Caracterización y procesado de kiwi y fresa cultivados por diferentes sistemas

UNIVERSIDAD DE SANTIAGO DE COMPOSTELA Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología CARACTERIZACIÓN Y PROCESADO DE KIWI Y FRESA CULTIVADOS POR DIFERENTES SISTEMAS MARLENE NUNES DAMACENO TESIS DOCTORAL 2007 Dr. ALBERTO CEPEDA SÁEZ, Catedrático de la Universidad y Director del Departamento de Química Analítica, Nutrición y Bromatología de la Universidad de Santiago de Compostela INFORMA QUE: MARLENE NUNES DAMACENO ha realizado en este Departamento, bajo la dirección de la Dra. Mª LOURDES VÁZQUEZ ODERÍZ, Dra. Mª ÁNGELES ROMERO RODRÍGUEZ y el Dr. ENRIQUE ARBONES MACIÑEIRA, el trabajo titulado “CARACTERIZACIÓN Y PROCESADO DE KIWI Y FRESA CULTIVADOS POR DIFERENTES SISTEMAS”, que presenta para optar al grado de Doctora en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Y para que conste, firma la presente en Santiago de Compostela, en mayo de 2007. Fdo. Dr. Alberto Cepeda Sáez Dra. Mª LOURDES VÁZQUEZ ODÉRIZ y Dra. Mª ÁNGELES ROMERO RODRÍGUEZ, Profesoras Titulares del Departamento de Química Analítica Nutrición y Bromatología y Dr. ENRIQUE ARBONES MACIÑEIRA Profesor Titular del Departamento de Ingeniería Agroforestal, de la Universidad de Santiago de Compostela AUTORIZAN: A la presentación de la memoria titulada “CARACTERIZACIÓN Y PROCESADO DE KIWI Y FRESA CULTIVADOS POR DIFERENTES SISTEMAS”, realizada bajo su dirección, por MARLENE NUNES DAMACENO, en los laboratorios de Tecnología de los Alimentos, de Nutrición y Bromatología y en la Nave de Industrias Agrarias y Alimentarías, del Campus de Lugo, para optar al grado de Doctora en Ciencia y Tecnología de Alimentos. Y para que conste, firmamos la presente en Lugo, en mayo de 2007. Fdo. Dra. Mª Lourdes Vázquez Odériz Fdo. Dra. Mª Ángeles Romero Rodríguez Fdo. Dr. Enrique Arbones Maciñeira Marlene Nunes Damaceno Dedicatoria A mi familia. A Manoel (1911–2005) y Etelvina, por todo A Irene, por abdicarse en ellos. “Amigos a gente encontra O mundo não é só aquí Repare naquela estrada Que distância nos levará … Quem me levará sou eu Quem regressará sou eu …” (Manduka e Dominguinhos) "Eu sou de uma terra que o povo padece Mas não esmorece e procura vencer. Da terra querida, que a linda cabocla De riso na boca zomba no sofrê Não nego meu sangue, não nego meu nome. Olho para a fome, pergunto: que há? Eu sou brasileiro, filho do Nordeste, Sou cabra da Peste, sou do Ceará." (Patativa do Assaré) AGRADECIMIENTOS Varios son los que han contribuido para que este trabajo llegara a buen término. Aunque no alcance mencionar, a todos registro respetuosamente mi gratitud. Al Instituto Centro de Ensino Tecnológico (CENTEC) por autorizar la estancia para la realización de los estudios. A los directores de esta tesis Dra. Mª Lourdes Vázquez Oderíz, Dra. Mª Ángeles Romero Rodríguez y el Dr. Enrique Arbones Maciñeira por su disponibilidad permanente, su forma exigente y crítica de cuestionar las ideas presentadas facilitando el alcance de los objetivos. A la profesora Nieves Muñoz Ferreiro, por su gran disponibilidad, por el aporte y las valiosas sugerencias en los métodos estadísticos. A Lupe García, quien afortunadamente he conocido y siempre ha dado su apoyo incondicional. A Alicia Mondragón por la recepción, el apoyo desde la llegada y durante toda la estancia común. Que la larga jornada emprendida nos haga aun más conscientes del papel de educar. A mis amigos por comprender mis ausencias y por sus generosos estímulos. Cuando permitimos el encuentro es difícil no seguir juntos en todas partes. A los compañeros de laboratorio Alicia, Luis Eduardo, Loli, Sonia, Cristina, Silvia, Mónica, Perejon, Juan, Arancha, Alejandro, Alberto, Noelia, Sofía, Bea, Elena, José por los largos períodos compartidos en el paso investigativo. Al Ministerio de Ciencia y Tecnología (Ref. AGL 2002-03018 ALI) por financiar la parte experimental de la investigación. Al Consello Regulador de Agricultura Ecolóxica de Galicia (CRAEGA), al Dr. Pedro Pablo Gallego (Universidad de Vigo) y los productores (Elia y Mar) que suministraron las muestras para la realización del estudio. RESUMEN Se ha analizado el efecto del cultivo sobre las características físico-químicas del kiwi (Actinidia deliciosa, (A. Chev.) C. F. Liang y A. R. Ferguson) y de la fresa (Fragaria x ananassa, Duch.). En el caso del kiwi, almacenado en cámara, se ha comprobado la influencia de tres tipos de cultivo (convencional, ecológico e integrado), utilizando el modelo de ANOVA con medidas repetidas split-splot. En el caso de la fresa, se ha estudiado la influencia de dos tipos de cultivo (convencional y ecológico) en varios muestreos, utilizando un diseño en bloque completo al azar. Los kiwis procedentes del cultivo convencional presentan mayores concentraciones de sólidos solubles, vitamina C, K, Mg, Fe, Zn y Mn y las menores concentraciones de ácido málico, ácido oxálico y cenizas. Los kiwis procedentes del cultivo ecológico presentan las mayores concentraciones de ácido cítrico y ácido quínico. Los kiwis procedentes del cultivo integrado presentan características intermedias a las procedentes de los otros dos sistemas de cultivo. Las fresas procedentes del cultivo convencional presentan las mayores concentraciones de sólidos solubles, materia seca, parámetros de color CIE (L*a*b*), ácido cítrico, ácido málico, cenizas, Na, K, Ca y Fe. Las fresas procedentes del cultivo ecológico presentan las mayores concentraciones de vitamina C y Li. Se han optimizado los procesos de elaboración de kiwi en almíbar y de mermelada de fresa, elaborándose ambos productos utilizando dos tipos de materia prima (procedente del cultivo convencional y ecológico) y dos tipos de procedimiento de elaboración (convencional y ecológico). En los productos obtenidos se ha evaluado la influencia del proceso de elaboración sobre las características físico-químicas de las materias primas de partida, utilizando el test t-Student, observándose que éstas varían de forma significativa. Además, se ha estudiado la influencia de la materia prima (convencional y ecológica) y del procedimiento de elaboración (convencional y ecológico), sobre las características físico-químicas de los productos obtenidos, utilizando en el caso del kiwi en almíbar un ANOVA de dos factores (producto y tiempo de almacenamiento) con contrastes de hipótesis a priori, y, en el caso de la mermelada de fresa, se ha realizado un ANOVA de dos factores (materia prima y procedimiento). Las diferencias encontradas entre los distintos productos elaborados son debidas, fundamentalmente, a la materia prima. El tiempo de almacenamiento influye en las características físico-químicas del kiwi en almíbar. Palabras claves: kiwi, fresa, kiwi en almíbar, mermelada de fresa, cultivo convencional, ecológico e integrado, físico-químico. ABSTRACT The effect of the culture has been analyzed on the physicochemical properties of kiwifruit (Actinidia deliciosa, (A. Chev.) C.F. Liang and A.R. Ferguson) and of the strawberry (Fragaria x ananassa, Duch.). In the case of kiwifruit, storage rooms, the influence of three types of culture (conventional, ecological and integrated) using the splitsplot and repeated measures designs ANOVA model. In the case of the strawberry, the influence of two types of culture (conventional and ecological) in several samples was studied, using a randomized design in complete block. Kiwifruits from the conventional culture show greater concentrations of soluble solids, vitamin C, K, Mg, Fe, Zn and Mn and smaller concentrations of málic acid, oxalic acid and ash. Kiwifruits from the ecological culture show greater concentrations of citric acid and quínic acid. Kiwifruits from the integrated culture show characteristics in between those of other the two culture systems. The strawberries from the conventional culture show greater concentrations of soluble solids, dry matter, parameters of color CIE (L*a*b*), citric acid, malic acid, ash, Na, K, Ca and Fe. The strawberries from the ecological culture show greater concentrations of vitamin C and Li. The production processes of kiwi in syrup and strawberry jam have been optimized, producing both products using two types of raw material (from the conventional and ecological culture) and two types from production (conventional and ecological). The influence of the production process has been evaluated in products obtained based on the physicochemical properties of the raw materials to begin with, using the test t-Student, and observing that they vary significantly in form. In addition, the influence of the raw material (conventional and ecological) and of the from production has been studied (conventional and ecological), based on the physicochemical properties of the products obtained using, in the case of kiwi in syrup, an ANOVA of two factors (product and time of storage) in contrast to priori hypothesis and, in the case of the strawberry jam, an ANOVA of two factors has been made (raw material and procedure). The differences found between the different products produced are fundamentally due to the raw material. The time of storage influences the physicochemical properties of kiwi in syrup. Key words: kiwifruit, strawberries, kiwi in syrup, strawberry jam, conventional, ecological and integrated culture, physicochemical. Índice General xvii ÍNDICE GENERAL ÍNDICE DE FIGURAS xix ÍNDICE DE TABLAS xxi I – INTRODUCCIÓN 01 1.1 KIWI 03 1.2 FRESA 08 1.3 CONSERVACIÓN POSCOSECHA 13 1.4 PROCESADO DE FRUTAS 17 1.4.1 Frutas en almíbar 23 1.4.2 Mermelada de frutas 24 1.5 AGRICULTURA ECOLÓGICA 29 1.5.1 Situación actual de la agricultura ecológica 35 1.6 PRODUCCIÓN INTEGRADA 38 1.6.1 Situación actual de la producción integrada 43 II – OBJETIVOS 45 III – MATERIAL Y MÉTODO 49 3.1 MUESTRAS 51 3.1.1 Kiwi 51 3.1.2 Fresa 52 3.1.3 Kiwi en almíbar 52 3.1.4 Mermelada de fresa 53 3.2 DETERMINACIONES ANALÍTICAS 54 3.2.1 Calibre 54 3.2.2 Dureza 55 3.2.3 Sólidos solubles 55 3.2.4 Color CIE (L*a*b*) 57 3.2.5 Actividad de agua 58 3.2.6 Materia seca 59 3.2.7 pH 60 3.2.8 Acidez titulable 61 3.2.9 Ácidos orgánicos 62 3.2.10 Azúcares 72 3.2.11 Fenoles totales 79 3.2.12 Cenizas 81 3.2.13 Minerales 82 3.2.14 Consistencia 83 3.2.15 Características técnicas de las conservas 84 3.3 ANÁLISIS ESTADÍSTICOS 85 3.3.1 Kiwi 85 3.3.2 Fresa 86 3.3.3 Kiwi en almíbar 88 3.3.4 Mermelada de fresa 89 IV – RESULTADOS Y DISCUSIÓN 91 4.1 KIWI 93 4.1.1 Influencia de los diferentes sistemas de cultivo sobre las características físico-químicas del kiwi 93 Introducción 3 1.1 KIWI Según el Reglamento CE 1673/2004, los kiwis son «los frutos procedentes de las variedades (cultivares) obtenidas de Actinidia chinensis (Planch) o de Actinidia deliciosa (A. Chev.) C. F. Liang y A. R. Ferguson, destinados a ser entregados al consumidor en estado fresco, con exclusión de los destinados a la transformación industrial». El kiwi es una planta trepadora originaria de las montañas del sur de China y cultivada en varias regiones del mundo, iniciándose el cultivo comercial en Nueva Zelanda en 1930. El nombre kiwi también se le otorga allí posiblemente por una remota similitud de aspecto entre el fruto cubierto de vellosidades y el ave kiwi. En 1959, el nombre kiwifruit se acepta en el comercio internacional reemplazando todas las denominaciones anteriormente atribuidas. En 1970 su cultivo se extiende a otros países de zona templada. (Bascuñana, 1989; Zuccherelli y Zuccherelli, 1990; Childers y col., 1995; Ferguson y col., 1996). El genero Actinidia pertenece a la Familia Actinidiaceae, Orden Theales, Sub-clase Dilleniidae, Clase Magnoliopsida, Subfilo Magnoliophyta, Filo Anthophyta, Reino Plantae, Dominio Eukarya (Cronquist, 1981; Nabors, 2006). En el sistema de clasificación APG II (Angiosperm Phylogeny Group, 2003) la familia Actinidiaceae pertenece al orden Ericales. Dentro del género Actinidia ya se han descrito más de 60 especies. Las principales especies pertenecen a tres secciones: a) sección Stellatae, A. chinensis Planch. y A. deliciosa (Chef.) Liang & Ferg., A. latifolia (Gardn. & Champ.) Merr, A. eriantha Benth., ricas en vitamina C; b) sección Leiocapae, A. arguta (Sieb & Zyucc.) Planch ex. Miq., A. kolomikta Maxim. Rupr, .A. melanandra Franch., A. polygama (Sieb & Zucc.) Maxim., más adaptadas a clima frío; y c) sección Maculatae, A. chrysantha Liang, A. indochinensis Merr (Bascuñana, 1989; Ferguson, 1990; Ferguson y col., 1996; Cheah y Irving, 1997; Ferguson, 1997; Morley-Bunker y Lyford, 1999; Gil, 2000; Ferguson, 2007). La especie Actinidia chinensis esta subdividida en tres variedades: chinensis, hispida y setosa. Las formas cultivadas pertenecen a A. chinensis (Planch) var. hispida (C. F. Liang). En 1984 Liang y Ferguson, comprobaron que la variedad hispida ya había sido descrita Introducción 4 antes como variedad deliciosa por A Chevalier, y proponen eliminar su denominación y erigirla como especie autónoma Actinidia deliciosa (A. Chev.) C. F. Liang y A. R. Ferguson (Liang y Ferguson, 1986; Zuccherelli y Zuccherelli, 1990; Johnson y col., 1992; Bliss, 1994). La especie A. deliciosa var. deliciosa (2n = 170, 174), fue separada de A. chinensis (2n = 58) por la diferencia en el número de cromosomas (Gil, 2000). Entre las distintas variedades femeninas cultivadas de A. deliciosa se encuentran: Abbot, Allison, Bruno, Kramer, Hayward (Chico), Monty, Skelton y Wilkins Super y entre las masculinas Matua y Tomuri. La variedad Hayward es la más difundida en todas las plantaciones a nivel mundial. Está considerada como una buena variedad por poseer características agronómicas adecuadas tales como vigor, rusticidad, productividad y producir frutos de tamaño medio-grueso de forma regular, oval u oblonga tendiendo a forma redondeada. Presenta una vellosidad suave, fácilmente eliminable, y una pulpa que en la fase de madurez, además de mantenerse consistente, es delicuescente y perfumada, con un color verde brillante y presentando un equilibrio entre los sabores dulce y acido. Entre las variedades masculinas, la variedad Tomuri, de floración tardía, es empleada como polinizadora para Hayward en una proporción de plantas masculinas/femeninas que varía de 1:3 hasta 1:8. La variedad Matua presenta una floración más abundante y más prolongada pero, generalmente, anterior al periodo en que las flores de Hayward están preparadas para la floración (Río, 1979; Youssef y Bergamini, 1980; Bascuñana, 1989; Ferguson, 1990; Zuccherelli y Zuccherelli, 1990; Johnson y col., 1992; Ferguson y col., 1996; Cheah y Irving, 1997; Joyce, 2003). Otras especies del género Actinidia tales como A. chinensis var. rufopulpa y A. arguta var arguta x melanandra producen frutos con pulpa roja. Además de A. chinensis y A. deliciosa, otras especies producen frutos comestibles y son cultivadas de forma localizada entre éstas las más importantes son: 8 A. arguta: especie polimorfa que resiste al frío y produce frutos de tamaño variable, pero en general pequeños, verduzcos o rojizos, sin pelos y con elevado contenido en ácido ascórbico (superior a A. chinensis). En España (Galicia) los frutos se denominan kiwiños. Introducción 5 8 A. kolomikta: especie muy rústica con frutos muy pequeños de sabor dulce que maduran pronto. Actualmente, se utiliza como planta de jardín. (Bascuñana, 1989; Ferguson, 1990; Ferguson y col., 1996; Cheah y Irving, 1997; Ferguson, 1997; Morley-Bunker y Lyford, 1999; Gil, 2000; Navarro, 2001; Nishiyama y col., 2004). La actinidia presenta raíces carnosas y muy ramificadas lo que posibilita su propagación por estacas. Su comportamiento arbustivo permite el desarrollo de varios sarmientos a partir de la base del pie, que son dirigidos sobre un tutor pudiendo llegar a formar un tronco. Las yemas se forman en las axilas de las hojas y pueden ser de dos tipos: madera (originan sarmientos sin frutos) y mixtas (producen sarmientos con botones florales). Las hojas son caducas y las flores son hermafroditas, pero fisiológicamente dioicas lo que requiere la participación de insectos para la polinización. Los frutos son bayas con forma de elipse con epidermis de color pardo-verdoso recubierta de vellosidades. La pulpa es de color verde esmeralda y está repleta de pequeñas semillas de color negro dispuestas en forma de círculo. En el centro se encuentra la columela, también comestible, de color blanco crema, con forma alargada en el sentido de la máxima longitud del fruto (Figura 1) (Youssef y Bergamini, 1980; Bascuñana, 1989; Zuccherelli y Zuccherelli, 1990; Morley-Bunker y Lyford, 1999). Figura 1 – Corte longitudinal y transversal del fruto kiwi (var. Hayward). En cuanto a las propiedades nutritivas (Tabla 1), el kiwi tiene alto contenido en agua y fibra soluble e insoluble que ayuda a normalizar los niveles de colesterol y facilita el tránsito intestinal. Es poco calórico y presenta moderada cantidad de hidratos de carbono en forma de azúcares. Destaca su elevado contenido en vitamina C, dos frutos de tamaño Introducción 6 medio aportan cerca del 250% de la cantidad diaria recomendada de esta vitamina. También es rico en vitamina E y folatos, llegando a cubrir entre un 9 y un 20%, de las necesidades diarias de estas vitaminas, respectivamente. Es rico en minerales como potasio, magnesio y cobre (un fruto cubre el 10% de las necesidades diarias de magnesio), aunque es pobre en sodio. Posee la enzima proteolítica actinidina, que actúa desdoblando a las proteínas y, consecuentemente, facilitando su digestión. Además dicha actividad enzimática puede ser utilizada para el ablandamiento de carnes. Es uno de los pocos frutos que presentan coloración verde durante la madurez debido a la presencia de clorofilas cuyo contenido solo disminuye cuando el fruto entra en senescencia (Ferguson, 1990; Mitchell, 1994; Childers, y col., 1995; Salinero, 2001; http://www.kiwifruit.org; http://frutas. consumer.es/documentos/tropicales/kiwi/intro.php). Según Rush y col. (2006), el consumo diario de kiwi puede reducir algunos factores de riesgo asociados al cáncer. Tabla 1 – Composición de kiwi, en 100 g de materia fresca. Componente Componente Agua (g) 83,07 Galactosa (g) 0,17 Ácidos orgánicos (g) 1,50 Glucosa (g) 4,11 – 5,32 Cenizas (g) 0,61 Fructosa (g) 4,35 – 4,92 Energía (kcal) 53,0 – 61,0 Maltosa (g) 0,19 Fibra (g) 1,50 – 3,90 Sacarosa (g) 0,15 – 1,46 Hidratos de Carbono (g) 12,10 – 14,66 Vitamina A IU 87,0 Lípidos (g) 0,44 – 0,52 Tiamina (mg) 0,027 Pectina (g) 0,30 – 1,10 Riboflavina (mg) 0,06 Proteína (g) 1,00 – 1,14 Niacina (mg) 0,6 Cloro (mg) 65,0 Acido Pantoténico (mg) 0,183 Calcio (mg) 34,0 Piridoxina (mg) 0,13 Cobre (mg) 0,13 Folatos totales (μg) 29,3 Fósforo (mg) 34,0 Vitamina C (mg) 92,7 – 94,0 Hierro (mg) 0,60 – 0,31 Vitamina E (mg) 1,46 Magnesio (mg) 17,0 – 27,0 Vitamina K (μg) 40,3 Manganeso (mg) 0,098 – 0,1 Ácido cítrico (mg) 990,0 Potasio (mg) 312,0 Ácido málico (mg) 500,0 Sodio (mg) 3,0 – 4,5 Ácido oxálico (mg) 0,18 – 1,63 Zinc (mg) 0,14 Ácido quínico (mg) 585,1 (Mitchell, 1994; Perez y col., 1997; Senser y Scherz, 1999; Souci, y col., 2000; Mataix y col., 2003; Farran y col., 2004; Gil, 2004; Sánchez, 2004; Rassan y Laing, 2005; Moreiras y col., 2006; http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/cgi-bin/list _nut_edit.pl). Introducción 7 Al cultivo de kiwi en España se dedicó, en el año 2003, una superficie de 1.171 ha estando más extendido en el norte peninsular, representando Galicia y Asturias el 68,31% y el 11,95% respectivamente, de la superficie total. En ese mismo año la producción nacional fue de 12.696 t, representando la Comunidad Autónoma de Galicia el 64,11% de la producción total y las provincias de Pontevedra y Ourense el 41,95% y 22,55% respectivamente, de dicha producción (MAPA, 2004a). En el año 2005 la superficie cultivada de kiwi en España se ha ampliado en un 13% en relación al año 2003 (MAPA, 2006a). En el panorama mundial, en el año 2005, España se encontraba en la décima primera posición. El principal productor mundial es Italia al que siguen Nueva Zelanda, Chile y Francia (Tabla 2) (FAO, 2006). Tabla 2 – Principales productores mundiales de kiwi en el año 2005. País Producción (t) Italia 475.406 Nueva Zelanda 280.000 Chile 150.000 Francia 78.000 Grecia 40.000 Japón 38.000 Estados Unidos 24.000 Rep. Islámica de Irán 20.000 Portugal 10.331 República de Corea 10.000 España 9.000 Turquía 5.500 Australia 4.000 Israel 1.600 Suiza 400 Fuente: FAO 2006. Durante el periodo comprendido entre los años 1998 y 2003, el consumo de kiwi en España sufrió un incremento siendo una de las frutas en las que más se ha incrementado el consumo. El consumo per cápita fue de 2,8 kg y en la Comunidad Autónoma de Galicia, éste fue de 3,30 kg. La tendencia al incremento en el consumo per cápita se explica por la preferencia por los frutos frescos, siendo los hogares los mayores demandantes con el 97,1%. (MAPA, 2004b). Introducción 8 1.2 FRESA La fresa es una fruta conocida y apreciada desde la antigüedad, existiendo registros en escritos clásicos griegos y romanos. El nombre procede del latín «fragans» fragante. (Perez, 1979; Verdier, 1987; Maroto y López, 1988; Branzanti, 1989; Galletta y Bringhurst, 1990; Navarro, 2001). De hecho, pertenece al género Fragaria que se incluye en la SubFamilia Rosoideae, Familia Rosaceae, Orden Rosales, Sub-clase Rosidae, Clase Magnoliopsida, Sub-filo Magnoliophyta, Filo Anthophyta, Reino Plantae, Dominio Eukarya (Cronquist, 1981; Nabors, 2006). Existen numerosas especies silvestres o cultivadas que producen frutos comestibles del género Fragaria, que reciben la denominación común de fresa/fresón, y que han dado origen a numerosas variedades, por cultivo o cruzamiento, destacando su amplia distribución en las zonas templadas y subtropicales con una temperatura media anual que varia de 12 a 20ºC (Alsina, 1970; Navarro, 2001). La más extendida es Fragaria vesca L. que se encuentra silvestre por toda Europa y Asia. Otras especies importantes son Fragaria viridis Duch. y Fragaria moschata Duch., originarias del Norte de Europa y Asia. De origen americano destacan Fragaria chiloensis Duch., y Fragaria virginiana Duch. Distintas especies del género Fragaria están reconocidas y divididas en cuatro grupos con siete cromosomas de número base (Tabla 3) (Maroto y López, 1988; Branzanti, 1989; Galletta y Bringhurst, 1990; Hancock y col, 1996). Tabla 3 – Especies del género Fragaria y distribución geográfica. Ploidía Especies Distribución geográfica Diploides Fragaria vesca L. (fresa de los bosques) Norte América, Asia, África y Europa (2n = 14) F. viridis Dúchense Europa, Este y Centro de Asia F. nilgerrensis Schlecht. Sudeste asiático y China F. daltoniana J. Gay Asia (Himalaya) F. nubicola Lindl. Asia (Himalaya) y Rusia F. iinumae Makino Centro y Noreste de Japón F. yesoensis Hara. Noreste de Japón F. nipponica Mak. Japón F. mandschurica Staudt Manchuria Tetraploides F. moupinensis (Franch). Card. Este del Tibet y China (2n = 28) F. orientalis Losinsk Siberia, Mongolia, Manchuria y Corea F. corymbosa Los. Noreste de China Introducción 9 Ploidía Especies Distribución geográfica Hexaploide F. moschata Duch. (fresa hautbois/ Noreste y Centro Europa (2n = 42) caprón) Octaploides F. chiloensis (L). Duch. Costa del Pacífico y Andes (2n = 56) F. virginiana Duch. Norte América F. ovalis (Lenh) Rydb. (F. cuneifolia, platypetala, viginiana glauca Staudt) Norte América (Montañas Rocosas) F. iturupensis Staudt Isla Iturup, Isla Kuril y Japón F. x ananassa Duch. Hibrido FONTE: Galletta y Bringhurst, 1990; Hancock y col., 1996. Las fresas cultivadas actualmente, de frutos grandes, provienen de la especie Fragaria x ananassa, Duch., reconocida como un hibrido de dos especies nativas americanas, F. chiloensis (L) Duch. y F. virginiana Duch. (Bianchini y col., 1974; Bianchi, 1986; Branzanti, 1989; Childers y col., 1995; Hancock y col., 1996; Thiele, 1999; Navarro, 2001). Existe una gran cantidad de variedades de fresas, las más comercializadas son las de cultivo intensivo que, con la ayuda de invernaderos, consiguen tener presencia todo el año en el mercado. El ciclo vegetativo depende mucho del fotoperíodo, factor éste que clasifica las variedades en uníferas o de días cortos (menos de 12 horas de luz); reflorecientes o de día largo (más de 14 horas de luz) y remontantes o de día neutro (diferencia sus flores con cualquier duración del día). En general, se cultivan las más adaptadas localmente pues son conocidas en el mundo más de un millar de variedades debido a la gran capacidad de hibridación del fruto. A continuación se describen las principales variedades cultivadas en el mundo (Perez, 1979; Verdier, 1987; Stushnoff y Quamme, 1988; Branzanti, 1989; Hancock y col, 1996; Thiele, 1999; Navarro, 2001; Marín, 2004; http://frutas. consumer.es/documentos/frescas/fresa/intro.php; http://www.infoagro.com/frutas/fru tas_tradicionales/fresas.htm#1.Introducción). 8 Camarosa: variedad de día corto, de origen californiano que presenta un fruto grande, muy precoz, de color rojo brillante, interior muy coloreado y de buen sabor y firmeza. Está adaptada a las condiciones agroclimáticas de la mayoría de las zonas frutícolas del mundo. Llega a ocupar el 98% de la superficie cultivada de fresa en la provincia de Huelva, que a su vez supone más del 65% de la producción española. 8 Carisma: variedad de día corto, muy vigorosa y rústica, capaz de adaptarse a todo tipo de suelos y climas, precoz y muy productiva. El fruto tiene forma cónica, a veces apostillada, de color rojo suave y de gran tamaño. Introducción 10 8 Cartuno: presenta un fruto de forma cónica perfecta, calibre uniforme y color rojo brillante, de sabor azucarado y resistencia a la clorosis férrica. 8 Chandler: variedad de día corto, precoz, que presenta frutos cuneiformes, de tamaño grande, de color rojo vivo intenso, sabor dulce y de gran calidad. Los aquenios son pequeños y están hundidos en la superficie del fruto, lo que les da un mejor sabor. En determinadas condiciones climáticas presenta una maduración incompleta, quedando el ápice de la fruta de color verde o blanco. 8 Douglas: presenta frutos de gran tamaño y apariencia muy atractiva, color rojo vivo y marcado diformismo, con frutos piramidales, cuneiformes y pulpa rosada. 8 Oso grande: variedad de origen californiano, de color rojo anaranjado, con forma de cuña achatada y tendencia a aparecer bilobulado, de calibre grueso y buen sabor. Presenta una tendencia al rajado del fruto, lo que supone un inconveniente. 8 Pájaro: es una variedad de día corto, con frutos de forma cónica, de color rojo brillante, cuello blanco y grueso y de pulpa consistente con sabor muy apreciado. Utilizable tanto para la venta en fresco como para la industrialización. 8 Reina de los valles: es una variedad de día neutro, predominante en el mercado español. Los frutos son pequeños, de forma cónica alargada, de color rojo blanquecino a rojo brillante, con suculenta pulpa de sabor dulce y aromática. Utilizable para consumo en fresco o para congelación. 8 Selva: variedad de día neutro muy productiva. El fruto presenta gran calibre, forma cónica acuñada, algo alargada, color rojo intenso brillante y uniforme y la pulpa es de color rojo anaranjada, un poco mas clara en la cercanía del corazón, poco jugosa y muy consistente. Se adapta bien a suelos de poca fertilidad pero es sensible a Botrytis, Oidio y Viruela, y además es atacada con facilidad por la arañita roja. La fresa es una planta herbácea perenne, con raíces fasciculadas (primarias y secundarias) de aspecto fibroso, que surgen del tallo, próximas a la superficie del suelo. El tallo es muy corto y, en muchos casos, casi reducido a un disco que se divide o ramifica formando la corona. Las hojas son palmeadas, compuestas (trifolioladas) con borde dentado, insertadas mediante un pecíolo en la corona. De la axila de las hojas salen filamentos con nudos que dan lugar a los estolones, éstos, en contacto con el suelo, enraízan fácilmente, formándose así nuevas plantas. Esta es la principal forma de Introducción 11 propagación vegetativa. Las flores pueden ser hermafroditas y/o unisexuales reunidas en racimos o corimbos de color blanco o también rojo llamadas inflorescencias. La mayoría de las variedades cultivadas tienen sólo flores hermafroditas (Bianchini y col., 1974; Perez, 1979; Verdier, 1987; Maroto y López, 1988; Branzanti, 1989; Galletta y Bringhurst, 1990; Navarro, 2001). El fruto o fresa es en realidad un «falso fruto» (infrutescencia), botánicamente denominado «eterio», formado por el engrosamiento del receptáculo floral, en el que están insertos los verdaderos frutos, llamados aquenios (pepitas). La parte central o «corazón» puede estar muy o poco desarrollada pudiendo haber frutos con corazón vacío. (Figura 2) (Bianchini y col., 1974; Perez, 1979; Verdier, 1987; Maroto y López, 1988; Branzanti, 1989; Galletta y Bringhurst, 1990; Navarro, 2001). Figura 2 – Corte longitudinal y transversal de la fresa (var. Selva). Las fresas son frutas que aportan pocas calorías y cuyo componente más abundante después del agua son los hidratos de carbono (fructosa, glucosa y sacarosa). Destaca su aporte de fibra y el alto contenido en ácido cítrico y vitamina C. La ingesta diaria recomendada para esa vitamina (100–150 mg/día) puede ser satisfecha con un promedio de 100 g de fresas por día (Kafkas y col. 2007). Contienen también ácido málico y ácido oxálico, potasio y, en menor proporción, vitamina E y vitamina B5 (niacina). Los pigmentos vegetales que le confieren a estas frutas su color característico son los flavonoides (antocianos) (Tabla 4). El cultivo de fresa y fresón en el año 2003, en España, representó una superficie de 9.145 ha, ocupando la Comunidad Autónoma de Andalucía el 81,06% de la superficie sembrada a nivel nacional y, dentro de la cual el 77,06% de dicha superficie, está Introducción 18 Las frutas, por su propia naturaleza biológica, desde el momento de la cosecha tienden a pasar por una serie de modificaciones que presentan un carácter diferente dependiendo del tipo de alteración que intervenga. Los cambios físicos, bioquímicos (internos o externos) y microbiológicos favorecen su descomposición además de la actuación de factores ambientales como la temperatura, la humedad y la sequedad, el aire (principalmente el oxígeno), la luz y el tiempo (Aleixandre, 1977; Casp y Abril, 1999). Los métodos para conservar los alimentos son resultado de la manipulación del mismo, de tal forma que sea posible preservarlos de la acción de microorganismos, capaces de modificar las condiciones sanitarias y de sabor, y de la actividad bioquímica manteniendo sus propiedades nutritivas durante un largo periodo de tiempo. El procesado de los frutos está basado en normas que regulan la higiene, la calidad (materia prima, agua de proceso, etc.), el envasado, el empleo de aditivos, el etiquetado, la autenticidad, los controles para exportación e importación, etc. Las normas de calidad internacionales, como la ISO6 9000 (EN7 29.000) constituyen un referente tanto para el establecimiento de procesos de elaboración como para la implantación/reforma de industrias en el área de alimentos (Taylor, 1997). Entre las técnicas empleadas para la conservación de los alimentos se encuentra el tratamiento térmico que permite eliminar varias categorías de microorganismos e inactivar los enzimas que pudiesen alterar el producto y hacerlo impropio para el consumo. Sin embargo, este tipo de tratamiento presenta algunos inconvenientes por los cambios que ocurren en el producto y que afectan a la calidad y al valor nutritivo del mismo, como la destrucción de vitaminas, desnaturalización de proteínas, caramelización de azúcares, gelificación de almidones, destrucción de pigmentos, modificación de sabores y texturas, pérdidas y cambios de aromas e incluso producción de substancias toxicas (Aleixandre, 1977; Casp y Abril, 1999). 6 ISO, International Standards Organization. Organización Internacional para la Estandarización, creada en 1946 y constituida por institutos de normalización de varios países del mundo que elabora normas y recomendaciones requeridas por el mercado contribuyendo a que el desarrollo, la fabricación y el suministro de productos sea más eficiente, seguro y limpio, además de salvaguardar los derechos de los consumidores y usuarios. 7 EN 29000 Norma Europea sobre calidad. Introducción 19 La actuación del calor sobre los microorganismos y los constituyentes del alimento requiere un conocimiento de sus propiedades intrínsecas, así como de los factores externos capaces de producir alteraciones en su composición. La termorresistencia presentada por los microorganismos depende inversamente de la actividad de agua del medio así como de su acidez. Según Casp y Abril (1999), en cuanto al pH los alimentos pueden ser clasificados en cuatros grupos: 8 Alimentos de acidez baja (pH > 5,3) 8 Alimentos de acidez media ( 5,3 > pH > 4,5) 8 Alimentos ácidos ( 4,5 > pH > 3,7) 8 Alimentos muy ácidos (pH < 3,7). Un tratamiento térmico debe ajustarse de forma que se consigan los resultados deseables (inactivación enzimática, ablandamiento de los tejidos, mejora de la digestibilidad, etc.) y se minimicen los indeseables (destrucción de nutrientes, pérdida de calidad sensorial). La elección del tratamiento térmico más apropiado dependerá de los siguientes factores: naturaleza del alimento (líquido, sólido, pastoso), estabilidad requerida en el producto final y susceptibilidad al deterioro. El tratamiento térmico seguro debe ser capaz de destruir los microorganismos patógenos e inactivar los no patógenos, lo que se consigue optimizando el binomio tiempo-temperatura que satisfaga estos requerimientos. En función de ello, se pueden seleccionar los siguientes tratamientos: el escaldado o blanqueado, la cocción, la pasteurización y la esterilización. En los dos primeros procesos se consigue una cierta reducción de la flora microbiana presente y los últimos tienen como fin la destrucción microbiana (Aleixandre, 1977; Herson y Hulland, 1985; Fellows, 1988; Burrows, 1997; Casp y Abril, 1999; Potter y Hotchkiss, 1999; Candela y Astiasarán, 2000; Sielaff y Schleusener, 2000; Azeredo, 2004; Emond, 2004; Ludikhuyze y col., 2004; Ibarz y Barbosa-Cánovas, 2005). 8 Escaldado: es un tratamiento térmico de corta duración que consiste en mantener el producto algunos minutos a temperaturas próximas a 95 – 100ºC. Su principal finalidad es inactivar o destruir enzimas que puedan originar alteraciones en el producto durante el almacenamiento en estado congelado, deshidratado o enlatado, de ahí que no sea considerado un sistema de conservación en sí mismo sino un Introducción 20 tratamiento previo. Por otra parte, al eliminar el aire de los espacios intercelulares de los tejidos del producto se incrementa su densidad y se evita que flote en el líquido de gobierno. Además, aumenta la facilidad de acomodación del alimento en el envase permitiendo una manipulación segura durante el envasado. 8 Cocción: es un tratamiento que se realiza en agua o vapor a temperaturas próximas a los 100ºC, al que se someten los alimentos que se pretenden elaborar como conserva, deshidratados o congelados durante un tiempo relativamente largo. El método empleado es función del estado físico del alimento, del espesor y de las formas vegetativas de los patógenos que pueden estar presentes en el alimento. En general, se considera que alcanzada la temperatura de 70ºC en el centro del producto, los microorganismos termosensibles son destruidos. Si las temperaturas de cocción son bajas o si el tiempo aplicado es insuficiente las formas vegetativas de las bacterias patógenas pueden sobrevivir. Además de la reducción del número de microorganismos patógenos no esporulados a niveles inocuos y la inactivación/ destrucción de enzimas, la cocción provoca el ablandamiento de los tejidos; la eliminación del aire y otros gases para evitar la oxidación e incrementa la permeabilidad de las paredes celulares. También es utilizado para modificar atributos como el sabor, la textura, el color, la composición, la digestibilidad, etc. 8 Pasteurización: es un tratamiento térmico que utiliza temperaturas inferiores a 100ºC que tiene por finalidad destruir los microorganismos patógenos e inactivar enzimas presentes en el alimento. Generalmente, se puede elegir entre dos sistemas LTLT8 o HTST9 de acuerdo con las características del producto que se va a tratar. Para alimentos poco ácidos como por ejemplo la leche, el objetivo es destruir la flora patógena (bacilo de Koch10 es el de referencia) y reducir la flora banal garantizando un producto con características muy próximas al que se encuentra en estado natural pero con mayor tiempo de conservación bajo condiciones de refrigeración. Al ser 8 LTLT (Low Temperatura–Long Time) baja temperatura y largo tiempo, pasteurización lenta con temperaturas entre 58°C e 70°C durante algunos minutos. 9 HTST (High Temperatura–Short Time) alta temperatura y corto tiempo, pasteurización rápida en la que se utilizan temperaturas superiores a 70°C durante algunos segundos y enfriamiento inferior a 5ºC. 10 Bacilo de Koch, Mycobacterium tuberculosis o bacilo de la tuberculosis. Introducción 21 aplicado a alimentos ácidos, como por ejemplo los zumos de frutas, en los que no hay crecimiento de bacterias esporuladas, sirve para la estabilización del producto respetando sus características organolépticas, al mismo tiempo en que se eliminan los microorganismos sensibles al calor (los más termorresistentes pueden destruirse a 93,3ºC que es la temperatura de referencia para el Bacillus coagulans), y las levaduras y los mohos (que aunque pueden crecer en este medio no soportan los medios anaerobios). 8 Esterilización: es un tratamiento térmico de alta intensidad realizado a temperaturas superiores a 100ºC que se aplica para conseguir la esterilización comercial permitiendo que el producto sea suficientemente estable para soportar un almacenamiento de larga duración a temperatura ambiente. Este tratamiento térmico, por tanto, inactiva todos los microorganismos patógenos y deterioradores que puedan crecer en condiciones normales de almacenamiento. Generalmente, se aplica a productos poco ácidos en los que puede desarrollarse el Clostridium botulinum, bacteria anaerobia estricta formadora de endosporas, cuyas células vegetativas producen la toxina11 natural más potente conocida. La esterilización puede ser aplicada antes o después del envasado según las características del alimento. – esterilización antes del envasado: se aplica a los alimentos líquidos, cuya viscosidad permite bombearlo. Utiliza un circuito cerrado en el que el líquido circula sucediéndose las etapas de precalentamiento, esterilización, enfriamiento y envasado aséptico. Este tratamiento suele denominarse UHT12 y afecta muy poco a las propiedades organolépticas del alimento además de ahorrar tiempo, mano de obra, energía y espacio. – esterilización tras el envasado: la aplicación del tratamiento térmico en los productos envasados requiere unos tratamientos previos antes del cierre. Si son productos sólidos se deben escaldar o cocer y adicionar en su caso un líquido de 11 Toxina botulínica es una exotoxina (se produce en el metabolismo normal de la bacteria) cuya dosis letal (LD50) para las toxinas del tipo A y B es < 1,0 μg y de aproximadamente 10,0 μg para las del tipo E y F (Bell y Kyriakides, 2000). 12 UHT (Ultra High Temperature) uperización o calentamiento a temperatura ultra elevada que varia de 130 a 150ºC durante 2 a 5 segundos y enfriamiento a 30ºC. Introducción 22 cobertura caliente, proceder a realizar un cierre hermético y la esterilización y el enfriado final. La penetración de calor en los productos envasados depende básicamente de la naturaleza del producto, que es la que determina el mecanismo de transmisión de calor (Casp y Abril, 1999; Ibarz y Barbosa-Cánovas, 2005). Así, se pueden clasificar estos productos en: 8 líquidos de baja viscosidad: permiten el uso de corrientes de convección produciendo un calentamiento muy rápido. 8 Sólidos o líquidos de alta viscosidad: el calor se transmite por conducción lo que ocurre de forma más lenta con oscilaciones de temperatura durante el calentamiento y enfriamiento en puntos distintos de la masa del producto. 8 Líquidos mezclados con sólidos de pequeño tamaño: la penetración de calor es determinada, en general, por la movilidad del líquido. 8 Sólidos con un líquido de cobertura: el líquido se calienta por convección y el sólido por conducción. 8 Productos que empiezan a calentarse por conducción y que, por cambios en su estructura y propiedades reológicas, terminan el proceso calentándose por convección. Entre los diferentes productos elaborados de frutas el Código Alimentario Español considera derivados de frutas «los zumos, néctares, derivados de tomate y confecciones obtenidas a partir de cualquier tipo o variedad de fruta o frutos frescos, mediante tratamiento o manipulación adecuados». A su vez, confecciones de frutas «es el nombre genérico de los productos obtenidos a partir de frutas frescas o de su zumo, sometidos o no a un proceso de preparación mecánica previo, tratadas, en todo caso, por cocción con o sin materias azucaradas y que se conservan, posteriormente, mediante procedimientos adecuados». Las frutas en almíbar y la mermelada se integran en ese grupo (CAE, 2006). Introducción 23 1.4.1 Frutas en almíbar El Real Decreto 2420/1978 define las frutas en almíbar como «los productos obtenidos a partir de frutas enteras, mitades, segmentos, tiras o cubos, rodajas o gajos, a los que se ha adicionado un jarabe de cobertura cuya graduación final será, como mínimo de 14 ºBrix» (CAE, 2006). La Orden de 21 de noviembre de 1984 aprueba la Norma de Calidad para conservas vegetales y establece que, para las frutas en almíbar, en ningún caso serán empleados edulcorantes artificiales. Además, las denomina, según la concentración, en ºBrix en el producto terminado, como: 8 Almíbar ligero: de 14 a 17 ºBrix 8 Almíbar: de 17 a 20 ºBrix 8 Almíbar denso: más de 20 ºBrix La legislación comunitaria en el Reglamento CE 1535/2003 define almíbar como «el líquido resultante de combinar agua con azúcar cuyo contenido total de azúcar, determinado previa homogenización, es como mínimo igual a 10 ºBrix». En el caso de las frutas en almíbar éstas deben estar en proporciones específicas, cuyo valor máximo puede alcanzar el 65% del peso total de componentes de la conserva. La conservación de las frutas en almíbar tiene como principio la reducción del agua disponible por la adición de azúcar. Las características de las frutas empleadas para la elaboración en almíbar que más influyen en el producto final son la composición, la textura, la forma y el tamaño de los trozos (Casp y Abril, 1999). La inmersión de la fruta en el jarabe da lugar a fenómenos de transferencia de masa debido al equilibrio espontáneo generado entre los dos materiales. Las sustancias se transfieren del medio menos concentrado en soluto al más concentrado (ósmosis). El componente que sale en mayor cantidad es el agua seguido de ácidos, minerales, azúcares, pigmentos, etc. También ocurre transferencia de masa del jarabe hacia la fruta que se produce de forma lenta en los primeros momentos de contacto permaneciendo constante a lo largo del periodo de almacenamiento. Introducción 24 Estas migraciones están influenciadas por la permeabilidad de las paredes celulares, lo que depende de la especie, de la variedad y del área expuesta de la fruta, de los tamaños moleculares y de la fuerza iónica del jarabe. El incremento de la temperatura durante el tratamiento térmico combinado con una agitación acelera este efecto. Las etapas importantes en la elaboración de frutas en almíbar son: las operaciones preliminares, el escaldado, la elaboración del almíbar, el llenado y el tratamiento térmico (Holdsworth, 1987; Southgate, 1992; Hernández-Briz, 1993; Casp y Abril, 1999; Sánchez, 2004). 8 Las operaciones preliminares incluyen la recepción, la selección, el lavado, el pelado y el corte. Estas operaciones sirven para desechar la materia prima deteriorada. El tipo de pelado dependerá del tipo de fruta y puede ser manual, mecánico (abrasión), químico (cáustico) y térmico. 8 El escaldado tiene por objetivos inactivar las enzimas, evitando los posibles cambios en el color, el olor, etc. y eliminar el aire del producto. 8 La preparación del almíbar consiste en mezclar agua con azúcar, hasta conseguir el contenido de sólidos solubles deseado. 8 El llenado de los envases se realiza añadiendo de forma alternada trozos de fruta escaldada con el almíbar en caliente. A continuación, los envases son cerrados invertidos, para favorecer la expulsión del aire ocluido, y sometidos al tratamiento térmico. 8 El tratamiento térmico empleado produce la estabilización fisicoquímica y microbiológica de la mezcla almíbar-trozos de fruta. La temperatura y el tiempo de tratamiento dependerán del tipo de fruta empleada, del material del recipiente y su capacidad, del pH de la fruta, de la concentración del almíbar, de la población microbiana inicial y del tiempo de estabilidad previsto. 1.4.2 Mermelada de frutas Según el Código Alimentario Español, la mermelada «es la confección en que el azúcar está íntimamente mezclado con el fruto previamente tamizado y cuyo origen no se puede identificar morfológicamente» (CAE, 2006). Introducción 25 El Real Decreto 670/1990 en el que se recogen las normas de calidad para la elaboración de conservas define: 8 Mermelada Extra: como «el producto preparado por cocción de frutas frescas enteras, troceadas o trituradas a las que se han incorporado azúcares hasta conseguir un producto semilíquido o espeso. La cantidad de fruta utilizada para la fabricación de 1.000 g de producto acabado no será inferior a 500 g. El contenido en materia soluble, determinado por refractometría será igual o superior a 40% e inferior a 60%». 8 Mermelada: que se diferencia de la categoría anterior por poder utilizar frutas tamizadas o no y por presentar en 1.000 g de producto acabado una cantidad de fruta no inferior a 300 g. Dicha norma además establece las exigencias y tolerancias referentes al contenido mínimo de fruta, color, sabor, número de huesos, pedúnculos, restos de vegetal, piel y semillas permitidas en la elaboración de los dos tipos de mermeladas (Tabla 6). Tabla 6 – Exigencias y tolerancias para mermeladas. Factores Mermelada Extra Mermelada Contenido mínimo en fruta 50% 30% Color Típico Aceptable Sabor Típico Aceptable Número de huesos – – Fragmentos de huesos 1 en 100g 2 en 100g Pedúnculo de fresas y bayas 1 en 100g 2 en 100g Restos de vegetal propio 1 en 100g 2 en 100g Restos de piel 1 en 100g 2 en 100g Semillas 1 en 100g 2 en 100g En la composición de la mermelada, además de la fruta y el azúcar se pueden incluir agentes gelificantes, acidificantes y otros aditivos permitidos por la legislación (Rauch, 1980; Holdsworth, 1987; Southgate, 1992; Hernández-Briz, 1993; Broomfield, 1997; Cohn y Cohn, 1997; Koen, 1999; Ansorena, 2000; Gierschner, 2000; Coronado y Hilario, 2001; Sánchez, 2004). 8 Fruta: la fruta debe estar sana, sin ninguna alteración y con el grado de madurez adecuado para que conserve todo su aroma, color y sabor así como el contenido en azúcares y pectinas adecuado. El empleo de frutas ácidas con valor de pH que oscila Introducción 26 entre 2,8 a 3,8 limita el desarrollo de microorganismos patógenos y posibilita únicamente el ataque de hongos y levaduras. 8 Azúcar: el azúcar es el ingrediente que entra en mayor proporción después de la fruta. El azúcar, al combinarse con la pectina actúa como agente de gelificación contribuyendo a las características de textura definitivas de la mermelada. La alta adición de azúcar tiene por objetivo impedir la fermentación y la cristalización. El más comúnmente usado es la sacarosa, la glucosa, el jarabe invertido o la miel. En algunas mermeladas dietéticas se utiliza el sorbitol como edulcorante. A veces se utilizan mezclas de diferentes azúcares para modificar el sabor dulce, resaltar el color, aroma y sabor de la fruta. El jarabe de glucosa puede ser utilizado para sustituir del 5 al 15% de la sacarosa, dar un aspecto más brillante e impedir la exudación (conocida como llanto) y la formación de cristales, aumentando la calidad de la mermelada. 8 Pectina: principal agente de gelificación, está presente en la pulpa, la piel y las semillas de las frutas en mayor o menor grado. Tiene la propiedad de gelificar en medio ácido azucarado; en medio poco ácido y en presencia de calcio. Además funciona como agente espesante, estabilizante y de suspensión lo que ha extendido su uso en la industrialización de las frutas. La elección de la pectina es variable según el poder gelificante de ésta, la fruta sobre la que se va a utilizar, las características del producto que se desea obtener y el proceso de elaboración. La cantidad a añadir depende igualmente de la materia prima que, a su vez, se ve afectada por las condiciones climáticas, las técnicas de cultivo, la variedad, el estado en que se encuentra el fruto en el momento de la recolección y el transporte a la industria. El valor comercial de la pectina viene dado por su capacidad para formar geles y su calidad se expresa en grados SAG13 que indican la cantidad de azúcar que esta pectina puede gelificar en condiciones óptimas. Las pectinas industriales se clasifican en dos grupos principales, dependiendo del mecanismo de gelificación: 13 Grados SAG: cantidad (g) de sacarosa que son gelificados por 1 g de pectina en una solución acuosa de 65 ºBrix y valor de pH 3,2 aproximadamente, obteniéndose un gel de una consistencia determinada. Los grados SAG de la pectina extraída de una fruta varían con el grado de madurez, el proceso de extracción y las condiciones de almacenamiento de la pectina obtenida. Introducción 27 – pectinas altamente metoxiladas (HMP): forman geles sólo si el contenido en sólidos solubles totales es superior al 55% y dentro de un intervalo restringido de pH (2,8 a 3,5). – pectinas de grado de metoxilación bajo (LMP): poseen un grado de esterificación inferior al 50% y gelifican en intervalos más amplios de sólidos solubles y pH, en presencia de calcio. Cada uno de los dos grupos está formado por varios tipos que difieren en la velocidad de gelificación. Aunque todos reciban el mismo nombre, por ejemplo: gelificación lenta, media o rápida, no son exactamente idénticos. Para modular la velocidad de gelificación se altera químicamente la molécula de pectina añadiendo o sustrayendo grupos hidroxilo metilados. Para las mermeladas envasadas en recipientes pequeños (máximo 1 kg) se emplea las pectinas de alto metoxilo de gelificación media y rápida que impiden que la fruta en trozos flote durante la fase de enfriamiento. La pectina de gelificación lenta es utilizada en la elaboración de mermeladas y geles, en general, y para productos que deben ser envasados en recipientes de grandes dimensiones. La rapidez de gelificación depende también de la concentración de sólidos solubles; si excede del 74%, incluso las pectinas de gelificación lenta pueden gelificar demasiado deprisa. Las pectinas de bajo metoxilo son empleadas para la elaboración de productos con bajo contenido en azúcares como confituras dietéticas y productos lácteos entre otros, ya que con grados de esterificación más bajos pueden gelificar contenidos en sólidos totales inferiores. En teoría, su gelificación se puede lograr sin añadir azúcar, pero en la práctica cantidades inferiores al 20% de azúcar conducen a sinéresis. 8 Ácido: actúa como agente conservador y confiere brillo, color, mejora el sabor y ayuda a evitar la cristalización, además contribuye a bajar el pH y obtener la condición óptima para la gelificación. En general, se emplean los ácidos cítrico, málico, tartárico, o simplemente zumo de limón que además de acidificar incorpora pectina que se encuentra en disolución en el propio zumo. Los ácidos láctico y fosfórico son mas raramente utilizados. Las principales etapas en la elaboración de mermeladas son la preparación preliminar, la cocción, la concentración, el llenado y el tratamiento térmico (Rauch, 1980; Introducción 34 acompañados o no del nombre del producto, sus ingredientes o su marca comercial» (Real Decreto 1614/2005 conforme al Reglamento CE 392/2004). El Reglamento comunitario (Reglamento CEE 2092/91) indica que los sistemas de control pueden ser realizados por autoridades públicas o por organismos privados, autorizados y supervisados por la autoridad competente. En España, el control y la certificación de la producción agraria ecológica se lleva a cabo mayoritariamente, a través de Consejos o Comités de Agricultura Ecológica territoriales, constituidos como organismos dependientes de las Consejerías o Departamentos de Agricultura de las Comunidades Autónomas o directamente por Direcciones Generales adscritas a las mismas. No obstante, cuatro Comunidades Autónomas (Andalucía, Aragón, Castilla-La Mancha y Madrid) han autorizado a organismos privados para la realización de estas funciones (Molina-Casino y Pérez-Sarmentero, 2004; MAPA, 2005a). Los productos de la agricultura ecológica pueden ser identificados en el mercado por llevar además de su propia marca, una etiqueta (o contraetiqueta) numerada y un logotipo o anagrama específico con el nombre y/o código de la autoridad u organismo de control y la leyenda «Agricultura Ecológica» (Figura 3). Esto garantiza que la finca o industria donde se ha producido o elaborado el producto está sometida a los controles e inspecciones de la Autoridad o del Organismo correspondiente y cumple las normas establecidas en el Reglamento CEE 2092/1991 (Le Guillou y Scharpé, 2001; Marcos-Sanz, 2003). Figura 3 – Logotipos e identificación de control de producción ecológica en la Unión Europea, España y en Galicia, respectivamente. Este logotipo y la indicación de control no es obligatorio y los agentes económicos pueden utilizarlos siempre y cuando cumplan las condiciones siguientes: Introducción 35 8 un mínimo de 95% de los ingredientes fueron producidos según las normas de la agricultura ecológica; 8 todo el proceso de producción y de elaboración fue sometido al régimen de control e inspección previsto en el Reglamento CEE 2092/1991; 8 se comercialicen como alimentos preenvasados o en envases sellados (venta directa); 8 lleven en la etiqueta el nombre y/o la razón social del productor, elaborador o vendedor, así como el número de código del organismo de certificación. 1.5.1 Situación actual de la agricultura ecológica La superficie destinada a la agricultura ecológica, a nivel mundial, es de 30,6 millones de ha. A esta superficie aún se suman los cultivos agrícolas silvestres estimados en 62 millones de ha. A excepción de tres países (Liechtenstein (27,9%), Austria (14,16%) y Suiza (10,94%)), todos los demás presentan una superficie destinada a la agricultura ecológica inferior al 10,0% del total de la superficie utilizada para agricultura y en más de 50 de ellos, es menor del 1,0%. España ocupa la séptima posición entre los países con más tierras orgánicas con un 3,2% del total de la superficie agrícola destinada a agricultura ecológica (Willer y Yussefi, 2007). En el total de tierras agrícolas destinadas a producción ecológica en el mundo (Figura 4), se observa que Oceanía lidera el ranking con un 39,0% del total, lo que suponen 11,8 millones de ha. Sin embargo, gran parte de la superficie está destinada al cultivo de pastos. A continuación, están el continente Europeo y Latinoamérica con un 23,0% y un 19,0%, respectivamente, lo que se corresponde con 6,9 y 5,8 millones de ha. En cuarta y quinta posición se encuentran Asia y Norteamérica con un 9% y un 7%, respectivamente representando 2,9 y 2,2 millones de ha, respectivamente. Finalmente, se encuentra África con un 3,0% de la superficie total lo que equivale a 0,9 millones de ha (Willer y Yussefi, 2007). Introducción 36 Figura 4 – Distribución de la superficie destinada a la agricultura ecológica en el mundo en el año 2007. Según el MAPA (2006b), en España, la agricultura ecológica representa una superficie cultivada de 926.390 ha, en el año 2006 lo que representa un incremento de 99,5% en relación al año 1991. El número de operadores (productores, elaboradores e importadores) se ha incrementado un 97,9% en el mismo período (Figura 5). 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 700000 800000 900000 1000000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 16000 18000 20000 Superficie (ha) 4235 11674 24078 152105 26946 5 352164 380920 485079 665055 725254 733182 807569 92639 0 Operadores* 396 867 1233 3811 7782 12341 14060 16521 17751 18505 17688 17509 19211 1991 1993 1995 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 Su p erficie Nº operadores* Figura 5 – Evolución de la producción ecológica en España de 1991 a 2006. Entre las Comunidades Autónomas más representativas, en cuanto a la superficie total destinada a producción ecológica, están Andalucía con un 58% del total (537.269 ha), Aragón con un 7,61% del total (70.515 ha), Extremadura con un 6,96% del total (64.557 ha) y Cataluña con un 5,97% del total (55.355 ha) (Figura 6) (MAPA, 2006b). * Productores, elaboradores e importadores Introducción 37 70516 3280 18841 5114 6967 46335 12639 55355 64557 9623 5140 23908 26424 8609 1015 30798 537269 0 100000 200000 300000 400000 500000 600000 Andalucía Aragón Asturias Baleares Canarias Cantabria Castilla-La Mancha Castilla y León Cataluña Extremadura Galicia Madrid Murcia Navarra La Rioja País Vasco Comunidad Valenciana Figura 6 – Distribución de la superficie (ha) destinada a la agricultura ecológica, por Comunidades Autónomas en el año 2006. Galicia dedica aproximadamente un 1,04% de la superficie ecológica total cultivada (9.623 ha) y ocupa la décima primera posición a nivel nacional. Por tipo de cultivo destina el 84,0% a pastos, praderas y forrajes (8.082 ha), cerca del 3,3% a frutales (314 ha), el 1,0% a cereales, leguminosas y otros (100 ha) y el 0,6% a hortalizas y tubérculos (61 ha). La provincia que más destaca en cuanto a superficie destinada a la agricultura ecológica es Ourense con 4.355 ha (45%), seguida por Lugo con 4.211 ha (44%) (Figura 7) (MAPA, 2006b). Figura 7 – Distribución de la superficie destinada a la agricultura ecológica, por provincias en la Comunidad Autónoma de Galicia en el año 2006. Introducción 38 1.6 PRODUCCIÓN INTEGRADA El concepto de Producción Integrada o IPM21 tiene origen en 1977, en el documento conocido como la Declaración de Ovronnaz22 que la define como una fase más avanzada de la Protección Integrada de Plantas cuyas nociones fueron originadas en la década de los 50, simultáneamente en Europa y Norteamérica (California) (Baggiolini, 1998; http://www.mdrgf.org/31agrinte gre.html). El nuevo concepto añade a la protección integrada el manejo racional de los otros componentes del agroecosistema (planta, clima, agua y suelo), considerando la calidad extrínseca e intrínseca (características organolépticas, valor nutritivo, residuos de fitosanitarios, etc.) de los productos agrícolas. Está basado en el conocimiento de la densidad de plagas, la aplicación de umbrales de tolerancia y el establecimiento de los métodos de protección, entre ellos el control químico esquemático (Boller, 1998; Ribó, 2004; http://www.infoagro.com/calidad/prod_ integrada/p_i_nuevos_mercados. asp). Dentro del contexto de agricultura sostenible la producción integrada establece una jerarquía clara de prioridades que sustituye la combinación libre de los métodos de control considerando en primer lugar las «medidas preventivas», como el planeamiento del uso óptimo de los recursos naturales, la eliminación de todas las operaciones de impacto negativo en el agroecosistema, la protección y el aumento de antagonistas naturales acercándose a un sistema de producción holístico. La supervisión y el pronóstico de sistemas, como segundo elemento importante, proporcionan los instrumentos necesarios para decidir si y cuando las medidas de control (tercer elemento), tienen que ser aplicadas. Por lo tanto, el uso de los pesticidas no son por sí mismo una parte integral de la protección integrada de plantas sino una opción que se emplea cuando la prevención no produce resultados aceptables (Boller y col. 1998). La producción integrada desea dar prioridad a la calidad de los productos agrícolas y apuesta por una mejor gerencia de los recursos promoviendo la protección del medio 21 IPM, Integrated Pest Management. 22 Ovronnaz, ciudad Suiza que en 1976 fue sede de la reunión de grupo de expertos entomólogos (G. Altner, M. Baggiolini, G. Celli, F. Schneider and H. Steiner) que sentaron las bases de la Producción Integrada. (Boller, 1998). Introducción 39 ambiente, mientras que desarrolla la actividad agrícola. Contesta así a los dos requisitos fundamentales para la supervivencia del productor: la ecología y la economía. Sin embargo, el mensaje Ovronnaz afirma que la mejor respuesta contra las amenazas que empujan constantemente la agricultura hacia el productivismo y la reducción de los costes de producción, es la orientación más ecológica de todos los métodos de cultura (Baggiolini, 1998). La producción integrada debe ser inocua para la salud humana, minimizar la contaminación del aire, agua y suelo; disminuir la cantidad de residuos químicos, además de asegurar un mayor respeto al equilibrio de los ecosistemas. La OILB23 define la Producción Integrada como un «sistema agrícola de producción de alimentos y otros productos de alta calidad, que utiliza los recursos y los mecanismos de regulación naturales asegurando a largo plazo una agricultura sostenible mediante la aplicación/elección de forma equilibrada de métodos agronómicos, biológicos, químicos, biotecnológicos, entre otros, considerando la protección del medio ambiente, la rentabilidad de las explotaciones y las exigencias sociales». Los objetivos que se buscan con este sistema de producción, según esta organización son los siguientes: 8 Conservación de los recursos (edáficos, hidráulicos, genéticos, etc.) y su utilización como sustitutos de los insumos de la explotación. 8 Uso racional de los insumos (energéticos, fitosanitarios, fertilizantes etc.). 8 Gestión adecuada de los residuos (sólidos, líquidos, gases, etc.). 8 Mantenimiento de la multifuncionalidad en la agricultura (conservación de la vida silvestre, diversificación del paisaje, colonización de áreas marginales, mantenimiento de las técnicas culturales tradicionales, etc.) (Ribó, 2004). La producción integrada se diferencia de la producción ecológica por permitir la utilización de productos agroquímicos de síntesis, como abonos, pesticidas y otros, aunque su utilización queda restringida a la autorización previa de éstos, y a la aplicación 23 OLIB/SROP o IOBC/WPRS, Organización Internacional de Lucha Biológica e Integrada contra los Animales y Plantas Nocivos, Sección Regional Oeste Paleártica, comisión creada en 1956 y que pasa a organización en 1965. Es quien establece la definición y los principios generales que forman la base de referencia técnica de la producción integrada (Poitout, 1998; Avilla, 2000; Boller, 2005). Introducción 40 correspondiente, en cuanto a dosis, que establezcan las normas técnicas del cultivo de que se trate (Garriz y Bilder, 2000; Hildalgo, 2002). La norma estatal (Real Decreto 1201/2002), conforme con los principios de la OILB, considera además como definición de producción integrada los «sistemas agrícolas de obtención de vegetales que utilizan al máximo los recursos y los mecanismos de producción naturales y aseguran a largo plazo una agricultura sostenible, introduciendo en ella, los métodos biológicos y químicos de control, y otras técnicas que compatibilicen las exigencias de la sociedad, la protección del medio ambiente y la productividad agrícola, así como las operaciones realizadas para la manipulación, envasado, transformación y etiquetado de productos vegetales acogidos al sistema». Esta normativa tiene por objeto: 8 El establecimiento de las normas de producción y requisitos generales que deben cumplir los operadores que se acojan a los sistemas de producción integrada. 8 La regulación del uso de las identificaciones de garantía que diferencien estos productos ante el consumidor y, específicamente, la identificación de garantía nacional. 8 El reconocimiento de las Agrupaciones de Productores y Operadores en Producción Integrada (APRIA), para el fomento de dicha producción. 8 La creación de la Comisión Nacional de Producción Integrada encargada del asesoramiento y coordinación en materia de producción integrada (MAPA, 2004c). Dentro de la Legislación autonómica de Galicia, el Decreto 68/2004 define producción integrada «como un sistema de producción agraria, que utiliza al máximo los recursos y los mecanismos de producción naturales mediante la introducción de tecnologías respetuosas con el medio, asegurando una producción de alta calidad y salubridad contrastada, la rentabilidad de la explotación y la eliminación o reducción de insumos exteriores y de fuentes contaminantes». Dicho decreto regula el sistema de producción integrada en la Comunidad Autónoma de Galicia, estableciendo: 8 Las normas de producción y requisitos generales que deben cumplir los operadores que se acojan al sistema de producción integrada. 8 El contenido de los reglamentos técnicos de producción. 8 El sistema de control, seguimiento y certificación de los productos agrarios. Introducción 41 8 El uso de una identificación de garantía que diferencie estos productos ante el consumidor. 8 El Registro Oficial de Producción Integrada de Galicia. Los productores agrícolas que pretendan acogerse a este sistema de producción deben cumplir distintas obligaciones a fin de garantizar que los productos que han obtenido proceden de la producción integrada. Entre ellas, destacan las siguientes: 8 Permitir y colaborar en los controles que se realicen sobre las explotaciones o la actividad que desarrollen. 8 Disponer de los servicios técnicos competentes, responsables de dirigir y controlar el cumplimiento de las normas de producción integrada aplicables en el ejercicio de la actividad de que se trate, a no ser que acrediten su calificación en producción integrada. En este último caso, podrán dirigir directamente su actividad conforme a las normas de producción integrada. 8 Fomentar la formación del personal a su cargo que desarrolle tareas de producción integrada. 8 Cumplir las normas de producción integrada y poseer un cuaderno de explotación donde se anoten todas las operaciones y prácticas de cultivo, en caso de operadores que se dediquen sólo a la obtención de productos vegetales, o un registro de las partidas donde pueda comprobarse el origen, uso y destino de las mismas, en el caso de los restantes operadores. 8 Obtener la totalidad de la producción de la variedad del producto vegetal por el sistema de producción integrada en unidades de cultivo claramente separadas de otras que no estén sometidas a las normas de este sistema. 8 Almacenar, manipular, en su caso, transformar y comercializar por separado, en el espacio o en el tiempo, según el caso, las producciones obtenidas bajo las correspondientes normas de producción integrada de otras obtenidas por métodos diferentes. 8 Adoptar las medidas adecuadas para asegurar que durante todas las fases de producción y comercialización no pueda haber sustitución de los productos de la producción integrada por otros Introducción 42 8 Identificar el producto de acuerdo con normas de producción integrada en las fases de producción y comercialización en que intervengan. 8 Notificar anualmente al órgano o entidad de certificación, y con anterioridad a la fecha que se determine, su programa de producción, detallándolo por parcelas; así como, periódicamente, los volúmenes producidos y comercializados. 8 Adoptar medidas correctoras que resuelvan irregularidades detectadas por los órganos o entidades de control en la producción o comercialización (Orden de 30 de mayo de 2005). El control y certificación de la producción integrada podrá ser realizado por entes u organismos públicos o bien a través de entidades de certificación. El control aplicable a los operadores en el ejercicio de su actividad para verificar el cumplimiento de las normas sobre producción integrada deberá realizarse de manera que se garantice que dichos operadores cumplan los requisitos mínimos exigidos en el Real Decreto 1201/2002 y las del Decreto 68/2004. La identificación de garantía de los productos acogidos al sistema de producción integrada en Galicia podrá disponer de una identificación de garantía de producción integrada con un logotipo o distintivo de esta Comunidad Autónoma, debiendo ser incluido en el etiquetado de los productos obtenidos de acuerdo con las disposiciones establecidas en el Decreto 68/2004. En el etiquetado de dichos productos constará, además del distintivo, el nombre o código de la entidad de certificación así como el número de registro del operador o su denominación. Las normas técnicas empleadas desde la fase de obtención de la materia prima, hasta en su caso, la elaboración, la manipulación, el envasado, el etiquetado y el almacenamiento son elaboradas para cada cultivo o producto o grupo de cultivos o productos de acuerdo con el correspondiente reglamento técnico. Dichos reglamentos establecerán tanto los requisitos de producción como los de transformación o comercialización, en su caso, y contemplarán las prácticas prohibidas, obligatorias y recomendadas. Introducción 43 La Orden de 21 de junio de 2005 aprueba el Reglamento técnico específico de la producción integrada de kiwi en la Comunidad Autónoma de Galicia describiendo las prácticas obligatorias, recomendadas y prohibidas para dicho sistema productivo. El reglamento técnico contiene información sobre el tipo de materia vegetal, las técnicas culturales, la fertilización, las técnicas de protección fitosanitarias, las normas específicas de recolección y poscosecha, las anotaciones y los registros para cada producto. 1.6.1 Situación actual de la producción integrada Las tendencias de mercado de eco-productos (orgánico e integrado) está aumentando debido a dos razones principales: 8 Intereses crecientes de los consumidores en «el alimento seguro y sano», tendencia que empezó en los años 80 principalmente debido a los movimientos verdes (alta concienciación ambiental), los escándalos medio ambientales (atrazine y otros herbicidas en los ríos y aguas subterráneas, contaminación adriática del mar por la eutrofización, etc.) y los escándalos alimentarios tales como residuos de pesticidas en alimentos para niños, encefalopatía espongiforme bovina, etc. 8 Demanda creciente de los distribuidores a gran escala de productos agrícolas de la categoría «saludable para la salud humana y el ambiente». Estas empresas no pueden aceptar el riesgo de escándalos debido a las grandes dimensiones de sus operaciones, por lo que buscan aquellos productos que presentan las calidades no sólo externas e internas sino también la calidad ecológica (que reflejan procedimientos ambientalmente seguros en la producción). Autores como Malavolta y col. (1998) indican que aunque los productos orgánicos y los de la producción integrada pueden resolver estos requisitos, solamente la producción integrada puede alcanzar estos objetivos a nivel comercial ya que la agricultura ecológica no puede resolver las demandas del mercado en cuanto a cantidad y sincronización. La producción integrada en España en el año 2005 alcanzó una superficie cultivada de 1.536.126,51 ha, acogió a un total de 233.970 agricultores y 772 Agrupaciones de Producción Integrada. La Comunidad Autónoma de Galicia ocupa la décima posición, con el 0,17% de la superficie total cultivada, la octava posición en el total de agricultores que Material y Métodos 51 3.1 MUESTRAS 3.1.1 Kiwi Para la realización de este estudio se han analizado kiwis (A. deliciosa, variedad Hayward) procedentes de los cultivos convencional, ecológico e integrado recogidos en la misma zona de producción (O Rosal, Pontevedra). En las plantaciones seleccionadas la separación entre plantas y entre calles en todos los cultivos es de 5 m, siendo la proporción entre machos y hembras de 1:4 a 1:6. Los kiwis de origen convencional e integrado fueron cultivados en suelos de tipo arenoso, fertilizados un mes antes de la plantación con cianamida de nitrógeno, entre otros, para activar la brotación, y utilizando como herbicida el glifosato. Los kiwis provenientes de cultivo ecológico también han sido cultivados en suelos de tipo arenoso, fertilizados antes de la plantación con abonado orgánico, y utilizando únicamente el corte para la eliminación de malas hierbas. Las muestras de origen ecológico fueron suministradas a través del CRAEGA47, entidad responsable de aplicar el régimen de control e inspección en los productos de origen ecológico (Reglamento CEE 2092/1991) en la Comunidad Autónoma de Galicia. Tanto las muestras procedentes del cultivo convencional como del integrado fueron suministradas por almacenistas de la zona, estando en el ultimo caso las explotaciones inscritas en el Registro Oficial de Producción Integrada de Galicia (Orden de 21 de junio de 2005). La recogida de los frutos se realizó en dos años consecutivos, cosechas 2004-2005 y 2005-2006. Las muestras fueron recolectadas cuando presentaban un ºBrix de 6,5 y tras la recolección la totalidad de los frutos (aproximadamente 1500 kiwis) fueron almacenados en una cámara a 0ºC ubicada en la Planta Piloto de Industrias Agrarias de la Escuela Politécnica Superior de Lugo y mantenidos hasta tres días previo a su análisis, momento en 47 Consello Regulador da Agricultura Ecolóxica de Galicia. Material y Métodos 52 el que se retiraban de la cámara y se dejaban a temperatura ambiente. A lo largo del tiempo se realizaron seis muestreos con una periodicidad de 15 días. 3.1.2 Fresa Las muestras de fresa (F. x ananassa) analizadas pertenecen a la variedad Selva y han sido producidas mediante cultivo convencional y ecológico en la misma zona de producción (A Mariña, Lugo). Las fresas de origen convencional fueron cultivadas en suelos de tipo arcilloso, fertilizados antes de la plantación con estiércol de vaca en la proporción de 3 kg/m2. Se han empleado como agentes fitosanitarios el Redomil tras la poda y el Swins como prevención de Botrytis cinerea antes de la recolección. Las fresas provenientes del cultivo ecológico también han sido cultivadas en suelos de tipo arcilloso, fertilizados antes de la plantación con compost en la proporción de 3 kg/m2. El cultivo fue realizado al aire libre con densidad de siembra de 33 cm y riego de tipo goteo y la recolección fue de tipo manual en los dos cultivos. Entre los meses de junio y julio de 2006 se realizaron tres muestreos en ambas fincas. Las muestras (aproximadamente 20 kg) eran recogidas a primera hora de la mañana, acondicionadas directamente en el campo en bandejas plásticas de 250 g, y llevadas directamente al laboratorio para su análisis. 3.1.3 Kiwi en almíbar Las muestras descritas en el apartado 3.1.1 fueron utilizadas para la elaboración de kiwi en almíbar tras la optimización del procedimiento (apartado 4.3.1), obteniéndose los siguientes productos: 8 CC – kiwi de procedencia convencional procesado siguiendo las prácticas convencionales. 8 CE – kiwi de procedencia convencional procesado siguiendo las prácticas ecológicas. 8 EE – kiwi de procedencia ecológica procesado siguiendo las prácticas ecológicas. Material y Métodos 53 En los productos obtenidos se evalúa la influencia de la materia prima comparando los productos CE y EE (diferente materia prima procesada con el mismo procedimiento de elaboración) y la influencia del procedimiento comparando los productos CE y CC (misma materia prima convencional procesada por los dos procesos de elaboración). Los tres productos elaborados fueron analizados recién procesados (a los 15 días) y a lo largo del tiempo de almacenamiento a temperatura ambiente (20±2ºC), realizándose muestreos cada 60 días, hasta un total de cinco muestreos (240 días). 3.1.4 Mermelada de fresa Las muestras descritas en el apartado 3.1.3 fueron utilizadas para la elaboración de mermelada de fresa tras la optimización del procedimiento (apartado 4.4.1), obteniéndose los siguientes productos: 8 CC – fresa de procedencia convencional procesada siguiendo las prácticas convencionales. 8 CE – fresa de procedencia convencional procesada siguiendo las prácticas ecológicas. 8 EE – fresa de procedencia ecológica procesada siguiendo las prácticas ecológicas. 8 EC – fresa de procedencia ecológica procesada siguiendo las prácticas convencionales. La comparación de las características de los productos obtenidos permite evaluar la influencia de la materia prima y del procedimiento. Los cuatro productos elaborados fueron analizados a los 30 y 60 días de almacenamiento a temperatura ambiente (20 ± 2ºC). Material y Métodos 54 3.2 DETERMINACIONES ANALÍTICAS Las determinaciones se realizaron sobre la muestra en fresco y en los productos industrializados. En cada muestreo se han realizado las siguientes determinaciones: a) Directamente sobre el fruto: calibre (peso y dimensiones), dureza, sólidos solubles (ºBrix) y color CIE (L*a*b*). b) En la muestra homogeneizada: b.1) En fresco: actividad de agua, humedad, pH, acidez titulable, ácidos orgánicos mayoritarios y vitamina C. b.2) Tras la liofilización: azúcares, fenoles, cenizas y minerales. En el producto industrializado se ha determinado, además, peso neto, peso escurrido, llenado mínimo, volumen de jarabe y consistencia. 3.2.1 Calibre Referencias: Reglamento CE 1673/2004 y Reglamento CEE 843/2002. A – Principio Medida de la longitud, diámetro y peso de los frutos individuales para establecer la categoría a la que pertenece. B – Material y Aparatos 8 Balanza electrónica de precisión, Scaltec modelo SBA 31, precisión 0,01 g. 8 Calibrador (pie de rey) de 0 a 18 cm, Sibur, precisión 0,05 mm. C – Procedimiento Pesar cada fruto entero individualmente y, a continuación, realizar la medida de las dimensiones (longitud y diámetro) con el pie de rey. El peso se expresa en g y las dimensiones en cm. Estas medidas se realizan sobre un mínimo de 20 frutos. Material y Métodos 55 3.2.2 Dureza Referencias: Ranganna (1977); Potter y Hotchkiss (1999). A – Principio Medida de la consistencia de la pulpa de la fruta a través de la resistencia que ésta presenta a la penetración. B – Material y Aparatos 8 Penetrómetro, escala de 0 a 13 kg, Bertuzzi modelo FT327, precisión de 1% a temperatura de 20ºC, equipado con: 8 Disco de contención en acero inoxidable. 8 Émbolo de 8 mm. 8 Lámina de corte. C – Procedimiento Cortar un trozo de la piel en las caras opuestas y en el centro del kiwi. Posicionar el penetrómetro entre los dedos pulgar e índice de una mano y calibrar en el valor 0 de su escala. Tomar el fruto en la otra mano que debe estar apoyada sobre una superficie rígida, situar la punta sobre el área sin la piel en posición perpendicular y realizar la presión necesaria hasta hacer penetrar el émbolo en la pulpa. Expresar el valor de la fuerza ejercida en kg. Estas medidas se realizan sobre un mínimo de 10 frutos. 3.2.3 Sólidos solubles Referencia: Método Oficial 932.12 AOAC (2002). A – Principio Medida del contenido en sólidos solubles mediante un refractómetro manual. Los sólidos solubles son compuestos que se mezclan o se disuelven en el jugo de la fruta, formados principalmente por azúcares y ácidos. B – Material y Aparatos 8 Agitador termomagnético, Velp Scientifica. Material y Métodos 56 8 Balanza electrónica de precisión, Scaltec, modelo SBA 31, precisión centésimo de gramo. 8 Material de vidrio de uso en laboratorio. 8 Picadora, Moulinex, modelo D56. 8 Refractómetro con escala Brix 0 – 32%, Labolan, S.L., modelo 301, precisión 0,2%. 8 Refractómetro con escala Brix 0 – 80% Zuzi, modelo C27710, precisión 1 – 0,5%. C – Procedimiento Cortar la fruta a la mitad (sección ecuatorial) para el kiwi y en el diámetro máximo de la sección ecuatorial para la fresa, y dejar caer una o dos gotas en el visor del refractómetro, previamente calibrado con agua destilada. Leer directamente el porcentaje de sólidos solubles expresado en ºBrix. Después de cada medida lavar y secar el instrumento. La medida se realiza por duplicado sobre un mínimo de 10 frutos. Para los productos industrializados (kiwi almíbar y mermelada de fresa) la medida se realiza sobre la muestra homogeneizada, conforme la metodología existente para los productos transformados a base de frutos y hortalizas (Reglamento CEE 558/1993). 8 Kiwi en almíbar – producto semidenso. Homogeneizar y filtrar la muestra realizando la determinación sobre el filtrado. 8 Mermelada de fresa – producto denso. Pesar aproximadamente 40 g del producto homogeneizado añadir 250 mL de agua destilada, hervir lentamente durante 3 minutos con agitación, enfriar, transferir el contenido a un recipiente tarado lavando con agua destilada hasta pesar 200 g (± 0,01 g), mezclar cuidadosamente, tras reposar 20 minutos, filtrar y realizar la determinación sobre el filtrado. D – Expresión de los resultados El refractómetro proporciona directamente el valor de ºBrix en los frutos en fresco y en el kiwi en almíbar. El contenido en sólidos solubles en la mermelada de fresa se calcula conforme la expresión: Material y Métodos 57 Sólidos Solubles 2 1100 P P × = Donde: = 1 PValor indicado en el refractómetro. = 2 PPeso de la muestra en (g) por 100 g de solución. 3.2.4 Color CIE (L*a*b*) Referencia: Artigas y col. (1985) A – Principio Medida directa de los parámetros de color con un espectrofotómetro de reflexión que determina la reflectancia espectral en intervalos de longitud de onda de 20 nm, desde 400 nm a 770 nm (iluminante D65, observador 10º). B – Material y Aparatos 8 Espectrofotómetro de reflexión, X-RITE (Color Measurement Instruments), modelo 968 equipado con: 8 Placa de cerámica, reflexión estándar, Cód. 968-62. 8 Placas petri de plástico de 6,0 cm de diámetro. C – Procedimiento Previamente calibrar el espectrofotómetro con un blanco de referencia para lo cual se emplea una placa estándar de cerámica que presenta valores de 94,69 para L*, de –1,19 para a* y de +1,42 para b*. Posteriormente, realizar las medidas en el espacio de color CIE (L*a*b*) directamente sobre la fruta cortada a la mitad (sección ecuatorial) en el caso del kiwi y en el diámetro máximo de la sección ecuatorial para la fresa sobre un mínimo de 10 frutos. D – Expresión de los resultados Con las medidas realizadas se obtienen los parámetros L* o Luminosidad (100% se corresponde con el blanco y 0% con el negro), a* o plano rojo-verde (cuando es positivo Material y Métodos 58 contribuye al color rojo y cuando es negativo al color verde) y b* o plano amarillo-azul (cuando es positivo contribuye al color amarillo y cuando es negativo al color azul). A partir de las coordenadas de cromaticidad L*, a* y b* del espacio de color CIE (L*a*b*) se pueden calcular las magnitudes psicofísicas cromaticidad (C*), tono (H*) y la diferencia de color total (ΔE*). () () 2 * 2 * *C ba += = *Harcotg ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ * * a b ()()() () 2 * 2 * 2 *baLE Δ+Δ+Δ=Δ La cromaticidad (C*) indica la saturación o pureza cromática (100% indica una alta saturación y 0% una baja saturación) y el tono (H*) se corresponde con los colores perceptibles (rojo, verde, amarillo, azul,…) en valores de 0 a 360º. La diferencia de color total (ΔE*) representa la diferencia cromática entre dos estímulos. 3.2.5 Actividad de agua Referencia: Método Oficial 978.18 AOAC (2002). A – Principio Medida del agua disponible mediante un higrómetro que determina el punto de rocío. El grado de disponibilidad del agua en un alimento se expresa como la actividad de agua ( w a) que se define como la relación entre la presión de vapor de agua en un alimento y la presión de vapor de agua pura para una misma temperatura. B – Material y Aparatos 8 Cubetas de plástico con diámetro de 4 cm, específicas para el equipo. 8 Picadora, Moulinex, modelo D56. 8 Sistema medidor de w a, Aqua Lab, modelo CX-2. Material y Métodos 59 C – Procedimiento Estabilizar el equipo durante 30 minutos. Colocar la muestra previamente homogeneizada en la cubeta de plástico cubriendo todo el fondo y no sobrepasando la mitad de la altura. Introducir la cubeta con la muestra en la cámara del medidor, al cabo de unos minutos leer directamente los valores de w a y temperatura. La medida se realiza por triplicado. 3.2.6 Materia seca Referencias: Simal y col (1986); Board (1989); Sotelo y col (1998); Método Oficial: 930.15 y 925.45 AOAC (2002). A – Principio Eliminación del agua del producto mediante desecación en estufa (a 105 – 110ºC) o por liofilización (previa congelación de la muestra y sublimación del hielo formado). B – Material y Aparatos 8 Balanza electrónica de precisión, Scaltec, modelo SBA 31, precisión 0,01 g. 8 Cápsulas de acero inoxidable. 8 Desecador, CSN Simax. 8 Equipo de liofilización freeze dry/sel freeze system, Labconco, modelo 77535-01 con bomba de vacío RV5 Bo Edwards. 8 Estufa de desecación, Indelab. 8 Picadora, Moulinex, modelo D56. 8 Recipientes de plástico. C – Procedimiento Pesar el recipiente y tarar, añadir la muestra homogeneizada, pesar otra vez, congelar y liofilizar el tiempo necesario para eliminar el agua de la muestra. Para las muestras industrializadas con alto contenido en azúcares (mermelada) la desecación se realiza en estufa hasta peso constante. Tras la liofilización o desecación se pesan los recipientes nuevamente y se calcula la pérdida de agua. Los resultados se expresan en porcentaje. Material y Métodos 66 Figura 12 – Cromatograma a 245 nm de muestra de fresa. Figura 13 – Cromatograma a 215 nm de muestra de kiwi en almíbar. Figura 14 – Cromatograma a 245 nm de muestra kiwi en almíbar. Material y Métodos 67 Figura 15 – Cromatograma a 215 nm de muestra de mermelada de fresa. Figura 16 – Cromatograma a 245 nm de muestra mermelada de fresa. b) Preparación de los patrones Preparar una solución madre de cada uno de los ácidos (cítrico, málico, oxálico, quínico y ascórbico) en ácido metafosfórico al 4,5%. A continuación, tomar las alícuotas necesarias y preparar las disoluciones de trabajo con las que se establecen las rectas de calibración de cada patrón. En las Figuras 17 y 18, se representan los cromatogramas de los patrones de los ácidos (cítrico, málico, oxálico, quínico y ascórbico). Material y Métodos 68 Figura 17 – Cromatograma a 215 nm de una mezcla patrón de los ácidos oxálico, quínico, málico y cítrico. Figura 18 – Cromatograma a 245 nm de un patrón de ácido ascórbico. F – Cálculo y expresión de los resultados La concentración de cada ácido presente en las muestras analizadas es calculada por las rectas de calibrado de cada ácido. Se expresan en mg del ácido correspondiente / 100 g de muestra fresca. G – Parámetros de validación 8 Precisión del método La precisión del método se obtiene al preparar 6 muestras de kiwi fresco, conforme el procedimiento citado anteriormente y se calcula su variabilidad Material y Métodos 69 utilizando el coeficiente de variación en función del cual se consideran los datos homogéneos hasta un valor de 1,5% (Peña, 2005). Los coeficientes encontrados fueron 1,46%, 0,97%, 0,88%, 1,48%, 0,85% para los ácidos ascórbico, cítrico, málico, oxálico y quínico, respectivamente. 8 Precisión de la medida La precisión de la medida se calcula al inyectar una muestra de kiwi en fresco 8 veces. Los coeficientes de variación: obtenidos fueron de 0,25, 0,58, 0,57, 1,13 y 0,61% para los ácidos ascórbico, cítrico, málico, oxálico y quínico, respectivamente. 8 Recuperación Para la recuperación se parte de una solución del patrón de cada ácido de concentración conocida que se inyecta en el cromatógrafo. A continuación, se toma una alícuota de la solución patrón, y se aplica el procedimiento de extracción de la muestra previamente descrito y se inyecta por triplicado. Los porcentajes de recuperación obtenidos fueron de 96,81, 99,22 99,55 94,98 y 99,45% para los ácidos ascórbico, cítrico, málico, oxálico y quínico, respectivamente. 8 Límite de detección Se define como la concentración límite de cada patrón que proporciona una señal 3 veces superior al ruido (ACS, 1980). Los límites de detección obtenidos fueron 1,02 x 10-2, 2,272, 2,036, 0,498 y 1,860 µg/mL para los ácidos ascórbico, cítrico, málico, oxálico y quínico, respectivamente. 8 Rectas de calibrado Para establecer las rectas de calibrado de cada ácido se procedió conforme al apartado preparación de los patrones citado anteriormente, obteniéndose para cada concentración inyectada el área correspondiente. Estos valores permiten Material y Métodos 70 verificar la linealidad entre las dos variables y a partir de dicha recta de regresión estimar la concentración de cada ácido en las muestras analizadas. En la Tabla 8, se recogen los valores utilizados para los cálculos de las rectas de calibrado. En las Figuras 19, 20, 21, 22 y 23 se representan las rectas de calibrado para cada ácido analizado. Tabla 8 – Concentraciones, alícuotas, áreas y coeficientes de correlación para los diferentes ácidos orgánicos. Ácido Concentración (µg/mL) Alícuota / 10mL Áreas Aa Ba Coeficiente de Correlación (r) 2.165.597,23 15,3 1,25 2.145.016,03 4.241.115,15 30,6 2,5 4.222.051,26 8.471.830,13 61,2 5,0 8.453.983,33 12.765.144,99 91,8 7,5 12.747.623,39 16.380.517,84 Ácido ascórbico 122,4 DM 16.374.963,44 134.650,5574 131.035,8767 0,99952 543.509,61 227,20 0,75 538.290,41 1.080.779,44 454,40 1,5 1.092.694,16 2.121.486,08 908,8 3,0 2.136.185,72 3.171.244,59 1.363,20 4,5 3.145.090,45 4.149.784,46 1.817,6 6,0 4.149.392,86 5.197.412,08 2.272,00 7,5 5.196.556,88 5.742.624,48 2.451,20 8,0 5.724.204,09 7.162.955,31 Ácido cítrico 3.064,00 DM 7.185.328,11 2.320,7708 2.763,0435 0,99976 180.348,80 101,80 1,0 175.446,40 352.062,31 203,60 2,0 354.063,67 683.645,10 407,20 4,0 674.987,86 1.033.258,02 610,80 6,0 1.006.108,02 1.365.043,03 814,40 8,0 1.376.371,22 1.683.912,03 Ácido málico 1.018,00 DM 1.704.988,83 1.661,8516 7.791,7626 0,99984 372.900,18 25,60 2,0 378.629,91 759.247,08 51,20 4,0 743.249,56 937.756,48 64,00 5,0 940.573,54 1.135.699,08 76,80 6,0 1.112.926,79 1.504.720,47 102,40 8,0 1.498.827,54 1.890.204,94 Ácido oxálico 128,00 DM 1.864.884,83 14.663,6433 76,6156 0,99987 Material y Métodos 71 Ácido Concentración (µg/mL) Alícuota / 10mL Áreas Aa Ba Coeficiente de Correlación (r) 81.021,60 73,36 0,4 79.538,40 207.051,20 183,40 1,0 204.100,80 410.514,01 366,80 2,0 413.962,52 542.909,8k 458,50 2,5 538.307,61 1.070.818,74 917,00 5,0 1.066.549,22 1.721.072,83 1.467,20 8,0 1.729.227,23 2.130.571,42 Ácido quínico 1.834,00 DM 2.130.657,63 1.170,4831 –5.428,4312 0,99993 a Y= AX + B; DM: disolución madre en 100 mL de ácido metafosfórico al 4,5%. Figura 19 – Recta de calibrado para el ácido ascórbico. Figura 20 – Recta de calibrado para el ácido cítrico. Figura 21 – Recta de calibrado para el ácido málico. Figura 22 – Recta de calibrado para el ácido oxálico. Material y Métodos 72 Figura 23 – Recta de calibrado para el ácido quínico. 3.2.10 Azúcares Referencia: Santos (2003). A – Principio Separación y cuantificación de los azúcares fructosa, glucosa y sacarosa mediante cromatografía líquida de alta resolución utilizando un detector Light Scattering (LS). B – Material y Aparatos 8 Agitador termomagnético, Velp Scientifica. 8 Balanza analítica, Adam Equipament, modelo ADP 3100/L. 8 Balanza electrónica de precisión, Scaltec, modelo SBA 31, precisión 0,01 g. 8 Cromatógrafo liquido de alta resolución equipado con: 8 Bomba para HPLC, Jasco, modelo PU-2080 Plus. 8 Columna Spherisorb de grupos aminos S5NH2, Waters, con dimensiones de 250,0 x 4,6 mm, empacada con partículas de 5 µm, acoplada a una precolumna Spherisorb de grupos aminos, S5NH2, Waters, con dimensiones 10,0 x 4,6 mm, empacada con partículas de 5 µm. 8 Detector de Light Scattering, Eurosep, modelo DDL-31. 8 Horno para columna Gecko, modelo 2000. 8 Inyector manual, Rheodyne, con bucle de inyección de 20µL. 8 Software Borwin Chromatography, Jasco, versión 1.50. Material y Métodos 73 8 Software Borwin PDA, Jasco, version 1.5. 8 Software HSS-2000 control Server, Jasco, versión 3.5.2. 8 Unidad de gradiente ternario de baja presión (mezclador), Jasco, modelo LG2080-02. 8 Unidad LC-Net II/ADC, Jasco. 8 Desgasificador de Helio comprimido, Carburos metálicos. 8 Condensador liebing. 8 Filtros de jeringa de nylon de 0,2 µm, Waters. 8 Jeringa de 50 µL, SGE, Scharlab S.L. 8 Material de vidrio de uso en laboratorio. 8 Micropipeta de 1000 µL, Gilson, modelo P73845L 8 Nitrógeno comprimido, Carburos metálicos 8 Papel filtro, Albet, No. 135. C – Reactivos 8 Acetonitrilo grado analítico, Panreac, Cód. 2211881.1612. 8 Agua Milli-Q (sistema purificador Millipore y Milli-Q plus). 8 D-(–)-Fructosa, Merck, Cód. 1.04007.1000. 8 D-(+)-Glucosa, Merck, Cód. 1.08346.1000. 8 Etanol absoluto, Panreac, Cód. 361086.1612. 8 Sacarosa, Merck, Cód. 1.07687.1000. 8 Solución de etanol al 80%. D – Condiciones de determinación 8 Fase móvil: mezcla de acetonitrilo y agua de grado HPLC (80:20 v/v). 8 Flujo: 1,0 mL/min. 8 Modo: Isocrático. 8 Detector: LS, 500V, temperatura de evaporación 80ºC, presión de nitrógeno 1,5 bares. 8 Temperatura del horno para la columna: 30ºC. 8 Tiempo: 20 minutos. Material y Métodos 74 E – Procedimiento a) Preparación de la muestra Pesar aproximadamente 0,25 g (kiwi y fresa) y 0,20 g (kiwi en almíbar) de muestra liofilizada y 0,25 g (mermelada de fresa) de muestra previamente homogeneizada y añadir 40 mL de etanol al 40%. Mantener la mezcla en ebullición a reflujo y agitación constante durante 30 minutos. Tras la extracción, refrigerar la muestra empleando hielo en escamas, filtrar a través de papel No. 135 y nuevamente, a través de un filtro de nylon de 0,2 µm e inyectar por duplicado en el cromatógrafo. Las Figuras 24, 25, 26 y 27 representan los cromatogramas de los azúcares presentes en las muestras analizadas. Figura 24 – Cromatograma de los azúcares en muestra de kiwi. Figura 25 – Cromatograma de los azúcares en muestra de fresa. Material y Métodos 75 Figura 26 – Cromatograma de los azúcares en muestra de kiwi en almíbar. Figura 27 – Cromatograma de los azúcares en muestra de mermelada de fresa. b) Preparación de los patrones Para cada patrón de azúcar (fructosa, glucosa y sacarosa) preparar una solución madre en etanol al 80%, y a continuación, tomar las alícuotas necesarias para preparar las disoluciones de trabajo. En la Figura 28 se representan los cromatogramas de los patrones de los azúcares (fructosa, glucosa y sacarosa). Material y Métodos 82 B – Material y Aparatos 8 Balanza electrónica de precisión, Scaltec, modelo SBA 31, precisión 0,01 g. 8 Cápsula de porcelana. 8 Desecador, Simax, proveído con indicador de humedad silicagel. 8 Horno eléctrico de mufla, Horbesal, modelo HD-230. C – Procedimiento Pesar las muestras en cápsulas de porcelana, previamente calcinadas durante 2 horas y mantenidas en desecador hasta temperatura ambiente. Pesar, a continuación, en la cápsula el equivalente a 2,0 g de muestra fresca. Mantener en mufla a 550 ± 20ºC durante 3 horas o hasta que las cenizas presenten coloración blanco o blanco-grisáceas. Tras la incineración, mantener la muestra en el desecador a temperatura ambiente y pesar. D – Expresión de los resultados Cenizas (%) ms PP PP × − − =⎟ ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎜ ⎝ ⎛ 12 13 Donde: = 1 PPeso en gramos de la capsula vacía. = 2 PPeso en gramos de la cápsula con la muestra liofilizada. = 3 PPeso en gramos de la cápsula con la muestra calcinada. =m s % de materia seca de la muestra. 3.2.13 Elementos Minerales A – Principio Determinación de diferentes elementos minerales (Na, K, Mg, Ca, Li, Fe, Mn, Cu y Zn) mediante espectrofotometría de absorción atómica. La cantidad de radiación absorbida es proporcional a la concentración del elemento presente en la muestra. La radiación es emitida a la misma longitud de onda que la del elemento. B – Material y Aparatos 8 Balanza electrónica de precisión, Scaltec, modelo SBA 31, precisión 0,01 g. Material y Métodos 83 8 Cápsula de porcelana. 8 Desecador, Simax. 8 Espectrofotómetro de absorción atómica, Perkin Elemer ICP-OES, modelo Optima 4300DV. 8 Horno eléctrico de mufla, Horbesal, modelo HD-230. C – Reactivos 8 Ácido clorhídrico (fumante) 37%, Merck, 1.00317.1000 8 Solución de ácido clorhídrico 3 M D – Procedimiento Disolver las cenizas totales obtenidas previamente en 20 mL de solución de ácido clorhídrico 3 M para la determinación de los elementos minerales. Esta determinación fue realizada en los servicios generales de la USC. 3.2.14 Consistencia Referencias: Rao (1986); Garza (1998); Ibarz y Barbosa-Cánovas (2005); Emaldi y col. (2006). A – Principio Evaluación de la consistencia de una muestra viscosa, midiendo la distancia que recorre al fluir sobre una superficie lisa durante un intervalo de tiempo dado. B – Material y Aparatos 8 Consistómetro de Bostwick, CSC Scientific Company, No. 24295-000 8 Material de vidrio de uso en el laboratorio. 8 Termómetro digital, Checktemp, 0 a 100ºC. C – Procedimiento En el consistómetro previamente nivelado, añadir 75 mL de mermelada de fresa en la compuerta del equipo a temperatura de 20ºC. Accionar el mecanismo de liberación para que la muestra fluya instantáneamente y tras 30 segundos medir la distancia recorrida (cm). Material y Métodos 84 3.2.15 Características técnicas de las conservas Referencias: Codex Alimentarius (1981); Orden de 21 de noviembre de 1984; Orden de 12 de febrero de 1987; Real Decreto 1472/1989. A – Peso neto Cantidad del producto que existe en el interior del envase, medido por la diferencia entre el peso del producto en el recipiente y el peso escurrido y expresado en g. El peso neto (g) mínimo para conservas vegetales en almíbar ligero es aproximadamente el 90% de la cantidad nominal del recipiente (mL). B – Peso escurrido Cantidad de producto (expresado en peso) que contiene el envase, determinado tras permanecer el producto sobre un tamiz, ligeramente inclinado, de malla de 5 mm y alambre de 1 mm, durante 2 minutos. La superficie del tamiz no será superior a la equivalente a un círculo de 20 cm de diámetro, para los envases de formato igual o menor a 850 mL, ni de 30 cm de diámetro, para los superiores a éste, hasta 5000 mL. El peso escurrido del producto no debe ser inferior al 50% de su cantidad nominal. C – Cantidad nominal o capacidad de agua del recipiente La cantidad nominal es el volumen de agua destilada a 20ºC que cabe en el recipiente herméticamente cerrado cuando está completamente lleno. Los resultados se expresan en volumen de agua y además son utilizados para enunciar el llenado mínimo de los recipientes: 90% de la capacidad de agua; y el peso escurrido mínimo requerido: 50% de la capacidad de agua del recipiente. Material y Métodos 85 3.3 ANÁLISIS ESTADÍSTICO 3.3.1 Kiwi Kuehl (2001); Pardo y Ruiz (2002); Quinn y Keough (2004) Para evaluar si existen diferencias significativas entre los tipos de cultivo de kiwi se utiliza un modelo lineal general de análisis de variancia con medidas repetidas (split-splot) considerando dos factores: cultivo (A), con tres niveles (convencional, ecológico e integrado), y tiempo de almacenamiento (B), con 6 niveles con interacción. En ese estudio aunque la interacción sea significativa se estudia la tendencia de las medias en el tiempo. El modelo estadístico para este diseño es: ( ) ijk ij jikiijk eABBdAY + + + ++ = μ ai ,...,2,1 = b j ,...,2,1 = r k,...,2,1 = Donde: = ijk YRepresenta la observación correspondiente al nivel ( ) i del factor A y al nivel () j del factor B en la k-ésima repetición de la variable respuesta (peso, sólidos solubles, ácido cítrico, …). = μ Media global de todas las observaciones. = i AEfecto del i-ésimo nivel de A (tipo de cultivo de kiwi). = ik dError experimental dentro de cada tipo de cultivo de kiwi. = j BEfecto del j-ésimo nivel de B (tiempo de almacenamiento). ( ) = ij AB Efecto de la interacción entre A x B. = ijk eError experimental aleatorio atribuible a la observación . ijk Y Se supone que los errores se distribuyen de manera normal con media cero y varianza constante ( ) [ ] 2 ,0 σ N, y que son independientes entre si. El objetivo del análisis es estudiar el efecto del cultivo (A) y el efecto del tiempo de almacenamiento (B) considerando la presencia de las interacciones (A x B). Material y Métodos 86 Así, si el test es no significativo, indica que no existe diferencias entre las medias (p>0,05) y se acepta la hipótesis nula (H0). μμμμ ==== aH ...21: 0 Si el test es significativo indica que existe diferencias entre las medias (p≤0,05) y se acepta la hipótesis alternativa (H1). ji H μμ ≠: 1, para algún j i ≠ El análisis de la varianza realizado con los datos obtenidos de los tipos de cultivos de kiwi se muestra en la Tabla 11 Tabla 11 – ANOVA para el modelo split-splot. Fuente de Variación GL SC CM F Tipo de cultivo (A) (a – 1) SCA CMA CMA/CME1 Error residual (1) a(r – 1) SCE1 CME1 Tiempo de almacenamiento (B) (b – 1) SCB CMB CMB/CME2 Interacción (A x B) (a – 1)(b – 1) SC(AB) CM(AB) CM(AB)/CME2 Error residual (2) a(r – 1)(b – 1) SCE2 CME2 Total abr – 1 SCT GL = grados de libertad; SC = suma de cuadrados; CM = cuadrados medios; F test F (Fisher-Snedecor); (*) p≤0,05; (**) p≤0,01; (***) p≤0,001; p>0,05 = no significativo. Asimismo, los tipos de cultivos de kiwi han sido relacionados utilizando como comparaciones múltiples pos hoc el test de Tukey. Los datos han sido analizados mediante el software estadístico SPSS 14.0 para Windows. 3.3.2 Fresa Kuehl (2001); Lara (2001); Gutiérrez y Vara (2003) Para evaluar si existen diferencias significativas entre los tipos de cultivo de fresa se ha utilizado un diseño en bloques completos al azar (DBCA) considerando tres fuentes de variabilidad presente en los datos: el factor tratamiento (tipo de cultivo de fresa), el factor bloque (los muestreos realizados) y el error aleatorio. El factor bloque se utiliza como un Material y Métodos 87 método para reducir y controlar la variación del error experimental con el fin de lograr una mayor precisión y la aleatorización se realiza dentro de cada bloque. El modelo estadístico para este diseño está dado por: ijjiij eBAY + + + = μ ai ,...,2,1 = b j ,...,2,1 = Donde: = ij YRepresenta la observación que corresponde al tratamiento () i y al bloque () jde la variable respuesta (peso, sólidos solubles, fructosa, …). = μ Media global de todas las observaciones. = i AEfecto debido al tratamiento ( ) i. = j BEfecto debido al bloque ( ) j. = ij eError experimental aleatorio atribuible a la observación . ij Y Se supone que los efectos del tratamiento y del bloque son aditivos ya que no existe interacción tratamientos y bloques; también se supone que los errores se distribuyen de manera normal con media cero y varianza constante ( ) [ ] 2 ,0 σ N, y que son independientes entre si. La hipótesis de interés es la misma para todos los diseños comparativos y está indicada en el apartado 3.3.1. El análisis de la varianza para un experimento con un diseño DBCA se presenta en la Tabla 12. Tabla 12 – ANOVA para un diseño en bloques completos al azar. Fuente de Variación GL SC CM F Tratamientos (a – 1) SCT CMT CMT/CME Bloques (b – 1) SCB CMB CMB/CME Error residual (a – 1)(b – 1) SCE CME Total N – 1 SCTotal GL = grados de libertad; SC = suma de cuadrados; CM = cuadrados medios; F test F (Fisher-Snedecor); (*) p≤0,05; (**) p≤0,01; (***) p≤0,001; p>0,05 = no significativo. Material y Métodos 88 Los datos han sido analizados mediante el software estadístico SPSS 14.0 para Windows. 3.3.3 Kiwi en almíbar Kuehl (2001); Pardo y Ruiz (2002); Quinn y Keough (2004) El análisis de las diferencias significativas entre los tipos de kiwi en almíbar elaborados (CC, CE y EE) se ha realizado utilizando un modelo lineal general de análisis de variancia con medidas repetidas considerando dos factores: producto (A) y tiempo de almacenamiento (B) con 5 niveles y con la interacción. Para evaluar si el tipo de materia prima (convencional/ecológica) ejerce influencia sobre el producto elaborado se comparan los productos CE y EE, así como para evaluar si el tipo de elaboración (convencional/ ecológica) ejerce influencia sobre la conserva se compran los productos CE y CC. Estos análisis se realizan mediante un test de hipótesis a priori (test simple) donde los distintos tipos de kiwi en almíbar elaborados se comparan con uno de referencia (CE). En ese estudio aunque la interacción sea significativa se estudia la tendencia de las medias a lo largo del tiempo de almacenamiento. El modelo estadístico para este diseño es: ( ) ijk ij jikiijk eABBdAY + + + ++ = μ ai ,...,2,1 = b j ,...,2,1 = r k,...,2,1 = Donde: = ijk YRepresenta la observación correspondiente al nivel ( ) i del factor A y al nivel () j del factor B en la k-ésima repetición de la variable respuesta (sólidos solubles, materia seca, sacarosa, ácido cítrico, …). = μ Media global de todas las observaciones. = i AEfecto del i-ésimo nivel de A (tipo de kiwi en almíbar). = ik dError experimental dentro de cada tipo de kiwi en almíbar. Material y Métodos 89 = j BEfecto del j-ésimo nivel de B (tiempo de almacenamiento). ( ) = ij AB Efecto de la interacción entre A x B. = ijk eError experimental aleatorio atribuible a la observación . ijk Y Se supone que los errores se distribuyen de manera normal con media cero y varianza constante ( ) [ ] 2 ,0 σ N, y que son independientes entre si. La hipótesis de interés es la misma para todos los diseños comparativos y está indicada en el apartado 3.3.1. El análisis de la varianza para el diseño de medidas repetidas se presenta en el apartado 3.3.1. Para estudiar como se modifica la materia prima de partida tras el proceso de elaboración se utiliza el test t-Student comparando las medias obtenidas en el producto fresco con las del muestreo cero del producto elaborado. Los datos han sido analizados mediante el software estadístico SPSS 14.0 para Windows. 3.3.4 Mermelada de fresa Lenth, R. V. (1989); Kuehl (2001) Para evaluar si existen diferencias significativas entre los tipos de mermelada de fresa elaborados (CC, CE, EE y EC) se ha utilizado un modelo lineal general de análisis de variancia considerando dos factores: materia prima (A) y proceso de elaboración (B) con dos niveles cada uno (ecológico y convencional) y con la interacción. El modelo estadístico para este diseño es: ( ) ijk ij jiijk eABBAY + + + + = μ ai ,...,2,1 = b j ,...,2,1 = r k,...,2,1 = Donde: Material y Métodos 90 = ijk YRepresenta la observación correspondiente al nivel ( ) i del factor A y al nivel () j del factor B en la k-ésima repetición de la variable respuesta (consistencia, sólidos solubles, glucosa, ácido cítrico, …). = μ Media global de todas las observaciones. = i AEfecto del i-ésimo nivel de A (tipo de mermelada de fresa). = j BEfecto del j-ésimo nivel de B (tipo de elaboración). ( ) = ij AB Efecto de la interacción entre A x B. = ijk eError experimental aleatorio atribuible a la observación . ijk Y Se supone que los errores se distribuyen de manera normal con media cero y varianza constante ( ) [ ] 2 ,0 σ N, y que son independientes entre si. La hipótesis de interés es la misma para todos los diseños comparativos y está indicada en el apartado 3.3.1. El análisis de la varianza para el diseño de dos factores se presenta en la Tabla 13. Tabla 13 – ANOVA para el modelo de dos factores con interacción. Fuente de Variación GL SC CM F Tipo de cultivo (A) (a – 1) SCA CMA CMA/CME Tiempo de almacenamiento (B) (b – 1) SCB CMB CMB/CME Interacción (A x B) (a – 1)(b – 1) SC(AB) CM(AB) CM(AB)/CME Error residual ab(r – 1) SCE CME Total abr – 1 SCT GL = grados de libertad; SC = suma de cuadrados; CM = cuadrados medios; F test F (Fisher-Snedecor); (*) p≤0,05; (**) p≤0,01; (***) p≤0,001; p>0,05 = no significativo. Para evaluar si la materia prima de partida ejerce influencia sobre los productos elaborados se utiliza el test t-Student comparando las medias obtenidas en el producto fresco con las del muestreo a los 30 días del producto elaborado. Los datos han sido analizados mediante el software estadístico MINITAB® 14 para Windows. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN Resultados y Discusión 98 Según Gerschenson y col. (2001), la dureza en los frutos del kiwi en el momento del consumo influye de forma importante en sus características sensoriales incluyendo la intensidad de percepción del aroma, el sabor dulce y la acidez. En la evaluación sensorial de la dureza externa realizada con las muestras objeto de estudio se observan diferencias significativas en relación al factor tiempo, resultado que coincide con el obtenido por penetrometría. Los sólidos solubles de los kiwis procedentes de los tres tipos de cultivo presentan valores comprendidos entre 12,38 y 15,08 ºBrix (Tabla 14). Estos valores se sitúan entre los valores máximos y mínimos indicados por diferentes autores y que son los considerados óptimos para el consumo (Cotter y col., 1991; Paterson y col., 1991; Serra, y col., 1997; Crisosto y Crisosto, 2001; Soufleros y col., 2001; Rocculi y col., 2003; Arazuri y col., 2005 y Simal y col., 2005). Clark y col. (1998) encuentran valores inferiores en frutos maduros de la misma variedad (Hayward) y Gerschenson y col. (2001) indican un contenido entre 11 y 14 ºBrix. Según Hallett y col. (1992) el contenido de sólidos solubles presente en el fruto es directamente proporcional al grado de madurez. En cuanto al factor cultivo, los kiwis del cultivo convencional presentan mayores valores de ºBrix que los kiwis del cultivo integrado y éstos a su vez son superiores a los del cultivo ecológico. Si bien existen diferencias significativas para esta variable en función del factor tiempo los valores se sitúan en cualquier caso dentro del intervalo considerado como óptimo. En los tres tipos de cultivo los azúcares mayoritarios (g/100 g de muestra fresca) son la glucosa y la fructosa (Tabla 14). Las concentraciones de los azúcares determinados en este trabajo se encuentran dentro de los valores indicados por otros autores. Así, Paterson y col. (1991) reportan valores máximos para fructosa, glucosa y sacarosa de 5,5, 4,8 y 1,6 g/100 g de muestra Resultados y Discusión 99 fresca, respectivamente; Van Gorsel y col. (1992) indican un contenido de 8,24 ± 3,43; 6,94 ± 2,85 y 1,81 ± 0,72 g/100 mL de zumo para los azúcares fructosa, glucosa y sacarosa, respectivamente; Serra y col. (1997) indican un contenido de azúcares totales (fructosa, glucosa y sacarosa) de 9,5 g/100 g de muestra fresca; Pérez y col. (1997) de 7,68 g de azúcares totales/100 g de muestra fresca y Lo Voi y col. (1992) indican un rango comprendido entre 7,19 y 12,35 g de glucosa y fructosa /100 g de muestra fresca en otras variedades de kiwi (Abbot, Bruno, Elmwood, Gracie y Monty). Clark y col. (1998) indican contenidos de fructosa, glucosa y sacarosa de 4,5, 4,18 y 1,67 g/100 g de muestra fresca, respectivamente. Según Arazuri y col. (2005), el incremento en el contenido de sólidos solubles tras la cosecha está correlacionado con el incremento en las cantidades de los azúcares fructosa, glucosa y sacarosa. En las muestras analizadas existen diferencias significativas debido tanto al factor cultivo como al tiempo de almacenamiento (Tabla 14). Los kiwis procedentes del cultivo convencional son los que presentan mayores cantidades de fructosa, glucosa y sacarosa. Esto se corresponde con el hecho de que estas muestras son las que presentan un mayor ºBrix, lo cual se ha corroborado con la evaluación sensorial que se ha realizado paralelamente, en donde se han encontrado diferencias significativas en cuanto al sabor dulce, siendo los kiwis del cultivo convencional los que presentan mayor intensidad de ese atributo. A lo largo del tiempo los tres azúcares (fructosa, glucosa y sacarosa) sufren una disminución que no supera el 10% en los tres tipos de cultivos (Figura 33). Resultados y Discusión 100 Figura 33 – Evolución del contenido de fructosa, glucosa y sacarosa en kiwi. TiempoTiempo Fructosa (g/100 g) 654321 4,6 4,4 4,2 4,0 3,8 3,6 3,4 3,2 Kiwi I C E TiempoTiempo Glucosa (g/100g) 654321 5,00 4,75 4,50 4,25 4,00 3,75 3,50 Kiwi I C E TiempoTiempo Sacarosa (g/100 g) 654321 1,1 1,0 0,9 0,8 0,7 0,6 Kiwi I C E Resultados y Discusión 101 El pH de los kiwis analizados se encuentra comprendido entre 3,03 y 3,59. La acidez (g de ácido cítrico/100 g de muestra fresca) se encuentra comprendida entre 1,23 y 1,55 (Tabla 14). Estos valores se sitúan dentro del rango citado por Cano (1991), Serra y col. (1997), Lo Voi y col. (1992), Castaldo y col. (1992) y Esti y col. (1998). Rocculi y col. (2003) indican valores de pH entre 3,31 a 3,75 observando un constante y significativo incremento que atribuyen a una progresiva disminución de la concentración de ácidos orgánicos consecuencia del metabolismo de maduración del fruto. Tanto el pH como la acidez de los kiwis analizados presentan diferencias significativas en función del cultivo. En el pH las diferencias se sitúan entre los kiwis obtenidos mediante los cultivos integrado y ecológico y el convencional que presenta los valores más bajos y en la acidez entre los cultivos ecológico y convencional y el integrado con los menores valores. De todas formas, aunque existan pequeñas diferencias entre los kiwis procedentes de los tres cultivos, no son suficientes para que los catadores detecten diferencias en el sabor ácido entre dichos kiwis. Existen también fluctuaciones significativas a lo largo del tiempo de almacenamiento en el pH y la acidez de los kiwis de los tres tipos de cultivo. En cualquier caso aunque los valores de acidez se mantienen por encima de los recomendados por Crisosto y Crisosto (2001). Estos autores señalan que valores de acidez del orden de los encontrados no deben suponer un rechazo para el consumidor ya que los valores de ºBrix son superiores al 11,6%, limite inferior recomendado por estos autores. El índice de madurez (IM) calculado como la relación ºBrix/acidez, presenta un rango comprendido entre 8,51 y 10,71 (Tabla 14). Estos valores se encuentran por encima del rango indicado por Paterson y col (1991) que es de 1,68 a 7,42 en kiwi maduro. Sin embargo, se sitúan dentro del rango presentado por Castaldo y col (1992), los cuales indican que un índice de madurez comprendido entre 7,36 y 11,0 es el considerado como óptimo. En cuanto al factor cultivo existen diferencias significativas entre los kiwis analizados, situándose éstas entre los kiwis procedentes de los cultivos convencional e integrado respecto a los procedentes del cultivo ecológico. Resultados y Discusión 102 En el presente estudio a lo largo del tiempo de almacenamiento el índice de madurez sufre un pequeño incremento, no significativo, que está relacionado con el aumento en la cantidad de sólidos solubles y con la disminución de la acidez de los kiwis. Soufleros y col. (2001) indican una evolución poscosecha del índice de madurez de 6,40 a 8,54 en kiwis almacenados a temperatura entre 16 y 18ºC durante 94 días. El índice de madurez y la dureza del fruto presentan una evolución inversa durante la maduración (Tabla 14). En cuanto a la aw de los kiwis analizados, el rango está comprendido entre 0,967 y 0,982 (Tabla 14). Estos valores son similares a los indicados por Schwartz y col. (1999) y Escriche y col. (2002) y están por debajo de los indicados por Gerschenson y col. (2001). No se han encontrado diferencias entre cultivos y las diferencias encontradas a lo largo del tiempo aunque significativas son mínimas. La materia seca de las muestras analizadas se encuentra en el rango comprendido entre 17,50 y 16,15% (Tabla 14). Los valores determinados de materia seca coinciden con los encontrados por otros autores (Cano, 1991; Serra y col., 1997; Gerschenson y col., 2001; Nishiyama y col., 2004 y Simal y col., 2005). Kvesitadze y col. (2001) indican un rango comprendido entre 17,2% y 18,9% para otras variedades de kiwi (Cardinal, Bruno, Monti, Colomicta, Purpuria y Gaivard). Aunque los kiwis analizados presentan diferencias significativas en cuanto al factor cultivo respecto a la materia seca, éstas son mínimas entre los tres cultivos. En cuanto a los parámetros de color CIE (L*a*b*) todos los kiwis analizados presentan valores de a* negativos, por lo que la relación a*/b* también lo es. Esto indica que predomina el color verde. Así, el tono de las muestras se sitúa entre 99 y 112º que se corresponde con la zona de los verdes (Tabla 14). Estos valores son similares a los presentados por diferentes autores (Cano, 1991, Montefiori y col., 2005 y Simal y col., 2005). Resultados y Discusión 103 En función del cultivo existen diferencias en todos los parámetros de color. Aún cuando los valores son muy similares, es de destacar la mayor luminosidad y los menores valores de a*, de la relación a*/b* y del tono de las muestras procedentes del cultivo ecológico. Sin embargo, estas pequeñas diferencias no son suficientes para ser detectadas por los catadores. A lo largo del tiempo de almacenamiento se producen fluctuaciones significativas en todos los parámetros de color, de tal forma que las diferencias entre el primer y último muestreo son mínimas. La diferencia de color total (ΔE*) en los tres tipos de kiwis analizados presenta una disminución a lo largo del tiempo de almacenamiento más acentuada en los kiwis procedentes del cultivo convencional seguidos de los del cultivo ecológico e integrado. Esa disminución tanto en los kiwis del cultivo ecológico como en los del cultivo integrado es más acentuada entre el 1er y 2º muestreo (Tabla 14). En cuanto a los ácidos orgánicos, el mayoritario es el ácido cítrico, dato coincidente con lo indicado por diferentes autores que analizaron esta fruta. El rango en el que se encuentra en las muestras está comprendido entre 958,15 y 1264,81 mg/100 g de muestra fresca. Lo Voi y col. (1992) indican un rango de 885,0 a 1664,0 mg/100 g de muestra fresca, para otras variedades de kiwi (Abbot, Bruno, Elmwood, Gracie y Monty). Castaldo y col. (1992) citan un rango de 906,0 a 1602 mg/100 g de muestra; Van Gorsel y col. (1992) indican una concentración de 730 ± 92 mg/100 mL de zumo de kiwi y para Esti y col. (1998) el rango es el comprendido entre 860,0 y 1580 mg/100 g de muestra fresca. Los kiwis procedentes del cultivo ecológico, con un mayor contenido en ácido cítrico, se diferencian de los kiwis de los cultivos convencional e integrado respecto al contenido de este ácido. El ácido cítrico se incrementa de forma ligera, aunque significativa, a lo largo del tiempo de almacenamiento (Figura 34). Según Haard y Chism (2000), aunque la acidez total disminuye en la mayoría de las frutas durante la maduración el contenido de algunos ácidos en concreto puede aumentar. Resultados y Discusión 104 Figura 34 – Evolución del contenido de ácido cítrico en kiwi. González-Rodríguez (1991) indica un comportamiento similar a lo largo del periodo poscosecha, señalando una disminución al final del periodo (180 días). El ácido quínico presenta valores comprendidos en el rango de 711,88 a 975,27 mg/100 g de muestra fresca (Tabla 14). Cuantitativamente, el ácido quínico ocupa el segundo lugar, después del cítrico, en los tres tipos de kiwis analizados, lo que coincide con análisis realizados por otros autores. Castaldo y col (1992) indican valores de 400 a 760 mg/100 g de muestra fresca y Van Gorsel y col. (1992) indican un valor de 774 ± 57 mg/100 mL de zumo. Lo Voi y col. (1992) presentan un rango de 313,0 a 621,0 mg/100 g de muestra fresca para otras variedades de kiwi (Abbot, Bruno, Elmwood, Gracie y Monty), valores inferiores a los encontrados en este estudio para la variedad Hayward. Existen diferencias significativas en el contenido en ácido quínico en función del cultivo. En general, los frutos del cultivo ecológico, presentan concentraciones ligeramente superiores a los procedentes de los cultivos convencional e integrado. A lo largo del tiempo se observan fluctuaciones significativas, en el contenido del ácido quínico con una tendencia al incremento (Figura 35). Este comportamiento es similar TiempoTiempo Ácido cítrico (g/100 g) 654321 1,30 1,25 1,20 1,15 1,10 1,05 1,00 0,95 Kiwi I C E Resultados y Discusión 105 al observado por González-Rodríguez y col. (1993) al final del periodo poscosecha. Okuse y Ryugo (1981) y González-Rodríguez y col. (1993) señalan que es el ácido predominante durante el desarrollo del fruto. Figura 35 – Evolución del contenido de ácido quínico en kiwi. El contenido en ácido málico se encuentra entre 70,47 y 323,32 (mg/100 g de muestra fresca) en los kiwis analizados (Tabla 14). Van Gorsel y col. (1992) indican valores superiores a los encontrados en este estudio (501 ± 42 mg/100 mL de zumo) para la misma variedad y Lo Voi y col. (1992) indican valores de 357,0 a 643,0 mg de ácido málico/100 g de muestra fresca para otras variedades de kiwi (Abbot, Bruno, Elmwood, Gracie y Monty). Otros autores presentan valores similares a los del presente estudio. Así, Castaldo y col. (1992) indican valores de 92 a 201 mg/100 g de muestra fresca, Esti y col. (1998) entre 120 y 270 mg/100 g de muestra fresca y, según Campo y col. (2006), los ácidos cítrico y málico son los predominantes en los frutos, indicando un contenido de ácido málico entre 266 y 1122 mg/L de zumo de kiwi. En cuanto al factor cultivo, los frutos procedentes de los cultivos ecológico e integrado se diferencian de los del cultivo convencional que son los que, en general, presenta los menores valores. TiempoTiempo Ácido quínico (g/100 g) 654321 1,00 0,95 0,90 0,85 0,80 0,75 0,70 Kiwi I C E Resultados y Discusión 106 En cuanto a la evolución en el tiempo, el contenido de ácido málico sufre un descenso paulatino en los kiwis procedentes de los tres tipos de cultivo (Figura 36). Figura 36 – Evolución del contenido de ácido málico en kiwi. El ácido oxálico presenta valores (en mg/100 g de muestra fresca) de 10,74 a 30,87 en los kiwis analizados (Tabla 14). Estos valores son superiores a los indicados por Pérez y col. (1997) y Rassan y Laing (2005). Se han encontrado diferencias significativas en cuanto al factor cultivo entre los tres tipos de kiwis analizados en cuanto al contenido en ácido oxálico, siendo, en general, las muestras procedentes del cultivo convencional las que presentan valores ligeramente mas bajos. Existen diferencias significativas a lo largo del tiempo de almacenamiento, observándose, en general, una disminución en el contenido de ácido oxálico (Figura 37). Según Rinallo y Mori (2000), el kiwi presenta grandes cantidades de oxalato durante el periodo de crecimiento pero el fruto cataboliza este compuesto durante la maduración, siendo ese proceso acelerado durante el almacenamiento poscosecha. Así, estos autores al evaluar el contenido del ácido oxálico durante 5 meses en kiwis almacenados en frío (3ºC) encuentran que éste se reduce de 38,50 a 28,03 mg/100 g de muestra fresca. TiempoTiempo Ácido málico (g/100 g) 654321 0,40 0,35 0,30 0,25 0,20 0,15 0,10 Kiwi I C E Resultados y Discusión 107 Figura 37 – Evolución del contenido de ácido oxálico en kiwi. La vitamina C o ácido ascórbico se encuentra en los kiwis analizados en el rango comprendido entre 64,15 y 92,03 (mg/100 g de muestra fresca) (Tabla 14). Estas concentraciones coinciden con los valores encontrados por otros autores. Según Cotter y col. (1991) la concentración inicial de ácido ascórbico en kiwis de la variedad Hayward es de 98,5 mg/100 g de muestra fresca, valor que disminuye cerca del 22,0% en frutos almacenados durante 8 semanas a temperatura de 0ºC. Rinallo y Mori (2000) indican un contenido inicial de 93,56 mg/100 g de muestra fresca que se reduce cerca del 11,5% a lo largo de un periodo de almacenamiento de 5 meses a temperatura de 3ºC y humedad relativa del 90%. Van Gorsel y col. (1992) indican una concentración de ácido ascórbico de 110 ± 6 mg/100 mL de zumo, Serra y col. (1997) indican una concentración de 71,0 mg/100 g de muestra fresca y Nishiyama y col. (2000) de 65,5 mg/100 g de muestra fresca para la variedad Hayward. Para Gökmen y col. (2000) el contenido es de 40,7 mg/100 g de muestra fresca. Según Bunkova y col. (2005), el valor medio es de 71,20 mg/100 g de muestra fresca. Lo Voi y col. (1992) presentan un rango de 370,0 a 1965,0 mg/100 g de muestra fresca para otras variedades de kiwi (Abbot, Bruno, Elmwood, Gracie y Monty). TiempoTiempo Ácido oxálico (g/100 g) 654321 0,05 0,04 0,03 0,02 0,01 Kiwi I C E Resultados y Discusión 114 Tabla 16 – Datos de las variables físico-químicas evaluadas en la fresa (media+desviación estándar) y resultados del ANOVA de dos factores (cultivo y muestreo). C=convencional; E=ecológico; 1 g/100 g de muestra fresca; 2 g de ácido cítrico/100 g de muestra f resca; ns = no significativo; (*) p≤0,05; (**) p≤0,01; (***) p≤0,001. Resultados y Discusión 115 Tabla 16 – (continuación) Datos de las variables físico-químicas evaluadas en la fresa (media+ desviación estándar) y resultados del ANOVA de dos factores (cultivo y muestreo). C=convencional; E=ecológico; ns = no significativo; (*) p≤0,05; (**) p≤0,01; (***) p≤0,001. Resultados y Discusión 116 Tabla 16 – (continuación) Datos de las variables físico-químicas evaluadas en la fresa (media+desviación estándar) y resultados del ANOVA de dos factores (cultivo y muestreo). C=convencional; E=ecológico; 1 mg/100 g de muestra fresca; 2 mg de ácido tánico/100 g de muestra fresca; ns = no si g nificativo; ( * ) p ≤0,05; ( ** ) p ≤0,01; ( *** ) p ≤0,001. Resultados y Discusión 117 En la Tabla 16 se observa que, de las 42 variables analizadas, en función del tipo de cultivo no existen diferencias significativas en 19 de ellas: calibre (peso, longitud y diámetro ecuatorial mayor y menor), fructosa, glucosa, sacarosa, aw, parámetros de color L*, a*, a*/b*, C*, H* (medidos en la parte interna del fruto), ácido oxálico, fenoles totales, Mg, Mn, Cu y Zn. El factor muestreo fue significativo en 20 variables: azúcares (fructosa, glucosa y sacarosa), aw, humedad, cenizas, parámetros de color CIE (L*a*b*), a excepción del a* medido en la parte interna del fruto, ácidos cítrico y ascórbico y K (Tabla 16). En cuanto al calibre, las fresas presentaron un peso comprendido entre 18,73 g y 22,64 g, una longitud entre 2,82 y 3,32 cm, un diámetro mayor entre 2,68 y 2,96 cm y un diámetro menor entre 2,30 y 2,56 cm (Tabla 16). Estos valores se encuentran dentro de los valores máximos indicados por Cordenunsi y col. (2002). Aún cuando no existen diferencias significativas, los frutos del cultivo ecológico presentan valores superiores de peso, longitud y diámetro menor, al de los frutos del cultivo convencional. El contenido de sólidos solubles se encuentra entre 6,24 y 6,90 ºBrix en las fresas del cultivo ecológico y entre 6,54 y 7,42 ºBrix en las del cultivo convencional (Tabla 16). Estos rangos se incluyen dentro de los obtenidos por diferentes autores, entre 7 y 12 ºBrix (Galletta y col., 1995), entre 5,4 y 9,0 ºBrix (Cordenunsi y col., 2002), entre 6,0 y 9,8 ºBrix (Wang y col., 2002), entre 7,1 y 9,9 ºBrix (Olsson y col., 2004) y entre 7,2 y 8,2 ºBrix (Ribeiro y col., 2007). Sin embargo, los valores encontrados están por debajo de los indicados por Määtta-Riihinen y col. (2004) (9,4 – 9,6 ºBrix), Skupién y Oszmiański (2004) (11,9 – 18,0 ºBrix) y Sesmero y col. (2007) (8,5 ºBrix). Por su parte, Nunes y col. (2006), al analizar dos cultivares de fresa en cuatro estadios de madurez distintos, almacenados a 1ºC, encuentran que la concentración de sólidos solubles puede incrementarse hasta el 9%. Existen diferencias significativas, entre las muestras procedentes de los dos tipos de cultivo, presentando, en general, los kiwis procedentes del cultivo ecológico valores ligeramente inferiores. Resultados y Discusión 118 Dentro de los azúcares se ha evaluado el contenido (en g/100 g de muestra fresca), de fructosa (1,24 – 1,70), glucosa (1,22 – 1,65) y sacarosa (0,32 – 0,58) (Tabla 16). Como se puede observar, los azúcares mayoritarios son la glucosa y la fructosa. Pérez y col. (1997) indican concentraciones, en g/100 g de materia fresca, de fructosa, glucosa y sacarosa de 1,88, 1,68 y 0,50, respectivamente. Cordenunsi y col. (2002), en un estudio realizado con 6 cultivares de fresa, indican que el azúcar predominante, en g/100 mg de muestra fresca, es la fructosa con 1,23 – 1,93, seguida de la glucosa con 0,71 – 1,71 y la sacarosa con 0,66 – 1,80. Sturm y col. (2003) indican un rango comprendido entre 2,40 y 3,30 g/100 g de muestra fresca de fructosa, entre 1,63 y 2,80 g/100 g de muestra fresca de glucosa y entre 0,11 y 1,85 g/100 g de muestra fresca de sacarosa, tras analizar 13 variedades de fresas. Kallio y col (2000) presentan valores claramente superiores para todos los azúcares (g/100 mL) 1,89 – 4,52 de glucosa, 2,14 – 4,14 de y 0,90 – 3,87 de sacarosa. Famiani y col. (2005) indican igualmente que la glucosa y la fructosa son los azúcares más abundantes seguidos de la sacarosa. Kafkas y col (2007) indican en el fruto maduro de fresa un rango (en g/100 g de muestra fresca) comprendido entre 2,18 y 4,24 para la fructosa, entre 1,33 y 2,66 para la glucosa y entre 0,07 y 2,27 para la sacarosa. La distribución de los azúcares fue similar en los dos cultivos, así el 41 – 45% de los azúcares totales corresponde a fructosa, el 42 – 44% a glucosa y el 10 – 15% a sacarosa. Olsson y col. (2004), en un estudio llevado a cabo con cuatro cultivares de fresa, presentan, proporciones similares de los tres azúcares. Según Wang y col. (2002) las proporciones de fructosa, glucosa y sacarosa son importantes en la percepción de la calidad del fruto. En cuanto al factor cultivo no se encuentran diferencias significativas entre las muestras procedentes de los dos tipos de cultivo (Tabla 16) al igual que indican Kallio y col (2000). Los resultados obtenidos en el presente estudio coinciden con los obtenidos a nivel sensorial ya que los catadores al evaluar estas muestras no encuentran diferencias en el dulzor entre las fresas procedentes de los dos tipos de cultivos analizados. Resultados y Discusión 119 En cuanto al factor muestreo, existen diferencias en las muestras procedentes del cultivo ecológico en los azúcares fructosa y glucosa. En las fresas del cultivo convencional estos azúcares permanecen prácticamente estables en los tres muestreos al contrario de lo que ocurre con las fresas del cultivo ecológico que presentan un incremento de cerca de 25% (Tabla 16). La sacarosa desciende de forma significativa en los tres muestreos de ambos cultivos. En cuanto a la acidez los frutos del cultivo ecológico (0,76 – 0,80 g de ácido cítrico/100 g de muestra fresca) se diferencian estadísticamente de los del cultivo convencional (1,02 – 1,06 g de ácido cítrico/100 g de muestra fresca) (Tabla 16). Los valores encontrados en ambas muestras se incluyen dentro del rango que presentan Skupién y Oszmiański (2004), de 0,74 a 1,26 g de ácido cítrico/100 g de muestra fresca, Wang y col. (2002), de 0,42 a 1,07% de ácido cítrico/100 g de muestra fresca, Cordenunsi y col. (2002), de 0,57 a 2,26 g de ácido cítrico/100 g de muestra fresca, y Almenar y col. (2006) que señalan un valor de acidez de 0,99 g de ácido cítrico/100 g de muestra fresca. El pH de los frutos procedentes del cultivo ecológico (3,32 – 3,45) se diferencia estadísticamente del registrado en los procedentes del cultivo convencional (3,25 – 3,31) (Tabla 16). Estos valores son muy próximos a los indicados por Kafkas y col. (2007) en un estudio con varios híbridos de las variedades Osmanli y Camarosa. Holcroft y Kader (1999) indican valores de pH de 3,46 tras la cosecha y de 3,61 tras el almacenamiento a 5ºC durante 10 días en atmósfera controlada. Según Olsson y col. (2004), el pH de las fresas oscila entre 3,40 y 3,75. Almenar y col. (2006) indican un valor de pH de 3,80 que puede incrementarse hasta 4,0 y Álvarez y col. (2006) indican un valor de pH de 2,56. En cuanto al índice de madurez, las fresas del cultivo ecológico (6,78 – 10,44) se diferencian significativamente de las del cultivo convencional (5,73 – 7,52) (Tabla 16). A nivel sensorial dichas diferencias no son suficientes para que los catadores las detecten en el sabor ácido. Cordenunsi y col. (2002), en un estudio realizado con seis cultivares de fresa, indican que el rango comprendido entre 4,5 y 9,2, es un índice de calidad ya que determina el punto óptimo para la cosecha. Resultados y Discusión 120 La aw, en las fresas analizadas presenta valores comprendidos entre 0,986 y 0,992. No se observan diferencias significativas en función del tipo de cultivo (Tabla 16). En cuanto al factor muestreo, la aw presenta diferencias significativas observándose un ligero incremento en las fresas procedentes de ambos cultivos. La humedad en los frutos del cultivo ecológico (89,88 – 91,71%) se diferencia estadísticamente de la de los del cultivo convencional (89,04 – 90,41%) (Tabla 16). Estos valores se encuentran dentro del rango que presenta Cordenunsi y col. (2002) (89,7-93,1%) y Olsson y col. (2006) (85 – 91%); son similares a los indicados por Määtta-Riihinen y col. (2004) (90%) y superiores a los indicados por Skupién y Oszmiański (2004) (83,32 – 88,15%). El contenido en cenizas de los frutos del cultivo convencional (0,44 – 0,51%) se diferencia significativamente de los del cultivo ecológico (0,33 – 0,36%) (Tabla 16). Los valores de cenizas que se indican en http://www.nal.usda.gov/fnic/foodcomp/cgi-bin/ list_nut_edit.pl son del 0,40%. En cuanto al factor muestreo, las cenizas presentan diferencias significativas entre los cultivos observándose un ligero incremento en el contenido de las mismas en fresas procedentes de ambos cultivos. Los valores mínimos y máximos de los parámetros de color CIE (L*a*b*) medidos en la parte externa en la fresas de cultivo convencional fueron L* (26,88 – 37,80), a* (23,04 – 31,30), b* (11,04 – 29,23), a*/b* (1,10 – 2,09), C* (25,59 – 43,04), H* (25,85 – 42,78) y en la fresas del cultivo ecológico L* (23,91 – 30,29), a* (17,07 – 26,30), b* (8,31 – 18,13), a*/b* (1,46 – 2,07), C* (19,00 – 32,03), H* (25,84 – 34,24) (Tabla 16). Estos valores se aproximan a los que reportan Wang y Camp (2000), en la superficie de los frutos en crecimiento (L*=26,4–27,3, C*=20,2–21,7, H*=15,1–19,9), Kammerer y col. (2007) en el fruto fresco (L*=40,10, a*=33,90, b*=23,40, C*=41,0, H*=35,0) y Ribeiro y col. (2007) que indican valores de L* entre 28,7 y 31,5 y de C* entre 37,5 y 41,0 tras 4 días de almacenamiento en frío. Resultados y Discusión 121 Los parámetros de color CIE (L*a*b*) medidos en la parte interna presentan valores similares a los que indican Wang y Camp (2000) y Skupién y Oszmiański (2004) medidos en el fruto fresco homogenizado. Tanto en la parte externa como interna, los valores de a* son positivos lo que indica una contribución al color rojo y, por tanto la relación a*/b* es positiva. El tono (H*) de las muestras pertenecientes a ambos cultivos se en la zona de los rojos (Tabla 16). En cuanto al factor cultivo, en todos los parámetros de color CIE (L*a*b*) medidos en la parte externa del fruto, las fresas del cultivo convencional se diferencian significativamente de las del cultivo ecológico. Se puede observar que las fresas procedentes del cultivo convencional presentan mayor luminosidad y mayor valor a* que las del cultivo ecológico así como los más altos valores de cromaticidad y de tono. Sin embargo, las fresas ecológicas presentan menores valores de b* y, por tanto, la relación a*/b* es mayor. Esto implica que las fresas procedentes del cultivo ecológico presentan un color más rojo que las del cultivo convencional. Estas diferencias fueron corroboradas con el análisis sensorial realizado con las mismas muestras de fresas en el cual los catadores evalúan con tonos más rojos el color externo de las fresas ecológicas. Para las mismas variables evaluadas en la parte interna del fruto únicamente existen diferencias significativas en función del cultivo para b* que presenta valores de 16,85 – 35,76 en los frutos procedentes del cultivo convencional y de 17,99 – 26,89 en los procedentes del cultivo ecológico (Tabla 16). Las diferencias encontradas en b* no son suficientes para existan variaciones significativas en los otros parámetros de color como el tono, la relación a*/b* o la cromaticidad. De hecho, a nivel sensorial no existen tampoco diferencias significativas, ya que los catadores no diferencian el color interno de las muestras procedentes de ambos cultivos. En cuanto al factor muestreo, a excepción del parámetro a* medido en la parte interna del fruto, todos los demás parámetros de color, medidos tanto en la parte externa Resultados y Discusión 122 como en la interna, presentan diferencias significativas entre los muestreos (Tabla 16). Estas diferencias pueden deberse a factores externos que tienen influencia sobre el desarrollo del fruto. Al igual que reportan Wang y Camp (2000), en un estudio realizado con dos variedades de fresa cultivadas en diferentes combinaciones de temperatura, encuentran que si se incrementan las horas de luz la tendencia es una disminución en el valor de L* y aumento en el de C* produciendo mayor intensidad del pigmento rojo. La diferencia de color total (ΔE*) revela en ambos cultivos mayores incrementos en los análisis del 2º muestreo siendo inferior en las fresas del cultivo ecológico (Tabla 16). En cuanto a los ácidos orgánicos el mayoritario es el ácido cítrico. En las muestras de fresa analizadas, este ácido presenta una concentración de 602,40 – 813,15 mg/100 g de muestra fresca (Tabla 16). Estos valores son similares a los indicados por Holcroft y Kader (1999) (363 – 748 mg/100 g de muestra fresca), Cordenunsi y col. (2002) (590 – 710 mg/100 g de muestra fresca), Wang y col. (2002) (400 – 760 mg/100 g de muestra fresca) y Sturm y col. (2003) (660 – 1030 mg/100 g de muestra fresca). Son ligeramente superiores a los indicados por Pérez y col. (1997) (552,4 mg/100 g de muestra fresca) y ligeramente inferiores a los indicados por Skupién y Oszmiański (2004) (850 – 1500 mg/100 g de muestra fresca) y Kafkas y col (2007) (915 – 2027 mg/100 g de muestra fresca). Existen diferencias en función del cultivo siendo las muestras procedentes del cultivo ecológico las que presentan menores concentraciones (Tabla 16). En cuanto al factor muestreo, el ácido cítrico presenta diferencias significativas con oscilaciones en ambos cultivos (Tabla 16). El ácido málico es el ácido orgánico que ocupa el segundo lugar presentándose en las muestras analizadas entre 153,95 y 238,55 mg/100 g de muestra fresca en los frutos del cultivo convencional y entre 120,90 y 144,45 mg/100 g de muestra fresca en las fresas procedentes del cultivo ecológico (Tabla 16). El contenido presente en los frutos del cultivo convencional es significativamente superior al de los del cultivo ecológico. Resultados y Discusión 123 Los valores obtenidos en este estudio superan el rango indicado por Pérez y col. (1997), 104,5 mg/100 g de muestra fresca, y son inferiores a los indicados por Skupién y Oszmiański (2004), 490 – 1280 mg/100 g de muestra fresca. Sin embargo, se encuentran dentro de los intervalos indicados por Holcroft y Kader (1999), 185 – 316 mg/100 g de muestra fresca, Wang y col. (2002), 40 – 410 mg/100 g de muestra fresca, y Kafkas y col. (2007), 123 – 266 mg/100 g de muestra fresca. Según Wang y col. (2002), el contenido de los ácidos orgánicos málico y cítrico oscila entre 490–950 mg/100 g de muestra fresca e influye conjuntamente con los azúcares en la percepción de la calidad sensorial de la fruta. En este estudio, el contenido de los ácidos málico y cítrico (mg/100 g de muestra fresca) varía entre 686,10 y 846,90 para los frutos del cultivo ecológico y entre 800,95 y 1018,90 para los del cultivo convencional (Tabla 16). El hecho de que los frutos procedentes del cultivo ecológico presente mayor concentración de estos ácidos es la razón por la que presentan menor acidez y mayor pH. El ácido oxálico presenta valores comprendidos entre 98,95 y 155,35 mg/100 g de muestra fresca, no existiendo diferencias significativas en función del cultivo (Tabla 16). El ácido ascórbico presenta concentraciones comprendidas entre 66,83 y 102,72 mg/100 g de muestra fresca (Tabla 16). Estos valores superan los obtenidos por Pérez y col. (1997), Holcroft y Kader (1999), Gökmen y col. (2000) y Leong y Shui (2002) que indican contenidos mínimos y máximos de 12,0 y 53,9 mg/100 g de muestra fresca. Por otra parte, otros autores encuentran valores similares a los de etse estudio; así, Cordenunsi y col. (2002) afirman que las fresas son consideradas buenas fuentes de vitamina C y, en un estudio con seis cultivares de fresa, indican un rango comprendido entre 40,1 y 85,3 mg/100 g de muestra fresca. Wang y col. (2002), en un estudio con varios cultivares de fresa, indican rangos entre 73 y 102 mg/100 g de muestra fresca. Según Skupién y Oszmiański (2004), la concentración estudiada en seis cultivares de fresa oscila entre 54 y 87 mg/100 g de muestra fresca y Kafkas y col. (2007) indican concentraciones comprendidas entre 37 y 104 mg/100 g de muestra fresca para el fruto maduro. Resultados y Discusión 130 Como ingredientes se ha partido de azúcar de caña blanco utilizado para la preparación de dos almíbares que presenten una concentración final en el producto de aproximadamente 15 y 20 ºBrix. La concentración de sólidos solubles del almíbar depende del contenido de azúcares presente en la fruta y de la concentración de sólidos solubles fijada para el producto final (FAO, 1981; FAO, 1997; Gierschner, 2000). En la Tabla 18 se presenta, a modo de ejemplo, el cálculo de la concentración de sólidos solubles (SS) que debe aportar el almíbar cuando la materia prima contiene 12,2 ºBrix y la concentración establecidas para el producto final es de 20 ºBrix. Tabla 18 – Determinación de la concentración de azúcar del almíbar. Ingrediente % ºBrix SSAa (g) Kiwi 60 12,20 7,32 Almíbar 40 31,70 12,68 Total 100 20,00 a sólidos solubles aportados Así, a fin de que la conserva alcance en el equilibrio los 20 ºBrix se calcula que 60 partes de fruta de 12,2 ºBrix aportan 7,32 g de sólidos solubles (SS). La diferencia entre los 20 g de SS/100 g de producto que se necesitan y los 7,32 g que aporta la fruta son 12,68 g de SS que deben aportar las 40 partes de almíbar. Es decir, que este almíbar debe poseer 31,70 ºBrix para que se logre el aporte mencionado. La preparación del almíbar se hace a temperatura ambiente ya que si se realiza mediante el calentamiento del agua de disolución se dificulta el control de la concentración deseada. Según Vaclavik (2002), la solubilidad de la sacarosa en agua a temperatura ambiente ocurre en una relación 2:1. Si el agua está caliente, se disolverá más azúcar, y a medida que el azúcar y agua hierven, el jarabe de azúcar se concentra progresivamente. En este ensayo se ha planteado un estudio con dos factores (forma de presentación y concentración de almíbar) con dos niveles cada uno (Tabla 19). Resultados y Discusión 131 Tabla 19 – Factores y niveles analizados en el ensayo de la forma de presentación y la concentración del almíbar 1. Factores Niveles 1 – Cortado en mitades (½) 1 Presentación 2 – Cortado en 4 partes (¼) 1 – < 17 ºBrix (almíbar ligero) 2 Concentración almíbar (ºBrix) 2 – < 20 ºBrix (almíbar) Para la elaboración del kiwi en almíbar el fruto fue lavado, pesado, pelado manualmente, cortado a la mitad y en 4 partes, y escaldado hasta que empezaba a hervir en el respectivo almíbar. Tras el escaldado el fruto fue escurrido y adicionado a los envases de vidrio los cuales se llenaban con el almíbar caliente correspondiente. A continuación, el producto envasado se pasteuriza y después se enfría. El rendimiento medio del fruto entero/pelado fue del 82,5%. Variables determinadas: peso neto (g), peso escurrido (g), llenado mínimo (g), volumen de almíbar (mL), ºBrix, aw, pH (líquido de gobierno, en el fruto y en la mezcla), acidez, parámetros de color CIE (L*a*b*), apariencia (color, turbidez, tamaño del trozo, forma del trozo), sabor (ácido, dulce), textura en boca. Los resultados obtenidos son los siguientes: Características técnicas de las conservas Las variables peso neto, peso escurrido, llenado mínimo y volumen de almíbar presentaron valores que cumplen con los requisitos establecidos para este tipo de conserva. Análisis físico-químicos Las muestras en almíbar de menor concentración presentaron como valores medios un porcentaje de sólidos solubles de 14,2 ºBrix, una acidez de 0,70 g de ácido cítrico/100 g de muestra y un pH en el fruto, en el almíbar y en la mezcla de 3,7, 3,4, 3,4, respectivamente. Para las muestras elaboradas en almíbar de mayor concentración el ºBrix medio fue de 16,9, la acidez de 0,69 g de ácido cítrico/100 g de muestra y el pH de 3,8, 3,41, 3,40 en el fruto, en almíbar y en la mezcla, respectivamente. Resultados y Discusión 132 La aw, para ambas muestras fue de 0,96, reflejando una cantidad de agua disponible para las actividades metabólicas (bioquímica, enzimática y microbiana) inferior a la que se necesitaría para el desarrollo de la mayor parte de los microorganismos (Casp y Abril, 1999; Alzamora y col., 2004). Análisis sensorial Para la evaluación de la preferencia en función de la apariencia, el sabor y la textura en boca se ha utilizado el test sensorial de ordenación basado en las diferencias críticas entre los totales de ordenación (p < 0,05) (Newell y MacFarlane, 1987). Las muestras fueron presentadas, a consumidores no entrenados, en dos grupos. Un grupo de muestras para la evaluación de la apariencia (color, turbidez, tamaño y forma de los trozos) y otro para la evaluación del sabor (ácido, dulce) y textura en boca (dureza). Las fichas de ordenación empleadas se presentan en el ANEXO C. Conforme a los datos de diferencias críticas entre los totales de ordenación, para los atributos de color y turbidez, no se observan diferencias en la preferencia de los consumidores entre las muestras elaboradas con los dos tipos de almíbares. Para los atributos de tamaño y de forma de los trozos así como para los atributos del sabor ácido y dulce y la dureza en boca tampoco hubo diferencias en la preferencia. En cuanto a las sugerencias se indica que el producto es más atractivo con las semillas a vista. Por tanto, en base a este ensayo se definió, inicialmente, como forma de presentación el fruto cortado a la mitad y se decide continuar los experimentos sobre la concentración del almíbar. 4.3.1.5. Determinación del tipo de azúcar utilizado en la elaboración del almíbar Este experimento se plantea para comprobar la influencia del tipo de azúcar (blanco o moreno) sobre las características físico-químicas de la conserva y sobre los gustos del consumidor. Para realizar este ensayo se parte de kiwi de la variedad Hayward, que en el momento del procesado presentaba como valor medio 12,8 ºBrix. Resultados y Discusión 133 Como ingredientes se ha utilizado azúcar de caña blanco y azúcar moreno para preparar el almíbar que presentará una concentración final en el producto de aproximadamente 17 y 24 ºBrix. Así pues, se ha establecido un ensayo de dos factores (azúcar y concentración de almíbar) a dos niveles (Tabla 20). Tabla 20 – Factores y niveles analizados en el ensayo del tipo de azúcar utilizado en la elaboración del almíbar. Factores Niveles 1 – Blanco 1Azúcar 2 – Moreno 1 – < 17 ºBrix (almíbar ligero) 2 Concentración de azúcar 2 – > 24 ºBrix (almíbar denso) Para la elaboración del kiwi en almíbar el fruto fue lavado, pesado, pelado manualmente, cortado a la mitad y escaldado, con el respectivo almíbar hasta que empieza a hervir. Tras el escaldado el fruto fue escurrido e introducido en los envases de vidrio que, posteriormente, se llenaban con el almíbar caliente correspondiente. A continuación, se realiza el tratamiento térmico (pasteurización) y posterior enfriamiento. La materia prima presentaba un contenido de sólidos solubles medio de 12,8 ºBrix lo que requería una concentración de almíbar 23,3 y 40,8 ºBrix para alcanzar las concentraciones establecidas en el producto final. Variables determinadas: peso neto (g), peso escurrido (g), llenado mínimo (g), volumen de almíbar (mL), ºBrix, pH, acidez, preferencia (aspecto, color, olor, sabor, textura, producto global), aceptación e intención de compra. Los resultados obtenidos en este ensayo son los siguientes: Características técnicas de las conservas Las variables peso neto, peso escurrido, llenado mínimo y volumen de almíbar presentaron valores que cumplen con los requisitos establecidos para este tipo de conserva. El rendimiento medio del fruto entero/fruto pelado fue del 83%. Resultados y Discusión 134 Análisis físico-químicos Las muestras en almíbar ligero (azúcar blanco y moreno) presentaron valores medios de 14,4 a 15,3 ºBrix, la acidez de 0,62 g de ácido cítrico/100 g de muestra y el pH 3,6. Para las muestras elaboradas en almíbar denso (azúcar blanco y moreno) el intervalo de ºBrix fue de 22,25 a 24,15, la acidez de 0,52 g de ácido cítrico/100 g de muestra y el pH de 3,6. Análisis sensorial Para los análisis de preferencia se ha utilizado el test sensorial de ordenación basado en las diferencias críticas entre los totales de ordenación (p < 0,05) (Newell y MacFarlane, 1987). Las cuatro muestras fueron presentadas consumidores, para la evaluación de la preferencia considerando los atributos aspecto, color, olor, sabor, textura en boca y preferencia global. Las fichas de ordenación empleadas están recogidas en el ANEXO C. Conforme a los datos de las diferencias críticas entre los totales de ordenación con relación a la preferencia global, la muestra elaborada con almíbar de azúcar blanco – almíbar denso se diferencia significativamente (más preferida) de las otras tres muestras presentadas. Para el atributo aspecto las muestras elaboradas con almíbar de azúcar blanco (ambos tipos de almíbares) presentaron diferencias significativas (más preferidas) en relación a las muestras elaboradas con almíbar de azúcar moreno que también se diferencian entre si (almíbar moreno ligero más preferida que almíbar moreno denso). La muestra elaborada con almíbar de azúcar blanco – almíbar denso se diferencia significativamente de la muestra elaborada con almíbar de azúcar moreno – almíbar denso para los atributos del olor y la textura, así como para el sabor y el color. Además, se diferencia significativamente de la muestra elaborada con almíbar de azúcar moreno – almíbar ligero. Por tanto, la muestra de kiwi en almíbar preferida por los consumidores es la elaborada con azúcar blanco denso (> 24 ºBrix). En relación a la pregunta de si compraría o no el producto, el 61,3% de los encuestados se manifiestan favorables a comprar el producto antes de probarlo y tras su consumo el 80,6% confirman dicha compra. Resultados y Discusión 135 4.3.1.6 Determinación de la forma de presentación y la concentración del almíbar 2 Se plantea este ensayo final para, por una parte, confirmar la concentración del almíbar en la conserva y, por otra parte, ensayar la presentación en rodajas frente al kiwi cortado a la mitad. Para ello se parte de kiwi de la variedad Hayward, que en el momento del procesado presentaba como valor medio 12,4 ºBrix. Como ingredientes se ha utilizado el azúcar de caña blanco para preparar el almíbar en base a lo indicado en el apartado anterior. Así pues, se ha establecido un ensayo de dos factores (forma de presentación y concentración de sólidos solubles) con dos niveles cada uno (Tabla 21). Tabla 21 – Factores y niveles analizados en el ensayo de la forma de presentación del fruto y concentración del almíbar 2. Factores Niveles 1 – Cortado en mitades 1 Presentación 2 – Cortado en rodajas 1 – >17 ºBrix (Almíbar) 2 Concentración de almíbar 2 – >24 ºBrix (Almíbar denso) Para la elaboración del kiwi en almíbar el fruto fue lavado, pesado, pelado manualmente, cortado a la mitad y en rodajas y después escaldado, con el respectivo almíbar hasta que empieza a hervir. Tras el escaldado el fruto fue escurrido e introducido en los envases de vidrio que posteriormente se llenaba con el almíbar caliente correspondiente. A continuación, se realiza el tratamiento térmico (pasteurización) y posterior enfriamiento. Variables determinadas: peso neto (g), peso escurrido (g), llenado mínimo (g), volumen de almíbar (mL), ºBrix, pH, acidez, para el estudio de la preferencia (aspecto, color, olor, sabor, textura, producto global) y la intención de compra. Resultados y Discusión 136 Los resultados obtenidos son los siguientes: Características técnicas de las conservas Las variables peso neto, peso escurrido, llenado mínimo, volumen de almíbar al igual que en los experimentos anteriores cumplen los requisitos previos establecidos. Análisis físico-químicos Las muestras en almíbar y en almíbar denso presentaban valores medios de 17,8 y 24 ºBrix, la acidez de 0,64 y 0,70 g de ácido cítrico/100 g de muestra y el pH de 2,35 a 2,85. Análisis sensorial Para los análisis de preferencia se ha utilizado el test sensorial de ordenación con base en las diferencias críticas entre los totales de ordenación (p < 0,05) (Newell y MacFarlane, 1987) ya descrito en los experimentos anteriores. Las cuatro muestras fueron presentadas a consumidores para la evaluación de la preferencia considerando los atributos aspecto, color, olor, sabor, textura en boca y preferencia global. Las fichas de ordenación empleadas están representadas en el ANEXO C. Los resultados revelan que no existen diferencias significativas en la preferencia entre las cuatro muestras evaluadas aunque la muestra con mayor contenido en sólidos solubles presentó nuevamente una mayor preferencia. También las muestras en rodajas fueron las preferidas (81,25%) por los consumidores. En relación a la pregunta de si compraría o no el producto, el 56,25% de los encuestados se manifiestan favorables a comprar el producto antes de probarlo y tras su consumo el 62,5% confirman la compra. En base a los resultados de estos experimentos se selecciona el producto en rodajas y se confirma que la concentración de almíbar más adecuada es la de 24 ºBrix. 4.3.2. Elaboración del kiwi en almíbar La conservación de kiwi en almíbar se basa en la acción conjunta de la elevada acidez del fruto, la reducción de la actividad de agua por la adición de sacarosa y la destrucción de Resultados y Discusión 137 microorganismos mediante un tratamiento térmico (pasteurización) (Vaclavik, 2002; Alzamora y col., 2004). Los kiwis convencionales y ecológicos descritos en el apartado 3.1.1 son seleccionados manualmente, eliminándose aquellos con defectos, tales como daños por frío, daños por insectos, con golpes y fisuras. A continuación, son lavados con agua potable, escurridos y pesados. Se determina también el ºBrix de los frutos para calcular la concentración del almíbar a preparar para que la conserva presente 24 ºBrix (apartado 4.3.1.4). Posteriormente, los kiwis son pelados de forma manual, con ayuda de cuchillos de acero inoxidable, eliminándose el extremo con el mucrón y nuevamente pesados. A continuación, son pelados, cortados en rodajas, de aproximadamente 1 cm, en sentido transversal, obteniéndose de 4 a 5 segmentos que se depositan en recipientes, de acero inoxidable, conteniendo almíbar caliente para ser sometidos a escaldado el tiempo necesario hasta empezar la ebullición, asegurándose que ese tratamiento ocurre de forma uniforme. A continuación, se escurren los frutos y se colocan en envases de vidrio de 212 g, previamente esterilizados, adicionando inmediatamente el almíbar caliente limpio (70 a 80ºC), respetando el espacio libre superior (6-7% de su volumen total). Se procede al cierre hermético de los envases empleándose tapas metálicas con sello de goma, previamente esterilizadas, que se enroscan parcialmente en los envases y se mantienen invertidos durante unos segundos para eliminación del aire, tras esa operación se completa el cierre de los envases. Una vez realizado el cierre se procede al tratamiento térmico de las conservas en un equipo de pasteurización durante 15 minutos, en base a los cálculos de estabilidad térmica (apartado 4.3.1.3). Transcurrido este tiempo, las conservas se enfrían mediante la entrada de agua fría y salida de agua caliente en la misma proporción. Resultados y Discusión 138 En un tiempo de 30 minutos la conserva alcanza la temperatura de 20ºC. El producto elaborado se almacena a temperatura ambiente (17 a 20ºC) durante 240 días. Estas operaciones, sus etapas e interrelaciones se pueden observar en las Figuras 39 y 40. Frutas seleccionadas Retirada del mucrón Preparación del almíbar Escaldado en almíbar Sonda en el producto Equipo de pasteurización Interior del pasteurizador Producto acabado Almacenado Figura 39 – Operaciones en la elaboración del kiwi en almíbar. Resultados y Discusión 139 Figura 40 – Diagrama de flujo para la obtención de kiwi en almíbar. ENTRADAS OPERACIONES SALIDAS Kiwi Fruta fresca Kiwi Kiwi Selección (apariencia externa) Kiwi Kiwi Agua tratada p/ lavado Lavado Kiwi Agua de lavado Kiwi Pesado Kiwi Kiwi Pelado (manual) Piel Pulpa con mucrón Kiwi sin piel Kiwi sin piel Corte (rodajas) Rodajas de kiwi Mucrón Rodajas de kiwi Almíbar (azúcar + agua) caliente Escaldado Rodajas kiwi escaldadas en almíbar Almíbar con partes del fruto Rodajas kiwi escaldadas en almíbar Escurrido Rodajas kiwi escaldadas en almíbar (RKEA) escurridas RKEA escurridas Almíbar limpio (70-80ºC) Recipientes de vidrio cap. 212 g Llenado de envase (manual) Rodajas kiwi en almíbar en envase de vidrio Almíbar limpio RK en almíbar en recipientes de vidrio Tapas Cerrado de envase (manual) Rodajas kiwi en almíbar envase de vidrio cerrado Rodajas kiwi en almíbar en envases de vidrio cerrado Agua p/ pasteurización Pasteurizado (T = 90ºC; t = 15 min.) Rodajas kiwi en almíbar en envase de vidrio Pasteurizadas Agua del pasteurizado caliente Rodajas kiwi en almíbar en envase de vidrio Pasteurizadas Agua fría Enfriamiento (corriente de agua fría) Rodajas kiwi en almíbar En envase de vidrio pasteurizadas y frías Agua tíbia KIWI EN ALMÍBAR Almacenamiento (temperatura ambiente) Sólidos Líquidos Envases Anexos 242 Error 5 0,0006772 0,0001354 Total 7 0,0115491 S = 0,0116379 R-Sq = 94,14% R-Sq(adj) = 91,79% Variable dependiente: Ácido ascórbico (mg/100 g de MF) 1 FV GL SC CM F S Cultivo 1 19,72 19,72 0,79 0,414 Elaboración 1 1,52 1,52 0,06 0,814 Error 5 124,44 24,89 Total 7 145,69 S = 4,98886 R-Sq = 14,58% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Ácido ascórbico (mg/100 g de MF) 2 FV GL SC CM F S Cultivo 1 80,68 80,68 1,65 0,255 Elaboración 1 9,34 9,34 0,19 0,680 Error 5 244,47 48,89 Total 7 334,49 S = 6,99244 R-Sq = 26,91% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Fenoles totales (mg de ácido tánico/100 g MF) 1 FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,00000587 0,00000587 0,28 0,619 Elaboración 1 0,00000413 0,00000413 0,20 0,676 Error 5 0,00010479 0,00002096 Total 7 0,00011478 S = 0,00457792 R-Sq = 8,71% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Fenoles totales (mg de ácido tánico/100 g MF) 2 FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,00002945 0,00002945 1,75 0,244 Elaboración 1 0,00000026 0,00000026 0,02 0,906 Error 5 0,00008431 0,00001686 Total 7 0,00011403 S = 0,00410644 R-Sq = 26,06% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Sodio (Na) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,480 0,480 0,09 0,773 Elaboración 1 2,699 2,699 0,52 0,503 Error 5 25,996 5,199 Total 7 29,175 S = 2,28019 R-Sq = 10,90% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Potasio (K) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 929,53 929,53 39,16 0,002 Elaboración 1 83,81 83,81 3,53 0,119 Error 5 118,67 23,73 Total 7 1132,02 S = 4,87175 R-Sq = 89,52% R-Sq(adj) = 85,32% Variable dependiente: Magnesio (Mg) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F P Cultivo 1 0,9310 0,9310 1,55 0,268 Elaboración 1 2,9486 2,9486 4,92 0,077 Error 5 2,9967 0,5993 Total 7 6,8763 S = 0,774171 R-Sq = 56,42% R-Sq(adj) = 38,99% Variable dependiente: Calcio (Ca) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 12,115 12,115 7,48 0,041 Elaboración 1 24,287 24,287 14,99 0,012 Error 5 8,100 1,620 Total 7 44,502 S = 1,27276 R-Sq = 81,80% R-Sq(adj) = 74,52% Variable dependiente: Litio (Li) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,000211 0,000211 0,16 0,707 Elaboración 1 0,000617 0,000617 0,46 0,526 Error 5 0,006646 0,001329 Total 7 0,007474 S = 0,0364583 R-Sq = 11,07% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Hierro (Fe) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,0068 0,0068 0,06 0,819 Elaboración 1 0,1903 0,1903 1,63 0,257 Error 5 0,5823 0,1165 Total 7 0,7793 S = 0,341251 R-Sq = 25,28% R-Sq(adj) = 0,00% Variable dependiente: Manganeso (Mn) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Anexos 243 Cultivo 1 0,0006364 0,0006364 1,38 0,294 Elaboración 1 0,0008293 0,0008293 1,79 0,238 Error 5 0,0023118 0,0004624 Total 7 0,0037774 S = 0,0215026 R-Sq = 38,80% R-Sq(adj) = 14,32% Variable dependiente: Cobre (Cu) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,0006266 0,0006266 2,57 0,170 Elaboración 1 0,0004545 0,0004545 1,86 0,231 Error 5 0,0012210 0,0002442 Total 7 0,0023021 S = 0,0156270 R-Sq = 46,96% R-Sq(adj) = 25,75% Variable dependiente: Zinc (Zn) (mg/100 g MF) FV GL SC CM F S Cultivo 1 0,0000018 0,0000018 0,01 0,928 Elaboración 1 0,0000019 0,0000019 0,01 0,926 Error 5 0,0009605 0,0001921 Total 7 0,0009641 S = 0,0138598 R-Sq = 0,37% R-Sq(adj) = 0,00%