Universidad Nacional Federico Villarreal Villarreal Facultad de Oceanografía, Pesquería, Ciencias Alimentarias y Acuicultura Instituto de Investigación PO!"C#O $" INV"%#I&ACI'N ()*+ INFORME SEMESTRAL
#iem-o de reducción decimal -ara la vitamina C, en la -ul-a de camu camu . Myciaria Myciaria dubia dubia/
Responsable: Víctor Manuel Terry Calderón, Colaboradores: Elba Adrianzen Matienzo, José Candela Díaz Adscrito: Rubén Castro Morales Alunas: !alazar !ocola, Julia Maribel, Menor A"uirre, !andra #izet
#$MA%&ER' ()*+ Proyecto de Investigacioó Investigacioó n Paógina 1
#iem-o de reducción decimal -ara la vitamina C, en la -ul-a de camu camu (Myciaria dubia) RESUMEN La vitamina C es un micronutriente básico en la alimentación humana al estar asociada a la síntesis de diferentes moléculas de importancia en la salud humana, y a su efecto antioxidante relacionado con la reducción del riesgo de contraer diferentes tipos de cáncer, como lo evidencian diferentes estudios epidemiológicos. La concentración final es considerada como indicador de calidad nutricional durante el procesamiento y almacenamiento de los alimentos. La evaluación de la cinética de degradación térmica de la vitamina C en extracto acuoso de camu camu para un rango de temperatura entre 7 y ! ", fue llevado a cabo, durante #,$#,% y & minutos, en e'uipo calefactor de ba(o de agua caliente, después del tratamiento térmico se determinó el empleando la )odometría la concentración de vitamina C, en muestras. *espués de los tratamientos térmicos +7, y ! -C, la concentración de la vitamina C en los extractos acuosos de camu camu disminuyó de $/, hasta 0#/ en & minutos a 7 "C, de $/ hasta %!,7/ en & minutos a "C y de $/ hasta $,$/ en & minutos a temperatura de !"C, y con la información obtenida por los experimentos se determinan las constantes cinéticas de destrucción térmica de la vitamina C, en camu camu, donde el tiempo de reducción decimal va desde
D(70ºC): 92 min, D(80ºC):57,5 min y
D(90ºC):41.82 min, la energía de activación, Ea = 9766,1 cal/mol y el valor Q10 : 1,2 respectivamente. Lo cual se determina 'ue después de los tratamientos térmicos se presenta una reducción en su contenido incrementarse la temperatura y el tiempo del proceso térmico, y donde los parámetros cinéticos de este antioxidante se a1ustaron a una cinética de primer orden y a la ecuación de 2rrhenius.
Proyecto de Investigacioó n Paógina 2
INTRODUCCION
*urante el procesamiento de las frutas y hortali3as, este importante compuesto bioactivo se altera fácilmente por la acción de la temperatura, la lu3, los cambios de p4 y los iones metálicos +5obertson 6 amaniego, $!8. La degradación de este antioxidante durante el procesamiento de los alimentos vegetales ha sido registrada previamente en diversas investigaciones +9ernánde3 et al., %$$: ;eorgé et al., %$$: ;arcía,
eruana destacables se tiene al Camu? camu +Myciaia !"#ia $.%.&.) pues es de gran importancia comercial por su alto contenido de vitamina C +ácido ascórbico, de aproximadamente % mg@$g de pulpa fresca, concentración ostensiblemente superior al de otros frutos +naran1a con !% mg@$g de pulpa y limón con 00,% mg@$ g de pulpa y hortali3as del mundo, lo 'ue le confiere gran potencial económico en la 2groindustria, pues se sabe segAn Billachica, +%, 'ue la vitamina C interviene en la totalidad de nuestros metabolismos síntesis del colágeno, síntesis hormonales, estimulación de la cicatri3ación y propiedades antioxidantes.+ 5amos et al.,%#
=xisten estudios 'ue demuestran 'ue la degradación del ácido ascórbico sigue una cinética de primer orden. =ntre ellos los traba1os de Dalet3Eo y Labu3a +$!78, aguy et al., +$!7. in embargo, se ha reportado 'ue la cinética de primer orden es válida Anicamente en los casos de degradación totalmente aeróbica o totalmente anaeróbica: en situaciones intermedias la reacción depende de las concentraciones de oxígeno y ácido ascórbico, segAn lo indicado por ingh et al., +$!78.
=studios cinéticos de la degradación térmica de este compuesto bioactivo en diferentes productos alimentarios revelan 'ue responde a una cinética de primer orden. 2 pesar de estos estudios, aAn no existen investigaciones tendientes a evaluar la cinética degradación térmica de la vitamina C durante el procesamiento Proyecto de Investigacioó n Paógina 3
de los frutos del camu camu, información de interés en el dise(o de nuevos procesos 'ue permitan obtener altos niveles de retención de este importante antioxidante. en consecuencia,
Fodos los tratamientos a excepción de Gfruto congeladoH y Gfruto?escaldado? congeladoH, muestran una importante pérdida de Bitamina C al primer mes de conservación, observándose después una disminución de esta pérdida para todos los tratamientos. +5amos et al.,%# =l tratamiento por Gebullición a presión atmosféricaH concentró en $,! veces el contenido de vitamina C en pulpa de camu?camu con respecto al inicial y en &7,# / en volumen, se obtuvo sabor extremadamente ácido, sin embargo, el color y consistencia se vieron alterados. .+5amos et al.,%#
=l ob1etivo de la presente investigación fue evaluar la cinética de degradación térmica de la vitamina C en frutos de camu camu, en un rango de temperaturas de 7 -C a !"C, por tiempo definidos entre y & minutos, determinando sus constantes cinéticas como la velocidad constantes deterioro + ' , el tiempo de reducción decimal + D, el valor + , la energía activación + Ea y el valor Q10
MATERIALES Y METODOS
*esarrollado en el periodo académico %$7 y el Laboratorio de tecnología de alimentos, de la 9acultad de Iceanografía, >es'uería, Ciencias alimentarias y 2cuicultura La investigación es del tipo experimental y aplicada, donde se aplican valores obtenidos en el laboratorio donde se estudia el deterioro de la vitamina C por efecto del calor y del tiempo
Proyecto de Investigacioó n Paógina 4
Materiales y métodos
='uipos balan3a de precisión de .$ g. termómetro a $$# "C. ortilla, ara una reacción de primer orden se tiene la siguiente diferencial de orden uno donde para un tiempo t: la concentración inicial C Co
%
dC dt
n
k
-.t
La ecuación integrada de primer orden tiene la siguiente solución general C Co-e k . t ,
+$
La ecuación de icolás 2rrhenius, 'ue relación la temperatura con la constante de velocidad de degradación de la vitamina C Ln k Ln Ko
Ea *
R Ta
+%
Proyecto de Investigacioó n Paógina 5
=l valor M$, relaciona para una diferencia de $ "C las constantes de velocidad de deterioro +E. *)
Q*)
k ( k *
T ( T *
+&
=l Balor N, la constante de resistencia térmica Z *)
Ln.*),
Ln.Q*) ,
+0
=l valor *, es el parámetro cinético 'ue permite obtener los valores de destrucción térmica
a
diferentes
valores
de
temperaturas,
permitiendo
simular
el
comportamiento de deterioro de la vitamina C T ref T *
D* Dref -*)
Z
+#
5esumiendo C , es la concentración de la vitamina C, ' representa la constante de velocidad de deterioro de primer orden +min?$, t es el tiempo de proceso térmico +min, Ea es la energía de activación dado en Ecal@mol, el valor es la constante de los gases ideales dados en términos de energía +$,!7 cal@mol."O, (*a)
es la
temperatura absoluta en "O, &o es una constante de integración, M $ es el cambio de la constante de velocidad al incrementarse la temperatura en $ "C, D es tiempo de reducción decimal en min, y es una constante de resistencia térmica en "C RESULTADOS Análisis isi!o"#$mi!os y or%anolé&ti!os
=stado de madure3 de la materia prima ' Cuadro mostrando el estado de madure3 del fruto para su debida calificación. Proyecto de Investigacioó n Paógina 6
Clase
Estado de adurez Coloración de la cascara
*
*))1
(
+21
3
2)1
4
(21
2
)1
!ecuencia /oto"r0/ica
Cuadro *- Estado de adurez sensorial del Cau cau
Proyecto de Investigacioó n Paógina 7
=l estado de madures con el cual se traba1o el camu camu fue calificado como maduro y se muestra en el cuadro %
Estado de adurez
Color de la c0scara
Aspecto del
!abor
Ro5o .+21
esocarpio $ncoloro transl6cido
Acido
Maduro
Cuadro % estado de madure3 de la muestra Los valores físicos y 'uímicos obtenidos en el extracto de camu camu se presentan en el cuadro &
7
8 9ri
Concentración
p=
de ;itaina C * ( 3
"< *)) l *4?),)) *2(),)) *32),))
>,+ >,@ 2,@
3,* 3-+ (-@
Cuadro & propiedades fisico'uímicas =l rendimiento de extracto acuoso +pulpa y materia prima esta en el cuadro 0 donde se presenta las proporciones obtenidas
7" de muestra
" de pulpa<" de ateria
* ( 3
pria ),4>+ ),3@+ ),4)>
Cuadro 0 proporción de Eg de pulpa @ Eg de camu camu
Proyecto de Investigacioó n Paógina 8
9igura $ *ise(o experimental para la obtención del extracto y su valoración
Proyecto de Investigacioó n Paógina 9
Los tratamientos reali3ados fueron a F$7"C con # unidades experimentales, F% "C con # unidades experimentales y F& ! "C con # unidades experimentales. La variable respuesta fue la determinación de la vitamina C mg@ml para cada temperatura y para los tiempos de min hasta & min. =n la tabla siguiente se da los resultados de destrucción térmica de la vitamina C a las temperaturas programadas. Los valores de la constante de velocidad de destrucción térmica +E se obtuvieron por análisis de regresión y el valor * por la
ecuación D
(,3 k
Tiempo(t) min 0 & 1& 20 30 "o* + (min ,1) -"o* . (min)
TRATAMIENTOS T1: 70 ºC T2: 80ºC T3: 90ºC C1(m!m") C2 (m!m") C3 (m!m") 2#8$ 2%#8$ 2#8$ 2#30 1#90 1#7& 2#00 1#28 1#10 1#70 1#02 0#80 1#30 0#8' 0#&2 0#02& 92#00
0#0' &7#&0
0#0&& '1#82
C1,C2,y C3 concentración de vitamina C T1, T2 y T3 temperaturas de tratamientos
Cuadro #. 5esultados de los tratamientos térmicos efectuados en la pulpa de camu camu.
Proyecto de Investigacioó n Paógina 10
*eterminación de las constantes de velocidad de deterioro +E, min ?$ para los tratamientos F$ 7 "C, F%"C y F& ! "C, cuyos resultados se aprecian en los siguientes gráficos.
9igura % determinación de la constante de velocidad +E a una temperatura de 7 "C
Proyecto de Investigacioó n Paógina 11
9igura & determinación de la constante de velocidad +E a una temperatura de "C
9igura 0 determinación de la constante de velocidad +E a una temperatura de ! "C
Calculo del valor M$ *)
Q*)
k (
T ( T *
k *
5eempla3ando valores Q*)
*,>
Calculo del valor N Z *)
Ln.*), Ln.Q*) ,
5eempla3ando valores Z 4?,@@ 8 C
Proyecto de Investigacioó n Paógina 12
Calculo de la energía de activación usando la ecuación de , 2rrhenius. Ea *
K K o -e
T C -1 61 31
R Ta
/ min0 121,4 12151 12144
*(T+,-.) 1211,3454, 1211,6.,67 1211,-456,
Cuadro 8 Bariables de temperatura y de velocidad de deterioro para la aplicación de la ecuación de 2rrhenius
9igura #. *eterminación de la ecuación de . 2rrhenius =l valor absoluto de la pendiente P, obtenida por análisis de regresión B
Ea R
4@*>
*e donde Ea=9766, cal/mol Proyecto de Investigacioó n Paógina 13
>orcenta1e de vitamina C, 'ue se pierde durante el tratamiento térmico de las experiencias reali3adas sobre extracto de acuoso de camu camu +pulpa
TRATAMIENTOS T1: T2: T3: 70 ºC 80ºC 90ºC Tiempo(t) min 0 & 1& 20 30
C1/
C2/
C3 /
1 1 00#00 00#00
1 00#00
80#'2
$$#'3
$1#19
$9#93
''#7$
38#'$
&9#''
3&#$$
27#97
'&#'&
29#37
18#18
Cuadro 7. >erdida de porcenta1es en la concentración de vitamina C por tratamiento térmico
Proyecto de Investigacioó n Paógina 14
En la i%#ra se m#estra la &erdida de 8itamina C en &or!enta9e (:) de;ido a tiem&o y a la e<&osi!i=n a la tem&erat#ra de &ro!esamiento térmi!o
9igura 8 >orcenta1e de perdida de vitamina C por efecto del tratamiento térmico DISCUSION
Los resultados obtenidos concuerda con las apreciaciones mostradas por
respectivamente. Lo cual se determina 'ue después de los tratamientos térmicos Proyecto de Investigacioó n Paógina 15
se presenta una reducción en su contenido incrementarse la temperatura y el tiempo del proceso térmico, y donde los parámetros cinéticos de este antioxidante se a1ustaron a una cinética de primer orden cuyos valores se obtuvieron por análisis de regresión y a la ecuación de 2rrhenius. Cuyas ecuaciones se muestra en el traba1o de Irdó(e3?antos, Luis =duardo, Ispina >ortilla,
>UENTES DE IN>ORMACION
2revalo,et al. +%7.Fiempo de vida Atil de la fruta de camu?camu + Myciaria rubia h.b.k.(mc vaugh almacenado a diferentes condiciones. *epartamento de FermofluidodinQmica R 9aculdade de =ngenharia Muímica Sniversidade =stadual de Campinas R SJC2<>, Caixa >ostal 8!88, C=> $&&?!7 Campinas?> ,Prasil. Felefone +$! &7?&!8, 9ax +$! &7?&!%% roarpbaTfe'.unicamp.brou theoTfe'.unicamp.br =strada et al.,+%!. >roceso para obtener bebida nutracéutica a partir de Myrciaria dubia +camu camu, orientado a reducir efecto genotóxico en ni(os de edad escolar. rev. >er. Muím. ing. Muím. vol. $% n." %, %!. >ágs. &0?0$ Irdó(e3?antos, Luis =duardo, Ispina >ortilla, sidium gua1ava L.. 5evista Lasallista de Jnvestigación Uen lineaV %$&, $ +Wulio?*iciembre U9echa de consulta 8 de noviembre de %$7V *isponible enXhttp@@[email protected][8!#%!$88\ J $7!0? 000! .
>inedo, +%7. =l camu camu y sus usos populares como planta medicinal. 5evista de 2groecología. L=J2 %&.&. diciembre %7, pág %%?%0. Sniversidad acional de la 2ma3onia >eruana R S2>, J'uitos, >erA 5amos et al. +%#, =valuación de factores de procesamiento y conservación de pulpa de Myrciaria dubia h.b.k . +camu?camu 'ue reducen el contenido de vitamina +ácido ascórbico. 5evista 2ma3ónica de Jnvestigación 2limentaria, v.% n% p. ! ? !! +%% 9acultad de Jngeniería en Jndustrias 2limentarias S2>, J'uitos >erA J
Proyecto de Investigacioó n Paógina 16
alinas?4ernánde3, et al.,+%7. . &, 4ermosillo, onora, <éxico. gustavoTcascabel.ciad.mx. +<=> Jnstituto de Fecnología de 2limentos?SL, 2rgentina. +9S< *ivisión 2cadémica de Ciencias Pásicas. SW2F Billachica +%. =l cultivo de camu camu en la 2ma3onia >eruana, tratado de Cooperación 2ma3ónica, secretaria >ro Fempore, Lima >erA, >ag &,7
Proyecto de Investigacioó n Paógina 17
