APROVECHAMIENTO DE CACHAMA (Colossoma macropomum) EN LA ELABORACIÓN Y DESARROLLO DE ALIMENTOS FUNCIONALES DE ALTO VALOR BIOLOGICO ELABORATION AND OPTIMISATION OF CACHAMA (Colossoma macropomum) FUCTIONAL PRODUCTS Diana Carolina Díaz Crismat1; Boris Eduardo Salazar Mendoza1; Guillermo Salamanca Grosso1; Maida Cacique2; Raúl Casanova Ostos2 Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos, Universidad del Tolima. 1 Universidad Nacional Experimental del Táchira, San Cristóbal Estado Táchira Venezuela 2 RESUMEN La carne de pescado contiene proteínas de importante valor biológico, vitaminas, minerales y lípidos, fracción constituida por triglicéridos y fosfolípidos; el contenido de carbohidratos es bajo; en muchos países es la principal fuente de alimentación. En este trabajo se relacionan la metodología y aspectos relevantes del procesado para la obtención de un embutido cárnico tipo bologña a base de cachama (Colossoma macropomum), harina de sagú (Marantha arundínacea L.) y soja texturizada. Se ha usado cachama sin deshuesar como base de un grupo de mezclas, derivadas del diseño experimental. En este caso se evaluaron 16 composiciones diversas con restricciones en los componentes, identificándose tres opciones posibles con características sensoriales y tecnofuncionales deseables. Las mezclas se caracterizan por su alto valor nutricional y energético. La vida útil de los productos es de 3 a 4 semanas bajo condiciones de refrigeración de 5º-7°C (41º-44,6ºF). No se observo evolución por rancidez, presencia de agentes microbiológicos haciéndolos aptos para el consumo humano. Fecha de recepción: Agosto 31 de 2007 Fecha de aceptación: Mayo 2 de 2008 Correspondencia: E-mail: [email protected] - [email protected]. Universidad del Tolima. Altos de Santa Helena, Ibagué- Colombia. 74 Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 APROVECHAMIENTO DE CACHAMA El valor biológico global del producto provee de minerales, fibra, grasa total, carbohidratos y proteína. Los valores observados para las propiedades térmicas del producto a 70°C (158ºF) fueron: densidad 1103.6 kg/m3, capacidad calorífica (Cp 3.36 Kjkg-1ºC-1), conductividad térmica (k 0.523 W/m-1ºC-1), difusividad térmica aparente (α 0.141 m2s-1. El autoclavado de las muestras se simulo en botes de chapa de 99mm x 102mm (401x400) y 127mm x 156mm (500x512), para E.coli y S. aureus a 70°, 80° y 100°C (158º, 176° y 212°F). Los perfiles de termorresistencia fueron mayores para S. aureus. Palabras Clave: Alimentos. Agroindustria. Propiedades fisicoquímicas. Alimentos funcionales. ABSTRACT Fish have very important biological proteins, vitamins, minerals and fats, constituted by phospholipids and triglycerides, carbohydrates proportion is low although in some countries they are the principal feed source. This research relates the metodolgy and the main aspects for the “Bologna” meet delicatessen, based on cachama (Colossoma macropomum), sagú flour (Marantha arundínacea L.) and soja. Fresh cachama was used as base of the mixture design, from experimental design. 16 compositions were evaluated, with components restrictions; 3 options were identified due to their functional ands attractive properties. Mixtures are characterized for their high energetic and nutritional value. Lifetime under refrigeration conditions (5-7 ºC) was 3-4 weeks. There was not microbial agents' presence, nor rancidness, make them able to human consumption. The whole biological values of this product, provides minerals, fiber, fat, carbohydrates and proteins. Thermal properties at 70ºC were: specific heat capacity 3,36 Jkg-1ºC-1, thermal conductivity: 0,523 Wm ºC, thermal diffusivity 0,141 mm2 s-1 . The retort system was settled with 3 different types of tin cans (99X102 mm), (401X400mm) and (127X156mm), for E coli, S aureus at 70, 80, and 100ºC. Each case showed a great thermal resistance by S aureus in this scenario, also thermal treatments duration decreased as the retort temperature increased although is necessary to evaluate the effects on the final product quality properties. Keywords: Food,Agroindustry, Physical chemistry properties, Functional food. Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 75 Díaz et al Introducción La cachama ( C o l o s o ma ma cropomun) está ampliamente distribuida en los ríos Venezuela, desde la cuenca del Orinoco y el Caroni hasta el occidente venezolano. Ha sido objeto de estudios para la producción de alevines e implantación de cultivos de engorde en varios estados en ese país, en especial en los estados llaneros y regiones aledañas al rio Orinoco. Tiene pocos requerimientos para su cultivo en criadero, por lo que existe una elevada producción nacional de la especie. Existen dos variedades de la especie, la cachama blanca, que se distingue por su alta producción y sobre la cual Brasil y Colombia, han centrado su atención para su explotación y la cachama negra que es el resultado de la deriva genética por cruce.(1,2) Ésta, puede llegar a alcanzar hasta un metro de longitud y un peso de 30 kg; tradicionalmente su consumo se hace de forma fresca, seca y salazonada (1). El ciclo biológico de la especie se inicia luego de la madurez sexual que se alcanza a los 3 años,es una especie condicionada a los periodos de lluvias, en condiciones normales y dependiendo de los periodos de sequia o intensa lluvia se comporta como especie migratoria (3). Al igual que otras especies de pescado constituye un alimento de elevada calidad nutricional; sus proteínas contienen todos los aminoácidos esenciales, es . 76 altamente digerible y presenta un importante contenido de ácidos grasos poliinsaturados tales como el acido eicosapentaenoico y el acido docosahexaenoico de gran importancia para el hombre, debido a que su consumo habitual ha sido asociado con una disminución de los accidentes cardiovasculares (4, 5, 6, 7). Las proteínas del pescado, son de elevado valor biológico, con una digestibilidad superior al 80% y una eficiencia proteica similar o superior a la del patrón caseína (8), aporta además entre un 10-20% de minerales, cantidades variables de vitaminas hidrosolubles y un porcentaje importante de las vitaminas liposolubles A, D y E, además aporta nutrientes esenciales (9). El embutido tipo bologña a base de pescado es una mezcla de filete de cachama sin d e s h u e s a r, s o j a y s a g ú , c o n preservativos autorizados por la legislación alimentaria, sal y condimentos; esta mezcla fue empaca en una manga la cual se sello y luego puesta en cocción. La elaboración del embutido tipo bologña se realizo de manera eficiente con la utilización del diseño de mezcla permitiendo encontrar las proporciones adecuadas de los ingredientes llevando implícitos en su tecnología de elaboración, los procesos de mezclado, embutido, madurado y refrigerado, para obtener una apariencia, color y sabor aceptable, las cuales pueden variar por los hábitos alimenticios en las Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 APROVECHAMIENTO DE CACHAMA diferentes regiones geográficas (10, 11). La importancia de este producto además de utilizar la pulpa cachama sobresale por la introducción de la soya como fracción de los componentes de la mezcla aportando un alto valor biológico que ayuda a suplir las exigencias nutricionales en la dieta humana, con un bajo costo, excelentes propiedades funcionales en los sistemas alimenticios. Materialesy Metodos Cachama: Especies obtenidas por reproducción inducida de la Unidad Experimental de Piscicultura de la UNET, ubicada en San Antonio de Caparo, región del Táchira – Venezuela. Se uso ejemplares pequeños (0.7 a 1.5kg) y medianos (1.5 a 3.0Kg). Otras materias primas: Se utilizó proteína de soya texturizada, harina de sagú, especias, condimentos, estabilizantes, colorantes y conservantes de origen comercial. Operaciones: La trasformación comprendió operaciones de selección de materia prima, limpieza, escamado, eviscerado y corte de cabezas, colas y aletas del pescado. Tratamientos previos: El filete de cachama sin deshuesar se sumergió en una solución de ácido fosfórico con el objetivo de ablandar el hueso, se lavó con agua destilada para neutralizar el pH hasta conseguir un filete limpio. Una vez cumplido el tiempo de Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 inmersión en el ácido el filete fue sometido a reducción de tamaño en un molino RAMON™ M- TOP-114 con un disco de 4mm. La soya texturizada fue sometida a hidratación 2 horas previas al proceso en una relación 1:2 de soya-agua. Formulación: Se planteo un diseño de mezclas que arrojo como resultado 16 f o r mu l acio n es co n d if e r en tes proporciones de pulpa de cachama, soja texturizada y harina de sagú. Ver figura 1. Proceso de elaboración: Para las 16 formulaciones los ingredientes fueron sometidos a un mezclado mecánico utilizando el cutter RAMON™ MAS-30, embutido en fibra sintética tipo bologña en una embutidora hidráulica vertical RAMON™ M-SC-30, cocción del embutido hasta alcanzar una temperatura interna del mínima absoluta de 72°C en una marmita de cocción eléctrica Mod. CEA 20 y enfriamiento con agua con una temperatura de 4ºC. El producto obtenido se colocó en refrigeración durante 24 horas a 5°C, en un cuarto frió Neverama™, luego se ubicó en refrigeración por 21 días para determinar la vida útil mediante observación directa, cambios de color, humedad y pH cada 3 días. Ver figura 2. CaracterizacionesFisicoquímicas: Se realizaron pruebas de proteína cruda, grasa, pH, humedad y peso para la 77 Díaz et al cachama y los productos finales, siguiendo metodologías estandarizadas en las Normas Covenin. CaracterizacionesMicrobiológicas: Se analizaron los productos finales, realizando contaje por duplicado de recuentos de aeróbios mesófilos, S. aureus, mohos y levaduras, determinación de coliformes fecales, totales y Salmonella. Se uso metodología de acuerdo a las normas Covenin. Análisis Sensorial: La evaluación sensorial se realizó por etapas, la primera para evaluar de la sensación de espinas en una muestra patrón después de aplicarle al filete de cachama sin deshuesar tres tratamientos con el objetivo de ablandar el hueso A). Inmersión del filete en una solución de ácido fosfórico al 0,75% durante 45 minutos. B). Inmersión del filete en una solución con ácido fosfórico al 0.5% durante 60 minutos. y C). 78 Inmersión del filete en una solución de ácido fosfórico al 1% durante 30 minutos. En la segunda etapa se evaluaron 16 productos en los atributos de color, aroma, apariencia, sabor, jugosidad, textura, nivel de sal y masticabilidad, mediante una escala hedónica de 9 puntos. Vida Útil: El producto final obtenido fue envuelto en una película impermeable y almacenado en un nevera tipo casera a una temperatura promedio de 10ºC sin mezclarse con otros productos y evitando al máximo intercambio con el ambiente. Normativas: Se usaron normativas técnicas venezolanas industriales COVENIN. E va lu a ción E st a d íst ica : S e realizaron pruebas de normalidad y análisis de varianza. Se usaron los paquetes Minitab 15™ Statgraphics Plus 5.1™ y Design Expert™ 7.0 para la valoración de las mezclas con las siguientes restricciones: sagú Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 APROVECHAMIENTO DE CACHAMA Figura 1. Estructura del diseño de mezclas para la optimización de un nuevo producto. Figura 2. Diagrama de flujo para la elaboración de bologña a partir de cachama (Colossoma macropomum) sin deshuesar. ResultadosyDiscusión Propiedades fisicoquímicas del producto base: El pH, humedad (%), grasa total (%) y proteína (%), de la pulpa utilizada para el desarrollo del producto se encuentran dentro de los parámetros establecidos en cada una de las normas técnicas venezolanas. El contenido de grasa es alto en relación a los estándares sugeridos por la FAO, esta variación probablemente se debe Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 al contenido nutricional del alimento suministrado a las cachamas en la estación, los perfiles de ácidos grasos para esta especie corresponde principalmente a poliinsaturadas y algunos ácidos grasos como el omega (-3), aunque hay que resaltar que el pescado graso contiene una importante cantidad de vitaminas liposolubles, especialmente vitamina Ay vitamina D. 79 Díaz et al Tabla 1. Características fisicoquímicas observadas en pulpas de cachama (Colossoman macropomum) Resultados Limite1 Mínimo Máximo pH 5.8 6.5 6.30±1.10 2 Hume da d (%) 70 82 71.0±1.70 2 Gra s a Tota l (%) 18 10.6± 2.1 2 P roteína (% ) 16 17.5±1.15 2 Características Tabla 2. Parámetros fisicoquímicos para producto terminado tipo bologña de cachama, sagú y soya texturizada. P a rá me tro s Hume da d y gra s a (%) P rote ína Gra s a Tota l pH Limite 1 Res u lta d os A B C 87 Má x. 67.3 67.3 67.1 11 Min. 32 Má x. 6.5 Má x. 26 2.25 6.46 27 2.25 6.50 25 1.13 6.47 Estos límites son tomados en los requisitos de producción para mortadela según norma COVENIN 1944/1982. Caracterizacionesmicrobiológicas: Los resultados demuestran que las tres mejores mezclas, cumplen con características microbiológicas de un producto apto para el consumo humano (Tabla 3), consecuencias satisfactorias que fueron posibles a la utilización de buenas prácticas de manufactura (BPM) y buenas prácticas higiénicas (BPH) aplicadas en el proceso de elaboración de los 80 productos, sin embargo hay que aplicar un control en el ambiente para el área de proceso de la planta de cárnicos. En el recuento de aerobios mesófilos se observó un número elevado de colonias que van de 3.7x105 y 3.7x105, al igual que para mohos y levaduras con valores de34.5x103 y 4.8x103, pero dentro de los límites máximos establecidos en las normas venezolanas. Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 APROVECHAMIENTO DE CACHAMA Tabla 3. Parámetros microbiológicos para producto terminado sobre tres mezclas Criterios Ae robios me s ófilos S . a ure us Mohos y Le va dura s Coliforme s Fe ca le s S a lmone lla Limites Resultados (ufc/g) Min . Má x. A B C 10 5 3.7x10 5 3.8x10 5 3.8x10 5 104 10 2 10 2 10 3 4 10 <3 10 <3 <3 <3 - - - - - Diseño de mezclas: En la aplicación del diseño de mezclas se obtuvieron los siguientes resultados: Una mezcla ternaria con restricciones de carácter técnico y económico para cada uno de los componentes: sagú < 10; 20 < soya 50; 30 < cachama < 60%. Las tres mejores mezclas de componentes correspondieron a A): Sagú (2.5), Soja (46.3) y Cachama (51.3); B) Sagú 3 3 3 4.5x10 4.7x10 4.8x10 (0.0), Soja (40) y Cachama (60%) y C) Sagú (5.0), Soja (35) y Cachama (60%). La valoración estadística para el parámetro de color de acuerdo al diseño de mezclas y criterios sensoriales, se ajusta a un modelo cuadrático no significativo (P= Valor 0.201). La expresión general (Ec-1), para el parámetro es de la forma: Color =[-6.12*Sg+6.71Soy+6.53*Cch+22.7Sg*Soy+27.4Sg*Cch-4.33Soy*Cch] B A C Figur a 3. Valores optimizados para mezclas de componentes. A) Sagú; B) Soya y C) Cachama. Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 81 Díaz et al Análisis sensorial: La evaluación de textura (sensación de espinas) en el nuevo producto arrojo los siguientes resultados para tres tratamientos diferentes (A, B y C) aplicados al filete de cachama con hueso: La mezcla elaborada con la aplicación del tratamiento A se caracteriza por la ausencia de espinas en un 90%, la B presencia moderada (90%) y en C 30.3% de los encuestados identificaron presencia moderada de espinas. De esto se deduce que el tratamiento A con acido fosfórico es mejor en el procesado para la obtención de las mezclas. Respecto a las percepciones del panel para las mezclas optimas, los atributos de sabor, nivel de sal, aroma, apariencia y aptitud de compra para los tres productos fue altamente aceptable, mientras que para color, textura, jugosidad y masticabilidad fue menor. El análisis estadístico demostró que los productos obtuvieron menor agrado en los panelistas (30) por su color (X=6.47; X=5.73 y X=5.43), ABC hecho que puede deberse al color claro de la pulpa de cachama debido a que la “harina de sagú” y la “soja” son ingredientes con un bajo color rojizo, además del bajo uso de colorantes y potencializadores de color. El mayor agrado se debió a los atributos de sabor y aroma (X=7.70; X=7.67y ABX=7.67) y (X=7.76; X=7.73y CAB X=7.76) respectivamente. Se deduce C igualmente que en el caso del producto A el panel entrenado manifestó agrado 82 moderado a extremado con una frecuencia de 57%, entre ligero y moderado, es decir valor entre 6 y 7 con un 33% y apenas un 10% de los panelistas señalaron calificaciones menores a 6 puntos, indicando cierta indiferencia hacia el producto. En forma general los tres productos presentan calificaciones altas, sin embargo la respuesta del panel entrenado para el producto A presento mayor uniformidad y aceptabilidad por lo que el nivel de preferencia para este producto es más alto. Estabilidad del producto: La pérdida de humedad en el producto es gradual, es más pronunciada en la mezcla C. En los tres casos ésta perdida se ajusta a una función polinómica de la forma: 32%Humedad = [-0.001t+0.062t0.806t+66.82, con (r² = 0.98) para la 3 mezcla C; %Humedad = [-0.0001t + 2 0.042t-0.703t+65.7], con (r² = 0.99) 3 para B y % Humedad = [-0.0001t + 2 0.033t - 0.486t + 65.7], con (r² = 0.922) en su orden. En general, las mezclas, llevan asociadas perdidas pequeñas de agua libre, debido a la utilización de la envoltura o manga de baja permeabilidad que evita la deshidratación del producto refrigerado, siendo esta cualidad de la envoltura beneficiosa para el mismo producto ya que impide que en el transcurso del almacenamiento se genere un producto seco con c a r a c t e r í s t i c a s o rg a n o l é p t i c a s indeseables (Figura 4.). Los valores de pH para las mezclas B y C Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 APROVECHAMIENTO DE CACHAMA = [ -7E-05t3+ 0.001t2 - 0.012t + 6.525] y (r² = 0.962). (Figura 5.). Las variaciones de pH son más notorias después de 15 días para la mezcla A respecto de B y C. Al día 28 de almacenamiento, los productos A, B y C conservaron las características organolépticas iniciales, sin embargo a partir de esta fecha se empiezan a ver cambios lentos de color y aspecto, no hay presencia de rancidez y olores desagradables que nos indiquen alteración microbiana o descomposición química del producto. presentaronligeras variaciones entre si. Cabe señalar que las muestras A, B y C (productos) fueron cortados y recubiertos nuevamente con Termoplas™ en el transcurso de cada medición de pH. El producto A presento un descenso notable del pH con un sabor y olor ligeramente acido, lo que determina una vida útil inferior respecto de las muestras B y C. los cambios observados se ajustan a polinomios de tercer orden: pH = [ 0.000t3 + 0.004t2 - 0.038t+6.509], con (r² = 0.963) para A; pH = [-6E-06t3 0.0001t2 - 0.0001t + 6.471] y (r² = 0.994), para C y finalmente para B pH 6.6 6.4 H p 6.2 6.0 0 5 10 Mezcla A Mezcla B Figur a 4. Perfil para la perdida de humedad en tres mezclas tipo bologña a base de cachama, sagú y soja. 20 25 Tiempo (días) Mezcla C Figura 5. Perfil para los cambios de pH en tres mezclas tipo bologña a base de cachama sagú y soja. Simulación de la esterilización del embutido: El autoclavado de las muestras se simulo en botes de chapa de 99mm x 102mm (401x400) y 127mm x 156mm (500x512), para E.coli y S. aureus a 70, 80 y 100 °C. En cada caso las curvas mostraron una Rev. Asoc. Col. Cienc. Biol. (Col.), 20: 74-85; 2008 15 mayor termorresistencia del S. aureus en este medio, además de la disminución de los tiempos de proceso cuando se utilizan altas temperaturas aunque vale la pena recalcar los efectos de dichas temperaturas sobre las características del producto. 83 Díaz et al Conclusiones La cachama deshuesada presenta un rendimiento bajo de 35,8% aprox. el utilizar filete con hueso permite alcanzar rendimientos de un 57.25% aprox. objetivo conseguido en este trabajo. De igual manera se comprobó que la especie de tamaño mediano en los rangos de 1,5 a 3,0kg ofrece mejores rendimientos y permite una reducción favorable de tiempos de operación, por lo cual se recomienda utilizar este rango de peso a escala industrial. El diseño de mezclas arrojo los valores de la mezcla optima así: 5.60% sagú, 42.2 % de soya y 52.2% de cachama considerando los puntales obtenidos en la evaluación para parámetros de color, aroma, textura, masticabilidad y aceptabilidad. Bibliografia 1. Cabello, A., Figuera, E., Ramos, M. y Villegas, L. Nuevos Productos Pesqueros en la Dieta del Venezolano. FONAIAP Divulga. 49. Año 12. Julio Septiembre. 19-23 p. 1995. 2. Robaina, G. El potencial Pesquero. Carta Ecologica. N°73. Caracas Venezuela. 10-12 p. 1995. 3. Bermudez, D. Estación experimental de piscicultura de Guaremal. Universidad Centro Occidental “LisandroAlvarado”. 84 Yaritagua Edo. Yaracuy. 1980. 4. Conell, J, Hardy, R. 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