RELACIÓN ENTRE LA INTENSIDAD
RESPIRATORIA Y LAS PROPIEDADES
FISICOQUÍMICAS DEL PLÁTANO Y EL
TOMATE
J. García/ A. Maldonado Universidad Técnica Federico Santa María, Valparaíso, Chile
En la actualidad la industria de la agricultura realiza diversos análisis a sus productos, en los análisis en los
cuales se enfoca este paper es en los que tienen que ver con la conservación de la fruta a partir del momento
en que son cosechados. La finalidad principal de este trabajo es brindar información que sea de utilidad para
determinar nuevas formas de conservar el tomate y el plátano de una manera más eficiente, es decir,
simplifica futuras investigaciones que tienen como objetivo mejorar la conservación, brindando una base con
información con la cual comenzar. Se analizaron ambos frutos con diferentes estados de madurez (definidos
cualitativamente) , y a cada estado se le realizaron mediciones de sus propiedades: Intensidad respiratoria
[mL CO2/kg fruta*h], Color (modelo CIELAB), Firmeza[N], Dulzor [°brix] y Acidez[pH]. Luego se relacionaron
las 4 últimas con la intensidad respiratoria con el fin de obtener relaciones matemáticas que determinen cómo
la respiración del tomate y el plátano, desde que este es cosechado, va afectando sus propiedades
fisicoquímicas.
Palabras Claves: Estados de madurez, respiración de la fruta, modelo CIELAB, Firmeza, Dulzor,
Acidez
1. INTRODUCCION La investigación presente hace un análisis de
diversas propiedades en el plátano y el
tomate a medida que estos van madurando.
Dichos frutos son de recurrente consumo en
Chile y contribuir en su caracterización es de
gran utilidad para la industria, ya que todos
los procesos a estudiar influyen en los
cambios que se efectúan durante el
almacenamiento, transporte y
comercialización de las frutas.
La fruta al ser cosechada, ya no cuenta con
su fuente natural de nutrientes, pero sus
tejidos siguen activos respirando. Al respirar
la fruta consume oxígeno y sufre
modificaciones en sus componentes y
produce dióxido de carbono. El consumo de
oxígeno y producción de dióxido de carbono
puede ser medido y así se representa el nivel
de respiración de la fruta.
El objetivo de este trabajo es relacionar la
intensidad respiratoria con el color, la
firmeza, el dulzor y la acidez, todo esto para
los diferentes estados de madurez del
tomate y el plátano.
Las frutas analizadas son ambas climatéricas,
que significa que ambas alcanzan un máximo
nivel de respiración, y luego comienzan la
etapa de senescencia en donde la intensidad
respiratoria comienza a descender, esto a
medida que la fruta alcanza estados más
avanzados de madurez. Para el plátano se
espera que su color vaya variando de verde a
amarillo y luego pardeándose a medida que
madura. Para el tomate se espera que su
color varíe de verde a rojo a medida que
madura. Para ambos se espera que su
firmeza disminuya, su dulzor aumente y su
pH aumente a medida que estos maduran.
Sin embargo en el transcurso de la
investigación dichas predicciones no se
cumplían en su totalidad.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1 Determinación estados de madurez
Se realizaron cinco lotes de mediciones para
cada fruta. Cada lote posee
aproximadamente 1[kg] de fruta en cada
estado. Para el caso del plátano se trabaja
con 4 estados de madurez: Verde,
Semiverde, Maduro y Sobremaduro.
Para el caso del tomate se harán mediciones
a 6 estados de madurez: Verde, Semiverde,
Pintón, Semimaduro, Maduro y
Sobremaduro.
La elección para cada estado de madurez se
hace cualitavamente por observación del
color de la fruta escogida. Una vez
determinados los estados de madurez se
realizan primero las pruebas no destructivas:
determinar la masa, determinar el color, la
intensidad respiratoria. E Luego se realizan
las pruebas destructivas: Firmeza, sólidos
solubles y pH. Por disponibilidad de equipos
los sólidos solubles y pH no se midieron en
todos los lotes (sólidos solubles 3 lotes y pH
1 lote).
2.2 Medición de la masa
Para cada lote se pesaron las muestras para
los diferentes estados de madurez, esto se
realizó mediante el uso de una balanza con
una resolución de 0,001[g].
2.3 Medición del color
Para la medición del color se utiliza el
Colorímetro Minolta, la lectura de éste se
realizó mediante el modelo CIELAB, que se
utiliza para describir todos los colores que
percibe el ojo humano. En este modelo se
definen 3 parámetros para determinar el
color:
Luminosidad (L): Entrega valores entre
0-100, siendo cero color negro y 100 el
color blanco.
Componente a*: Entrega valores para
colores que se encuentran entre verde(-
128) y rojo(+127).
Componente b*: Entrega valores para
colores que se encuentran entre azul (-
128) y amarillo(+127).
Angulo de Hue: Permite determinar si el
color va desde magenta a amarillo, de
amarillo a verde, de verde a azul y de
azul a magenta. (0° -Magenta, 90°-
Amarillo, 180°-Verde, 360°-Magenta).
Ilustración 1: Modelo CIELAB
Para cada lote se realizan 8 mediciones por
estado, cada estado posee 4 frutos a los
cuales se les hace 2 mediciones, por lados
opuestos de esta. Cada medición entrega los
valores de L, a* y b*. El ángulo de Hue se
obtiene mediante:
( [
]
)
Para el caso del tomate los parámetros que
brindaron información fueron el de
luminosidad y el a*(verde a rojo), mientras
que para el caso del plátano fueron la
luminosidad y el ángulo de Hue (Amarillo a
verde).
2.4 Medición de la intensidad
respiratoria
Para determinar la intensidad respiratoria
para cada estado de madurez del tomate y el
plátano se utilizaron respirómetros. Estas
son cámaras de acrílico de un volumen de
8000[mL], en los cuales se introduce la fruta
previamente pesada para luego sellarla
herméticamente. Al cabo de una hora
aproximadamente, se le mide el porcentaje
de oxígeno y dióxido de carbono, con un
sensor de O2 y CO2, que posee una aguja
mediante la cual se extrae una muestra de
gases del respirómetro y se obtiene la
medición.
La intensidad respiratoria se define como:
Para determinar la cantidad de dióxido de
carbono producido, se realiza el siguiente
cálculo: ( )
La cantidad inicial de CO2 en la cámara es la
misma que el aire, es decir, despreciable, por
lo tanto la fórmula queda como:
( )
Para determinar el volumen de fruta
confinada en la cámara, se realiza una
medición de la densidad de la muestra
mediante gravimetría, es decir, se mide un
volumen inicial de agua y se le adiciona una
cantidad de fruta previamente pesada, luego
se mide el nivel de agua desplazado y se
calcula la densidad de la fruta. Con la
densidad y la masa de fruta que se confina
en la cámara se obtiene el volumen de la
fruta mediante:
Para cada estado de madurez de cada lote se
realizan 3 mediciones consecutivas de los
%O2 y %CO2 y luego se calculan las
intensidades respiratorias para cada estado
de madurez en los 5 lotes.
2.5 Medición de firmeza
Para la prueba de firmeza se utiliza un
texturómetro, equipo capaz de realizar una
amplia gama de pruebas de textura a los
alimentos. Para realizar la prueba de firmeza,
el texturómetro mide la fuerza máxima
aplicada al fruto que provoca una
deformación de éste del 20%. Dicha
deformación se programa por el equipo al
ingresar a su interfaz computacional las
dimensiones de la fruta a medir. Debido a la
forma que tiene el tomate y el plátano, se
ingresan sus dimensiones como cilindros. El
interfaz pide ingresar el diámetro y la altura
del cilindro a deformar. Para el caso del
tomate su altura se mide desde los hombros
hasta la base y su diámetro perpendicular a
la medición de altura. En el caso del plátano,
éste se corta en cilindros de unos 15-20
[mm] de altura, ingresando su diámetro y
altura al programa del texturómetro.
Para el tomate se realizan 8 mediciones de la
fuerza máxima aplicada por estado de
madurez por lote y para el plátano 15
mediciones.
2.6 Medición del dulzor
Para la medición del dulzor o sólidos
solubles, se utiliza un refractómetro, el hace
pasar un haz de luz por un visor en donde se
posiciona la solución a analizar y se le mide
su índice de refracción, en este caso, los
grados brix , que corresponde a la cantidad
de azúcar que hay en una solución, por
ejemplo 20[°brix]corresponden a una
concentración de azúcar de 20 g por 100 g de
solución.
Para cada estado de cada lote, se sacan 4
muestras, las cuales se pesan, luego éstas
son trituradas con un mortero. Para el caso
del plátano es necesaria la adición de agua
(10-20[mL]), de manera de poder filtrar las
muestras y obtener una solución a la cual se
le puedan medir los sólidos solubles. Al
tomate no es necesario adicionarle agua, ya
que al tener un alto contenido de agua la
obtención de tomate líquido no resulta
dificultosa. Una vez obtenido un volumen
apropiado de fruta de cada una de las 4
muestras por estado por lote, se procede a
hacer la medición en el refractómetro, este
debe ser calibrado antes con agua.
Para cada una de las 4 muestras se le
realizan 4 mediciones de los sólidos solubles,
teniendo así 16 mediciones para casa estado
en cada lote.
Para el caso del plátano las mediciones
obtenidas deben dividirse por su coeficiente
de dilución de manera de obtener así el valor
real de sólidos solubles en la muestra sin
diluir.
2.7 Medición de pH
Para la medición de pH se utilizó un pHstato-
titulador. Es un equipo que realiza una
titulación para determinar pH de manera
automática. De las muestras previamente
trituradas en el mortero para la medición de
los grados brix, se utilizan 5[mL] los cuales se
mezclan con agua hasta completar 40 [mL],
esta información se introduce en el software
del equipo. Se realizan medición de pH a 4
muestras de cada estado.
3. RESULTADOS Y
DISCUSIÓN
3.1 Medición de Masa
Tabla 1: Masa para los est. de madurez del plátano
Tabla 2: Masa para los est. de madurez del plátano
Como se observa en las tablas 1 y 2, hay
algunos lotes que no poseen frutas de todos
los estados, para el caso del plátano son los
Lotes 1 y 2 para el tomate, todos los lotes.
Es por esta razón que para el plátano se
analizarán los resultados de los lotes 3,4 y 5.
Y Para el caso del tomate se analizaron los
lotes 2 y 5 ya que poseen la misma cantidad
Lote 1 Lote 2 Lote 3 Lote 4 Lote 5
V 897,22 777,23 781,59 0 501,84
SV 1140,83 0 790,88 727,71 0
P 1026,44 1107,24 758,86 821,93 534,44
SeM 0 1152,68 0 0 1090,63
M 1075,04 890,68 706,24 727,93 707,51
SoM 0 811,56 0 812,8 700,92
Lote 1 Lote 2 Lote 3 Lote 4 Lote 5
V 0 0 1218,06 1413,66 1341,6
SV 1259,12 0 1284,15 956,3 989,62
M 1121,04 1138,44 768,45 731,68 1024,31
SM 785,42 1081,39 710,21 1275,59 988,97
de estados por lotes y se pueden comparar
entre sí.
3.1 Resultados Color
Los resultamos de la medición de los
parámetros definidos anteriormente se
detallan a continuación:
Gráfico 1: Luminosidad v/s Estados de Madurez del plátano
Se observa que los resultados coinciden con
lo esperado para la luminosidad, pues esta
aumenta hasta llegar a un máximo y luego
disminuye a medida que el plátano madura.
Gráfico 2: Angulo de Hue v/s Estados de Madurez
Para el caso del ángulo de Hue también a
primera vista se observa que se cumple con
lo esperado, que sería que a mayor madurez
el valor del ángulo debe ser menor. Pero si
observamos detalladamente, el único lote
que cumple con esta predicción es el lote 4.
Para el caso del tomate se obtuvo lo
siguiente.
Gráfico 3: Luminosidad v/s Estados de madurez del tomate
Al igual que el plátano se observa que a
medida que madura el tomate, la
luminosidad disminuye.
Gráfico 4 Valor de a v/s estados de madurez del tomate.
Como era de esperarse el valor del
parámetro a aumenta a medida que
aumenta la madurez, es decir, a medida que
el tomate madura su color se vuelve más
cercano al rojo.
3.2 Resultados Intensidad Respiratoria
Para la intensidad respiratoria se resumen
los resultados en los siguientes gráficos:
Gráfico 5: Intensidad Respiratoria Plátano
Gráfico 6: Intensidad Respiratoria Tomate
Para ambos frutos se puede observar que no
existe un patrón en común entre los lotes
analizados. Hay algunos lotes que aumentan
su intensidad a medida que aumenta el
grado de madurez (lote 3 plátano), otros
disminuyen (Lote 4 plátano, Lote 2 tomate) y
otros que aumentan hasta llegar a un
máximo y luego disminuyen (Lote 5 plátano).
Esto nos indica que la fruta analizada además
puede estar en diferentes estados de
madurez entre sí, algunas que consideramos
verdes puede haber estado maduras (eso
explica su disminución de intensidad) o
pueden haber llegado sólo hasta maduro (lo
que explica el aumento de intensidad).
Para obtener las relaciones se utilizarán los
lotes que sean más representativos del
comportamiento esperado.
3.3 Resultados Firmeza
Gráfico 7: Firmeza Plátano
Gráfico 8: Firmeza Tomate
Para el plátano y el tomate se espera que a
medida que el fruto está más maduro, la
fuerza máxima aplicada disminuya, ya que a
medida que pasa el tiempo éstos frutos se
ponen cada vez más blandos. Los resultados
del plátano no cumplen con lo esperado, el
único lote si cumple es el 4. Para el caso del
tomate, ninguno de los dos lotes cumple con
lo esperado. Ambos presentan datos sin
sentido alguno.
3.4 Resultados Dulzor
Las mediciones de los sólidos solubles
arrojaron lo siguiente:
Gráfico 9: Dulzor Plátano
Gráfico 10: Dulzor Tomate
Lo esperado de esta medición es que a
medida que la fruta madura la cantidad de
sólidos solubles contenida en ella también
aumenta, producto de su respiración. Para el
caso del plátano se observa que el único lote
que cumple con lo esperado es el lote 4. Y
para el caso del tomate se le midió esta
propiedad sólo al lote 5, el valor de los
grados brix no tiene ningún sentido pero
esto se atribuye al hecho que el valor de las
mediciones están muy cercanos entre sí, esto
se cumple para ambos frutos.
3.5 Resultados pH
La medición de pH, se midió sólo para los
lotes 5 de cada fruto, esto porque la
disponibilidad del equipo era escasa. Para
esta medición se espera que a medida que la
fruta está más madura, tiene un aumento en
el pH, es decir, se vuelve más ácido.
Gráfico 11: pH Plátano
Gráfico 12: pH Tomate
Para el plátano y para el tomate se observa
que no se cumple con lo esperado, ya que
para ambos frutos, el pH es casi el mismo
para todos los estados de madurez, es decir,
no hay diferencias notorias entre un estado y
otro.
4. Discusión
Los lotes analizados corresponden a lotes
que poseen estados de madurez muy
similares, esto se confirma con el hecho de
que la variación de los datos no es tan
considerable. La propiedad fisicoquímica
que más se acercó al comportamiento
esperado fueron las mediciones de color.
Para determinar las relaciones matemáticas
que existen entre la intensidad respiratoria
y las propiedades fisicoquímicas se
escogieron los lotes más representativos del
comportamiento esperado. En el caso del
plátano el lote que más cercano está al
comportamiento esperado, es el lote 4, las
relaciones matemáticas obtenidas con las
siguientes:
Gráfico 13: Relación entre IR y Luminosidad plátano
Gráfico 14: Relación entre IR y Angulo de Hue plátano
Gráfico 15: Relación entre IR y firmeza plátano
Gráfico 16: Relación entre IR y sólidos solubles plátano.
Para el caso del tomate no existe ningún
lote representativo del comportamiento
esperado, por lo tanto no se pueden
obtener relaciones matemáticas debido a
que estas serían erróneas.
5. Conclusiones Gran parte de las mediciones realizadas en
esta investigación no coinciden con lo
esperado antes de realizar las experiencias,
esto se debe principalmente a la dificultad
que se tuvo de obtener fruta que tuviera
estados de madurez realmente distintivos.
Como se pudo ver en los resultados, la
variación que hay entre ellos no es muy
distintiva lo que significa que los estados
estudiados en esta investigación eran
prácticamente los mismos.
La dificultad en encontrar estados diferentes
radica en que esta fue obtenida de
diferentes fuentes del comercio, lo que
aumenta considerablemente su variabilidad,
y en el comercio es difícil encontrar fruta con
grados de madurez extremos, ya que la
mayoría de las veces, estas se ponen en
venta una vez que estén cercanas al estado
óptimo de consumo.
Si se contara con una fuente única de frutos
y se pudiera obtener frutos desde su cosecha
en adelante la metodología empleada en
este trabajo hubiese funcionado y se
hubiesen podido obtener relaciones
matemáticas certeras.
La variabilidad observada en las mediciones
también se debe al error humano al realizar
dichas mediciones, pero se siguieron
protocolos definidos previamente.
Se pudo obtener información sólo de algunos
lotes porque además de que estos no
contaban con todos los estados requeridos,
por razones de tiempo y disponibilidad de
equipos, no se alcanzaron a medir la
totalidad de las propiedades en los lotes.
6. REFERENCIAS
T.Salgado, R.Martinez. 2006. Relación entre
la intensidad respiratoria y las propiedades
fisicoquímicas del plátano, el mango y
tomate, Tesis para optar a título de
Ingeniería en Alimentos, Universidad de la
Salle, Bogotá , Colombia.
Top Related