Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 1. TEMA: DETERMINACIÓN DE PARAMETROS FISICOQUIMICOS: DEL NÍSPERO (Eriobotrya japonica). 2. OBJETIVOS 2.1 OBJETIVO GENERAL Determinar los parámetros fisicoquímicos del níspero (Eriobotrya japonica), proveniente del Cantón Rumiñahui, Provincia de Pichincha, con el fin de conocer si cumple con la calidad comercial. 2.2 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Comparar los parámetros físico-químicos del níspero con datos obtenidos en base a bibliografía. Tabular los datos adquiridos de acuerdo a los análisis realizados. Evaluar los valores de cada parámetro fisicoquímico del níspero mediante sus promedios y sus respectivos cálculos. 3. RESUMEN Se caracterizaron pulpas de níspero (Eriobotrya japonica.) cultivadas en el sector de Sangolquí (ESPE), cosechadas en abril de 2019. Las características fisicoquímicas analizadas fueron: diámetro ecuatorial y longitudinal, número de pepas, peso, pH, acidez, cenizas, humedad, sólidos solubles, mediante métodos analíticos. Los resultados obtenidos respectivamente fueron: diámetro longitudinal (2,634±0,365), diámetro ecuatorial (2,713±0,350), número de pepas (4,375±1,563), peso (11,583±3,818), pH (4,765±1,918), acidez (2,393±0,404), cenizas (38,332±15,304), humedad (89,149± 1,291), sólidos solubles (13±1,652), los cuales en cuanto a parámetros fisicos y químicos comparados con estudios similares reflejan ligeras diferencias con respecto porcentajes de humedad y cenizas. Pero por lo demás permite conocer que la pulpa de níspero puede portar ventajas considerables, para ser consumido a escala industrial, por sus óptimas características, físico-químicas y nutricionales, por lo cual, este fruto puede ser considerado con un alto valor a escala comercial. Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 4. INTRODUCCIÓN El níspero japonés Eriobotrya japonica, (Thunb.) Lindl., es una especie subtropical de árbol frutal perenne perteneciente a la subfamilia de la manzana de la familia Roseaceae, se cultiva principalmente en el sudeste asiático y regiones mediterráneas, y difiere de parientes de zonas templadas como manzana, pera y melocotón, compartiendo las mismas áreas ambientales que los cítricos (Gisbert et al., 2009). Además, también se usa en la medicina china tradicional debido a la abundancia de compuestos terapéuticos y metabolitos secundarios en sus hojas y otros tejidos, así como la presencia de compuestos anticancerígenos (Su et al., 2019). Las hojas de Eriobotrya japonica Lindl. han sido utilizadas popularmente para tratar diversas enfermedades de la piel y diabetes mellitus (Taniguchi, Imayoshi, Kobayashi, Takamatsu, & Ito, 2002). Los árboles bien establecidos pueden tolerar una caída de temperatura para 12 °C y temperaturas superiores a 35 °C pueden afectan negativamente el crecimiento del árbol. Las flores son pequeñas, (blanco o amarillento), las frutas son pepitas, 3 o 4 frutas por racimo tienen forma de pera, miden 2–5 cm de largo y pesan un promedio de 30–40 g y tienen de 1–10 semillas de color marrón oscuro. Las semillas comprenden alrededor de 20-30% del peso de toda la fruta. La cáscara es lisa, ligeramente suave, de color amarillo claro a naranja. La pulpa es blanca a la luz (Freihat, Al-Ghzawi, Zaitoun, & Alqudah, 2008). Tanto su deliciosa fruta, como su capacidad para adaptarse a diversos climas subtropicales han convencido a los agricultores e investigadores de la importancia de explorar las propiedades bromatológicas y terapéuticas de esta planta. La composición fitonutricional de extractos de diferentes órganos varía considerablemente: la hoja y la flor del níspero son ricas en fenólicos y triterpenos; La fruta es rica en azúcares, ácidos orgánicos, carotenoides, flavonoides, ácidos fenólicos y vitaminas (Liu, Zhang, Xu, & Li, 2016). También contiene una gran cantidad de fitoquímicos activos como los fenólicos (especialmente flavonoides), vitamina C y carotenoides que contribuyen a la salud. Estos compuestos tienen pronunciadas actividades antioxidantes y de eliminación de radicales libres 4–6 que podrían disminuir la incidencia de enfermedades degenerativas como el Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 cáncer, la artritis, la arteriosclerosis, enfermedades del corazón, inflamación, disfunción cerebral y aceleración del proceso de envejecimiento (Xu & Chen, 2011). El contenido bioactivo de las frutas varía entre genotipos por ende es importante conocer las características físicas y químicas de los productos hortofrutícolas al momento de la cosecha, porque estas determinan su calidad y, por tanto, su comportamiento durante la poscosecha y el almacenamiento. Todo esto permite estimar mejor el momento en el cual se debe dar la cosecha de acuerdo con el objetivo comercial definido. Debido a que su manejo depende de su estado de madurez, las frutas cosechadas en una madurez anterior resisten el almacenamiento en frío mejor que las frutas más maduras. Sin embargo, estas frutas menos maduras tienen inicialmente una calidad inferior a las que son más maduras (Abdi et al., 1997). En los paises de cuatro estacionas el nispero florece en otoño, desarrolla sus frutos durante el invierno, y los madura a principios de primavera. Su inusual fenología permite al nispero llegar al mercado antes que cualquier otra fruta de primavera (Cuevas et al., 2009). La calidad de la fruta incluye los atributos que son fácilmente percibidos por los sentidos humanos y otros atributos como la seguridad y nutrición que requieren instrumentos sofisticados para medir. Estas características incluyen constituyentes químicos, propiedades mecánicas, parámetros sensoriales (apariencia, textura, sabor y aroma), valores nutritivos, propiedades funcionales y defectos (Judith A, 1999). Una caracterización de la calidad, para el mercado y para el consumidor, implica puntos medibles en el desarrollo de la mercancía (Farina, Gianguzzi, & Mazzaglia, 2016). Los fenómenos a ser estudiados son indicadores para establecer el estado de desarrollo del producto, y así determinar la etapa precisa del desarrollo del cultivo para permitir la cosecha en un momento que sea óptimo. Estos indicadores son llamados parámetros de calidad, algunos ejemplos son; Cronológicos: grado de maduración; Físicos: forma, tamaño, color y las características de la superficie (rugosidad, brillo, serosidad); Químicos: Grados brix, sólidos solubles totales, almidón, acidez titulable; Fisiológicos: patrón respiratorio y producción de etileno (Crisosto, 1994). Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 La maduración es un proceso fisiológico mediante el cual el fruto desarrolla una serie de cambios físico-químicos, programados genéticamente y regulados por factores ambientales, hasta que entra en senescencia. Entre estos cambios tiene lugar la degradación de las clorofilas y el aumento de la síntesis y acumulación de carotenoides hasta alcanzar la tonalidad amarillo-anaranjada. La acidez libre de la pulpa desciende tras el cambio de color del fruto y el contenido de solidos solubles totales (SST) aumenta cuando la piel ha perdido prácticamente todas las clorofilas (González, Lafuente, & Zacarías, 2000). Actualmente existe controversia en cuanto al comportamiento durante su maduración en el árbol y la prolongación de la vida del fruto para clasificarlo como climatérico o no-climatérico (Gariglio & Agustí, 2014), ya que no muestra signos de aumento de la respiración o producción de etileno después de la cosecha o en el período inmediatamente anterior, sin embargo, algunos autores han encontrado un aumento en la respiración y en la generación de etileno durante el último período de crecimiento y desarrollo de la fruta, asignando así un comportamiento climatérico y al mismo tiempo causando controversia con respecto a su verdadero patrón respiratorio (Cancino, Cristian Undurraga M, pedto L Olaeta C, 2011). En la maduración del níspero japonés, la coloración del fruto avanza progresivamente desde la zona estilar a la peduncular, el ácido málico representa prácticamente la totalidad de su acidez libre y la sacarosa, fructosa, glucosa y sorbitol son los azúcares más abundantes (Serrano, et al., 2018). 5. METODOLOGÍA Tamaño: con ayuda de un calibrador se determinó el diámetro longitudinal y ecuatorial de cada fruto de níspero (Eriobotrya japonica). Peso: Se tomó el peso de cada uno de los 40 frutos, utilizando una balanza analítica previamente calibrada. Número de pepas: se procedió al conteo de las semillas de cada uno de los frutos para obtener así un promedio. Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 pH: Usando un mortero se trituró la muestra hasta obtener una pasta homogénea. Para la cuantificación de pH se mezcló en partes iguales 10 g de la pasta y 10 g de agua, se mezcló completamente y se determinó el pH. Acidez titulable-Método volumétrico: El proceso consiste en realizar un mezclado alrededor de 1 ml de jugo de la fruta mencionada, con 20 ml de agua, colocando 2 gotas de fenolftaleína, concretando la titulación con NaOH 0,1 N con el fin de obtener un pH aproximadamente de 8.0 a 8.1. Para cuantificar la acidez titulable se considera la siguiente formula: % 𝑎𝑐𝑖𝑑𝑒𝑧 𝑚𝑙 𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑁𝑁𝑎𝑂𝐻 ∗ 𝑚𝑒𝑞. Á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝐶𝐼𝑇𝑅𝐼𝐶𝑂.∗ 𝑓𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑖𝑙𝑢𝑐𝑖ó𝑛 ∗ 100 𝑔 𝑜 𝑣𝑜𝑙 𝑗𝑢𝑔𝑜 ∗ 𝑚𝑙 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑎 Sólidos Solubles: El método consiste en la utilización de un Refractómetro o un Brixómetro, el cual se coloca una gota del jugo del fruto el cual se va a evaluar en este caso de níspero sobre el determinado lente con el fin de estipular el ° Brix de las diferentes muestras del fruto. Ceniza: Se realiza lo siguiente, se colocó los crisoles identificados, señalados con lápiz, en la mufla y se taró a 550 °C por 1 hora, se secaron los crisoles en un desecador y se esperó 10 minutos hasta que se enfríen, se pesó entre 3 a 5 g de muestra previamente triturada en el crisol tarado, se anotó los pesos del crisol vacío y del crisol más muestra, se colocó en la plancha de calentamiento dentro de una Sorbona y se calentó la muestra lentamente hasta que se carbonice, con ayuda de una pinza, se colocó el crisol con la muestra carbonizada en la mufla a 550 °C hasta que se observe ceniza gris claro, o hasta peso constante, se enfrió en el desecador y se pesó tan pronto alcance la temperatura ambiente. Fórmula: % 𝑐𝑒𝑛𝑖𝑧𝑎𝑠 = 𝑃1 − 𝑃2 𝑋100 𝑃3 − 𝑃2 Donde: P1: Peso en gramos de la cápsula + la ceniza. P2: Peso en gramos de la cápsula vacía. Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 P3: Peso en gramos de la cápsula + el de la muestra. Humedad: Se pesó 2 gramos de las muestras de níspero por triplicado, a continuación, se colocó en la estufa a 110 °C por 4 horas, posteriormente se retiró las cajas de la estufa con ayuda de una pinza colocando en el desecador por 1 hora; el material fue troceado en pedazos pequeños. Subsiguientemente se realizó el respectivo pesado de los ejemplares, para anotar los pesos correspondientes de cada caja Petri. Por otra parte, para determinación de humedad en máquina, se pesó alrededor de 1 g para su posterior colocación en la máquina; transcurrido 17 minutos se retiró las muestras de la máquina, las cuales indicaban una humedad entre 70 a 80%. Fórmula: %H P2 P3 *100 P2 P1 Dónde: P1= Peso de la caja Petri vacía. P2= Peso de la caja Petri+ la muestra. P3= Peso de la Petri+ residuo. 6. RESULTADOS Tabla 1: Análisis de Media-desviación estándar y Coeficiente de variación de muestras. PARÁMETRO Promedio- Des. Estándar Coeficiente de Variación NÚMERO DE PEPAS 4,375±1,563 0,357 DIÁMETRO 2,634±0,365 0,138 2,713±0,350 0,129 11,583±3,818 0,329 LONGITUDINAL DIÁMETRO ECUATORIAL PESO Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 ° BRIX 13±1,652 0,127 pH 4,765±1,918 0,402 ACIDEZ TITULABLE 2,393±0,404 0,169 HUMEDAD 89,149± 1,291 0,014 CENIZAS 38,332±15,304 0,399 Fuente: (Fierro, Romero & Saltos) HISTOGRAMAS Al realizar el análisis de los histogramas para cada parámetro del níspero, se pueden observar la existencia de diferencias en cuanto a dichos parámetros, en el histograma que corresponde al pH podemos observar que dos distribuciones normales traslapadas, una con acumulación entre 4,11 y la otra en 7,51. Lo que demuestra que este fruto es ligeramente ácido. Con respecto al histograma de los 0Brix, nos muestra que dichos valores se distribuyen de forma apóroximadamente simétrica, con respecto a las clase de mayor frecuencia que corresponden a los valores de 13 , obteniendo una distribución conocida como normal. El histograma que corresponde al % de ceniza se puede observar que es un histograma simétrico, correspondiendo a los datos de ceniza relativamente los resultados no varian en concentraciones elevadas. Analizando el histograma perteneciente al % de acidez podemos interpretar que la mayoría de los datos se ubican en 2,61, es decir un distribución hacia la izquierda, por lo cual se trata de un fruto ligeramente ácido. Y que los demás frutos presentan dichas variaciones posiblemente por el estado de maduración al momento de su cosecha. Siguiendo con el histograma correspondiente al % de humedad podemos observar que los valores varían significativamente, pero la mayoría se ubica en 88,69. Por lo que el mayor porcentaje de estas muestras reflejarían estos valores en su contenido de humedad. Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 7. DISCUSIÓN La determinación de los parámetros fisico-quimicos son necesarios para conocer las caracteristicas de un determinado alimento, por lo cual son indispensables para que dicho producto pueda o no ingresar al mercado, es decir determinar si este cuenta con la calidad necesaria para satisfacer las necesidades del cliente. Al analizar tanto el promedio así como la desviación estándar de los datos obtenidos de las 40 muestras, en la tabla 1 se observa un valor de (2,713±0,350) en el parámetro de diámetro ecuatorial, y (2,634±0,365) en el parámetro de diámetro longitudinal. Dichos datos son similares a los reportados por (DELUCCHI & KELLER, 2010), quienes describen al fruto con 3-6 x 1,5-5 cm de diámetro. Con relación al número de semillas se obtuvieron valores de (4,375±1,563), según el tamaño del fruto, siendo estos valores similares a los obtenidos en estudios realizados por (Chalaka, Nouna, Youssefb, & Hamadehb, 2014),quienes reportaron valores desde (1.50±0.53) hasta (6.10±1.66) por fruto, considerado como valor límite para conseguir un buen rendimiento en pulpa. El peso obtenido fue de (11,583±3,818), los frutos estudiados en general son pequeños y han sido similares a los registrados por (Padilla, Ríos Mesa, López Tejera, & Galán Sáuco, 2012), quienes reportan que este diámetro puede explicarse, al menos parcialmente debido a que al contrario que en las plantaciones comerciales no se realiza la práctica usual del aclareo de frutos y predomina la forma de fruto elíptico ancho y oboval ancho. Los valores de pH oscilaron entre (4,765±1,918) siendo aparentes con los valores que obtuvieron (Padilla, Ríos Mesa, López Tejera, & Galán Sáuco, 2012), los cuales oscilaron entre 2,81 y 4,68, muchos de ellos dentro del intervalo (3,0- 3,5) de valores óptimos para su industrialización como productos apertizados. Dichos valores están dentro de los parámetros de calidad interna de hortalizas y frutas en la industria agroalimentaria (Domene Ruiz & Segura Rodríguez, 2014). Sin embargo en un estudio realizado por ( de Almeida Lopes, Guimaraes Sanches, de Souza, & de Oliveira Silva, 2018), indican que el momento ideal de cosecha de la fruta de níspero es cuando se observan las Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 características durante el desarrollo y la maduración, sólidos solubles (5.0 6.0 Brix), acidez titulable (1.0 1.5 g / 100 g de ácido málico), relación SS / AT (6.0 6.5), y pH (3.40 3.60). En cuanto al promedio y a la desviación estándar los °Brix reflejaron un resultado de (13±1,652), estando por encima a los reflejados en los parámetros de calidad interna de frutas y hortalizas en la industria alimentaria (Domene Ruiz & Segura Rodríguez, 2014), ya que para el níspero que oscila entre 7,2 y 11,35. Pero estos valores obtenidos son similares a los obtenidos en estudios realizados por (Cuevas, Pinillosa, Hueso, & Cañete, 2015),para los cuales el contenido en SST estuvo entre 7.63 a 12.97 °Brix. Los mismos también indicaron que la calidad de la fruta y la aceptación de los consumidores potenciales también demostraron ser altamente dependientes de la etapa de madurez en la cosecha. Tanto el análisis instrumental como el sensorial de los parámetros de calidad de la fruta discriminaron claramente entre las diferentes etapas de madurez. Analizando el contenido de humedad del fruto (Domene Ruiz & Segura Rodríguez, 2014), menciona que la determinación del contenido de humedad en la industria agroalimentaria es un factor importante en la calidad de frutas y hortalizas ya sean frescas y quizás cobre mayor importancia al hablar de las mismas pero procesadas e influye decisivamente en la conservación y en el deterioro de los frutos. (Welti-Chanes y Vergara 1997) mencionan que la cuantificación de humedad está basada en la determinación de la pérdida de peso que sufre una muestra cuando se somete a una temperatura y tiempo adecuados. Con respecto a las muestras empleadas se obtuvieron unos porcentajes de humedad relativamente elevados situándose en un promedio de 89,15 % lo cual se encuentra cercano al resultado hallado por (Sanchez & Man, 2005) que fue 78,13 % ; las diferencias pueden deberse al tipo de clima, suelo, cantidad de precipitaciones pluviales y la temporada de recolección, debido a que el contenido de agua en los alimentos tiene Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 una estrecha relación con el contenido de humedad del ambiente que lo rodea y con el manejo de la plantación . A partir de los resultados obtenidos en el porcentaje de cenizas, la muestra 1 señala un valor de 22,39%, la muestra 2 es de 52,90% y la muestra 3 indica un 39,70%, por lo tanto se adquiere un promedio de 38,33%, dichas cantidades de ceniza demuestran el contenido de minerales presentes en el alimento. En un estudio realizado por ( Femeniaa, GarciaConesab, Simal, & Rossello, 1998), se obtuvieron un resultado de alrededor de el 5% de ceniza, el cual está muy por debajo de los valores obtenidos en las tres muestras reportadas en este informe, lo cual indica un mal manejo de las muestras al momento de realizar el analisis. El porcentaje de acidez resultante en las 10 muestras empleadas fue de (2,393±0,404), evidenciando que se trata de un fruto ligeramente ácido, en un estudio realizado por ( Cañete, Hueso, Pinillos, & Cuevas, 2009), obtuvieron valores ligeramente más altos de (3,16 a 4,18) quienes indicaron que el riego precosecha afecta sobre la maduración y la calidad del fruto y depende del momento, severidad y duración del estrés hídrico. Según (Campo, 1997) ¨argumenta que la calidad de un producto está basado en la apariencia física a partir del cual se expande su atracción comercial, cada producto alimenticio se diferencia por la textura, estos factores son muy necesarios para realizar diferentes análisis y así determinar parámetros como: color, textura, olor, sin embargo en plantas de la misma especie la diferencia será casi nula. Observando las medias de las plantas respectivamente analizando la luminosidad, la muestra 10 con un L* 84,66 indico un mayor nivel de luminosidad con respecto a las demás muestras. Argumentó (Rettig, 2014) ¨la coordenada L* recibe el nombre de luminosidad o claridad y puede tomar valores entre 0 y 100 por tal motivo cero confiere a una luminosidad baja y 100 a una luminosidad elevada¨. Con respecto a los valores tridimensionales de a* y b*, a* obtiene cantidades negativas esto se debe que al ser un vegetal con pigmentación verde se afina al plano de CIELab. Ingeniería en Biotecnología de los RR.NN Cátedra de Bromatología Docente: AUTORES: Fecha: 30/04/2019 Según (Zaccari, Puerto, & Clara, 2016) Define ¨ El significado de cada ángulo con respecto a la ubicación del plano detallando a* (-a* verde, +a* rojo) y b* (-b* azul, +b* amarillo), aquello facilita distinguir con mayor precisión el grado de coloración de frutas y vegetales. Por otra parte, en una investigación realizada para la determinación de parámetros de color en CIELab, puede intervenir la presencia de un espectrofotómetro UV-Visible con una adición de reflectancia considerando los valores de los ejes L* y b*. ( Bhattacharya,, Sivakumar , & Chakraborty, 7 FEBRUARY 1997). 8. CONCLUSIONES Debido a su alta humedad y contenido de nutrientes pudiera considerarse como un medio de crecimiento apropiado para el desarrollo microbiano, pero debido, a que su acidez es elevada en el momento de cosecha reduce la incidencia de bacterias. Los valores en peso y diámetro de los frutos son reducidos, esto pudo deberse a que estos no fueron cultivados con los cuidados necesarios como pueden tenerse en los cultivos comerciales, así como también no se realiza en dichas circunstancias prácticas adecuadas para su recolección. La pulpa de níspero puede portar ventajas considerables, para ser consumido a escala industrial, por sus óptimas características, físico-químicas y nutricionales, por lo cual, este fruto puede ser considerado con un alto valor a escala comercial. Con relación a los resultados de cenizas, se analizó que el níspero contiene una cantidad considerable de minerales; pero no especifíca la clase de mineral presente en el dicho fruto, para lo cual serían necesarios más análisis fisico-químicos. El análisis de los datos por medio de los histogramas nos permitieron determinar si la mayoría de frutos poseen caracteristicas similares entre ellos. 9. BIBLIOGRAFÍA Ahumada, J., Fuentealba, C., Olaeta, J. 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