58

V MATERIALES Y METODOS

Materia Prima

Para la elaboración del presente trabajo se utilizó dátil maduro, variedad

Medjool, cosecha 2009, provenientes de la región de San Luis Río Colorado,

Sonora. Una vez cosechados fueron trasladados al Laboratorio de Ingeniería de

Alimentos de CIAD para su almacenamiento a 0°C, hasta ser utilizados en el

procesamiento y posterior análisis.

Caracterización de la materia prima

Los análisis de calidad, son unas de las herramientas mas utilizadas para

conocer el estado inicial de la materia prima con la que se trabaja. La importancia

de este conocimiento, radica en que al conocer las características iniciales de la

materia prima, podemos hacer un comparativo con el estado final de la misma,

pudiendo comprender más profundamente el efecto que el proceso aplicado tuvo

sobre la misma. Los análisis de calidad que fueron realizado son los siguientes:

Color (Commission Internationale de l´Eclairage CIE), Sólidos Solubles Totales

(A.O.A.C, 2000), pH (A.O.A.C, 2000), Acidez Titulable (A.O.A.C, 2000), porcentaje

de humedad con el método 394.06 (A.O.A.C. 2000), contenido de proteína

método 960.52 (A.O.A.C., 2000), contenido de ácido galacturónico (Blumenkrantz

y Asboe-Hansen, 1973) y fibra dietaria soluble e insoluble (Prosky et al.1988).

Determinación de Color

Para medir esta variable se utilizó un colorímetro Minolta CR-300 (Metrolab

Internacional), en la cual se escogieron al azar las muestras, monitoreando los

parámetros L*,a*,b*,C y h°. Estos parámetros fueron medidos de forma directa, en

donde L* es la luminosidad y cuenta con un rango de va del 0 al 100, siendo el

59

100 el blanco y 0 el negro. El parámetro a* va de verde a rojo, con un rango de 60

a -60, donde 60 es el rojo y el -60 el verde. El parámetro b* va de amarillo a azul,

con un rango similar al del parámetro a*, donde 60 es amarillo y -60 es azul. El

parámetro C*, es considerado como la intensidad de color o cromaticidad, por su

sigla en inglés, este parámetro empieza en el centro del diagrama de cromaticidad

y su valor es 0, e incrementa su calor a medida que aumenta la distancia. El

parámetro h° es el ángulo de matiz de las muestras a analizar y es expresado en

grados, donde 0° ó 360°: +a* (rojo), 90°: b* (amarillo), 180°: -a* (verde) ,270°: -b

(azul) y se basa en las siguientes formulas:

C*=((a*)2 +(b*)2)1/2 (1)

h°=(tang -1(b*/a* (2)

Sólidos Solubles Totales (SST)

El contenido de sólidos solubles (A.O.A.C., 2000), se realizó por triplicado.

Se homogenizaron 5 g de pasta de dátil con 5 ml de agua bidestilada. Se

colocaron 5 gotas en un refractómetro digital marca ATAGO, modelo PR-101,

calibrado previamente con agua bidestilada, obteniendo los °Brix en forma

indirecta.

Determinación de pH y Acidez Titulable

En la determinación de pH y Acidez Titulable, se tomaron muestras por

triplicado utilizando un titulador automático Mettler (modelo DL21 titrator),

siguiendo la técnica propuesta por la A.O.A.C (2000), en la cual se homogenizaron

10 g de dátil en 50 ml de agua bidestilada con pH de 7.0. El pH se midió en directa

del homogenizador y la acidez fue titulada con NaOH (0.1 N) reportando acidez

como porcentaje de ácido cítrico.

60

Humedad

La determinación de humedad, se realizó de acuerdo a la A.O.A.C (2000),

método 934.06. Esta medición se realizó por duplicado, con muestras de 5 g por

charola, a una temperatura de 70°C, a una presión de 13.3 kPa, durante 6 horas,

en una estufa al vacío, marca VWR Scientific Inc., (modelo VWR 1430). Los

resultados fueron expresados en porcentaje de humedad.

Proteína

Para calcular el contenido de proteína en dátil, fue necesario utilizar

muestra seca y pulverizada. Fue utilizada la metodología de la A.O.A.C. (2000)

método 960.52. La prueba se hizo por triplicado y los resultados se reportaron

como porcentaje de proteína.

Fibra dietaria Total

La metodología utilizada fue basada en la técnica de Prosky et al.1988, en

la cual se utiliza una serie de enzimas, a pH´s y temperaturas determinadas.

Debido a la acción que tienen las enzimas sobre los componentes del fruto, hay

una separación de los materiales no digeribles, los cuales se colectan

posteriormente, mediante la filtración, el residuo se seca durante toda una noche

y posteriormente el contenido de fibra se determina gravimétricamente. Los

resultados son reportados en porcentaje de fibra dietaria total (soluble e insoluble).

Contenido de ácido galacturónico

Las sustancias pécticas comprenden un grupo extenso de polisacáridos

vegetales cuya estructura básica está integrada por moléculas de ácido D-

galacturónico unidas por enlaces glucosídicos α–D-(1-4) y en las cual algunos de

los carboxilos pueden estar esterificados con metilos (Badui, 1999). La

61

*C hº

Figura 4. Diagrama de cromaticidad.

62

cuantificación de ácido galacturónico en dátil proporcionó información para valorar

el potencial que tiene dicha fruta en la formación de películas o recubrimientos

comestibles, se toma este valor como el contenido de pectina. La determinación

de ácido galacturónico se llevó a cabo por medio del ensayo calorimétrico

propuesto por Blumenkrantz y Asboe-Hansen (1973), con modificaciones a la

técnica, las cuales se basaron en el enfriamiento de los tubos antes de agregar

los reactivos, preparar las soluciones necesarias con agua HPLC, poner especial

atención en el vortex de los tubos, así como dejar en agitación durante toda una

noche la solución de borato de sodio disuelto en ácido sulfúrico al 97%.

Obtención de las pastas

La elaboración de las pastas (Figura 5) inicia con el deshuesado y

reducción de tamaño del dátil, posterior al pesado se realizó la homogenización

anexando diferentes cantidades de agua 1:1.25, 1:1.50, 1:1.75, 1:2.00 (agua:dátil).

Es en esta etapa en la que se le agrega el ácido cítrico y el sorbato de potasio.

Las pastas obtenidas son filtradas para eliminar residuos de la cáscara del fruto.

Caracterización de las pastas

Una vez obtenidas las pastas se evaluó la viscosidad, el contenido de

sólidos solubles, pH, actividad de agua y tamaño de partícula, la descripción de

las técnicas utilizadas están a continuación.

Sólidos solubles totales (SST)

El contenido de sólidos solubles totales fue medido de acuerdo a la técnica

(A.O.A.C. 2000) como se describe anteriormente en la materia prima, donde los

resultados son expresados en °Brix.

63

Figura 5. Etapas del proceso para la obtención de las diferentes formulaciones

dátil:agua de dátil variedad Medjool.

Reducción del tamaño de partícula de las

formulaciones dátil: agua, ácido cítrico (0.3%) y

sorbato de potasio (0.1%)

Filtrado de la pasta

Deshuesado y troceado

64

Determinación de pH

Al igual que los sólidos solubles el pH fue medido como se describe

anteriormente en la materia prima (A.O.A.C. 2000).

Viscosidad aparente

Este análisis se lleva a cabo con un viscosímetro marca Brookfield, modelo

HBVE115. Se realizaron pruebas preliminares utilizando diferentes azas, siendo

el aza número 2, la que se utilizó para las pruebas posteriores. Se usaron 500 g

de puré por dilución, las mediciones se hicieron por triplicado, a temperatura

constante. Los resultados son expresados en centipoise (cP).

Tamaño de partícula

Se procede a filtrar 50 g de pasta a través de 3 tamices (U.S.A. Standard

test sieve) con diferente tamaños de partícula (ASTM E-11 Specification), el

filtrado se lleva a cabo utilizando una bomba de vació y 70 ml de agua. El

remanente que queda sobre los tamices se deja secando por 12 horas a

temperatura ambiente. Transcurrido ese tiempo, los tamices se pesaron para

calcular el tamaño de partícula. Este análisis nos sirve para relacionar el tamaño

de la partícula y la retención de agua, esta característica puede influir en el

porcentaje de humedad, en la textura y en las propiedades mecánicas de las

películas (Citando a Francisco Vazquez-Laboratorio Cereales CIAD). Aunado a

ello, es necesario para establecer las variables del proceso de elaboración de las

pastas.

Actividad de agua (Aw)

La actividad de agua es la porción de agua disponible en un alimento, que

propicia diversos proceso químicos, físicos y microbiológicos, tanto favorables

65

como indeseables (Badui, 1999). Al cuantificar esta propiedad se utilizó un

indicador portable de actividad de agua, marca Rotronic, modelo HydroPalm

AW1.

Elaboración de las películas

Una vez analizados los parámetros de calidad en la materia prima, y

habiendo caracterizado las pastas, se procedió a su procesamiento para la

elaboración de películas (Figura 6).

Deshuesado: Se retiran las semillas del fruto. Una vez deshuesados se procedió

a cortar el fruto en cubos para facilitar la reducción de tamaño.

Reducción de Tamaño: Para realizar esta operación se utilizó una licuadora,

agregando agua destilada. La relación de dátil:agua fue en las siguientes

proporciones: 1:1.25; 1:1.50; 1:1.75; 1:2.00. Además se adiciona ácido cítrico

(0.3%) y sorbato de potasio (0.1%), como reguladores y conservadores y de pH

respectivamente.

Filtrado: La pasta obtenida se filtró y el filtrado se tomó como base para la

formulación de las películas y para la caracterización de las mismas.

Secado: Finalmente se colocaron 100 g sobre un plato de teflón y se sometieron a

un tratamiento térmico en una estufa a 40 °C, esto en base a lo descrito por

Ayala en el 2009, la cual elaboró películas de higo. Este tratamiento se aplicó a

las películas de dátil, durante 48 horas, este tiempo fue determinado con pruebas

preliminares, las cuales se elaboraron a diferentes temperaturas y tiempos, esto

hasta tener las condiciones óptimas.

66

Almacenado de la película: La placa de teflón se deja reposar 30 minutos a

temperatura ambiente, después de este tiempo se procedió a retirar con mucho

cuidado, evitando forzar la película. La película se cubre con papel encerado, y

posteriormente se sellaron en bolsas de plástico. Se almacenan a 25 °C dentro de

bolsas negras, para prevenir el efecto de la luz sobre las mismas.

Caracterización de las Películas

Una vez obtenidas las películas se determinó: humedad, espesor, así como

las propiedades ópticas, mecánicas y térmicas, las técnicas se describen a

continuación:

Humedad (%)

Se realizó por el método descrito por la A.O.A.C. (2000), las muestras

fueron colocadas en una estufa de vacío, marca VWR Scientific Inc., (modelo

VWR 1430) a una temperatura de 50 °C y a una presión de -60 KPa

(Kilopascales), hasta que la muestra llegó a peso constante. Los resultados fueron

expresados en porcentaje de humedad.

Espesor (mm)

Se utilizó un micrómetro manual (marca Mitutoyo Dial Tickness), el cual

fue colocado en tres posiciones diferentes sobre tiras de películas con medidas

de 1.5 cm de ancho x 7.0 cm de largo (20 tiras por concentración). Los resultados

fueron reportados en mm.

67

Figura 6. Etapas del proceso para la obtención de las diferentes películas de dátil variedad Medjool.

Dátil (Variedad Medjool)

Caracterización de la materia prima

Deshuesado

Reducción del tamaño de partícula y Formulaciones

dátil:agua 1:1.25; 1:1.50; 1:1.75; 1:2

Filtrado de la pasta

Caracterización de los filtrados

Secado de películas a 40 ºC por 48 hrs.

Caracterización de películas

68

Actividad de agua (Aw)

Se utilizó un indicador portable de actividad de agua, marca Rotronic,

modelo HydroPalm AW 1. Se colocan 2 g de película (en trozos) por contenedor,

cada muestra tarda aproximadamente 5 minutos en dar los resultados, las

mediciones se hacen por triplicado a temperatura constante.

Evaluación de las propiedades de las películas

Evaluación de las propiedades ópticas de las películas

Este análisis consistió en evaluar el color y el porcentaje de transmitancia

(%T) en las películas. El color en las películas de dátil fue medido como se

describió anteriormente para los dátiles, donde los parámetros valorados fueron

L*,a*,b*,C y h°. Para determinar el %T, se emplearon tiras de 1 cm de ancho por 5

cm de largo y para 1:1.25; 1:1.50; 1:1.75; 1:2.00, respectivamente; las cuales

fueron colocadas en un espectrofotómetro (CARY 50 UV-VIS). Posteriormente, se

realizó un barrido en un rango de 190-800 nm. Las mediciones se hicieron por

triplicado y se reportó como porcentaje de transmitancia el cual fue obtenido

directamente del software.

Evaluación de las propiedades mecánicas de las películas

Esta evaluación consistió en determinar el porcentaje de elongación y la

resistencia a la tensión utilizando un texturómetro (Textura Analyzer TA-XT2,

Textura Technologies Corp.). Para este análisis se usaron 20 tiras por cada

película, éstas tiras medían 1.5 cm de ancho por 7 cm de largo. El procedimiento

para determinar la resistencia a la tensión consistió en sujetar la tira sobre dos

placas metálicas, quedando una distancia de 3 cm entre una y otra placa. Se

obtuvo la fuerza (g) necesaria para tensar la película hasta lograr romperla por

69

completo. La elongación se calculó utilizando los datos de distancia (mm) al punto

de ruptura.

Determinación de las propiedades térmicas de las películas

Esta valoración consistió en determinar la temperatura de fusión (Tf) y la

entalpía (∆H, J/g). Para ello se empleó un calorímetro diferencial de barrido

(Perkin Elmer Diamond DSC Differential Scanning Calorimeter). Las muestras de

película (5-10mg) fueron pesadas en cápsulas de aluminio y posteriormente

selladas a presión. La velocidad de calentamiento fue de 10 ºC/minuto, en un

intervalo de temperatura de 30 a 160ºC. Se tomó como referencia una cápsula

vacía. La Tf y ∆H fueron tomadas de los termogramas generados por el software

del calorímetro diferencial.