya que es determinante para la
calidad del producto final deseado.
El estado de madurez que reúne las características fisicoquímicas y
sensoriales adecuadas para la obtención de un determinado
producto procesado se denomina madurez de procesamiento´ y
varía de acuerdo con el producto en cuestión.
Por ejemplo, para la obtención de productos que contengan fruta
entera o en trozos, rebanadas, segmentos, tiras, cuadritos, etc., se
requiere que la fruta sea suficientemente firme para soportar el
proceso sin deshacerse o perder su forma, por lo que generalmente
se utiliza fruta con un estado de madurez poco avanzado, es decir,
un poco verde.
Por el contrario, para la obtención de jugos, néctares, bebidas,
purés, mermeladas, jaleas etc., en donde la fruta debe desintegrarse
durante la elaboración del producto, es conveniente utilizar fruta
con un estado de madurez más avanzado, de manera que por una
parte tenga una suavidad que facilite su desintegración (molienda,
prensado, despulpado) y por otra parte posea un sabor y un aroma
buen desarrollados, que permitan la obtención de un producto con
las óptimas características sensoriales .
Para su procesamiento las frutas climatéricas (manzana, pera,
durazno, mango, etc) normalmente se cosechan en madurez
fisiológica o en estado sazón y se transportan a la planta, donde se
efectúa una selección previa la procesamiento, destinado la fruta
menos madura a productos con fruta entera y aquella con madurez
más avanzada para productos en los que la fruta será desintegrada.
En caso de no encontrar en el lote fruta con avanzado grado
madurez y así requerido, ésta puede dejarse madura en las
instalaciones industriales antes de procesarse.
Una excepción a este criterio de cosecha en estado sazón es
cuando la industria se limita a procesar un solo tipo de producto,
para el que se requiere fruta con avanzado estado de madurez y
que la planta procesadora se localice cerca de la huerta. En esta
caso, la fruta puede cosecharse después del estado sazón, es decir,
puede cosecharse más madura de manera que obtenga mejores
características sensoriales durante su maduración aún unida al árbol,
y la industria no tenga que disponer de espacio para almacenar y
dejar madurar la fruta antes de utilizarla.
Por otra parte, las frutas no climatéricas (cítricos, fresa, piña, etc.)
deben cosecharse prácticamente en el estado de madurez
requerido para su procesamiento.
En el caso de las hortalizas, como pepinos, chícharos, cebollitas de
cambray y granos del lote, et., pocas veces puede aplicarse el
criterio anterior ya que estas se cosechan y procesan en diferentes
estados de desarrollo, es decir, durante alguna etapa de
su crecimiento.
Características morfológicas.
Las características morfológicas de una fruta u hortalizas que tienen
influencia en el procesamiento son:
-
la forma
-
el tamaño
-
la uniformidad en forma y tamaño y
-
la regularidad de la superficie (presencia de hendiduras,
chipotes, etc.)
Esto no significa que solo se procesan fruta u hortaliza de un tamaño
y forma determinados, pero sí debe buscarse aquella o aquellas
variedades que sean adecuadas al proceso requerido y al equipo
disponible, con objeto de obtener la mayor funcionalidad y
rentabilidad de la industria.
La importancia de la morfología del fruto se hace muy evidente en
los siguientes casos:
a) Cuando se utilizan procesos mecanizados, por ejemplo, mediante
calibradoras, despuntadoras, cortadoras y (o) peladoras mecánicas,
que operan para un tamaño y forma de fruta u hortaliza
determinados.
b) En el llenado de envases, donde se requieren características
morfológicas muy uniformes y específicas, tanto por cuestiones de
estética como de control de peso drenado y adecuación del
producto del envase.
c) En la determinación de las condiciones de proceso, como escaldado,
tratamiento
térmico
o
esterilización,
congelación,
secado
y
cristalización.
d) Cuando se requiere el transporte neumático o hidroneumático del
producto, como en el caso de champiñones, las papas, los granos de
maíz y los chícharos.
Características físicas y químicas.
Las características fisicoquímicas tienen importancia primordial en las
cualidades sensoriales del producto final, e incluyen:
Color
El color de la materia prima es importante, y en este sentido puede
ser deseable conservar el inicial o bien el que se desarrollo durante el
proceso. Por otro lado, el color, es en muchos de los casos, es un
indicador de la aplicación adecuada de un proceso.
Por ejemplo, las manzanas utilizadas para jugo son de las variedades
rojas, mientras que para la pulpa es mejor la Golden. Las uvas que
se emplean para la elaboración de jugo y jalea son de variedades
rojas.
En general, en procesos de baja temperatura los cambios de col or
son mínimos.
En los procesos térmicos (envasado, evaporación y deshidratación)
el color los alimentos o
materia prima fresca no es un indicador confiable en la aplicación
del proceso.
Así, algunas variedades de manzana y peras enlatadas, desarrollan
un tinte rosa durante el proceso.
Algunas variedades de cerezas enlatadas se decoloran debido a
que hay migración del color hacia el almíbar.
En algunas hortalizas verdes la clorofila cambia de un color verde
brillante a uno verde olivo (feofitina) y en el peor de los casos
adquiere incluso un tono café.
En consecuencia, para un adecuado control del color hay que
considerar lo siguiente:
-
La selección de variedades de reconocida estabilidad en el
color.
-
El correcto empleo de los procedimientos de pre tratamientos,
como el escaldado.
-
El uso de condiciones de proceso diseñadas para retener el
color natural del alimento.
-
La utilización de colorantes en algunos casos.
Textura
Es una característica de gran importancia en la materia prima, por lo
siguiente:
Requerimiento: la materia prima debe ser suficientemente resistente
para soportar el esfuerzo o tensión mecánica a la que se someterá
durante las operaciones de preparación.
Requerimiento: la materia prima debe resistir las condiciones de
procesamiento y desarrollar las textura deseada o adecuada en el
producto final.
En este sentido se han obtenido, por ejemplo, variedades mejoradas
de durazno y tomate que se adecuan a las operaciones de lavado,
pelado y clasificación mecánica.
Otros parámetros de textura que tienen mucha importancia son las
características de fibrosidad (como en el mango y en espárrago), de
arenosidad (pera), de chiclosidad (como la papa), etc.
Sabor
En lo que respecta a estas características lo que se busca es que
perdure le sabor natural sí este es agradable y reducir o evitar que se
desarrollen sabores fuertes o desagradables. En términos generales,
deben evitarse sabores extremosos A veces el sabor constituye más
bien el resultado de aditivos que de la materia prima (sopas, etc).
Este no es el caso de las frutas y hortalizas.
Composición química
La composición química de la materia prima desempeña un papel
importante en las características sensoriales del producto terminado
o para definir el tipo o cantidad del resto de los ingredientes que se
emplearán en la elaboración del producto final. Por ejemplo: en el
caso de las frutas el contenido de grados Brix y de acidez,
determinan la cantidad de azúcar que se requerirá en la
preparación del jarabe, néctar, etc.; el contenido de compuesto
pécticos pueden aprovecharse para obtener geles deseables, o el
contenido de almidón para conseguir grados de espesamiento
favorables; la humedad que es indispensable para evaluar el
rendimiento de un producto, una vez procesado, es decir, ya sea
para jugo, licor, mermeladas, almíbar, cristalizados y para su manejo
o en métodos de conservación en fresco, entre otros.
Establecer las técnicas para el análisis de las características
fisicoquímicas y
Microbiológicas de frutas y hortalizas.
Técnicas
empleadas
para la evaluación de propiedades
fisicoquímicas en frutas y hortalizas.
Las determinaciones de la calidad por expertos técnicos o mediante
jurados entrenados para determinar la calidad sensorial resulta
desventajosas al ser precisa mano de obra, y el hecho de la
percepción subjetiva de los resultados pone de manifiesto la
dificultad para realizar estos controles es la calidad. Además, la
producción de muchas frutas y hortalizas resulta estacional y los
resultados de las determinaciones de calidad deberán ser
reproducibles de forma que puedan efectuarse comparaciones de
un año a otro. Los jurados que valoran las cualidades sensoriales no
siempre pueden establecer con exactitud valoraciones de una
estación a otra, mientras que los métodos instrumentales sí pued en
hacerlo.
El método ideal para determinar la calidad deberá ser barato, no
destructivo de la muestra, fácil de emplear y no sometido a
variaciones o fatiga, con una respuesta amplia y de aplicación. Los
instrumentos disponibles en la actualidad no satisfacen todos
estos requisitos.
Los cambios de la calidad pueden ser detectados mediante le sabor,
olor y examen visual antes de que puedan ser determinados
instrumentalmente cambios físicos y químicos.
Color
El color puede ser valorado más fácilmente que el sabor, el olor y la
consistencia.
Los alimentos presentan una coloración porque los pigmentos que
contiene absorben la luz de unas determinadas longitudes de onda y
reflejan o transmiten la luz de otras. El color es afectado no
solamente por la concentración de pigmentos sino también por la
estructura física del alimento y también por la forma en que se
dispersa la luz desde su superficie. Los ejemplos de clorofilas,
licopeno, caroteno y xantofilas, mientras que los técnicos en
alimentos se interesan, por ejemplo, en la intensidad del color rojo y
amarillo mostrado por distintas medidas de la coloración y que
puede apreciar el consumidor.
Las determinaciones objetivas de los atributos del color incluyen
curvas
espectrofotométricas,
mediciones
triestímulo
CIE,
determinaciones de diferencias de color y mediciones practicadas
sobre pigmentos coloreados extraídos del producto.
La curva espectrofotométrica, determinada empleando un
espectrofotómetro de reflectancia, depende de la forma y de las
propiedades de dispersión de la luz de la muestra. La determinación
del color depende de las respuestas al color del ojo combinadas con
lacurva de medida de reflectancia. Aunque puede conseguirse una
medición exacta del color por éste método, el equipo es caro y la
determinación es lenta. Métodos más simples y más rápidos muy
empleados para el control de calidad son las determinaciones
triestímulo CIE realizadas usando colorímetros tale como el Gardner
Hunterlab. Este colorímetro mide la longitud de onda más reflejada
más dominante.
Otros instrumentos para la determinación de color son los discos de
Munsell y el Tintómetro de Lovibond, aunque estos métodos sean
totalmente objetivos ya que dependen del ojo humano para
comparar el color de la muestra con el producido, respecti vamente
por comparaciones de discos coloreados giratorios o colores de
referencia ajustados por un observador.
Se pueden emplear técnicas cromatográficas como la HPLC, y
espectrofotométricas, mediante una mezcla adecuada de solventes
para la extracción y separación de pigmentos.
Sabor
Los sabores son determinados mediante procedimientos químicos y
por jurados expertos en determinaciones sensoriales. Como los
métodos instrumentales son incapaces de tener en cuenta la
interacción entre el organismo y los estímulos para producir la
percepción del sabor, en la mayoría de los casos es necesario
establecer correlaciones entre las correlaciones de los componentes
de un alimento con puntuaciones de intensidad o descripciones de
jurados para la misma muestra. Los sabores básicos, dulces, ácidos,
salados y amargos, pueden ser valorados de forma simple, cuando
son puros. Sin embargo, un problema general que aparece en la
química de los sabores consiste en que los progresos alcanzados en
el análisis instrumental han permitido obtener una larga lista de
compuestos volátiles, aunque sin permitir valorar su importancia con
el sabor.
Consistencia.
La consistencia suele ser un factor de la calidad que se sobre valora
en las frutas y hortalizas, de forma que incluso si son aceptables el
color y el sabor, una consistencia indeseable, como puede ser:
flacidez, blandura o dureza excesivas, o aspecto harinoso puede
determinar que el producto sea rechazado.
Los factores que contribuyen a la consistencia son: la presión de
turgencia en el interior de las células que resulta importante para
que el producto sea crujiente y la resistencia de las membranas
celulares, que en combinación con las propiedades de adherencia
que mantiene juntas a las células aporta rigidez, firmeza y resistencia
al corte.
Las determinaciones de la consistencia se realizan para valorar en
qué forma se comportan los alimentos en respuesta a la
manipulación, tratamiento y almacenamiento y para predecir las
propiedades sensoriales relacionadas con la consistencia el grado de
aceptación. La determinación de la consistencia es muy compleja y
Análisis químico.
Para una solución de azúcar puede ser valorada mediante
refractómetros o en términos de °Brix.
La acidez puede ser determinada usando un medidor de pH o bien
por medio del método de acidez titulable.
El salado mediante la determinación de cloruro.
El contenido de humedad mediante el método de secado en la
estufa o bien en la balanza de humedad.
Análisis microbiológicos.
Los ensayos de inmunoabsorción unida a unas enzimas pueden
efectuarse de forma sencilla y barata sin que se precise mucha
experiencia o equipo por lo que puede hacerse fuera de un
laboratorio especializado, incluso en el campo. Estos ensayos utilizan
anticuerpos marcados con enzimas que son específicos para el
análisis en cuestión. Se dispone de un número cada vez mayor para
efectuar análisis como: ensayos de anticuerpos para vitaminas
(ácido pantótenico, B6, y folato), contaminantes (moho en pasta de
tomate), grupos de tóxicos naturales (incluyendo solanina
ycahconina) glucosilonatos ( compuestos descubiertos en las
brasicas que pueden formar isotiocianatos bociogénos y goitrina al
serhidrolizados) y más recientemente para tóxicos que han
aparecido como resultado de la actividad humana (tales como
herbicidas y funguicidas).
En
caso
de
sospecha,
principalmente
en
hortalizas,
de
contaminación microbiológica por el uso de aguas negras para
riegos o bien por industrias contaminantes con algunos metales
pesados se pueden realizar análisis sobre E.c oli, Listeria y Salmonella.
Todos los alimentos crudos, en especial las frutas y hortalizas,
contienen microorganismos que eventualmente causaran su
deterioro a menos que se les controle o destruya. Y a quela
preservación de los alimentos requiere que los microorganismos se
controlen y es importante conocer su comportamiento y estructura.
Muchos de los microorganismos que se han descubierto o
identificado que causan enfermedades a los seres humanos,
animales y plantas son los hongos y las levaduras, bacterias que
contaminan a las frutas y verduras
Los análisis microbiológicos, al producto terminado pueden ser.
Hongos: Están compuestos por filamentos tubulares multicelulares y
se reproducen por esporas; están ampliamente distribuidos en la
naturaleza, y en condiciones adecuadas de humedad, aireación,
temperatura, crecen sobre cualquier alimento.
Son capaces de sobrevivir en una gran variedad de sustancias y son
mucho más tolerantes al frió que al calor. El deterioro de alimentos
en envases cerrados y procesados, causado por hongos, es raro pero
no imposible. La mayoría de los hongos tienen poca resistencia al
calor y no pueden sobrevivir a los proceso térmicos severos.
El hongo llamado Bissochlamys fulva se ha relacionado con el
deterioro de algunos productos elaborados a base de frutas y
envasados.
Las formas termo resistentes productoras de esporas de este hongo
pueden sobrevivir mas de un minuto a 92 °C en alimentos ácidos o
acidificados.
El crecimiento de hongos en alimentos procesados
térmicamente no presenta un problema significativo para la salud.
Levaduras: Son microorganismos unicelulares de forma ovoide, más
pequeños que los hongos pero más grandes que las bacterias. Su
grosor es de 0.0125 mm y generalmente se reproducen por esporas.
Están asociadas particularmente alimentos que contienen ácidos y
Azúcar y son mas tolerantes al frío, la mayoría de las levaduras se
destruyen a °77C, el deterioro de alimentos enlatados por levaduras
se debe a un procesamiento insuficiente. El crecimiento de las
levaduras generalmente va acompañado de producción de alcohol
y grandes cantidades de CO2 el cual infla al envase.
El crecimiento de levaduras en alimentos procesados tampoco
representa un problema significativo para la salud pública.
B acterias: Son los microorganismos más importantes y problemáticos
en el procesamiento de alimentos. La mayoría son inofensivas pero
excretan enzimas que pueden producir sustancias venenosas. Las
bacterias son cuerpos unicelulares cuya longitud varia de .001 -.025
mm; las más importantes en el deterioro del alimento son redondas
(cocos)o con forma de bastón (bacilos), se reproducen cada 20 o 30
minutos, las bacterias se dividen en 2 grupos dependiendo de su
habilidad para formar esporas.
Por lo general los cocos y la mayoría de los bacilos no forman
esporas y se les denomina no esporulados; sin embargo algunos
bacilos pueden formar esporas las cuáles constituyen una etapa de
reposo no reproductora que permite su supervivencia en condiciones
desfavorables. Por lo general las esporas bacterianas son
extremadamente resistentes a calor, frío y agentes químicos, algunas
esporas pueden sobrevivir en agua hirviendo a 100° C por mas de 16
horas, las bacterias difieren en sus requisitos alimenticia y en sus
Características de crecimiento en función al oxigeno, la temperatura
y la tolerancia al ácido y a agentes químicos.
La bacteria más importante para el establecimiento de las
condiciones de un proceso térmico seguro es C lostridium butulinum
dado que forma esporas, es anaerobia, produce una toxina letal al
ser humano desarrolla a pH mayores de 4.5 y es altamente resistente
al calor y a agentes químicos.
Establecimiento del proceso térmico: De lo anterior se desprende que
los microorganismos son organismos vivos que no pueden crecer en
condiciones adversas y mueren cuando dicho ambiente se mantiene
por un determinado periodo o se torna extremadamente
inadecuado. El factor ambiental que más fácilmente se puede
regular para controlar la carga microbiana es la temperatura; sin
embargo, también se pueden se pueden emplear otros agentes
como algunos compuestos químicos o radiaciones como los rayos
UV, microondas etc.
Los alimentos contaminados con microorganismos se someten a altas
temperaturas por un tiempo determinado para eliminarlos, así como
para evitar la actividad enzimático, modificando la estructura
terciaria con lo cual se previene el deterioro del producto durante su
almacenamiento.