Resumen—El presente documento presenta ciertas operaciones o procedimientos tecnológicos, que se les realizan características fisicoquímicas de algunas frutas y verduras seleccionadas con el ánimo de considerar los diferentes aspectos que van a incidir en el deterioro poscosecha de estas, se consideraron aspectos tales como velocidad de respiración, producción de etileno, revisamos índice de maduración y características de senescencia. Todo lo anterior se estudia con el fin de analizar los fenómenos que se deben tener en cuenta a la hora de almacenar el producto, de esta manera alargar su vida útil, buscando beneficio tanto para la cadena productiva, como para la adecuada disposición, incluso de los alimentos que consumen a diario en muchos hogares del común. a los productos agrícolas, desde el momento mismo de la cosecha, hasta el consumo final, con el fin de proteger su integridad y preservar su calidad. La pérdida en Alimentos significa cualquier cambio que se presenta en la parte química o física de estos, que directa e indirectamente afectan su calidad y los hacen inservibles para el consumo. Cuando se trabaja con alimentos de tipo vegetal, por su naturaleza misma, de ser organismos constituidos por células vivas que necesitan una fuente de sostenimiento para desarrollar sus reacciones vitales, se deben tener en cuenta ciertas consideraciones especiales ya que al separar los productos de la planta madre o del medio que les facilita el sustento, se desencadena un proceso de degradación de sus componentes, en donde al principio los productos viven a expensas de los materiales de reserva, pero más tarde comienza la degradación de otras moléculas vitales y es entonces cuando se presentan cierta reacciones indeseables dando cabida a una fisiología anormal o deterioro fisiológico. Es necesario entonces determinar cuáles van a ser las mejores condiciones para su adecuada conservación. Organizaciones gubernamentales e incluso internacionales como la FAO, presentan lineamientos a seguir para la adecuada conservación poscosecha de los productos agrícolas. Cabe señalar que de acuerdo con el manejo que le demos al producto, este va a postergar su vida útil conservando las características físicas, químicas y sensoriales que tanto nos agradan de los alimentos. Palabras claves: poscosecha, posproducción, caracterización, frutas, hortalizas, conservación, acidez, pH, cosecha, maduración, Abstract—This document presents certain physicochemical characteristics of some selected fruits and vegetables with the aim of considering the different aspects that will influence their post-harvest deterioration. Senescence characteristics. All of the above is studied in order to analyze the phenomena that must be taken into account when storing the product, thus lengthening its useful life, seeking benefit both for the production chain and for the proper disposal, even of the food they consume daily in many common households. Keys Word: post-harvest, post-production, characterization, fruits, vegetables, conservation, pH, Maturation, Actividad grupal I. INTRODUCCIÓN El manejo poscosecha, se puede definir como el conjunto de Seleccionar de la tabla 1, tres productos agrícolas, y considerar las dimensiones: diámetro, largo y radio, esto con el fin de desarrollar las siguientes ecuaciones para los cálculos de volumen teórico, y peso específico. Ecuación 4: Peso específico (g/cm3) = peso unitario / volumen teórico Tabla 1. Peso unitario y volumen real de productos agrícolas Peso específico de la Manzana ( ) 𝑔 𝑐𝑚3 Peso unitario (g) Volumen real (cm3) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 Manzana 80 86 Peso específico del Durazno Durazno 120 125 Naranja 200 208 ( ) 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 Tabla 2. Dimensión de los productos agrícolas Producto Agrícola s Diámetro (cm) Larg o (cm) Manzana 7 Durazno Naranja 𝑔 𝑐𝑚3 = 80 4188.8 Producto Agrícola = 120 4849.06 = 0. 019099 = 0. 0248 Peso específico del Naranja ( ) 𝑔 𝑐𝑚3 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑒𝑠𝑝𝑒𝑐í𝑓𝑖𝑐𝑜 0.019.9 Esfera 4849.06 0.248 Esfera Se comparte las dimensiones del contenedor donde se puede empacar frutas o verduras, con el fin de encontrar las distintas porosidades generadas. Xxx 250 g Esfera Volumen teórico (cm3) Peso específico (g/cm3) 6 10 4188.8 4.5 6.8 10.5 5.5 6.4 10 Para calcular los parámetros: volumen teórico y peso específico, se proponen las siguientes ecuaciones, al ser importante considerar la geometría de cada materia prima. Volumen teórico: Ecuación 1: Volumen del cilindro (cm3) = n*radio2*largo Ecuación 2: Volumen de un cubo (cm3) = Ancho * Profundidad * Alto Ecuación 3: Volumen de una esfera (cm3) = (4/3) (π * radio3) Ecuación 4: Peso específico (g/cm3) = peso unitario / volumen teórico Volumen Teórico Manzana: Con esta ecuación se puede hallar el volumen teórico de la manzana, durazno y naranja. Ecuación 3: Volumen de una esfera (cm3) = (4/3) (π * radio3) Volumen Teórico de la manzana Volumen de una esfera (cm3) = (4/3) (3.1416*103) Volumen de una esfera (cm3) =4188.8 Volumen Teórico Durazno Volumen de una esfera (cm3) = (4/3) (3.1416*105) Volumen de una esfera (cm3) = 4849.06 Volumen Teórico Naranja Volumen de una esfera (cm3) = (4/3) (3.1416*105) Volumen de una esfera (cm3) = = 200 4849.06 Form a Radi o (cm) = 0. 0412 Tabla 3. Dimensión de Contenedor Dimensiones Valores Alto (cm) 26,5 Largo - profundidad (cm) 16,7 Ancho (cm) 23,7 Describir el concepto de las propiedades físicas como porosidad, densidad aparente y área superficial. LA DENSIDAD APARENTE se define como la masa de suelo por unidad de volumen (g. cm-3 o t. m3). Describe la compactación del suelo, representando la relación entre sólidos y espacio poroso (Keller & Håkansson, 2010). Es una forma de evaluar la resistencia del suelo a la elongación de las raíces. También se usa para convertir datos expresados en concentraciones a masa o volumen, cálculos muy utilizados en fertilidad y fertilización de cultivos extensivos. La densidad aparente varía con la textura del suelo y el contenido de materia orgánica; puede variar estacionalmente por efecto de labranzas y con la humedad del suelo sobre todo en los suelos con arcillas expandentes (Taboada & Alvarez, 2008). POROSIDAD: En este caso se considera únicamente la porosidad (n) como una propiedad física, es decir como un parámetro numérico. Se define como el volumen ocupando los espacios vacíos (Vv) o volumen poroso (Vp, IUPAC) por unidad de volumen total de roca (Vt), y se expresa en porcentaje: n = (Vv / Vt) x 100 Igual que la densidad, la porosidad admiten ciertas matizaciones y se establecen distintos tipos, siendo los principales: la “porosidad total” y la “porosidad abierta”. De acuerdo con las características de los espacios vacíos contemplados, pueden considerarse otros tipos de porosidad: “cerrada”, “accesible” a un determinado fluido, “comunicada” o “efectiva” para un determinado comportamiento. La porosidad total (n) se define como el volumen total de vacíos por unidad de volumen total de roca. En este caso deben contabilizarse todos los espacios vacíos presentes: abiertos y cerrados, accesibles y no accesibles. Su valor no puede obtenerse de forma experimental, ya que incluye entre los espacios vacíos los no comunicados con el exterior (poros no accesibles). Su determinación se realiza de forma indirecta a partir del valor de ambas densidades. 𝐷𝑢𝑟𝑎𝑧𝑛𝑜 = 𝑁𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎 = 3 120𝑔 3 = 0. 9600𝑔/𝑐𝑚 3 = 0. 9615𝑔/𝑐𝑚 125 𝑐𝑚 3 200𝑔 208 𝑐𝑚 Porosidad Ecuación 8: Porosidad (%) = [1 – (densidad aparente / densidad real)] * 100 0.0076𝑔 𝑀𝑎𝑛𝑧𝑎𝑛𝑎 = 1 − 3 𝑐𝑚 0.9302𝑔 = 99. 18% 3 𝑐𝑚 UNE-EN 1936 (2007). Métodos de ensayo para piedra natural. Determinación de la densidad real y aparente y de la porosidad abierta y total, 13 páginas. 0.0114𝑔 𝐷𝑢𝑟𝑎𝑧𝑛𝑜 = 1 − 3 𝑐𝑚 0.9600𝑔 = 98. 81% 3 𝑐𝑚 EL ÁREA SUPERFICIAL ESPECÍFICA: (ASE) contribuye a caracterizar la capacidad de los suelos para retener y transportar nutrientes y agua; sin embargo, pocos estudios se han realizado en la determinación del ASE en suelos tropicales con diferentes grados de pedogénesis. Existen múltiples métodos para la determinación del ASE, destacando por su simplicidad y economía la determinación con el etilenglicol monoetil éter (EGME). Anderson, J.M. and J.S. Ingram. 1993. Tropical soil biology and fertility: a handbook of methods, CAB International, UK. 221 p. Calcular las propiedades físicas como porosidad, densidad aparente, considerar las siguientes ecuaciones. Volumen del contenedor Ecuación 5: Volumen del contenedor (cm3) = Ancho (cm) * Profundidad (cm)* Alto (cm) 0.0191𝑔 𝑁𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎 = 1 − 3 𝑐𝑚 0.9615𝑔 = 98. 02% 3 𝑐𝑚 Tabla 4 Determinación de la porosidad y densidad aparente de productos agrícolas. Producto Agrícola Densidad aparente g/cm3) Porosidad % Densidad real g/cm3) Manzana 0.0076 99.18 0.9302 Durazno 0.0114 98.81 0.9600 Naranja 0.0191 98.02 0.9615 Analizan y comparan los resultados de los parámetros 𝑉𝑂𝐿𝑈𝑀𝐸𝑁 𝐷𝐸 𝐶𝑂𝑁𝑇𝐸𝑁𝐸𝐷𝑂𝑅 𝑐𝑚 = 23. 7 * 16. 7 * 26. 5 = calculados en los ítems anteriores y responde las siguientes preguntas: Densidad aparente ¿Qué influencia tiene la determinación de la densidad real Ecuación 6: Densidad aparente (g/ cm3) = peso unitario de los productos agrícolas? producto agrícola / volumen del contenedor Las determinaciones físicas pueden ser observaciones sencillas 3 basadas en la experiencia de reconocedores de perfiles de 80𝑔 𝑀𝑎𝑛𝑧𝑎𝑛𝑎 = 3 = 0. 0076𝑔/𝑐𝑚 suelo, o requerir instrumental de diverso grado de precisión. 1488.4𝑐𝑚 Los métodos para determinar propiedades físicas actualmente 3 120𝑔 se encuentran en un menor grado de estandarización que los de 𝐷𝑢𝑟𝑎𝑧𝑛𝑜 = 3 = 0. 0114𝑔/𝑐𝑚 1488.4𝑐𝑚 propiedades químicas y además son menos conocidos. Una de las medidas más comunes para conocer el estado físico de un 3 200𝑔 suelo es la densidad aparente 𝑁𝑎𝑟𝑎𝑛𝑗𝑎 = = 0. 0191𝑔/𝑐𝑚 3 3 1488.4𝑐𝑚 ¿Por qué es importante la determinación de la densidad real de los productos agrícolas? Densidad real Ecuación 7: Densidad real (g/ cm3) = Peso unitario / volumen real 𝑀𝑎𝑛𝑧𝑎𝑛𝑎 = 3 80𝑔 3 86 𝑐𝑚 = 0. 9302𝑔/𝑐𝑚 Es importante porque esta variable cambia según la proporción y composición de los minerales presentes en el suelo o de acuerdo al porcentaje de materia orgánica y cantidad de óxidos de hierro. Puesto que la materia orgánica pesa mucho menos que un volumen igual de sólidos minerales, la cantidad de ese constituyente en un suelo afecta marcadamente a la densidad de las partículas. Como consecuencia, los suelos superficiales poseen generalmente una densidad de partículas más baja que la del subsuelo (Buckman y Brady, 1977) (Tabla 1). industrial y cuál es la más común en la ciencia en caso de investigar en poscosecha. Ecuación 9 ¿Por qué son importantes las características físicas de un producto? La buena calidad física del suelo determina un ambiente adecuado para el desarrollo de las raíces vegetales, además del ingreso y almacenamiento óptimo del agua necesaria para el crecimiento de las plantas (Taboada & Alvarez, 2008). El hombre a través del manejo agrícola o ganadero modifica la calidad física del suelo. La declinación de la calidad física tiene consecuencias graves en las condiciones químicas y biológicas (Dexter et al., 2004). Explicar, ¿Por qué son importantes las propiedades higroscópicas en la poscosecha? Es importante el control de las condiciones higroscópicas aquí se exige uso de aspersores, control de temperaturas de evaporadores en cámaras de frío o furgones refrigerados, uso de recubrimientos, humidificación de pisos, y control del movimiento del aire en enfriadores, cámaras y transportes. La temperatura es la principal y más efectiva herramienta para extender la vida útil y mejorar la calidad de un producto de origen agropecuario. Su aplicación puede darse tanto por medio del calentamiento como del enfriamiento. Para los productos perecederos se utilizan generalmente procesos en frío, los cuales deben ser aplicados lo más pronto posible después de que el producto sale de su estado natural, razón por la cual, normalmente se emplea en primera instancia un sistema de pre-enfriamiento. El método de enfriamiento definitivo (por aire, por agua, por vacío, por hielo) depende del tipo de producto, del empaque, de las exigencias del mercado y de factores de costo, entre otros. Es así como el uso adecuado de la refrigeración es la herramienta más útil con que se cuenta para prolongar la vida poscosecha de los vegetales perecederos y preservar su calidad. En términos generales, por cada 10 °C de incremento en la temperatura de los tejidos vegetales, la respiración en los mismos se incrementa de dos a tres veces, mientras su vida poscosecha se reduce de dos a cuatro veces. 𝐻𝑏ℎ = 𝑚𝑤 𝑚𝑤 + 𝑚𝑠 * 100 Donde, 𝐻𝑏ℎ = humedad en base húmeda 𝑚𝑤 = masa del agua 𝑚𝑠 = masa de la materia seca Ecuación 10 𝐻𝑏𝑠 = 𝑚𝑤 𝑚𝑠 * 100 Donde, 𝐻𝑏𝑠 = humedad en base seca 𝑚𝑤 = masa del agua 𝑚𝑠 = masa de la materia seca Considerar los pesos de los productos agrícolas para calcular húmeda en base Húmeda y seca, de igual manera comparar y analizar los resultados. Tabla 5. Determinación humedad en base húmeda y seca para productos hortofrutícola Producto Agrícolas Peso crisol vacío (g) Peso producto (g) Peso crisol + Peso producto (g) Peso producto Seco (g) Manzana 42,8777 9,4581 46,1717 Banano 41,9316 10,4413 Tomate 45,9197 Quinua 43,6037 Humeda d en base Húmeda (%) Humeda d en base seca (%) 6.1641 34.83 53.44 45,2435 7.1294 31.72 46.45 11,5491 49,1069 8.3619 27.60 38.12 4,9720 47,2031 1.3726 72.39 262.2 Por ejemplo, para el caso de la lechuga de cabeza, su vida poscosecha bajo condiciones óptimas de temperatura (0 °C y 95 por ciento Humedad Relativa) es de 14 a 30 días. Si la lechuga permaneciera almacenada a 10 °C, su vida útil se reduciría a un rango de siete a 14 días; si estuviera a temperatura ambiente (20 °C), su vida poscosecha máxima estaría entre tres y siete días. A continuación determinamos datos para la manzana, de igual manera se hace para el banano, el tomate y la quinua. Equipo Técnico de la Oficina del IICA en Colombia y Entrevista personal con la Ing. Alexandra Rodríguez, Coordinadora del Proyecto AGRUPAR-CONQUITO. Donde: Se recomienda tener en cuenta las siguientes ecuaciones sobre contenido de humedad en base húmeda o en base seca y explicar que humedad se utiliza en la poscosecha a nivel Entonces la diferencia corresponde a la humedad evaporada Peso del producto seco: (Peso crisol vacío+ peso del producto) – (peso del crisol + peso producto) (42.8777 + 9.4581) - (46.1717) = 6.1641 (peso del producto – peso de producto seco) = w agua evaporada Tenemos entonces: Agua evaporada (9.4581 – 6.1641) = 3.294 g Calculamos entonces humedad en base húmeda 𝑚𝑤 𝐻𝑏ℎ = 𝑚𝑤 + 𝑚𝑠 * 100 𝐻𝑏ℎ = 3.294 3.294+ 6.1641 * 100 𝐻𝑏ℎ = 34. 83 % Ahora calculamos la humedad en base seca 𝐻𝑏𝑠 = 𝐻𝑏𝑠 = 𝑚𝑤 𝑚𝑠 * 100 3.294 6.1641 * 100 𝐻𝑏𝑠 = 53. 44 % Explicar el concepto de humedad relativa y analizar la siguiente gráfica que corresponde a una isoterma de sorción de agua del maíz. Se define como "una relación, expresada en porcentaje, de la cantidad de humedad atmosférica presente relativa a la cantidad que estaría presente si el aire estuviera saturado. Como la última cantidad depende de la temperatura, la humedad relativa es una función tanto del contenido de humedad como de la temperatura. La humedad relativa se deriva de la temperatura y el punto de rocío asociados para la hora indicada Muestra la relación entre la humedad absoluta (la que realmente hay) y la cantidad de humedad en condiciones de saturación. La humedad relativa del aire se mide con medidores de humedad que disponen de pantallas que indican desde el 0 % (aire seco absoluto) hasta el 100 % (aire completamente saturado como niebla, nubes o baño de vapor). Si el aire se calienta aumenta la cantidad de vapor que tendría en caso de saturación. La consecuencia es que el % del valor H.R. disminuye aún si la cantidad real de agua permanece constante. Algo parecido sucede cuando se enfría el aire, disminuyendo así la cantidad de vapor de agua. Así aumenta el porcentaje del valor H.R. ANALISIS DE ISOTERMA El conocimiento de la dependencia de la temperatura sobre el fenómeno de sorción proporciona información valiosa acerca de los cambios relacionados con la energía del sistema. Generalmente la mayor adsorción se puede apreciar a bajas temperaturas. Un cambio en la temperatura puede modificar la disociación de agua. Los alimentos ricos en sólidos solubles exhiben efectos antagónicos debido a los cambios de temperatura a altos valores de aw (>0.8), debido al aumento de su solubilidad en agua (Rao et al., 2005). El calor isostérico es de suma importancia en los fenómenos de adsorción y desorción, ya que resulta indicativo de la energía necesaria para vencer las fuerzas moleculares entre el agua y la superficie del alimento (desorción) y para que el agua se ligue a la superficie del sólido en el caso contrario (adsorción). En la práctica, el calor isostérico de adsorción es importante para el modelado de varios procesos de la industria alimenticia y el almacenamiento de alimentos. Se utiliza para estimar requerimientos de energía en la deshidratación ya que provee información importante sobre el estado del agua libre o ligada en las superficies de los componentes del alimento. El proceso de expansión por adsorción de agua el maíz se tornó más higroscópico, el proceso de expansión promovió una inversión en el comportamiento de la isoterma frente al aumento de la T° esto promueve alteraciones morfológicas que aumenta el contenido de material soluble ya que la disolución es un proceso endotérmico. Figura 1. Isotermas de adsorción de agua del maíz Fuente: FAO (1991) Investigar y explicar por qué se genera el fenómeno llamado histéresis. HUMEDAD RELATIVA: La histéresis es la tendencia de un material a conservar una de sus propiedades en ausencia del estímulo que la ha generado. Podemos encontrar diferentes manifestaciones de este fenómeno. Por extensión se aplica a fenómenos que no dependen solo de las circunstancias actuales, sino también de cómo se ha llegado a esas circunstancias Definir por qué se considera importante las propiedades psicrométricas en la poscosecha y presentar cuales son las variables y las ecuaciones psicrométricas El estudio detallado de la mezcla aire seco y vapor de agua es de tal importancia que constituye una ciencia aparte, la psicrometría, dotada de vocabulario propio. La psicrometría se define como "aquella rama de la física relacionada con la medición o determinación de las condiciones del aire atmosférico, particularmente respecto a la mezcla de aire seco y vapor de agua", o bien "aquella parte de la ciencia que está en cierta forma íntimamente ligada a las propiedades termodinámicas del aire húmedo". Las propiedades termodinámicas de la mezcla de aire seco y vapor de agua revisten gran interés en la etapa de poscosecha de productos agrícolas por el efecto que tiene la humedad del aire atmosférico sobre el contenido de humedad de los productos. En la conservación y almacenamiento de los productos agrícolas se emplean diversas prácticas, con la participación directa de la psicrometría; una de dichas prácticas es el secado. En el secado a bajas temperaturas, en particular, la velocidad de secado depende de la capacidad del aire para evaporar la humedad (potencial de secado), la cual es determinada por las condiciones psicrométricas del aire, la temperatura y la humedad relativa. En el secado y almacenamiento, uno de los conceptos más importantes es el contenido de humedad de equilibrio. Así se denomina al intercambio recíproco de humedad entre los materiales higroscópicos, tales como los granos y el aire que los rodea; la condición de intercambio recíproco de humedad indica el equilibrio que hay entre el aire y el material. Se establece dicho equilibrio cuando la presión de vapor que corresponde a la humedad del producto es igual a la presión de vapor de la humedad presente en el aire, en condiciones fijas de temperatura. Por lo tanto, en los estudios de higroscopía, las propiedades termodinámicas del aire húmedo son de fundamental importancia. El conocimiento de las condiciones de humedad y temperatura del aire es de gran utilidad también en muchos otros aspectos de la actividad humana. La conservación de ciertos productos, tales como frutas, hortalizas, huevos y carnes en cámaras frigoríficas, depende en gran medida de la mantención de la adecuada humedad relativa del ambiente. La pérdida de peso depende de la humedad del aire en la cámara de almacenamiento; si la humedad es baja, la pérdida de peso es elevada. COMPONENTE PRÁCTICO SIMULADO FASE 3 (VER ANEXO 1) Considera las indicaciones del Anexo 1, realizar las 3 actividades propuestas: La actividad consiste en: El componente práctico consta de 3 prácticas asociadas a las unidades del curso que se presentan a continuación, el informe se entrega al finalizar la fase 3 de forma grupal y se usa la plantilla IEEE. PRÁCTICA 1: FACTORES DE LA VIDA POSCOSECHA CONSIDERACIONES GENERALES: Durante la maduración la tasa de respiración de las frutas y verduras difiere debido a características propias del vegetal y a factores externos como la disposición del substrato, disposición de oxígeno, temperatura y factores climáticos principalmente. Los frutos que presentan este comportamiento son llamados Frutos Climatéricos. Los frutos con altas tasas respiratorias tienden a madurar más rápido, es el caso del plátano y el aguacate. Los frutos no climatéricos no presentan tal crisis en su respiración, su intensidad respiratoria disminuye durante el crecimiento y permanece baja durante la maduración y senescencia. Se evidencia que en la maduración existe un ablandamiento de los tejidos de los plátanos almacenados, estos cambios ocurren en la pared celular del producto agrícola que está compuesta por carbohidratos de cadena larga divididos en sustancias pécticas. La relación de madurez o Índice de madurez se obtiene mediante la aplicación de la siguiente ecuación: 𝑅𝑀 = 𝑆ó𝑙𝑖𝑑𝑜𝑠 𝑠𝑜𝑙𝑢𝑏𝑙𝑒𝑠 (𝐵𝑟𝑖𝑥) Ecuación 1 á𝑐𝑖𝑑𝑜 𝑝𝑟𝑒𝑑𝑜𝑚𝑖𝑛𝑎𝑛𝑡𝑒 (%) 1.1. Actividad • El estudiante evalúa y analiza en la tabla 1, los cambios de los parámetros fisicoquímicos y fisiológicos del plátano Hartón durante la etapa poscosecha, para calcular la relación o índice de madurez Tabla 1. Resultados de parámetros fisiológicos del plátano Hartón en diferentes estados de maduración Tiempo (Días) Pérdida de peso (g) Índice de transpiraci ón (gH2O/kg* 24h) Índice de respiración (gH2O/kg* h) Firmeza (N/seg) Grados Brix Acidez (% ácido málico) 1 444 2.6 7.0 23 3.5 0.4 5 380 2.0 8.5 15 13.0 0.9 10 360 1.8 3.5 5.0 21.5 1.2 14 330 1.6 2.7 4.7 22 1.2 RM Práctica 2: propiedades físicas y químicas, y • Realizar un análisis comparativo de los resultados presentados en la tabla 1 para responder y explicar sí ¿La maduración presentó un comportamiento climatérico?, ¿La firmeza presenta relación con el pH? Práctica 3: propiedades higroscópicas. Densidad del fruto. Práctica 1: Factores de la vida poscosecha, La densidad del fruto también se puede denominar como masa especifica o el peso especifico del contenido de materia seca, el aire dentro del fruto (Osterloh et al., 1996). Las cadenas tienen como componente importante el calcio (Ca) son uniones entre los grupos carboxílicos, que refuerzan los componentes estructurales de la célula, cuando se logra una ruptura de estas uniones es uno de los factores que inciden en la maduración y ablandamiento de los frutos, otro factor lo constituye el movimiento de agua desde la corteza o cáscara hacia la pulpa del fruto debido al proceso de ósmosis (Azcón-Bieto y Talón, 2009). Según los datos de la tabla 1 se puede evidenciar que es un fruto climatérico; ya que a medida que pasaron los días se fue disminuyendo la pérdida de peso del fruto, inicialmente con 444 g y con un peso final de 330 g todo esto se puede dar por el ablandamiento de los tejidos de plátano es debido a los cambios que ocurren en la pared celular compuesta por carbohidratos de cadena larga divididos en sustancias pécticas (protopéctinas), hemicelulosas y celulosas. Ecuación 3 La Porosidad (p), se determina mediante la relación existente entre la densidad aparente y la densidad real. La porosidad indica el porcentaje de espacios vacíos que se forman, cuando los vegetales son almacenados a granel o empacados y se determina mediante la siguiente ecuación: Ecuación 4 𝑃 = (1 − 𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒|𝐷𝑒𝑛𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑 𝑟𝑒𝑎𝑙) ∗ 100 Ecuación 5 Acidez, es el porcentaje de peso de los ácidos contenidos en la muestra. La ecuación a emplear es la siguiente: % Ac: 𝐴/D ∗ 𝐵/D ∗ 𝐶/D ∗ 100 En donde ¿La firmeza presenta relación con el pH? La firmeza inicia con 23 y va disminuyendo su firmeza a medida que pasa el tiempo, se encontraron cambios significativos para el porcentaje de ácido málico donde se observa que los valores de acidez al transcurrir el estado de madurez aumentan su acidez por la concentración de azucares. PRÁCTICA 2: PROPIEDADES FÍSICAS Y QUÍMICAS CONSIDERACIONES GENERALES: La densidad es una propiedad relacionada con la masa del vegetal, con el volumen de este y se expresa en g/cm3 o Kg. / m3. Los alimentos porosos tales como granos, es necesario especificar si se está haciendo referencia a su densidad aparente o real. La densidad aparente es el cociente entre la masa de producto y el volumen aparente del mismo (volumen incluyendo los huecos entre los granos). Por otro lado, la densidad real es el cociente entre la masa del producto y su volumen real (volumen excluyendo los huecos entre los granos). Es de resaltar que el volumen aparente siempre será superior al volumen real, por tal razón, la densidad real siempre será mayor que la densidad aparente. Es necesario considerar las siguientes fórmulas: A: Volumen gastado del hidróxido de sodio (VNaOH) en mL, gastado en la titulación B: Normalidad del hidróxido de sodio (NaOH) C: Peso del equivalente expresado en gramos del ácido representativo del vegetal D: peso en gramos de la muestra titulada Esta es la neutralización de los iones de hidrógeno del ácido con una solución de hidróxido de sodio de concentración conocida, empleando la fenolftaleína como agente indicador. 2.1. Actividad • Revisa los ácidos y pesos equivalentes en la tabla 2, se debe presentar los ácidos predominantes de los diferentes productos hortofrutícolas expuestos en la tabla 3: Tabla 2. Relación de Ácidos y sus respectivos pesos equivalentes Densidad Aparente (D), se tienen en cuenta los espacios vacíos que se forman entre los vegetales dentro de un empaque o embalaje; tomándose de esta manera tanto el peso total, como el volumen total del producto. 𝐷 = 𝑃𝑒𝑠𝑜 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 Ecuación 2 𝑉𝑜𝑙𝑢𝑚𝑒𝑛 𝑜𝑐𝑢𝑝𝑎𝑑𝑜 𝑝𝑜𝑟 𝑒𝑙 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑐𝑡𝑜 Densidad Real (𝑫R), en esta propiedad no se incluyen los espacios vacíos. Se establece la relación Peso / volumen, de la siguiente forma: Tabla 3. Ácidos Predominantes productos hortofrutícolas Vegetal Ácido Vegetal Ácido Acelgas oxálico Mango Cítrico Brócoli Málico Cítrico Cereza Málico Limón Manzana Málico Espárragos Asparagúsico Coliflor Málico Ciruela Málico Espinacas Oxálico Durazno Málico Naranja Cítrico Frambuesa Cítrico Pera Málico Fresa Cítrico Piña Cítrico Mandarina Cítrico Uva Cítrico Mango. Psaturada es el peso de la muestra seca más el peso del agua introducida en los poros abiertos: P SAT 2.2. Actividad El estudiante considera una muestra de Arroz que pesa 480 g. La muestra se deseca hasta peso constante comprobándose que ha perdido un 1% de su peso inicial. Posteriormente la muestra se satura de agua hasta peso constante de 500.5 g. En estado de saturación se sumerge, obteniéndose en la balanza hidrostática un peso de 270 g. Para finalizar el ensayo la muestra se vuelve a secar hasta peso constante y se pulveriza, obteniéndose un volumen de 183 cm³. Se solicita obtener la densidad (aparente y real) y la porosidad del grano teniendo en cuenta las unidades de medida. Datos: Pn =480 g (peso natural de la muestra incluye el peso del agua que contiene) PSEC=480 g x 0,99 = 475, 2 g Psaturada= 500,5 g +V SEC ×γ hab l P SUMERGIDO: es el peso de la muestra seca menos el empuje hidrostático (el peso del agua correspondiente al volumen aparente de la muestra sin el volumen de huecos abiertos) El ácido predominante es el ácido cítrico, aunque también se encuentra el ácido málico, succínico, urónico y oxálico en menores cantidades (Jagtiani et al. 1988; Deshpande et al. 2016). Durazno. En cuanto al contenido de ácidos orgánico en su mayor contenido están los siguientes: acido málico (20 a 64%), acido citrico (12-36%) y acido quinico (16-40%). Otro factor importante de este fruto son los carotenoides los cuales son responsables de color rojo-amarillo como por ejemplo fitoeno, fitoflueno, y-caroteno, β-caroteno, α-caroteno entre otros más. =P P SUM =P SEC − (V − V ap hab )γ l Densidad aparente. Daparente= Psec / Vap 475,2 𝑔 = 230,5 𝑐𝑚3 = 2.06 g/ cm3 DReal= Psec / VSOL = 475,2 𝑔 183 𝑐𝑚3 = 2,59 g/ cm3 POROSIDAD. P = 1=1 − 𝐷 𝑎𝑝𝑎𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒 𝐷 𝑅𝑒𝑎𝑙 X 100 2,06 𝑠/𝑐𝑚3 2.59 𝑔/𝑐𝑚3 x 100 = 20,4 % PRÁCTICA 3: PROPIEDADES HIGROSCÓPICAS CONSIDERACIONES GENERALES: La humedad designa el contenido de humedad en porcentaje que contiene un alimento de origen vegetal. Para determinar la humedad primero hay que determinar la Materia seca de la muestra. Es importante considerar la siguiente ecuación: % H = ((Pi – Pf ) / Pi) x 100 Ecuación 6 Psumergida = 270 g Pi = Peso inicial de la materia prima en fresco Pf = Peso final, hasta peso constante. Vsol = 183 g/cm 3 V ap = Psaturada - Psumergida / = 500,5 g -270 g / 1 3 = 230,5 cm Tenemos que: γ l 3.1. ACTIVIDAD • Selecciona Coeficiente de difusión de humedad en los alimentos como se visualiza en el pantallazo la cantidad de energía necesaria para calentar ese aire, lo que determina un mayor costo del secado (Universidad de Pamplona, 2003) ● Realiza la simulación, el espesor y el contenido de humedad inicial se mantienen constantes en 10 mm y 80%. Se resalta que se utiliza un secador por lotes, analizan los resultados y contestan las siguientes preguntas: ➔ ¿Qué variables influyen en el proceso? Justificar la respuesta Las variables que influyen en el proceso y la tasa de secado son los siguientes: ● ● Temperatura Humedad relativa ambiente: Ya que cuanto menor sea la temperatura ambiente, mayor será la cantidad de energía necesaria para calentar ese aire, lo que determina un mayor costo del secado. ● Temperatura y el flujo de aire de secado: En este caso si el flujo de masa aumenta, el producto final será, en general, de mejor calidad. ● Contenido de humedad inicial y equilibrio del producto: En cuanto más elevado sea el contenido de humedad de un producto, mayor será la cantidad de agua evaporada por unidad de energía (Universidad de Pamplona, 2003) Las variables o parámetros de secado nombrados anteriormente son independientes, lo que quiere decir que influyen en la tasa de secado como un conjunto de factores y no de manera aislada. Estos factores deben manejarse de una manera adecuada, ya que de estos depende la determinación del equipamiento apropiado para las condiciones específicas de secado. (Universidad de Pamplona, 2003) ➔ ¿Puede influir la humedad relativa del aire y/o la velocidad del aire? Estos parámetros tienen poca influencia sobre la tasa de secado, pero por el contrario determinan la cantidad de energía necesaria para alcanzar la temperatura de secado. Debido a lo anterior cuanto menor sea la temperatura ambiente, mayor será • A continuación, se considera los datos de la deshidratación de una Zanahoria a diferentes tiempos, donde se evidencia el cambio de contenido de humedad con respecto al tiempo final del proceso (t=3,83 horas), donde se encontró diferentes contenidos de humedad y actividad de agua. Se recomienda considerar la tabla 1, para graficar el contenido de humedad (kg H2O/kg S) vs tiempo (horas) para determinar la humedad de equilibrio (he), punto que representa la presión de vapor del agua en el alimento en equilibrio con la presión del vapor de agua en el aire, resaltando que se alcanzado el nivel máximo de deshidratación bajo los parámetros seleccionados. Posterior, se requiere graficar la velocidad de secado (kg/m2*h) vs contenido de humedad (kg H2O/kg S) y finalmente es necesario graficar la isoterma de desorción, contenido de humedad (kg H2O/kg S) vs actividad de agua. Tabla 1. Pérdida de humedad de zanahoria deshidratada Tiempo (horas) Humedad (kg H2O/kg S) aW Velocidad de secado (kg/m2*h) 0 11,5 1 3,34 0,17 10,5 0,913 3,04 0,33 9,5 0,826 2,71 0,5 8,38 0,728 2,41 0,67 7,5 0,652 2,13 0,83 6,5 0,565 1,86 1 5,75 0,500 1,63 1,17 5 0,435 1,37 1,33 4 0,348 1,16 1,5 3,63 0,315 1,02 1,67 3,13 0,272 0,89 1,83 2,75 0,239 0,76 2 2,25 0,196 0,61 2,17 1,75 0,152 0,49 2,33 1,5 0,130 0,42 2,5 1,25 0,109 0,34 2,67 1 0,087 0,27 2,83 0,75 0,065 0,21 3 0,63 0,054 0,17 3,17 0,5 0,043 0,13 3,33 0,38 0,033 0.09 3,5 0,313 0,022 0,08 3,67 0,250 0,022 0,06 3,83 0,188 0,011 0,04 4 0,125 0,011 0,04 4,17 0,125 0,011 0,04 4,33 0,125 0,011 0,04 4,5 0,125 0,011 0,04 4,67 0,125 0,011 0,04 4,83 0,125 0,011 0,04 5 0,125 0,011 0,04 5,17 0,125 0,011 0,04 5,33 0,125 0,011 0,04 5,5 0,125 0,011 0,04 5,67 0,125 0,011 0,04 5,83 0,063 0,000 0,04 Gráficas: Grafico 1: Contenido de humedad (kg H2O/kg S) vs tiempo (horas) Gráfico 2: Velocidad de secado (kg/m2*h) frente a Humedad (kg H2O/kg S) Gráfico 3:aW frente a Humedad (kg H2O/kg S) I. CONCLUSIONES El etileno es el encargado de generar la maduración de los frutos ya que al incrementarse la concentración se acelera el proceso de maduración, por ende modifica el color, la firmeza, el sabor y el aroma característico del fruto. La buena calidad física del suelo determina un ambiente adecuado para el desarrollo de las raíces vegetales, además del ingreso y almacenamiento óptimo del agua necesaria para el crecimiento de las plantas (Taboada & Alvarez, 2008). El hombre a través del manejo agrícola o ganadero modifica la calidad física del suelo. La declinación de la calidad física tiene consecuencias graves en las condiciones químicas y biológicas (Dexter et al., 2004). Los parámetros de secado como Temperatura, Humedad relativa ambiente, Temperatura y el flujo de aire de secado, Contenido de humedad inicial y equilibrio del producto son independientes,lo que quiere decir que influyen en la tasa de secado como un conjunto de factores y no de manera aislada. Estos factores deben manejarse de una manera adecuada, ya que de estos depende la determinación del equipamiento apropiado para las condiciones específicas de secado. II. REFERENCIAS Casp, Vanaclocha, Ana, and Requena, José Abril. (2003). Procesos de conservación de alimentos (2a. ed.) (pp. 38-40) Mundi-Prensa. https://elibro-net.bibliotecavir tual.unad.edu.co/es/ereader/unad/101973?pag e=1 Tesis de Naranja RIZC_New1 https://core.ac.uk/download/pdf/157800119.pdf Hernández, L. H. (2014). Tecnología de Poscosecha. SogamosoUNAD (pp. 140-205). http://hdl.handle.net/10596/11707 IUPAC (1994). Recommendations for the characterization of porous solids. Pure & Appl. Chern. 66 (8), 1739-1758. UNE-EN 1936 (2007). Métodos de ensayo para piedra natural. Determinación de la densidad real y aparente y de la porosidad abierta y total, 13 páginas. Anderson, J.M. and J.S. Ingram. 1993. Tropical soil biology and fertility: a handbook of methods, CAB International, UK. 221 p. Dexter, A.R.; Birkas, M. 2004. Prediction of the soil structures produced by tillage. Soil Till.Res. 79:233-238 Guevara,G.; Rojas, J. 2009. Efecto de las rotaciones en siembra directa sobre parámetros físicos de suelo. XX Reunión de Comunicaciones Científicos y Técnicas. FCA.UNNE. En: http://agr.unne.edu.ar/Extension/Res2009/ind ex.htm Keller, T.; Håkansson, I. 2010. Estimation of reference bulk density from soil particle size distribution and soil organic matter content. Geoderma 154: 398-406. Universidad de Pamplona. (2003). DISEÑO DEL SISTEMA DE CONTROL DEL PROCESO DE SECADO DE PASTAS ALIMENTICIAS. Universidad de Pamplona. Retrieved April 12, 2022, from https://www.unipamplona.edu.co/unipampl ona/portalIG/home_40/recursos/01_general /revista_2/09102011/v02_11.pdf
