3006 21- UNIVERSIDAD LA SALLE Escuela de Química Incorporada a la U.N.A.M. ,t~:scn1 FALLA CE ORIGEN 'ESTUDIO DE LA CALIDAD DE CONSERVACION DURANTE EL ALMACENAMIENTO DE LA CEBOLLA (Allium cepa) DESHIDRATADA" TESIS PROFESIONAL que para obtener el titulo de: QUI MICO FARMACEUTICO BIOLOGO p r e s e n a CLAUDIA VARGAS DEL REAL Director de Tesis: MTO. OHANNES BULBULIAN GARABEDIAN México, D.F. Junio de 1990 UNAM – Dirección General de Bibliotecas Tesis Digitales Restricciones de uso DERECHOS RESERVADOS © PROHIBIDA SU REPRODUCCIÓN TOTAL O PARCIAL Todo el material contenido en esta tesis está protegido por la Ley Federal del Derecho de Autor (LFDA) de los Estados Unidos Mexicanos (México). El uso de imágenes, fragmentos de videos, y demás material que sea objeto de protección de los derechos de autor, será exclusivamente para fines educativos e informativos y deberá citar la fuente donde la obtuvo mencionando el autor o autores. Cualquier uso distinto como el lucro, reproducción, edición o modificación, será perseguido y sancionado por el respectivo titular de los Derechos de Autor. I N D I C E INTRODUCCION CAPITULO l OBJETIVOS DEL TRABAJO CAPITULO 2 GENERALIDADES 2.1 2.1.l. 2.1.2. 2.1.2.l. 2.1.2.2. 2.1.2.3. 2.1.3. 2 .1.4. 2.1.4.l. 2.1.5. 2.1.5.1. 2.1.s.2. -2~1.6. 2;1.1. 2.2 Cebolla caracteristicas botánicas y varieta- les Operaciones que se llevan a cabo en el campo agricola cultivo Cosecha curado Enfermedades de la planta Composición de la cebolla componentes no relacionados con el sabor y aroma de la cebolla Componentes responsables del aroma y sabor Aspectos económicos Canales de comercialización del producto deshidratado Mercado mundial Usos de la cebolla deshidratada Condiciones que deben reunir las cebollas destinadas a la elabora- ción de producto deshidratado Operaciones de una planta proce- sadora para la producción de cebo- lla deshidratada l Pág. 7 9 10 10 14 14 14 15 15 16 16 23 29 36 36- 36 37 41 Almacenamiento de la materia prima Secado 2.2.2.1. Operaciones preliminares al secado 220202: Deshidratación 22.2.2.2,1. Tipos de secadores 2.2.3. Operaciones finales de la planta 2.2:3.1. Clasificación por selección 2.2.3.2. Molienda 203. Preservación del producto deshidra- tado “2.3.1, Formas y materiales de empaque 2.3.2. Almacenamiento del producto termi- nado 2.3.3. Alteraciones que sufre la cebolla durante la deshidratación, y la ce- bolla deshidratada, durante el al- macenamiento CAPITULO 3 MATERIALES Y METODOS 3.1. Deshidratación 3.2. Almacenamiento 3.3. Determinaciones analíticas 3.3.1. Humedad 3.3.2. Cenizas 3.3.3. Extracto etéreo 3.3.4. Acidez 3.3.5. Color 3.3.6. Pruebas de rehidratación 337.” Pungencia 3.3.7.1. Metodología para la determinación de pungencia CAPITULO 4 RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS 4.1. Resultados 4.1.1. Resultados de la determinación de 41 43 43 45 45 48 48 48 48 48 51 $2 55 55 56 56 57 59 59 60 60 61 62 63 67 67 67 2.2.1. 2.2.2. 2.2~2.1. ' . . .2; .2.2.2 l. . .3. . .3.l. . .3.2. .3. .3.l. . .2. 2.3.3. PI LO l acenamiento e ateria i a cado peraciones eli inares l do eshidratación i os e s ores o eraciones fi les e l l nta lasifi ación or l ción olienda r ser ación el r ducto shidra- t o r as ateriales e e paque l acenamiento el ducto i- do lt raciones e fre l olla rante s i ratación, e- o la s i ratada, rante l l- acenamiento ATERIALES X ETODOS .1. eshidratación .2. .3. .3.l. . .2. . .3. . .4. . .5. . .6. .3.7. . .7.l. PI LO l acenamiento eter inaciones alíticas u edad enizas xtracto eo cidez olor r ebas e i rat ción ngencia etodologia ra t inación e ngencia DOS X I SI N J;lli DOS .l. .1.l. esultados esultados e t inación e 1 3 3 5 5 8 8 8 8 8 1 52 5 5 6 6 7 9 9 0 0 1 2 3 7 7 4.1.2. 4.2. •4.2.l. 4.2.2. 4.2.3. 4.2.4. 4.2.5. CAPITULO 5 CONCWSIONES APENDICE A: APENDICE B: BIBLIOGRAFIA pungencia Resultados del resto de las deter- minaciones Discusión de resultados Determinación de ácido pirüvico co- mo medida de la pungencia Determinación de humedad Determinación de cenizas Determinación de acidez Determinación de extracto etéreo en cebolla deshidratada Determinación de color Pruebas de rehidratación curva de calibración de piruvato de sodio Norma Oficial Mexicana: 11Alimentos para Humanos - Especias y condimen- tos - Cebolla Deshidratada''. NOM - F - 233 - 1982. 69 86 86 87 88 89 89 90 90 92 96 98 101 INDICE DE FIGURAS Y TABLAS - Tabla No. l: Clasificación taxonómica de la cebolla - Figura No. l: Cebolla (Allium cepa) Pág. 10 ll - Tabla No. 2: Principales variedades de cebolla 13 - Figura No. 2: Reacción que inicia la aparición 23 de les compuestos responsables de el aroma - Tabla No. 3: contenido de materia seca de al- 18 gunas variedades de cebolla - Tabla No. 4: Composición proximal de la cebo- 19 lla (%) y su valor energético - Tabla No. 5: Contenido de minerales en la 20 cebolla - Tabla No. 6: Contenido vitaminico de la cebo- 21 lla - Tabla No. 7: Contenido de aminoácidos libres 22 en la cebolla - Tabla No. 8: Compuestos azufrados no volátiles 26 mayoritarios en la cebolla - Tabla No. 9 : Compuestos volátiles azufrados y 28 no azufrados en la cebolla - Figura No. 3: Compuestos azufrados extraidos de 25 las cebollas - Figura No, 4: Principales paises productores de 30 cebolla - Figura No. 5: Principales estados mexicanos 31 productores de cebolla - Figura No. 6: Algunos distritos productores de 32 cebolla en México - Tabla No. 10: República Mexicana. Superficie, 33 Rendimiento y Producción de cebo- lla por estados - Tabla No. 11: Reptlblica Mexicana. Exportaciones 34 de cebolla deshidratada y fresca (a Junio 1989) - Tabla No. 12: República Mexicana. Importaciones 35 de cebolla fresca (a Junio 1989) - Figura No. 7: Eliminación de corona y raices del 39 bulbo como operación preliminar al secado - Figura No. 8: Operaciones de una planta proce- 40 sadora para la producción de ce- bolla deshidratada - Figura No. 9: Permeabilidad al vapor de agua de 50 diferentes polímeros utilizados para el empaque de especias y con- dimentos - Figura No.10: Diagrama de bloques de las opera- 66 cienes llevadas a cabo en el la- boratorio - Tabla No. 13: Tabla de Humedad para la cebolla 70 fresca y deshidratada. durante el almacenamiento - Figura No.11: curvas de Humedad para la cebolla 71 fresca y deshidratada - Tabla No. 14: Valores de Acidez de la cebolla 72 fresca y deshidratada, durante el almacenamiento (base htlmeda) - Figura No.12: curvas de Acidez de la cebolla 74 deshidratada, durante el almace- namiento (base húmeda) - Tabla No. 15: Valores de Acidez de la cebolla 75 deshidratada, durante el almace- namiento (base seca) ._ Figura No.13: curvas de Acidez de la cebolla 77 deshidratada, durante el almace- namiento (base seca) - Tabla Uo. 16: Porcentaje de Cenizas para la 78 cebolla fresca y deshidratada, durante el almacenamiento 5 - Figura No.14: curvas para la determinación de Cenizas de la cebolla deshidra- tada, durante su almacenamiento 79 - Tabla No. 17: Contenido de Extracto etéreo en ao base ~eca para cebolla deshidra- tada pulverizada, durante el al- macenamiento - Figura No.15: curvas para la determinación de 81 Extracto etéreo de cebolla des- hidratada en polvo, durante el almacenamiento - Tabla No. 18: Color de la cebolla deshidrata- 82 da, durante su almacenamiento - Figura No.16: curvas de color para la cebolla 83 deshidratada, durante su almace- namiento - Tabla No. 19: Valores para las pruebas de re- 84 hidratación de cebolla deshidra- tada en polvo - Figura No.17: curvas de rehidratación de cebo- 85 lla deshidratada en polvo, duran- te el almacenamiento INTRODUCCION INTBODUCCION Las molestias que representa la preparación de la cebolla en fresco, derivadas contraste con la deshidratado, han consumo de este deshidratada como especialmente de su acción lacrimógena, en comodidad con que se manipula el producto impulsado progresivamente la popularidad del producto. Tal popularidad de la cebolla ingrediente saborizante de formulaciones comerciales y como condimento en forma de polvo o en combinación con sal, hacen necesario estudiarla desde el punto de vista de conservación de su calidad durante el almacenamiento, con la final id ad de conocer los efectos de dos parámetros importantes durante éste: tiempo y temperatura. En México, la industria de deshidratación de cebolla constituye una fuente de ingresos económicos de amplio futuro, debido a que este bulbo es fácilmente cultivable en el Bajio mexicano. Sin embargo, hasta la actualidad, deshidratada mexicana pueda no se considera que la cebolla competir contra el producto de exportación. En general, en nuestro pais no se le da mucha importancia a la cebolla deshidratada como producto de exportación (se deshidrata para consumo interno), sino más bien a la cebolla mexicana fresca, que en otros paises es muy apreciadaª De hecho, es nuestra cebolla la que muchas veces da lugar a producto deshidratado de muy buena calidad en otros paises. Cuando se habla de calidad, se habla de sabor, aroma y apariencia, asi como de algunas caracteristicas bioquímicas como el ácido pirúvico presente en una muestra de cebolla como medida de pungencia, de caracteristicas bromatológicas, como lo es la humedad y de características fisicas, como lo es la eficiencia de rehidratación para la incorporación posterior del producto deshidratado en el alimentoª Este trabajo no pretende ser un estudio tecnológico de la deshidratación de la cebolla, puesto que existen numerosos trabajos al respecto, ni una investigación acerca de la posibilidad de la producción de este bien intermedio como fuente de ingresos económicosª Pretende, más bien, conocer los cambios 7 que sufre la cebolla deshidratada durante su almacenamiento a diferentes temperaturas y tiempos, con la finalidad de que el trabajo sea útil a aquellos exportadores de este producto, para poder lograr las condiciones propicias para un embarque y translado satisfactorios, de manera que el producto pueda llegar en las mejores condiciones de calidad al pais importador. El primer capitulo de este estudio expone las bases teóricas acerca de la cebolla como materia prima para deshidratación, y de los procesos a que es sometida en la industria para la obtención del producto deshidratado, asi como de las caracteristicas del mismo. Los siguientes capitulas se refieren al desarrollo práctico del trabajo. Para la realización de este trabajo se recurrió a dos tipos de investigación: bibliográfica y práctica. La primera se basó en diferentes fuentes tales como libros, articulas, tesis y documentos que proporcionaron instituciones estatales y privadas, que sirvieron de algUn modo a la elaboración del capitulo de bases teóricas. La investigación experimental se realizó en el Departamento de Graduados e Investigación en Alimentos de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) del IPN, que ayudó proporcionando tanto material, equipo y reactivos, como asesoria externa. 8 CAPITULO 1 OBJETIVOS DEL TRABAJO OBJETIVOS Wl1. rnfilli[2 1.1. OBJETIVO GENERAL Conocer la calidad de la cebolla (Allium cepa) deshidratada, durante su almacenamiento, mediante técnicas analiticas sencillas que permitan evaluar los parámetros de estabilidad y conservación de este producto. 1.2. Objetivos especificos • Comparar los cambios físicos y químicos del producto deshidratado cuando éste es sometido a diferentes tiempos y temperaturas de almacenamiento. En base a los resultados obtenidos, determinar qué condicicnes son las más adecuadas para almacenar la cebolla deshidratada, con una mínima alteración en sus características físicas y químicas de calidad. 9 CAPITULO 2 GENERALIDADES GENERALIDADES 2 .1. CEBOLLA 2.1.1. Caracteristicas botánicas y varietales El género Allium comprende más de seiscientas especies diferentes encontradas en Norteamérica, Europa, Africa del Norte y Asia. son plantas herbáceas que contienen variadas estructuras terrestres: rizomas, raices de almacenamiento y bulbos. La cebolla (Allium cepa) es una planta lilácea bienal formada generalmente por una base bulbosa (o bulbo), formada a su vez por estructuras foliares concéntricas, o capas anilladas, que comprenden la 11carnen de la planta de la cebolla, llamada fruto. El bulbo tunicado está rodeado de capas protectoras externas, que se secan cuando son expuestas al aire, formando asi una cubierta protectora. Las capas carnosas del bulbo son las bases de la hojas foliares tubulares, de color verde obscuro, que se elevan desde el bulbo y se proyectan sobre la superficie del suelo formando la estructura foliar externa. Presenta en su porción inferior numerosas rafees cortas que surgen de una estructura en forma de disco. Las flores son blancas o blanco- verdosas, producidas en forma de racimos en la terminación de un tallo tubular (Fig.No. l). Se considera que la cebolla común es originaria de la región de Irán y Paquistán, asi como de México. En la Tabla No. 1, se presenta la clasificación taxonómicu de la cebolla: ~ IB;t.. A - Clasificación taxonómica de la cebolla (42) Nombre común: Familia: Género: Especie: 10 cebolla Lilliaceae Allium cepa Follaje (Tallo modificado) Bulbo Figura No. 1: Cebolla (Allium cepa) 11 Variedades de cebolla: Actualmente, se cultivan numerosas variedades de cebolla, y por lo general, se clasifican de acuerdo con el fotoperiodo, como sigue: Dias cortos: Grano 33, Grano Blanca. Dias intermedios: crystal Wax, Española Dulce Blanca, Burgundy, Criolla Blanca (White creole), Española Dulce Amarilla. Dias largos: Premiar, Imperio, Fiesta, Grondee. El uso que se le da a la cebolla depende de la variedad. Las variedades para deshidratar necesitan poseer sabor y aroma fuertes, y además deben poseer un alto contenido de sólidos totales con el fin de obtener mayores rendimientos del producto seco. Sólamente del 3 al 5% de las múltiples variedades de cebolla cultivadas satisfacen estas condiciones. Por ésto, a pesar del cuidado, vigilancia, conocimiento y experiencia que requiere la obtención de variedades hibridas, cada dia se presta mayor interés a este apartado en el caso de la cebolla. La principal ventaja del hibrido la constituye la uniformidad casi completa de sabor, color, tamaño, forma, madurez y rendimiento. Además el mayor vigor del híbrido asegura mejores rendimientos por hectárea. Las variedades más empleadas para deshidratación son las variedades de bulbo blanco, pues se ha visto que estas cebollas tienen un mayor contenido de sólidos totales que las variedades amarillas y rojas. Algunas de estas variedades son: las variedades hindúes Udaipur, Pusa blanca y Blanca de Bombay, las variedades norteamericanas Ebenezer, White Creole, Southport Globo Blanco, y las variedadas europeas Blanca de Portugal y Española Blanca Dulce, asi como las variedades Grano y Mako, bases de la industria deshidratadora en Hungria. Las variedades especiales para deshidratar, actualmente tienen nombres numéricos (por ejemplo: No. 8, No. 10, No. 14) cuando son híbridos de variedades de al to contenido de materia seca y de alto poder odorifico. 12 TABLA No. 2 CAnACTERISTICAS FISICAS DE LAS PRINCIPALES VARIEDADES DB CEBOLLAS CONTENIDO VARIEDAD DE MATERIA SABOR COLOR DIAMETRO PESO SECA (1) (cms) (gr) southport de alto medio a blanco 5 - 6.2 71-115 globo blanco fuerte southport de alto medio a amarillo 5 - 6.2 68-140 globo amarillo fuerte Brigham globo medio medio a amarillo 5 - 6.2 71-140 amarillo fuerte Ohio de globo medio medio a amarillo 5 - 6.2 65-108 amarillo fuerte southport de medio medio a rojo 5 - 6.2 71-140 rojo fuerte Maravilla muy alto muy fuerte blanco 5 - 6.2 50-100 blanca Ebenezer alto muy fuerte pardo 5 - 6.2 5J-105 amarillo Portugal alto muy fuerte blanco 5 - 6.2 50-100 blanca Wethersfield medio medio a rojo 6.2-7.5 108-165 roja fuerte EspaÍÍ.ola muy bajo suave blanco 7.5-8.8 230-J70 blanca Española muy bajo suave amarillo 7.5-8.8 230-J70 dulce Bermudas bajo suave amarillo 7.5-8.8 145-220 Española bajo muy suave amarillo 6.2-7.5 108-175 temprana Roja de bajo muy suave rojo 6. 2-7. 5 100-165 California Roja italiana bajo muy suave rojo 6.2-7.5 175-JSO (1) El contenido de materia seca varía entre 5.5 y 16.5% Ref.: 26 Van Arsdel, W.B.; Food Oehydration; Vals. I y II, 1976. 13 11 En la Tabla No. 2, se presentan las características de color, tamaño, contenido de sólidos totales, diámetro y peso de algunas variedades de cebollas (26). 2.1.2. OPERACIONES QUE SE LLEVAN A CABO EN EL CAMPO AGRICOLA 2.1.2.1. Cultivo Generalmente se recomiendan para el cultivo de la cebolla, suelos finos, libres de piedras y bien irrigados, del tipo limo- arenoso, con un pH de 6.0 a 6.8. Las cebollas tienen raices gruesas y superficiales y por eso requieren niveles particularmente altos de nitrógeno, Fósforo y Potasio para dar rendimientos óptimos (32,42). La cebolla se reproduce a traves de semillas, y las variedades son cürnbiantes, ya que constantemente se realizan trabajos de genética en campos experimentales, que permiten tener otras variedades o híbridos. Se pueden encontrar unas 350 variedades, las cuales difieren en sus ciclos vegetativos, sabor y usos (42, 48). Algunos factores que afectan la maduración del sabor y el desarrollo del bulbo son la temperatura alta, intensidad luminosa, humedad de suelo y presencia de llitrógeno. Además, cuando las plantas comienzan a madurar, se recomienda dejar secar al suelo, puesto que se ha visto qce la irrigación tardía favorece las enfermedades de la hortaliza. La formación del bulbo depende del tiempo que duran los rayos solares, aunque el periodo de dia varia enormemente entre variedades (32). 2.1.2.2. Cosecha Los bulbos maduros sufren pérdidas por almacenamiento m~nores que aquellos cosechados tempranamente, y estos ül timos, por lo general, no dan bulbos firmes y suaves en el almucenamiento. Por ello, es importante saber cuándo cosechar para obtener un rendimiento óptimo, especialmente cuando las condiciones de crecimiento varian considerablemente de año en año (37). 14 - cuello y ésto ocasiona que las hojas se caigan y se reseguen (10, 26, 32). Generalmente, la cebolla se cosecha cuando parte de las plantas está en este estado. La cosecha puede llevarse a cabo manual o mecánicamente, dependiendo del tamaño de la cosecha, y aunque la producción se envía al mercado inmediatamente, es necesario un período de secado o "curado". 2.1.2.3. Curado Este período se requiere sólo cuando las cebollas son removidas del campo con un exceso de humedad superficial (26). Las cebollas pueden permanecer en el campo hasta la humedad superficial desaparece, siempre y cuando las condiciones climáticas lo permitan. Se requiere este periodo para permitir el desarrollo de la latencia natural (10). El objeto de esta operación es secar las escamas externas y la corona o ápice de la cebolla, para formar una barrera efectiva contra el ataque de microorganismos, mientras que se minimizan las pérdidas de peso del bulbo. Se considera que la cebolla está curada cuando el cuello está rigido, las escamas externas secas, y se ha perdido de un 3 a un 5% del peso original. Las cebollas pueden curarse natural o artificialmente. En algunos países se exponen los bulbos directamente al sol o bien se curan en cajas O se cuelgan en racimos (32). Las técnicas artificiales utilizan aire seco caliente, enfriamiento al vacio, refrigeración o radiación infrarroja. El curado puede facilitarse por la aplicación de agentes desecantes y defoliantes (26, 32). 2.1.3. ENFERMEDADES DE LA PLANTA Las enfermedades o padecimientos de la cebolla pueden deberse a dos causas que reducen significativamente el rendimiento y la calidad de la hortaliza y que son: factores debidos a procesos biológicos intrínsecos y factores debidos a organismos tales como hongos, bacterias, nemátodos e insectos. Los primeros factores son 15 Mientras las cebollas alcanzan la madurez, las coronas se ablandan justo en el cue~lo sto asiona e s ojas i an quen 0, 6, 2). eneralmente, bolla secha ndo arte e s l ntas stá ste t do. a secha ede arse bo anual ecánicamente 1 endiendo el año e secha, que u ción via l ercado ediatamente, s cesario n ri do e ado rado". . .2.J. c rado ste ri do uiere lo ando s bo las n ovidas el po n n ceso e edad perficial 6). as bo las eden r anecer l po asta edad perficial saparece, pre ando s diciones áticas r itan. e uiere ste ri do ara er itir l sa ro lo e cia atural 0). l jeto e sta eración s car s as t rnas r na ice e bolla, ara ar na arrera ctiva ntra l ue e icroorganismos, ientras e ini izan s rdidas e eso el lbo. s nsidera e bolla stá rada ando l e lo stá i o, s as t rnas cas, a rdido e n n \ el eso ri inal. as bo las eden rarse atural ic ente. n nos aises onen s lbos i ente l l i n ran jas o elgan n os 2). as icas rti i les til n ire co li nte, fr rroja. fr iento l acío, r ción l rado ede ilit rse or entes secantes foliantes 6, ) . . . J. EDADES E llTA i ción li ción e as edades eci ientos e bolla eden berse os usas e cen i iv ente l i iento li ad e rtaliza e n: t res bidos r cesos i l gicos i cos t res bidos i os l s o ngos, cteri.as, átodos ectos. os r eros t res n germinación, crecimiento de raíces, encogimiento y verdeamiento. Todos ellos se deben a controles deficientes de temperatura, acomodo y aereación durante el almacenamiento (18). Los padecimientos más comunes debidos a microorganismos son la podredumbre blanda debida a bacterias (Erwinia carotovora), la podredumbre gris (Botrytis spp.: Boti;:ill§ .1!.llll, sauamosa y byssoidea), la debida a Fusarium spp., la negra (Aspergillus alliaceus), la azul (Penicillium spp.), la blanca (Scleroticum cepivarum), y las manchas de la cebolla (Colletotrichum circinans) • Estos microorganismos atacan diferentes partes del bulbo desde la base hasta el cuello. Algunos producen lesiones en las escamas externas, mientras que otros no son visibles. A menudo las áreas afectadas presentan crecimiento micelial y encogen y se tornan pardas. La expansión de la enfermedad puede prevenirse evitando daños debidos a golpes durante la cosecha y la manipulación. Se emplean aditivos químicos para controlar el daño. Por ejemplo, el dictarán se usa para reducir la proliferación de Botrytis, Rhizopus, Fusarium, Penicillium y Sclerotium (18, 32). Los daños externos pueden deberse a nemátodos (Dytilenchus ~ Trichodorus), pues el tejido muerto del bulbo puede contener nemas latentes que son fuente importante de infestación. Se pueden controlar con cloropicrén y mediante rotación de cultivos (32). Los principales insectos que atacan a la cebolla son el Thrips tabaci y la Cresa o Magot (Hylernya antigua) , asi como la oruga de la ciénaga (Estigmene acrea) y otros gusanos del género Limonius o del género Agrotis (32). 2 .1.4, COMPOSICION DE LA CEBOLLA 2 .1. 4 .1. Componentes no relacionados con el sabor y aroma de la cebolla Existe en la cebolla un 88% de agua y un 12% de materia seca; sin embargo, esta relación varia dependiendo de la variedad de la cebolla (7). En la Tabla No. 3 se muestra la variación del 16 contenido de materia seca dependiendo de la variedad de la cebolla (21). Las cebollas destinadas a deshidratación por lo general deben contener de un 15 a un 20% de materia seca (3, 18, 26). Generalmente, se considera que el valor de los miembros del género Allium estriba no en sus fuentes de nutrientes, sino en los ingredientes o componentes saborizantes (32). sin embargo, se muestra en la Tabla No. 4 , la composición proximal de la cebolla y de sus productos (11, 32, 44). Esta composición proximal varia considerablemente de variedad en variedad, y puede afectarse por las condiciones de cultivo, tiempo de cosecha y por el almacenamiento (41}. La Tabla No. 5 muestra la composición de elementos traza (minerales) contenidos en la cebolla, y la No. muestra el contenido de vitaminas de el bulbo. por su parte, El valor nutricional de la cebolla no es muy alto, pues se encuentra en el trigésimo primer sitio de los vegetales y frutas comunes de acuerdo con las concentraciones de los diez minerales y vitaminas mayoritarios (32). La Tabla No. 7 muestra el contenido de aminoácidos libres en la cebolla. Los carbohidratos, por su parte, son la porción mayoritaria del peso seco de la cebolla e incluyen azúcares libres (mono y disacáridos como: fructosa, glucosa y sacarosa), trisacáridos (glucofructanos) y un grupo de especies de mayor paso molecular: los fructanos (polimeros de fructosa) y substancias pécticas. No hay diferencias entre variedades rojas, amarillas y blancas, por lo que se considera que los azúcares en realidad no determinan la calidad de la cebolla (32). 17 l.. 2. 3. 4. 5. 6. TABLA No. 3 CONTENIDO DE MATERIA SECA EN ALGUNAS VARIEDADES DE CEBOLLA CEBOLLA % ESPAflOLA 5.5 ITALIANA ROJA 8.82 CALIFORNIA TEMPRANA 9.68 GLOBO BLANCA 10.78 PORTUGUESA BLANCA 11.24 MARAVILLA BLANCA (CREOLE) 16.50 Ref.: (21) Raschieri, Pistono T.; Desecación de los Productos Vegetales; Espaf!a, 1958. 18 TABLA No. 4 COMPOSICION PROXIMAL DE LA CEBOLLA (%) Y SU VALOR ENERGETICO (Kcal/100 g.) Porción comestible (%) Valor energético (Cal/lOOgrs) Humedad (%) Peso seco (%) Proteína (%) Grasa (%) carbohidratos (%) cenizas (%) Aceite esencial (% en peso) 86 40 38 89.l 84.4 11.8-19.4 1.5 1.2 0.1 0.2 8.7 9.0 0.6 0.005 Referencia Bibliográfica 11 11 32 32 44 44 11 32 32 11 32 11 32 44 Ref.: 44 Villalobos cruz Manuel; Obtención de Aceite Esencial de cebolla a Nivel Planta Piloto; Tesis ENCB, IPH. 11 Hernández y Chavez; Valor Nutritivo de los Alimentos; Instituto Nacional de la Nutrición. 32 Fenwick y Hanley; The Genus Alliurn, Parts I & II; CRC. 19 CEBOLLA FRESCA Ref.; 32 Ref.: 11 HERVIDA Ref.: 32 FRITA Ref.: 32 DESHIDRATADA Ref.: 32 Ref.: 11 TABLA No. 5 CONTENIDO DE MINERALES EN LA CEBOLLA (mg .;100 grs) Ca p K !la Mg Fe Zn s Cl 31 30 140 10 8 0.3 0.1 51 20 32 41 1.2 24 29 110 7 5 0.3 24 5 61 59 270 20 15 0.06 0.1 24 5 166 273 1383 86 2.9 88 38 Hernández y Chávez; Valor Nutritivo de los Alimentos; Instituto Nacional de la Nutrición; México, 1971 .. 32 Fenwick y Hanley; The Genus Allium, Parts I and II; CRC Critical Reviews in Food Science and Nutrítion; Vol. 22, Issue 4. 20 Mn 4 l 1 7 TABLA No. 6 CONTENIDO VITAMINICO DE LA CEBOLLA (mg./ 100 g.) Tiamina Ribo- Acido Acido Piri- flavina nicotínico ascórbico doxina Cebolla fresca Ref.: ll 0.04 0.03 o.3 12 .o Ref.: 32 0.03 o.os 0.2 10.0 0,l Cebolla cocinada Ref.: 32 0.02 0.04 0.1 6.0 0,06 Cebolla deshidratada Ref.: 32 0.25 o.is 1.4 35 .o Ref.: 11 Hernández y Chávez; Valor Nutritivo de los Alimentos; Instituto Nacional de la Nutrición; México, 1971. 32 Fenwick y Henley; The Genus Allium, Parts I and II: CRC critica! Reviews in Food Science and Nutrition; Vol 22, Issue 4. 21 TABLA No. 7 CONTENIDO DE AMINOACIDOS LIBRES EN LA CEBOLLA AMINOACIDOS CONTENIDO (mg./ 100 g. de cebolla fresca) A B Lisina 4.2 - la.a 10.5 Histidina 1.1 - a.12 11.6 Arginina la.o - 6a.1 144.2 Acido 2.a - 16.4 13.l aspártico Asparagina 1a.6 - 24.5 391.0 y Glutamina Treonina 154.0. Serina 16.6 . Acido 7.4 - 43.l 34.6 glutámico Prolina <'o.a, ... ,' ·. . .2.s Glicina 1.1 - 2.2 - Alanina 1.9 - 3.a 6.1 Valina 1.7 - 7.6 6.5 Metionina < 1.1 0.5 Isoleucina i.a1 2.5 Leucina i.a - 15.9 7.9 Fenil- 2.4 - 10.6 a.9 alanina Tirosina 2.6 - 6.5 16.2 ., Triptofano o.a - 3.6 Valores obtenidos de: A - Schupan, w. and Schwerdtfeger, E., Arginin als Stickstoffreserve bei der Kuchenawiebel (Allium cepa L.), Ernahrungs umshau, 18, 288, 1971. B - Mattikkala, E.J. and Virtanen, A.I., en the Quantitative Determination of the Amínoacids and Gamma- glutamylpeptides of Onions, Acta. Chem. Scand., 21, 2891, 1967. Ref.: 28 Block, Eric; The Chemistry of Garllc and Onion; sci. Am., Vol.252 (3), 19a5. 22 . ' 2.1.4.2. Componentes responsables del aroma y sabor Los bulbos intactos de cebolla, no poseen características distintivas de olor y de sabor, ni tienen propiedades lacrimógenas. Sin embargo, al cortar un bulbo, se liberan moléculas orgánicas de bajo peso molecular, que incorporan átomos de azufre en formas de enlace raramente encontradas en la naturaleza. Las moléculas son altamente reactivas: cambian espontáneamente, transformándose en otros compuestos orgánicos azufrados, que intervienen en posteriores transformaciones. Además, las moléculas desarrollan algunos efectos biológicos como lo es el efecto lacrimógeno. Algunos extractos de la cebolla actúan además como antibacterianos y antifúngicos, y otros como antitrombóticos (28). Actualmente, se admite que el desarrollo del tipico aroma de la cebolla es el resultado de una hidrólisis enzimática de un substrato o precursor aromático existente en el vegetal (JO). Se ha demostrado que los compuestos responsables de la secresión lacrimógena, del sabor y del aroma caracteri.sticos de la cebolla, son s-alquil derivados del sulfóxido de cisteina y que los radicales alquilo pueden ser metilo, propilo o propenilo (31, 40). otro tipo de precursores son los péptidos de r- glutamilo. Todas estas transformaciones están catalizadas por enzimas del tipo de la alliinasa (32, 41) . .f!s.:. No.. i- Reacción que inicia la aparición de los compuestos responsables del aroma (28): 23 [RSOH] + NH 3 + CH 3 coCOOH (ácido pirúvico) o bien, R - o- H /;> -cH/::. -NH 2 COOH ¡--, - B '!:"º .. Í.:H-' R-S-CH C--N fosfato de 0 - 2 \e = ·0 : piridoxal +; : > R- 5 'oH + (ácido sulfénico) ~ ···-· ., ... · o o 11 11 - NH3 + H 3 e - e - e - o (piruvato) Los productos iniciales inestables, RSOH (ácidos sulfénicos), pueden seguir reaccionando después en diversas formas para formar compuestos azufrados odoriferos que imparten la característica de pungencia (40). Los análisis cromatográf icos han evidenciado la presencia de catorce componentes en el aroma: sulfuro de hidrógeno, n- propil, mercaptano, etanol, n-propanol, isopropanol, bisulfuro de metilo, bisulfuro de metilo-propilo, trisulfuro de n-propilo, acetaldehido, propanol, acetona y metil- etil cetona (30, 31, 32). Los compuestos sulfurados extraidos de las cebollas (Fiq. No. 3, (28)) / dependen de las condiciones de extracción. La destilación con vapor produce propionaldehido y dipropil sulfuro. El solvente freón (mezclado con agua a o·c) produce un factor lacrimógeno, identificado como c.p S:H=SO (tiopropional), que tiene dos formas: syn y anti. El alcohol etiljco puro a temperaturas menores de o·c, produce el precursor lacrimógeno, que es un isómero estructural de la alliina, enzima presente en la cebolla. Otra enzima, la alliinasa, convierte este precursor en el factor lacrimógeno (28, 41). Las Tablas No. a y No. 9 muestran, respectivamente, los compuestos no volátiles tanto azufrados como no azufrados mayoritarios encontrados en la cebolla (32, 41, 44). 24 "' U1 VAPOR ioo•c FREON Y AGUA o•c ETANOL < o•o PROPIONALDEHIDO FACTOR LACRIMOGENO (forma SYN) PRECURSOR LACRI MOGENO o DISULFURO DE DIPROPILO FACTOR LACRIMOGENO (Forma ANTI) '· 1 s o H•O~ ~\"'-Ntt, COOH COMPUESTOS AZUFRADOS EXTRAIDOS DE LAS CEBOLLAS Figura No. 3 TABLA No. 8 COMPUESTOS AZUFRADOS NO VOLl\TILES MAYORITARIOS EN Ll\ CEBOLLA COMPUESTO L - Cisteina L - Valina L - Serina L - Metionina L - Sulfóxido de metionina S - metil - L - cisteína s - propil - L - cisteína Trans - s - (1-propenil) - L - cisteina S - carboximetil - L - cisteína s - (2-carboxietil) - L - cisteína s - (2- carboxi-isopropil) - L - cisteína PRECURSOR a) Alqu(en)il sulfóxidos de cisteína sulfóxido de {+) -s-metil -L-cisteína SulfÓxido de (+} -S-propil -L-cisteína Sul~f~~~Ín~e (+) -s- (2-propenil) -L- SulfÓxido de trans (+) -s- (1-propenil) -L- cisteína b) Péptidoo d~ .,- glut"milo 1- glutamil valinu 1 - glutamil isoleucina 1- glutamil leucina 1- glutamil metionina 1- glutamil -s- metilcisteína Sul~t~!~Ín~e 1- glutamil -s- metil- Glutation S- (2- carboxipropil) glutation 26 CONTENIDO ()"9·/ g de cebolla fresca) Ref.: 32, 41 3.6 59.2 178.0 4.2 15.8 7.8 347.0 so.o 1927.0 127.0 190.0 523.0 TABLA No. 9 COMPUESTOS VOLl\TILES AZUFRADOS Y NO AZUFRADOS ENCONTRADOS EN LA CEBOLLA a) NO AZUFRADOS COMPUESTO Alcohol metílico Alcohol etílico Alcohol propilico Alcohol isopropílico Alcohol isoamilico Alcohol isobutílico Alcohol -2- feniletÍlico Acetaldehido FormaldehÍdo Propanal n- butanal 2- metilbutanal 2- metilpentanal 2- metil -2- butenal 2- metil -2- pentenal 4- hexanal Acetona 2- butanona Metil etil cetona Propeno Acido acético Acetato de etilo Acido pirúvico Bióxido de carbono Amoníaco Dimetilfurano b) AZUFRADOS Dióxido de azufre Sulfuro de hidrógeno Propanotiol Etanotiol Dial il sulfuro Dipropil sulfuro Dimetil disulfuro Metil propil disulfuro Metil cis -1- propenil disulfuro Metil trans -1- propenil disulfuro Alil metil disulfuro Dipropil disulfuro Cis -1- propenil propil disulfuro Trans -1- propenil propil disulfuro Alil propil disulfuro Dialil disulfuro Dimetil trisulfuro 27 % DEL TOTAL DE COMPONENTES VOLATILES TABLA No. 9 (Continuación) Metil propil trisulfuro Dipropil trisulfuro Metil -1- propil trisulfuro Metil -1- propenil trisulfuro Propil trisulfuro 1- propenil propil trisulfuro Tiosulfinato de dimetilo Tiosulf inato de dipropilo Tiosulfinato de dipropenilo Tiosulfinato de metilpropilo Tiosulfinato de propilmetilo 2,4- dimetil tiofeno 3,4- dimetil tiofeno Tiopropanal -s- oxido Acido -1- propenilsulfénico Ref.: 41 Whitaker, John R.; Development of Flavor, Odor, and Pungency in Onion and Garlic; Adv. Food Res., 22, 1973. 28 2.1.5. ,ASPECTOS ECONOMICOS Prácticamente, el único mercado existente para la industria de la deshidratación de hortalizas provenientes de paises en vias de desarrollo, lo constituye el mercado de exportación; estos paises exportan a mercados mundiales muy fuertes: el Reino Unido, la RFA, Holanda y los Estados Unidos (12). Debe hacerse notar que los mercados de exportación pueden ser una fuente importante de rédito para los paises en vias de desarrollo, puesto que muy pocos tienen una demanda interna substancial para este tipo de productos. Existe un comercio internacional considerable en cuanto a vegetales deshidratados. El Reino Unido, Alemania Federal, Holanda y los Estados Unidos constituyen casi dos terceras partes de los paises importadores de vegetales deshidratados provenientes de diversos paises. La ventaja que se tiene de las cebollas sobre otras hortalizas como materia prima para deshidratar, es que las primeras pueden cultivarse en muchos paises subdesarrollados y además su demanda en los paises importadores es elevada (12). Por otro lado, la deshidratación es un útil medio de preservación de productos agrícolas perecederos y de obtención de un más amplio mercado para productos que únicamente están disponibles en una cierta época del año, y que pueden también tener propiedades de almacenamiento limitadas. El mayor país productor de cebolla es Estados Unidos; el principal exportador es Egipto. A estos paises siguen Turquía, Japón, Hungría, Holanda, Italia y Perú. A estos paises pertenece aproximad.amente el 60% de la producción comercial de cebolla (3, 26). Algunos países que son considerables productores de cebolla son: Taiwán, Sudán estado productor, Jalisco, Michoacán, Figuras No. y y México, siendo en este país el principal Chihuahua, seguido de Guanajuato, Morelos, Puebla, Zacatecas y Tamaulipas (19, 35). Las 5 muestran los paises, y los principales estados mexicanos principales productores de cebolla, respectivamente. 29 w o PRINCIPALES PAISES PRODUCTORES DE CEBOLLA 1. Estados Unidos 2. Egipto 3. Turqula 4. Japón 5. Hungrla 6. Holanda 7. Italia 8. Perú 9. Talwán 10. Sudán 11. México FIGURA No. 4 .., .... PRINCIPALES ESTADOS MEXICANOS PRODUCTORES DE CEBOLLA Jalisco 8.25 Mlchoacán 6.32 Guanajuato 18.49 Puebla Morelos 6.18 14.06 Porcentaje de Producción de Temporada Figura No. 5 FIGURA No. 6 DISTRITOS PRODUCTORES DE CEBOLLA EN llEXICO. DISTRITO / MESES Alto Río Lerma, Gte. Ixmiquilpan, Hgo. Tula, Hgo. ciénega de Mich. Chapala, Morelia, Mich. Tarécuaro, Mich. Acuña-Falcón, coah. Tlaltenango, Zac. Valsequillo, Pue. PERIODOS DE SIEMBRA (EN MESES); VEGETATIVOS Y DE RECOLECCION E F M A M J J A s o - -- - - - - - - -- • - --- •• (1) Siembra de Almácigos (2) Transplante (3) Recolección 1 N - D E ·- -- - 2 F M A - La primera zona sombreada representa el período de siembra de la hortaliza; la zona blanca representa el período vegetativo y la segunda zona sombreada, el período de recolección. 32 M J ' 1 - ' ' 3 1 ' ' TABLA No.10 !UlPUBLICA MEXICANA SUPERFICIE, RENDIMIEll'l'O Y PRODUCCION DB CEBOLLA POR ESTADOS TEMPORADA 1983 - 1984 ESTADOS SUPERFICIE RENDIMIENTO PRODUCCION (hectáreas) (tons./Ha) (toneladas) Baja California Norte 1,981 13. 958 27,650 Sonora 900 16.750 15,075 Sinaloa 237 20.751 4,918 Chihuahua 2, 630 40.871 107,490 Durango 16J 19.098 3,113 Coahuila 84 16.190 1,360 Nuevo León 5 10.000 50 Tamaulipas 1,936 16.345 Jl,644 Zacatecas 1,466 21. 797 31,954 Aguascalientes 76 17.63< l,340 San Luis Potosi 155 15.703 2,434 Jalisco 2,405 18.469 44. 418 Michoacán 1,176 28.954 34,050 Edo. de México 1,117 14. 349 16,028 Querétaro 180 20,317 J,657 Guanajuato 7,6J4 13.040 99,550 Puebla 2,254 14.781 33,Jl7 Tlaxcala 60 14 .117 847 Morelos 2,292 25.484 75,636 Guerrero 50 16.440 822 Yucatán 25 11. 533 2,575 Chiapas 25 10.080 252 TOTAL 27' 731 19.412 538,300 Ref.: 35 Programa-siembra-Exportación de Cebolla para la temporada 1983-1984, DGEA. 33 TABLA No.U REPUBLICA MEXICANA EXPORTACIONES DE CEBOLLA FRESCA Y DESHIDRATADA (Al mes de Junio de 1989) A) CEBOLLA FRESCA VALOR COMERCIAL (U.S. Dlls.) 82,468.0 VOLUMEN (Kgs) 185,738 PRECIO MEDIO/Kg. (U.S. Dlls.) o.44 * Países a donde México exporta: 1.- El Salvador 2.- Cuba * Empresas que la exportan: B) CEBOLLA DESHIDRATADA VALOR COMERCIAL (U.S. Dlls.) 67,397 * Países a donde se exporta: * Empresas que la exportan: IFF (International Flavors and Fragrances UNOP (Unión Nacional de Organismos de Producción) VOLUMEN (Kgs) 35,550 1.- Cuba PRECIO MEDIO/Kg. (U.s. Dlls.) 1.70 Deshidratadora La cascada, s. A. Ref.: 48 sistema de Estadísticas de Comercio Exterior (Dirección General de Estadística Sectorial e Informática SCFI). 34 TABLA No. 12 REPUBLICA MEXICANA IMPORTACIONES DB CEBOLLA FRESCA (Al mes de Junio de 1990) - Cebolla fresca: Valor comercial (U.s. Dlls.) 22 577 País de donde se importa: E.U.A. Volumen (Kg. ) 226 750 Precio medio/Kg. (U.s. Dlls.) 0.099 Ref.: 48 sistema de Estadísticas de comercio Exterior [ Dirección General de Estadística sectorial e Inoformática (SCFI) ] • 35 En la Fig. No. 6 se muestran algunos distritos productores de cebolla en México, asi como sus periodos de siembra, vegetativos y de recolección (19). Las tablas Nos. 10, 11 y 12, muestran datos de importancia económica, siendo la primera una Tabla de superficie, rendimiento y producción de cebolla por estados de la Repliblica Mexicana, durante el periodo 1983- 1984 (35), y las siguientes dos, tablas tanto de importaciones como de exportaciones de cebolla fresca y deshidratada, hasta el mes de Junio de 1989 (48). 2.1.s.1. Canales de comercialización Los canales de comercialización a nivel nacional para producto deshidratado, siendo éste ur. bien intermedio, son los siguientes: a) Envasadores de especias b) Fabricantes de sopas deshidratadas, embutidos, consomé, etc. c) Consorcios en el ramo de los productos alimenticios. La demanda se centra principalmente en instituciones como hospitales, asilos, restaurantes e industria de transformación. Una parte de la producción relativamente pequeña, aunque importante, se distribuye a través de supermercados y almacenes. 2.1.s.2. Mercado mundial En América, los paises con deshidratada, son: Brasil, Colombia, como los Estados Unidos. En Europa, mayor demanda de cebolla Guatemala, Cuba y Belice, asi los anual son Alemania Federal, Austria paises con mayor demanda (que importan producto Dinamarca y Suecia (que proveniente de Bulgaria y de Hungria), importan producto proveniente de los Estados Unidos) (42). 2.1.6. USOS DE LA CEBOLLA DESHIDRATADA La cebolla deshidratada se emplea como substituto de la cebolla fresca en: 36 a) La industria de los alimentos, que consume del as al 90% del producto. La forma utilizada es el producto en trozos en su presentación normal, o habiéndose sometido a alqún tratamiento previo tal como el tostado o la fritura. b) El sector de hoteleria, restaurantes, cocinas y similares, que consume el porciento restante (42). Los procesadores de alimentos emplean la cebolla deshidratada como ingredie~te saborizante en forma de trozos o pulverizada, en productos como salsa de tomate, salsas de chile, productos cárnicos, aderezos para ensaladas, sopas, encurtidos, embutidos, galletas, bocadillos y botanas, y hasta en comida para perros. Además, la sal de cebolla se usa con o en lugar de sal de mesa para dar sabor a carnes y salsas (3, 26, 30, 42). 2.1.7. CONDICIONES QUE DEBEN REUNIR LAS CEBOLLAS DESTINADAS A LA ELABORACION DE PRODUCTO DESHIDRATADO Con el fin de obtener un producto de la mayor calidad posible, son necesarios los siguientes requisitos en la cebolla fresca: a) Deben tener un alto contenido en sólidos. Las variedades comunes varian de 5 a 20% en sólidos. Las variedades con un contenido de 15 a 20%, son las más deseables para deshidratar. Las diferentes variedades y sus diferencias en el contenido de materia seca, figuran en la Tabla No. 3. b) Deben poseer de preferencia un bulbo largo por razones económicas, debido a que se eliminan cuello y raices en las operaciones preliminares al secado. Estos cortes se ilustran en la Fig. No. 7. c) Deben ser altamente pungentes, puesto que el producto deshidratado se emplea principalmente como agente saborizante. Además, durante la deshidratación, la cebolla pierde gran parte de su pungencia o poder odorifico. 37 d) El bulbo debe tener carne blanca y preferentemente piel blanca. Las variedades amarillas y rojas, aunque se han comercializado, son menos deseables, debido a que el pigmento (quercitina) que contienen éstas, es extremadamente amargo y el sabor de estas cebollas se considera por lo general, inferior al de las cebollas blancas. 38 Figura No. 7: Eliminación de corona y raíces del bulbo como operación preliminar al secado. 39 PIGORA No. a: OPERACIONES QUE SE LLBVllll A CABO EN UNA PLl\llTA DESHIDRATADORA DE CEBOLLA Almacenamiento e en la planta) 1 Selección por·~---~ tamaños 1 Cebollas para proceso (100 Kg) y Lavado 1 Elimin:ción de corona y raices 1 y Descamado 1 Insp!cción 1 y cebollastrebanadas (Humedad: SS%; 90 Kg) 1 y cebollas pequeñas (mercado) Desperdicios (10 Kg) Secado 1 -~~~~.Agua evaporada (78 .4 Kg) Cebollas secas (Humedad: 7%; ll.6 Kg) y secado en bandejas------.Agua evaporada J (0.4 Kg) Cebollas secas (Humedad: 4%; ll.2 Kg) 40 Embarque " Almacenlmiento " EmbaLje " 1 Empaque " Hojuelas de cebolla:7.4 Kg i.---- [ ~nspelción ~d-e_s_p_e_r_d_i ___ ,~ "1 cios (.6 Kg) ~~~~~~ paración por venteo ,,.~ .~ .. ,I.,. 3.2 Kg A 2.2. OPERACIONES DE UNA PLANTA PROCESADORA PARA LA PRODUCCION DE CEBOLIJ\ DESHIDRATADA Las operaciones que se llevan a cabo en una planta para este propósito se muestran en la Fig. No. a (3, 6, 26). 2.2.1. Al)!ACENAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA El uso de los diferentes procedimientos en la cosecha mecánica, oelección y empaque de las variedades tempranas de cebolla, a menudo causan daños invisibles que inducen a la putrefacción por hongos durante el transporte y el almacenamiento. El propósito del almacenamiento es controlar infecciones y padecimientos, asi como las condiciones de transpiración y respiración de las cebollas (17, 18, 23, 37). La temperatura del almacenamiento es el factor ambiental más importante que afecta la senectud de los vegetales frescos, puesto que regula todos los procesos fisiológicos y bioquimicos asociados (27). El almacenamiento puede llevarse a cabo en cámaras especiales que deben estar aisladas del área de preparación del producto, para minimizar la contaminación de éste por partículas de tierra, etc. Las condiciones normales del almacenamiento de la cebolla fresca son: a) Temperatura. Se ha demostrado que el almacenamiento a temperaturas mayores de Jo·c, conduce a un porcentaje mayor de unidades sanas al cabo de cuatro meses; sin embargo, pueden emplearse con el mismo fin cámaras frigorif icas que mantienen una temperatura constante que varía según la resistencia de la variedad, de -2 a l'C (17, 36). b) Humedad almacenan a una relativa. Las cebollas, por humedad relativa constante de lo general, se 65 a 70%, para ayudar a prevenir el desarrollo de moho y la aparición de raices. 41 e) Disposición. Las cebollas, por lo general, se apilan unas sobre otras hasta una altura no mayor de 3.5 m. Las pérdidas de masa pueden ser del 15 al 30% dependiendo del método de almacenamiento del fardo. Estas pérdidas de masa son el resultado combinado de evaporación, germinación, pérdida de tierra adherida, bulbos enfermos y bulbos que han perdido una gran porción de las escamas externas. La presencia de demasiada tierra entre los bulbos dificulta la circulación del aire, que debe renovarse de vez en cuando, y lo mismo ocurre si se almacenan los bulbos en cajones, sin habérseles quitado las escamas secas más desprendidas (14' 17). d) Ventilación forzada. Se emplea ventilación forzada para enfriar o acondicionar las cebollas, y mantener una temperatura uniforme durante el almacenamiento (9) • e) Inhibición de la germinación. El gérmen no crecerá mientras el bulbo esté aún latente. Después de 2 ó 3 meses de almacenamiento, dependiendo de la temperatura, se vuelven visibles los primeros indicios de germinación. Este crecimiento no puede ya detenerse bajando la temperatura. Para evitar la germinación, pueden aplicarse aerosoles antigerminantes durante la estación de crecimiento, o pueden irradiarse las cebollas en la etapa tamprana de el mismo (17). En paises de clima cálido, el almacenamiento más empleado es el almacenamiento con ventilación, que es más económico que el que se mantiene por refrigeración (18). Existe un tipo de almacenamiento que se conoce comúnmente como almacenamiento de atmósfera controlada, y que consiste en mantener atmósferas artificiales en los almacenes. Este tipo de almacenamiento es costoso, y por ello es mas común almacenar con ventilación forzada ayudándose del empleo de pesticidas, o bien, en paises cálidos, emplear refrigeración artificial (17, 18). 42 2. 2 .2. SECADO 2. 2. 2 •. 1. Operaciones preliminnres al secado Estas operaciones, que se llevan a cabo de diferentes formas en las industrias deshidratadoras, son principalmente: selección de la materia prima, lavado, mondado, eliminación de corona y raíces, rebanado o fraccionado y sulfitado. a) Selección de la materia prima. La materia prima sale del almacén por medio de una banda transportadora donde se lleva a cabo la selección manual, que consiste en eliminar las cebollas en mal estado ( germinadas, enmohecidas, golpeadas),asi como las que están fuera de un diámetro de 5 a 16 cm., destinándose estas últimas a la venta en fresco (5, 42). b) Lavado. El producto seleccionado, generalmente contaminado con tierra, pasa a una lavadora de inmersión, agitación y enjuague con agua limpia por medio de rociadores a presión que !;e encuentran sobre las bandas (5, 42). e) Mondado. La cebolla lavada llega a los cilindros mondadores de abrasión continua, que consisten en tambores con paredes ásperas que eliminan las escamas secas externas, que son desalojadas por un flujo de agua (27). Para este tipo de mondadores es necesario un bulbo uniforme, sin partes aplanadac {5, 42). d) Eliminación de corona y de raices. se eliminan estas partes por medio de sierras o cuchillas mecánicas o bien, manualmente. Otro procedimiento para eliminar coronas, raices y escamas, es hacer pasar las cebollas a través de una cilmara o cilindro conteniendo una flama de gas, la cual carboniza las raíces, coronas y las vainas o escamas externas {5, 42). se eliminan manualmente las áreas descoloridas, piel 43 residual, partes enfermas, daños de insectos, quemaduras de sol y otras anormalidades. e) Rebanado y fraccionado. Las cebollas se rebanan mediante una rebanadora de cuchillas curvas revolvedoras en rebanadas de 4 a 6 mm. de espesor (5) 1 con cortes perpendiculares al eje vertical de la cebolla con la finalidad de que se mantengan las rebanadas circulares, en el caso de que se deshidrate la cebolla en forma de rodajas. El rango de espesor de la rebanada tiene una razón de ser: Si la rebanada o rodaja es muy delg~da, el tejido de la cebolla se verá muy afectado, rompiéndose un gran número de células y escapando, en al acto, mayor nürnero de cotnponentes volátiles responsables del sabor y del aroma de la cebolla, por lo que el producto deshidratado serü de una inferior calidad. Si por el caso contrario, la rebanada es muy gruesa, el proceso de deshidratación se llevará a cabo en un mayor tiempo y podrán sufrir cambios indeseables las porciones externas, mientras se deseca el interior de la rodaja (8) . si se desea el producto deshidratado en forma de trozos, la materia prima pasa a las máquinas cortadoras donde el bulbo es fraccionado en cubos de 4 - 6 mm. de lado, por medio de cuchillas que giran a alta velocidnd (8). f) Azufrado o sulfitado. El bulbo desmenuzado o rebanado pasa a una banda transportadora donde es rociQdo can una solución de so2, con el fin de preservar sus propiedades organolépticas y disminuir al tiempo de secado hasta un tercio del empleado normalmente (43). Sin embargo, es más comUn que las cebollas no se sulfiten. Antes de deshidratarse, las cebollas no deben someterse a escaldado, puesto que al igual que el sulfitado, este tratamiento destruye o inhibe el sistema enzimático de la formación del aroma, impidiéndola. Además, aunque el sulfitado reduzca el tiempo de de~hidratación, puede tnmbién reducir la intensidad QromAtica de la cebolla a la tercera parte de la que se tendria de no haber sido sulfitada (l, 4, 16, 27, 30). 44 es un proceso combinado de transferencia de calor y masa en el cual se reduce la disponibilidad o actividad de agua de un alimento para el crecimiento microbiano y los deterioros de origen fisicoquímico. El proceso se puede basar en la evaporación, sublimación, remoción de agua por disolventes, o en la adición de agentes osmóticos, como sales y azúcares (33). La antigua técnica de deshidratación de vegetales consistía en el aprovechamiento del calor solar y del viento. Actualmente, el sistema más empleado para la deshidratación, es someter a los vegetales a la acción de una corriente de aire, en la que se controla su temperatura, humedad y velocidad (42). Los tipos de secado comúnmente empleados en la industría alimenticia son: secado por aire caliente, secado por contacto con una superficie caliente, secado por liofilización y secado por adición de agentes osmóticos (33), pero sin duda, el más empleado de todos ellos es el primero, donde se emplea el aire como medio secador, debido a su abundancia, su conveniencia, y a que puede ser controlado el sobrecalentamiento del alimento. El aire es usado para conducir el calor al alimento y para acarrear el vapor húmedo liberado por éste (32). El alimento deshidratado debe alcanzar una humedad de 4 + 1% si se desea una vida de almacenamiento y una retención de la calidad satisfactorias (25). 2.2.2.2.1. Tipos de secadores Para la deshidratación de hortalizas, los secadores más comúnmente empleados son los siguientes: secador de tambor, secador de banda continua, secadores de cabina o compartimiento, y secadores de túnel. De todos ellos, el más común en la industria deshidratadora de hortalizas es el secador de banda continua. a) Secadores de cabina. El equipo consiste en una cámara en la cual pueden ser colocadas charolas con la hortaliza. Si el secador es grande, las 45 2.2.2.2. Deshidratación La deshidratación ~ secado s n r ceso binado e f rencia e lor asa l al uce i nibili ad ti i ad e ua e n ento ara l i iento icrobiano s teri ros e ri en sico i ico. l r ceso ede asar aporación, li ación, oción e ua or i l entes, ición e entes óticos, o les cares 3). a ti ua ica e shidratación e getales nsistia l echamiento el lor lar el i nto. ctual ente, l a ás pleado ara shidratación, s eter s getales ción e na rriente e ire, e ntrola peratura, edad l cidad 2). os s e ado únmente pleados ustria enticia n: ado or ire li nte, ado or ntacto n na perficie li nte, ado or i n ado or ición e entes óticos 3), ero i da, l ás pleado e os ll s s l ri ero, nde plea l ire o edio ador, bido ndancia, nveniencia, e ede r ntr lado l r al t iento el ento. l ire s sado ara nducir l lor l ento ara a rear l por edo do or ste 2). l ento shidratado be nzar na edad e : i sea na i a e acenamiento na ción e li ad t ctorias 5). . .2.2.1. i os e dores ara shidratación e ortalizas, s dores ás únmente pleados n s ientes: ador e bor, ador e nda ntinua, dores e bina partimiento, dores e nel. e os ll s, l ás ún ustria shidratadora e rtalizas s l ador e nda ntinua. ) ecadores 9.g bina. l uipo nsiste na ara al eden r l cadas arolas n ortaliza. i l ador s r nde, s charolas son colocadas en vagonetas para facilitar su manejo; si es pequeño, aquéllas pueden ponerse sobre soportes permanentes dentro del secador. El aire es impelido por un ventilador, pasa por un calentador. y después a través de las charolas con el material que se va a secar (23, 26). Este tipo de secador es comUnmente usado para estudios de laboratorio o en plantas piloto sobre teoría y prácticas de secado de hortalizas y en operaciones comerciales a pequeña escala (26). b) Secadores gg túnel. consisten en túneles de 35 a 50 pies (10.7 a 15.5 m.) de longitud con vagonetas en su interior, que contienen las charolas. La dirección del aire puede ser a ca-corriente o a contra-corriente con relación al flujo del material. En general, el túnel a contra-corriente utiliza menos calor y da un producto más seco que el tUnel a flujo paralelo. En algunos casos, se combinan los dos tipos de túneles en una sola unidad. El material es puesto primero en el tú.ne! paralelo para aprovechar la alta velocidad inicial de secado, y después puede ser puesto en un túnel a contra-corriente para obtener un producto seco (26, 42). c) Secadores !1g, banda contínua. En este tipo de secado, las cebollas ya rebanadas son despuestas automáticamente en una banda perforada continua de acero inoxidable. Se sopla aire caliente a lo largo del lecho da cebollas, en diferentes sentidos. La temperatura clel aire se reduce gradualmente de 82 a 54.s·c mientras el material se mueve a través de las etapas del secador. Cada compartimiento se opera por controles automáticos que mantienen la temperatura, la humedad y la velocidad del aire y de la banda. EL producto abandona el secador con una humedad del 6% en aproximadamente 6 horas. Las rebanadas parcialmente secas, se terminan de secar en bandejas estacionarias, eliminándose la humedad adicional hasta un 4% (23). Este proceso representa el equipo más avanzado y mecanizado de deshidratación por medio de aire caliente, y ha logrado desplazar al sistema de tú.ne! en la elaboración de la 46 mayoria de los productos hort1colas deshidratados (26). d) Deshidratado~ 2ru:: liofilizaci6n. En la liofilización, el agua contenida en el material es removida por sublimación a una temperatura de 50 a 65" e y a una presión por debajo de la relativa al punto triple del agua (O"C y 4.7 mmHq.). A 4 mmH9., un alimento, por lo general, se encuentra abajo del punto triple y es a esta presión o menor, que ha sido diseñado el proceso de deshidratación congelada. Este sistema permite al vegetal la conservación de sus propiedades nutricionales y organolépticas, además de facilitar su rehidratación. Una de las mayores limitantes es el costo tan elevado de las instalaciones requeridas (33, 42). e) Deshidratador .Q.g ~ fluidizado. En la fluidización, se sopla aire caliente a través del material que se va a deshidratar, con una fuerza apenas suficiente para suspender las particulas en un movimiento vibratorio suave. Las particulas semisecas migran gradualmente a través del aparato hasta que son descargadas una vez secas. El aire caliente se introduce a través de un plato poroso que soporta la cama de particulas. El aire húmedo escapa por la cabeza del fluidizador. Este proceso es continuo y el tiempo que permanecen las particulas en el secador, puede regularse por la profundidad del lecho y por otros medios (23, 24, 26) Un secador de lecho fluidizado centrifugo permite es uso de velocidades de aire mayores. La fluidización de particulas en un campo de fuerza centrifuga de diez veces más que la fuerza gravitacional, aumenta considerablemente el rango práctico de flujo másico. El proceso además elimina el problema de pegajosidad entre las particulas y las superficies (23). 47 2.2.J. OPERACIONES FINALES DE LA PLANTA Ya deshidratado el producto, se llevan a cabo tres operaciones finales. Estas son: Clasificación, molienda y empaque. Debido a su al to contenido en azúcares, las cebollas secas son muy higroscópicas; consecuentemente, la selección, molienda y empaque, se llevan a cabo en salas especiales, donde el aire se mantiene por debajo de 30% de humedad relativa (3, 26). 2.2.J.l. Clasificación Para cebollas en forma de hojuelas, es muy común hacer pasar el producto seco entre rodillos colocados sobre una malla vibratoria y a través de una corriente de aire. La malla remueve los finos y la corriente de aire, la vaina o cascara seca que pudiera haber quedado (J, 26). Si la cebolla es troceada o granulada, se clasifica en un cernidor o tamiz que separa aquellas partículas que están fuera del calibre especificado en la norma de calidad. (En el Apéndice B de este trabajo pueden encontrarse las normas de calidad dadas por la O.G .N. para la cebolla deshidratada en sus diferentes presentaciones) . 2.2.J.2. Molienda Si se desea obtener cebolla deshidratada en polvo, no es necesario remover las capas externas del bulbo fresco antes del secado. Siempre existirá una cantidad considerable de éstas en el producto seco. Para pulverizar éste, las partículas se pasan a través de un molino de martillo hasta alcanzar el tamaño de malla deseado (26). 2.J. PRESERVACION DE PRODUCTO DESHIDRATADO 2.3.1. FORMAS Y MATERIALES DE EMPAQUE Todo material para el envase de una especia, debe cumplir con tres requisitos. Estos son: 48 a) Mflxima impermeabilidad posible a gases, luz y vapor de agua b) Resistencia frente a las posibles accione~ de las especias molidas qur podrian poner en libertad alglin componente del material de envase c) No formar combinación con algún componente del producto (7). Para este tipo de productos, se usan tres tipos de empaque: contensores rigidos, bolsas flexibles y cajas de cartón. Dependiendo de la presentación y el uso del producto, será el empaque empleado; por ejemplo, si se trata de cebolla que se empleará en forma pulverizada o granulada como condimento, lo apropiado es envasar en frascos de vidrio en los cuales no perderá fácilmente sabor y/o aroma, y de los cuales se sirve fácilmente a través de perforaciones practicadas en tapas de plástico moldeado, insertadas en la boca del contensor (22). Hasta hace poco, para usos institucionales y militares, la cebolla deshidratada se empacaba en latas del número 10 selladas herméticamente (26), aunque este material ha sido desplazado ya por los contensores termoplásticos como los de polietileno duro y blando, de propíleno, de cloruro de polivinilo y de poliamida. En la Fig. No. 9 se muestran las diferentes permeabilidades al vapor de agua de diferentes polimeros utilizados para el empaque de especias y condimentos, observándose que los polietilenos de alta y baja densidad son efectivas barreras contra la humedad, además de ser los materiales plásticos transparentes más conocidos, y los de menor precio (7, 22). Por su parte, el polietileno de baja densidad posee una fuerza moderada y una elevada estabilidad al calor, además de que facilita y asegura el transporte, y protege contra la contaminación y contra los daños y degradaciones. El producto envasado en este material ocupa menor espacio y facilita el translado, reduciendo sus costos (22). 49 "' o PERMEABILIDAD AL VAPOR DE AGUA 40- 30- 20- 10 - o Cantidad difundida en g/m2 cada 24 hrs. Humedad relativa: 85%, T • 2o·c, Espesor • 40 mmlcras 2 3 4 5 1. Nitrato ds Goluloss (NO) con rsvsstlmlonto ds 26 mlllm/crss 2. Cloruro ds pollvlnllo (PVG) s. Pollsstlrsno (PS) 4. Polletlleno de bs/s densidad (LDPEJ 6. Pol/atllano de sita densidad (HOPE) IJ, Pollpropl/sno (PP) 7. Pollsmlds (PAJ e. Ptsrsftslsto ds pollstllsno (PETP) 9. Pollcsrbonsto 10. LSmlnss soldsdes ds PETP 11. LSmlnss soldsdss ds NO 12. LSmlnss soldadas do PETP con rovsstlmlonto do PVG 6 7 8 g 10 11 12 13 Figura No. 9 En México, el empaque primario más empleado es el polietileno de baja densidad, y se emplean como empaques secundarios para transporte, el denominado papel Kraft de cuatro capas con bolsa interior de polietileno para el caso de producto granulado o pulverizado, y cajas de cartón corrugado sencillo, recubiertas de papel Kraft y también con bolsa interior de polietileno (47). Muchas veces, la adición de un agente desecante, tal como lo es el óxido de calcio, en paquetes o en forma de pastillas, a las latas o frascos del producto seco, es muy eficaz para disminuir el contenido de humedad del producto, y por lo tanto, para retardar su deterioro (5). 2.3.2. ALMACENAMIENTO La cebolla deshidratada se conserva tanto mejor cuanto mas baja es la temperatura mientras dura su almacenamiento. En cuanto a la humedad relativa, sólo es posible moverse dentro de ciertos limites: si es demasiado alta, pueden producirse fácilmente alteraciones de etiología microbiana; si es demasiado baja, las pérdidas por desecación son mayores. Los locales, por tanto, deben ser secos, frescos y bien ventilados, procurando que el producto quede preservado de la luz solar y del polvo y no próximo a otros alimentos a los que fácilmente pueda transmistir olores. La cebolla deshidratada que lleva mucho tiempo en el almacén se distingue de la llegada recientemente, porque ha perdido gradualmente su aroma, y lo exhala débilmente. Como ha perdido su poder bactericida, es más susceptible al ataque de microorganismos, que son luego transladados a los alimentos a que se incorpora (7). se desea una temperatura relativamente baja de almacenamiento debido a que una temperatura más elevada favorece la pérdida de componentes volátiles, y una humedad baja para evitar la aglomeración de las partículas de producto, y la multiplicación de microorganismos, ambos factores que influyen en la calidad del producto. 51 Las limitaciones de la vida titil de este tipo de productos se establecen principalmente por el crecimiento microbiano, por la actividad c'lzimática, por reacciones de obscurecimiento no enzimático, y por la pérdida de nutrientes (JJ). 2.J.J. ALTERACIONES QUE SUFRE LA CEBOLLA DURANTE LA DESHIDRATACION, Y LA CEBOLLA DESHIDRATADA DURANTE EL ALMACENAMIENTO Estos cambios o alteraciones que sufre la cebolla durante el procesamiento, y más tarde, durante el almacenamiento, son: a) Pérdida de la habilidad para la completa rehidratación. Por lo general, un vegetal sometido a un proceso de deshidratación, pierde su facultad de rehidratarsa en un 100% con respecto a la base húmeda original. Se ha dicho que la reducción de la humedad final durante el secado de las vegetales deshidratados por abajo de un 4 a un 6% de humedad, incrementa aún más la dificultad de rehidratación (26). b} Pérdida de constituyentes volátiles. Cuando el agua es evaporada de un producto alimenticio, en este caso la cebolla, el vapor desprendidc invariablemente acarrea por lo menos trazas de los otros constituyentes volátiles de alimento fresco. ordinariamente., en la cebolla, asi como en el ajo, la consecuencia es una pérdida irreversible de los constituyentes volátiles responsables del sabor y aroma caracteristicoG (26). c) Destrucción de Vitamina c. Probablemente la e, es la más sensible de todas las vitaminas contenidas en los alimentos. Es hidrosoluble y es rápidamente destruida por el calor y por la oxidación. Las pérdidas de ácido ascórbico durante el proceso varian de 10 a 50%. El empaque tiene la única función de preservar la vitamina que no 52 fue destruida durante el proceso (33). sin embargo, en el caso de la cebolla, la pérdida de tal nutriente no puede considerarse como una baja en la calidad del producto deshidratado, debido a su empleo no como nutrimento, sino como ingrediente saborizante (32). d) Obscurecimiento no enzimático. La mayoría de los vegetales deshidratados y prácticamente todos los productos de humedad intermedia, son sujetos al obscurecimiento no enzimático. La reacción es consecuencia de la actividad de agua del alimento en si. Tal reacción aumenta su velocidad proporcionalmente con el contenido de humedad del alimento. Este mecanismo puede controlarse mediante el empleo de empaques flexibles plásticos para los productos sujetos a él (23, 27, 33). e) Actividad enzimática. La deshidratación de los productos vegetales para evitar deterioros de origen microbiano, trae como consecuencia la reducción de la actividad enzimática. Las reacciones enzimáticas (entre ellas las llevadas a cabo por enzimas responsables del obscurecimiento enzimático, tales como la polifenc.1loxidasa y la ascorbinasa) en productos alimenticios cesan cuando la concentración de humedad en el alimento es menor que la monocapa. La causa aparente es la pérdida de movilidad del substrato, y la función del empaque en este caso es la de impedir el paso del vapor de agua al interior a modo de imposibilitar al máximo esta alteración (23, 33). f) Actividad microbiana. La actividad de agua de los alimentos deshidratados determina los limites minimos de agua disponible para el crecimiento microbiano. La mayoría de las bacterias no crece a un Aw menor de 0.91 y los hongos interrumpen su crecimiento a un Aw menor de o. so. En general, la Aw minima pa;a la producción de toxinas es frecuentemente más alta que para el crecimiento del microorganismo toxigénico. Este fenómeno representa un importante factor de seguridad para alimentos deshidratados y de humedad 53 intermedia. También el empaque debe, por tanto, evitar el paso de vapor de agua al interior (33). No sólo la humedad presente influye en la actividad microbiana del producto final: también influyen la calid~d microbiana de la materia prima, los pretratamientos tales como el pelado y el lavado (no se emplea el escaldado debido a la naturaleza enzimática de la producción del sabor y aroma de la cebolla) , el tiempo lag previo a la deshidratación, las condiciones durante el almacenamiento y las condiciones generales de higiene durante el mismo (34). Con las técnicas modernas de secado, los organismos significativos en cebolla deshidratada son aeróbicos formadores de esporas, puesto que los no formadores de esporas son eliminados efectivamente sin la necesidad de un escaldado. No se presentan Salmonella, clostridium ni staphylococcus aureus, y los coliformes que se encuentran no son resultado de la presencia de ~ ~, sino de especies no dañinas normalmente presentes en el suelo y en el polvo (34). 54 CAPITULO 3 MATERIALES Y METODOS CAPITULO 3 7 occ LES . METODOS La materia prima empleada para el desarrollo de este trabajo fue cebolla de una variedad híbrida de bulbo blanco, llamada 11-8, obtenida del Centro Agrícola Experimental del Bajío en Roque, Guanajuato, variedad que por sus características agricolas y químicas, es muy similar a la variedad White Creole (también conocida como Criolla Blanca), que es una de las variedades más empleadas actualmente para deshidratar, debido a su alto contenido de sólidos totales y a su elevado poder odorífico. Es una variedad blanca, redonda y posee un diámetro promedio de 8 cm. El trabajo experimental se dividió en tres etapas: - La deshidratación de la materia prima, que a su vez se subdivide en: operaciones preliminares al secado, secado y operaciones posteriores al secado. - Almacenamiento del producto deshidratado. - Análisis físicos y químicos tanto de la materia prima como del producto deshidratado. 3.1 DESHIDRATACION Las operaciones preliminares al secado consistieron en: a = Selección de la materia prima, eliminando las cebollas en mal estado (germinadas, golpeadas, enmohecidas). b) Lavado exhaustivo. Cc) Mondado: Se eliminaron manualmente las coronas y las raíces, así como las escamas secas externas. a) Rebanado: Se cortaron las cebollas en un rebanadora para vegetales, en rodajas de 5 mm. de espesor. La deshidratación se realizó en dos equipos pequeños para laboratorio: a) Una tolva estacionaria tipo "bin" que emplea aire caliente con una temperatura de 45” C, a una velocidad de 4 m/s. La tolva tiene capacidad para aproximadamente 2.5 Kg de producto fresco por corrida, el cual se colocó sobre una 55 MATERIALES y ~ a ateria r a pleada ara l sa ro lo e ste ajo e bo la e a ri ad i rida e lbo l co, la ada -e, tenida el entro gricola xperi ental el ajio oque, uanajuato, ri ad e or s racterísticas rí olas i icas, s uy ilar ri ad hite reole a bién ocida o rio la l nqa) , e s a e s ri ades ás pleadas l ente ara shidratar, bido lt tenido e li os t les ado der orifico. s a ri ad l nca, nda s e n i etro edio e e . l ajo eri ental i idió s as: a shidratación e ateria ri a, e ez divide : eraciones r l inares l ado, do eraciones steriores l ado. l acenamiento el ducto zhidratado. nálisis i s i icos to e ateria r a o el ducto shidratado, .1 I TACION as eraciones r l inares l do nsisti ron : ) el cción e ateria ri a, i i ndo s bo las al t o inadas, l eadas, ohecidas). ) avado haustivo. e ondado: e i aron anualmente s r nas s fees, si o s rnas as ternas. d) ebanado: e rt ron s o las n adora ara getales, ajas e m. e esor. a shidratación li ó s uipos ueños ara ratorio: ) na l a t i naria o 11 in" e plea ire li nte n a peratura e 5• e, a l ci ad e /s. a l a e acidad ara adamente .5 g e ducto o or rrida, l al l có bre a malla circular con un diámetro de 38 cm., de manera de acomodar la cebolla en un lecho de aproximadamente 4 cm. de altura. El tiempo de deshidratación para cada corrida fue da unas 4 y media horas. b) Un túnel de 4 charolas fijas en donde se hizo circular aire a una velocidad de 2. 5 m/s, y a una temperatura de 50 •e, con capacidad para aproximadamente 480 g. de materia prima distribuidos en las cuatro charolas de malla, de unos 3 O x 2 o cm. cada una. El tiempo de deshidratación por corrida fue de seis horas. En ambos tipos de secador, el proceso se prolongó hasta lograr una humedad menor del 5%. En promedio, por cada kilogramo de materia prima, se obtuvieron 160.44 g de cebolla deshidratada, siendo el rendimiento de 16.044%. Durante el proceso de eliminación de corona y raices, descamado, rebanado y eliminación de partes golpeadas o amarillentas, se pierde aproximadamente el 16% del peso total de las cebollas; es decir, sólo se aprovecha para deshidratar un 84% del peso total de las cebollas en fresco. El producto ya seco, se pulverizó en una procesador de alimentos de uso doméstico, hasta dar lugar a un producto homogéneo. 3.2. ALMACENAMIENTO Ya pulverizado polietileno de baja el producto, densidad, y se empacó en bolsas de estando almacenó a tres diferentes temperaturas: 4, éstas cerradas, se 20 y 35 ·c (ésta última en incubadora Hotpack), para determinar cambios en la estabilidad durante su almacenamiento hasta un tiempo de tres o cuatro meses, mediante determinados análisis practicados a éste. 3.3 DETERMINACIONES ANALITICAS Los análisis realizados a la materia prima fueron los siguientes: 56 - Humedad Cenizas - Acidez Color Pungencia Para el producto deshidratado, los análisis fueron: Humedad Cenizas Extracto etéreo Acidez Pungencia Color Pruebas de rehidratación Todos los reactivos empleados para los análisis de la materia prima y del producto, fueron de grado analítico. Asimismo, todos los análisis se realizaron por duplicado. Las técnicas analiticas empleadas, se describen a continuación. 3. 3 .1. HUMEDAD El método de humedad para la materia prima fue el mismo descrito por Roch Abiega (43) para ajo fresco, técnica que se aplica también para el caso de la cebolla. Según la referencia, se someten a una acción de molienda en una licuadora, durante tres minutos, 50 gramos de cebolla fresca y 100 ml. de agua. De la suspensión resultante, se pesan aproximadamente 10 ml. en una charola de aluminio previ~mente tarada, la cual se introduce a una estufa de vacio a so· e y 4 pulgadas de Hg (100 mml!g.) de presión absoluta, hasta peso constante (tarda seis horas aproximadamente dentro de la estufa). El contenido de humedad en base húmeda está dado por la siguiente expresión: % H 57 AC/B)-D AC / B X 100 en donde: A = Peso de la alicuota de la suspensión B = Peso de la suspensión e= Peso de la cebolla fresca D= Peso final ( peso seco ) La estufa empleada fue una estufa de vacio marca Presición. El método de humedad para el producto deshidratado fue el que sugiere la ADOGA American Dehydrated onion and Garlic Association). Consiste en poner a peso constante charolas pequeñas de aluminio. En ellas, se pesaron por duplicado dos gramos de muestra seca y se introdujeron a la estufa de vacío a 70 ·e y a una presión no mayor de 100 mmHg .. , durante un periodo mínimo de 6 horas después de las cuales se dejó enfriar y se pesó. La humedad fue calculada mediante la siquiente expresión: en donde: % H A ~ B X 100 A Peso original de la muestra B Peso de la muestra seca La determinación de humedad para la cebolla en fresco se realiza con el fin de conocer la calidad de la cebolla y determinar si es o no una variedad apta para deshidratar. Por ejemplo, mientras más elevado sea su contenido de humedad, menor será el de sólidos totales, y menor será su rendimiento, por lo que no será una variedad adecuada para la deshidratación. La finalidad de conocer la humedad del producto deshidratado se debe a factores deteriorativos, puesto que a mayor humedad del producto, mayor será la proliferación de microorganismos y se verán favorecidas las reacciones de obscurecimiento no enzimático y enzimático, presentando por todo ello un aspecto desagradable y apelmazado. 58 3.3.2. CENIZAS El método de cenizas empleado para atnbc~ casos (cebolla en fresco y deshidratada) fue el sugerido por la AOAC: se pesaron 2 q. de cebolla y se carbonizaron sobre la flama de un mechero; se incineraron las muestras en una mufla a 550 - 570 •e durante una hora, como mínimo. Después de enfriarse en un desecador, se pesaron las muestras. La ecuación para determinar cenizas es la siguiente: en donde: % Cenizas ( A + B ) - A X 100 c A = Peso del crisol B = Peso de las cenizas e = Peso de la muestra tomada El contenido de cenizas de la cebolla deshidratada es un factor de calidad, principalmente. En este caso, el objetivo del análisis es evaluar la calidad del producto de acuerdo a la norma establecida. En el Apéndice B, se pueden encontrar las normas de calidad para cebolla deshidratada, en donde aparecen los valores dados para algunos parámetros como humedad y cenizas (45). 3.3.3. EXTRACTO ETEREO El extracto etéreo para el producto deshidratado se determinó mediante el empleo de un aparato de extracción tipo Soxhlet, empleando como solvente éter de petróleo. En el cartucho del extractor se colocaron 2 g. de muestra seca. El porciento de extracto etéreo se calculó de la siguiente manera: % :::.e. = ~ x 100 c 59 muestra tomada La determinación del extracto etéreo en el producto deshidratado, es una medida de la calidad odorífica, en donde se evalúa la pérdida de constituyentes volátiles responsables del olor y sabor característicos de la cebolla, a lo largo del período de almacenamiento. 3.3.4. ACIDEZ La acidez se determinó mediante una titulación, empleando como titulante NaOH 0.1 N y como indicador fenolftaleína al 1%. La acidez se expresa en porciento de ácido cítrico mediante la siguiente expresión: % Acido cítrico = (m1. titulante) (N titulante) (0.06404) peso de la muestra (9) x 100 En donde: z 8 Normalidad 3.3.5. COLOR El color se determinó mediante un espectrofotómetro de reflectancia marca Agtron, en donde el cero de reflectancia corresponde al filtro de color negro, y el 100% corresponde a un filtro totalmente blanco. La determinación del color en unidades de reflectancía se realiza a fin de evaluar la variación de éste a lo largo del almacenamiento y conocer, por consiguiente, si han habido reacciones de obscurecimiento, o decoloración debida a la deshidratación. 60 en donde: A = Peso del matraz después de la extracción B = Peso inicial del matraz e = Peso de la mu~r,tra ada a t inación el tracto t reo l r ducto s i ratado, s a edida e li ad orifica, nde altla rdida e nstit yentes olátiles nsables el l r or racterísticos e bolla, o el eri do e acenamiento. J.J.4. I EZ a i ez t inó ediante a l ción, pleando o te a H .1 o i ador olftaleina l . a i ez resa rciento e i o í ico ediante iente presión: % Acido citrico n nde: l. te) te) 404) x 0 eso e uestra g) N = ormalidad J J .s. LOR l lor t inó ediante n t f t etro e f t ncia arca gtron, nde l ro e f t ncia onde l o e lor egro, l onde n ente l nco. a t inación el lor i ades e f t ncia aliza e l ar riación e ste o el acenamiento ocer, or siguiente, i an bido cciones e scurecimiento, coloración ebida shidratación. J.J.6. PRUEBAS DE REHIDRATACION En esta técnica, se pesaron de 2 a 10 gramos del material seco, los cuales se c-:0J.ocaron en vasos de precipitados de 500 ml. y se añadió un volúmen de 150 ml. de agua destilada; cubriendo con un vidrio de reloj, se llevó a ebullición en tres minutos y se dejó hervir durante 5 minutos más. Se filtró en el aparato de Buchner empleando papel Whatman del No. 4, hasta que casi paró el goteo. Después en términos de razón rehidratación y porciento de pesar, la rehidratación se calculó de rehidratación, coeficiente de de agua contenida en el material rehidratado, mediante las siguientes expresiones: * Razón de rehidratación = a : b en donde: a = Peso de la muestra seca en donde: en donde: b Peso drenado de la muestra rehidratada * Coeficiente de rehidratación: c.r. A 100 - B ) c - o ioo A = Peso drenado del material rehidratado B = Contenido de humedad de la muestra antes de secar e = Peso de la muestra seca tomada para rehidratación O = contenido de humedad en la muestra seca Porciento de agua en el material rehidratado: % Agua = ~ x 100 A A = Peso drenado del material rehidratado E = Contenido de materia seca de la muestra tomada La técnica empleada es la recomendada por la ADOGA. 61 efecuada incorporación en una alimento. 3.3.7. PUNGENCIA La pungencia se conoce mediante una determinación de ácido pirúvico por la técnica espectrofotométrica dada por Schwimmer y Guadagni, 1962 (38); Schwimmer y Venstrom, 1964 (39); Schwimmer y Weston, 1961 (40). Este método analítico se basa en la cuantificación del ácido pirúvico producido por la reacción enzimática que libera a los componentes responsables del factor lacrimógeno, olor y sabor característicos de la cebolla. Dicho producto no es responsable de estas características, pero tiene una relación estequiométrica con el factor lacrimógeno de acuerdo a la siguiente reacción: » ' R- SCH, CHNH + CH £cooH ¿“00H + H¿0 ——-—> [RSOH] + NM y (derivado de sulfóxido (precursor (ácido de L - cisteína) odorifero) pirúvico) El método determina grupos carbonilos, que se calculan en base al ácido pirúvico formado, producto primario de la reacción enzimática responsable de la pungencia; puesto que el ácido pirúvico es muy estable, su determinación cuantitativa representa una medida indirecta de la intensidad aromática, más sencilla y rápida que la cromatográfica y más objetiva que la sensorial. El trabajo experimental de Schwimmer y Guadagni, 1962 (38), ha demostrado que existe una estrecha correlación (0.97) entre el contenido de ácido pirúvico y la intensidad aromática evaluada organolépticamente. Alrededor del 95% de la máxima cantidad total de ácido pirúvico enzimático es producido durante los primeros seis minutos después de que la cebolla ha sido estrujada. En general, las 62 Las pruebas de rehidratación son procedimientos sencillos para conocer la capacidad de retención de agua por las particulas de producto deshidratado, o bien, la capacidad de rehidratación para su P.~ecuada r oración a ento. . .7. ENCIA a ngencia oce ediante a t inación e i o i vico or ica ctr f t étrica da or ilnmer uadagni, 62 8); i mer enstrom, 64 9); i mer eston, 61 0). ste étodo alitico asa antifi ación el i o i vico ucido or ción zi ática e ra s ponentes nsables el tor i ógeno, l r or racteristicos e bolla. icho ducto o s nsable e tas racteristicas, ero e a i n c i étrica n l tor a im geno e erdo iente ción: o 11 - 2 CHNH 2 COOH ri do e l ido e i t i a) o " H 2o ~ H] l!H 3 fCOOH ursor i o orifero) i üvico) l étodo t ina pos r onilos, e l lan ase l i o i vico ado, ducto r ario e ción zi ática nsable e ngencia; esto e l i o i vico s uy t ble, t inación antitativa r senta a edida irecta e si ad ática, ás ci la ida e atográfica ás jetiva e sorial. l ajo eri ental e i mer uadagni, 62 8), a ostrado e iste a t ha rr l ción . 7) tre l tenido e i o i vico si ad ática al ada olépti a ente. lr dedor el e áxi a ti ad tal e i o i Uvico i ático s ucido rante s eros is inutos s ués e e bo la a o t jada. n neral, s cebollas se clasifican en base al contenido de ácido pirúvico enzimático, como sigue (Schwimmer y Weston, 1961 (40)): mmol. de ácido pirúvico enzimático 2 - 6 7 - 12 13 - 20 3.3.7.1. Metodología caracteristica de pungencia débil media fuerte Por este método se analizó un lote de cebolla fresca (cebolla variedad 11-8) y la cebolla deshidratada obtenida de las tres condiciones diferentes de almacenamiento. * Elaboraci6n de la curva de calibración La curva de calibración se preparó con solución de piruvato de sodio, y el testigo con agua. Para la obtención de los valores para la curva de calibración, se necesitó saber las concentraciones de las soluciones de piruvato, y por tanto, se partió de una solución con una concentración de: 4 f'moles = 0.044 g de piruvato de sodio en 100 ml de agua destilada Esta solución se diluyó a su cuarta parte para obtener una concentración de 1 mol/ml. , de la cual se tomaron alicuotas de diferentes volúmenes que se aforaron a 10 ml. con agua, sirviendo la concentración de la dilución final para la elaboración de la curva (solución A). ,u mol mr: (Vol. de la alícuota en ml.) ( l ;•mol/mol.) 10 rol. Los datos obtenidos para la elaboración de la curva de calibración, pueden encontrarse en el Apéndice A, al igual que la curva obtenida usando piruvato de sodio como estándar. En ella se graf ican absorbancia contra rnicromoles de piruvato en la solución 63 cromogénica final. La técnica empleada para la elaboración de la curva de calibración fue la siguiente: l ml. de solución A + 1 ml. de 2,4-dinitrofenil hidrazina al 0.0125% en HCl 2N + l ml. de agua Incubar a 37 "C/ 10 min. l + s ml. de NaOH 0.6 N Leer la absorbancia a A~ 420 nm. * Preparación de las muestras de cebolla: a) Cebolla fresca: 500 g. de cebolla + 500 ml. de agua Moler 4 min. en licuadora 1 Reposar 15 min l Alicuota de 10 g. de sobrenadante Reposar 60 inin. ¡ 10 ml. de ácido tricloroacético (ATC) al 5% Filtrar ~ 100 ml. de agua l Filtrado: Tomar al1cuota de l ml. para determinar ácido pirúvico, en lugar de solución A de 64 piruvato de sodio, por la misma técnica empleada para la elaboración de la curva. b) Cebolla deshidratada: La técnica para la preparación de la muostra es la misma que para la cebolla fresca, con la diferencia de que en el primer paso, se muelen en la licuadora, poco a poco, 100 g. de producto deshidratado, junto con 700 ml. de agua, para permitir una suspensión homogénea después de rehidratado el producto seco. Después de este paso, la técnica es la misma que para cebolla fresca. La determinación espectrofotométrica de ácido pirúvico presente como sub-producto al llevarse a cabo la reacción enzimática resultado de la ruptura mecánica de los tejidos de la cebolla, es una medida confiable y relativamente sencilla del poder odorifico o pungencia de este vegetal. El objetivo de cuantificar el ácido pirúvico para cebolla fresca, es conocer la calidad de ésta como materia prima para la deshidratación, pues mientras mayor sea el valor para la pungencia, mejor será el producto, debido a que durante el procesamiento, se pierde gran parte de los componentes responsables del olor, sabor y acción lacrimógena, y a que este vegetal deshidratado se emplea, por lo general, en la formulación de productos alimenticios como ingrediente saborizante. En la Fig. No. 10 se muestra un diagrama de bloques de las operaciones llevadas a cabo para la realización del trabajo experimental. 65 bloques da las operaciones llevadas a cabo en 6l laboratorio. [ SELECCION DE MATERIA PRIMA | ELIMINACION DE CORONA, RAICES Y ESCAMAS SECAS EXTERNAS DESHIDRATACION REDUCCION DE TAMANO EMPAQUE ALMACENAMIENTO ANALISIS DE LA ANALISIS DEL MATERIA PRIMA: PRODUCTO DESHIDRATADO: * Humedad * Humedad * Cenizas * Cenizas * Acidez * Extracto etéreo * Color * Acidez + Pungencia x* Color * Pungencia k Pruebas de rehidratación 66 FIGURA No. 10: Diagrama de ~loquea e l s eraciones lle das a o~ el l~oratorio. CI N E ATERIA I A LAVADO l I CI N E RONA, I ES AS AS NAS ALISIS E ATERIA I A: u edad c izas cidez olor ngencia REBANADO I TACION CION E ANO E P QUE ACENAMIENTO ALISIS EL UCTO I TADO: edad enizas xtracto etéreo cidez c lor Pu encia ruebas e i ratación CAPITULO 4 RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS CAPITULO 4 - RESULTADOS Y DISCUSION DE RESULTADOS 4.1. RESULTADOS Los resultados de todos los análisis excepto los de la determinación de pungencia, se muestran en forma tabular y en forma gráfica para Cada uno de ellos practicados tanto a la materia prima como al producto deshidratado. Puesto que cada análisis se realizó por duplicado y, en algunos casos, por triplicado, cada valor considerado es el promedio de cada grupo de resultados. 4.1.1. Resultados de la determinación de pungencia Los resultados para la determinación de la pungencia mediante el método de la determinación de ácido pirúvico, fueron los siguientes: 1) Para cebolla fresca variedad 11- 8: - Valores de absorbancia obtenidos: a) 0.427 b) 0.422 - Valor medio para la absorbancia: 0,4245 - Interpolando, la concentración correspondiente al valor de absorbancia, teniendo en cuenta que para la obtención de las lecturas hubo de diluirse a la mitad de su concentración, es la siguiente: 0.545 Mmmol/ml. - De acuerdo a la ecuación: jÁmol ác. pirúvico _(«“mol de ác. pirúvico) (120 ml) 2 g. de cebolla (m1. de filtrado) (10 9.) en donde el número 2 que aparece al final, en el numerador, es el coeficiente correspondiente a la dilución necesaria para poder obtener las lecturas de absorbancia dentro del rango de la curva de calibración, se obtiene que el valor de pungencia para la cebolla fresca es de 13.08 pmoles de ácido pirúvico por gramo de cebolla fresca. 67 ~ ~ - RESULTADOS X orscusroN m;; RESULTADOS . l. DOS os r lt dos e t os l s álisis cepto l s e l t r inación e ngenci a, e uestran n f r a t ular n f r a ráfica ara c da no e ll s r cti ados t to l ateria ri a o l r ducto shidratado. uesto ue da álisis e lizó or plicado , n l nos sos, or t i li do, da alor nsi erado s l r edio e da r po e r s lt dos. . .1. esultados e l eter inación e ngencia os r s lt dos ara l t r inación e l ngencia ediante l étodo e l t r inación e i o i vico, f ron l s i ientes: l) ara bolla fr sca ari ad 1- : - alores e sorbancia tenidos: ) . 27 ) 0.•122 - alor edio ara l sorbancia: . 45 I t r lando, l ncentración rr ondiente l alor e sorbancia, t i do n enta ue ara l t nción e l s l t ras bo e il irse a l itad e ncentración, s l i iente: . 45 ¡t ol/ml. e erdo l ación: J:'lllOl c. i vico . e bolla ={!< ol e c. i vico) ( 0 l) ( l. e filtr o) ( 0 g.) en nde l nu ero 2 ue arece l fi al, en l erador, s l eficiente rr ondiente l il ción ecesaria ara der tener l s l t ras e sorbancia entro el r go e rva e li ración, se tiene ue l alor e ngencia ara l bolla fr sca s e . 08 J