UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ

FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

PRESENTADO POR:

XXXXXXXXXXXXXX, ManuelXXXXXXXXXXXXXX, Sandra

PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL

TARMA – PERÚ

2015

0

“EFECTO DEL OZONO EN LAS CARACTERÍSTICAS

FISICOQUIMICA, MICROBIOLOGICA Y COLORIMÉTRICA DE LA

LECHUGA (Lactuca sativa L.) MINIMAMENTE PROCESADA“

PROYECTO DE INVESTIGACIÓN

I. ASPECTOS GENERALES

I.1. Título del proyecto:

“EFECTO DEL OZONO EN LAS CARACTERÍSTICAS

FISICOQUIMICA, MICROBIOLOGICA Y COLORIMÉTRICA DE LA

LECHUGA (Lactuca sativa L.) MINIMAMENTE PROCESADA“

I.1. Asesor:

M. Sc. XXXXXXXXX, XXXXX (Que el docente con quien está trabajando)

M. Sc. XXXXXXXXX, XXXXX (otro docente para cumplir con esquema)

M. Sc. XXXXXXXXX, XXXXX (otro docente para cumplir con esquema)

I.2. Responsables

XXXXXXXXXXXXXXXXXXX, Manuel Arturo

XXXXXXXXXXXXXXXXXXX, Sandra

I.3. Fecha

I.3.1. Fecha de inicio : 07 de abril de 2015

I.3.2. Fecha de finalización : 07 de marzo de 2016

II. PLANTEAMIENTO DEL ESTUDIO

II.1. CARACTERIZACIÓN DEL PROBLEMA:

En los últimos años los productos procesados en fresco comenzaron a

introducirse a través de las cadenas de establecimientos de comidas

preparadas y restaurantes, y en poco años, los supermercados

empezaron a demandarlos. Estos productos han pasado de la industria

del catering a las vitrinas refrigeradas de los supermercados. Tanto el

número como la variedad de artículos procesados en fresco han

aumentado considerablemente. Si en 1990 en EEUU, representaban

sólo el 1% del volumen total de la industria de los productos frescos, la

estimación de para el año 2000 fue de 4 a 8.000 millones de dólares. Se

esperaba un arrollador aumento de estos productos, en especial, el de

ensaladas de frutas y ensaladas mixtas de vegetales. Así, el monto de

1

ensaladas mixtas pasó de 167,5 millones en 1991 a los 507 millones de

dólares en 1994, un crecimiento del 200%, probablemente, acababa de

surgir el mercado internacionalmente más importante (Ministerio de

Agricultura, Pesca y Alimentación, 2001).

Cabe señalar que las hortalizas son de gran importancia económica en

la Provincia de Tarma. La lechuga es una de las que más se cultiva en

esta localidad, es un alimento natural con alto valor nutricional que no

está siendo sometido a procesos de valor agregado.

De tal forma el uso potencial del ozono en la industria hortofrutícola

depende del hecho de que como agente oxidativo, es 1.5 veces más

fuerte que el cloro y más efectivo para un espectro más amplio de

microorganismos que el cloro y otros desinfectantes. El ozono elimina la

carga microbiana presente en la superficie del tejido, una de las

principales responsables de la pérdida de calidad y que es mucho más

rápido que los desinfectantes tradicionalmente usados, como el cloro y

está libre de residuos químicos (Sandermann, 1996).

Es así que la organización mundial de la salud (OMS) y del medio

ambiente han expresado su preocupación con respecto al cloro por la

formación de residuos químicos en el agua sobrante que recaen en el

medio ambiente o la formación de compuestos cancerígenos como

trihalometanos (THM) y cloraminas. Estos THM se forman por la

reacción del cloro libre (HOCl, OCl-) con compuestos orgánicos y el

nivel máximo tolerado de THM en el agua es de 100 μg·L-1 (Comisión

del Codex Alimentario, 1998).

En base a los resultados de esta investigación, este trabajo permitirá

proponer parámetros, para que servirán para un adecuado

procesamiento de una lechuga u hortaliza mínimamente procesada,

sanitizado con ozono, ya que esto podrá garantizar la inocuidad del

alimento y mejora de la calidad del producto terminado con las aptas

2

características fisicoquímica, colorimétrica y microbiológica, para su

comercialización.

II.2. FORMULACIÓN DEL PROBLEMA:

¿Cuál será el efecto de las diferentes concentraciones y tiempos de

contacto de agua ozonizada en las características físico químicas,

colorimétricas y microbiológicas en la lechuga (Lactuca sativa L.)

mínimamente procesada?

II.3. OBJETIVOS DE INVESTIGACIÓN:

II.3.1. Generales:

Evaluar el efecto de las diferentes concentraciones y tiempos

de contacto de agua ozonizada en las características

fisicoquímicas, colorimétricas y microbiológicas de la lechuga

(Lactuca sativa L.) mínimamente procesada.

II.3.2. Específicos:

Determinar las características fisicoquímicas de la lechuga

(Lactuca sativa L.) fresca: pH y % acidez titulable.

Determinar las características microbiológicas de la lechuga

(Lactuca sativa L.) fresca: coliformes totales, mohos y

levaduras.

Describir el flujograma de la lechuga mínimamente

procesadas tratadas con agua ozonificada a diferentes

concentraciones y tiempos de contacto.

Determinar las características fisicoquímicas, microbiológicas

y colorimétricas de la lechuga (Lactuca sativa L.) mínimamente

procesada tratadas con agua ozonizada a diferentes

concentraciones y tiempos de contacto.

3

Determinar la concentración y tiempo de contacto óptimo de

agua ozonificada de la lechuga mínimamente procesada,

mediante la evaluación estadísticas de las características

físico química, colorimétrica y microbiológica.

Determinar las características fisicoquímicas, microbiológicas

y colorimétricas de la concentración y tiempo de contacto

óptimo de agua ozonificada en la lechuga (Lactuca sativa L.)

mínimamente procesada almacenados durante 10 días a 5 °C.

II.4. JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA:

Actualmente en la localidad de Tarma la lechuga es uno de los cultivos

de particular importancia, ya que es una de las que más se produce en

esta localidad constituyendo un 5934,64 TM en el año 2011 por

consecuencia brinda una fuente de trabajo, y además es un alimento

natural con alto valor nutricional que no está siendo sometido a procesos

de valor agregado, y sería un aporte relacionar el uso de ozono en la

calidad final de vegetales mínimamente procesados ya que este

compuesto químico no deja residuos químicos dañinos para la salud.

Se ha verificado científica y comercialmente que el ozono puede sustituir

a agentes sanitizantes tradicionales y proporcionar otros beneficios.

Están en proceso varias investigaciones y pruebas industriales para

validar el uso de ozono en la industria. En el 2001 fue declarado el ozono

GRAS como agente antimicrobiano para procesamiento de alimentos

(Kinman, 2005).

Se pretende dar un valor alternativo para mejorar la seguridad

alimentaria mediante la utilización de ozono, proceso por la cual

conservara el alimento mínimamente procesado ante el deterioro

microbiológico, cumpliendo con sus características fisicoquímicas,

microbiológicas y organolépticas propias de la lechuga mínimamente

4

procesada, dicho proceso no es costoso ya que el procesamiento es

aplicable a las condiciones socioeconómicas de nuestra localidad, por lo

tanto permitiría a la mejora de calidad de vida de todas las personas ya

sea como un proveedor o consumidor.

III. MARCO TEÓRICO:

III.1. Antecedentes De Investigación:

Se presenta algunas investigaciones realizadas en diversos contextos y

niveles experimentales relacionados a las variables que se aborda en

este trabajo.

Castro y Quispe (2010) realizarón un estudio del efecto del ozono en

los sistemas de higienización de frutas y hortalizas de los

laboratorios especializados de la FIIA UNASAM, los resultados

obtenidos para los tratamientos que presentaron mayor concentración de

ozono mayores de 1,5 ppm y mayor tiempo de contacto reducen

drásticamente el contenido de patógenos y coliformes totales; y solo se

reportaron presencias de gérmenes viables que fueron eliminados por el

mayor tiempo de contacto del agua ozonificada , el tiempo de 4 minutos

resultó un valor óptimo para la eliminación de los gérmenes viables y los

coliformes.

Al término del estudio pudo establecer las conclusiones del trabajo de

laboratorio que es posible prolongar el tiempo de vida útil de la naranja, y

el choclo pelado con el uso de agua ozonificada a partir de 1,5 ppm y en

tiempos de contacto de 4 minutos. A partir de 8 min. de tiempo de

contacto e inmersión, se eliminan gérmenes a cualquiera de las

concentraciones de ozono empleadas. La lechuga requiere un tiempo

mínimo de 10 minutos para su tratamiento con ozono. Las características

de calidad sensorial que mostraron los productos higienizados fueron de

aceptable y de preferencia sobre los productos tradicionalmente

ofertados en el mercado.

5

Gonzales C. (2010) realizó un estudio de la caracterización química

del color de diferentes variedades de guayaba colombiana, el

análisis de componentes principales (ACP) de las medidas realizadas por

espectrorradiometria, permitió confirmar que es posible distinguir el color

exterior de las variedades Regional Roja y Regional Blanca mediante los

parámetros C*ab y hab, ya que existen diferencias significativas. Esta

observación se confirmó por análisis de imagen, pues los valores de la

coordenada a* para la variedad Regional Roja tienden a valores positivos

(tonos rojizos), mientras que para la variedad Regional Blanca, dicha

coordenada se encuentra hacia valores negativos (tonos verdosos). Con

estos resultados se corroboro que es posible diferenciar exteriormente

estas dos variedades por medio de las medidas objetivas de color, lo

cual es uno de los principales inconvenientes para los productores.

Llegando a los resultados finales menciona que durante la maduración

de la guayaba variedad Regional Roja y Palmira ICA-1, los pigmentos

presentes en los cromoplastos, como licopeno y β-caroteno se sintetizan

aumentando su concentración en la fruta, mientras que los pigmentos

que se encuentran en los cloroplastos, como clorofilas y algunos

carotenoides, desaparecen gradualmente en la guayaba .Las variaciones

en los contenidos de pigmentos con la maduración, se correlacionaron

con los cambios observados en los valores de los parámetros de color,

ya que a medida que las frutas maduran y los contenidos de

carotenoides, como β-caroteno y licopeno, se hacen mayores, el

parámetro hab disminuye hacia tonos rojizos y el C*ab aumenta hacia

tonos más saturados. La guayaba Palmira ICA-1 presento un color

interior ligeramente más rojizo y con mayor intensidad que la variedad

Regional Roja, lo cual se podría explicar por la presencia de β- caroteno

y por el mayor contenido de licopeno.

6

Rojas, Vargas y Tamayo (2008) realizó una investigación de la sandía

mínimamente procesada conservada en atmósferas modificadas, los

resultados obtenidos para la concentración de 0.75 % de ácido cítrico

pudo extender la vida de anaquel de las fracciones de sandía. Las

fracciones de sandía del control, mantuvieron sus características de

almacenamiento, mientras que las tratadas con 0.75 % de ácido cítrico

mantuvieron esta característica hasta 21 días de almacenamiento. El

contenido de SST y acidez disminuyó durante la vida de anaquel de las

fracciones de la sandía, mientras que el pH se mantuvo constante. Las

condiciones de procesamiento seguidas en este trabajo, permitieron

obtener fracciones de sandía mínimamente procesada con una vida

comercial de 21 días, establecida en base a los criterios de estabilidad

microbiológica y sensorial.

Aguayo E. (2003) realizó un estudio de la influencia de la aplicación

de lavados con agua ozonizada sobre la calidad de melón

procesado en fresco, los resultados para los lavados con de 3 y 5 min

de agua ozonizada ,mantuvo el sabor y la calidad global por encima del

límite de comercialización, los lavados con agua ozonizada a 6,5 ppm, en

melón Amarillo procesado en secciones trapezoidales, no permitieron

alcanzar una vida útil de 10 días ya que los recuentos microbianos

superaban a los permitidos por la legislación, pero mermaron de forma

significativa la población microbiana inicial, en especial cuando la

duración del lavado era de 3 min. Además, tras la conservación

redujeron en 1,5 unidades el crecimiento fúngico. Ningún tratamiento

frenó el ablandamiento con respecto al testigo. No obstante, tras la

conservación, el procesado lavado con agua ozonizada obtuvo un mayor

L* e IB y lograron una menor reducción en el contenido de fructosa,

glucosa y sacarosa. En ningún momento el O3 causó daños visibles en

los trapecios de melón ni transmitió sabores o aromas extraños o

desagradables. En general, no hubo diferencias notables debidas a la

7

duración de los lavados O3, salvo la comentada con la tasa respiratoria,

microbiología inicial y una ligera reducción en L* e IB en los lavados

durante 5 min frente a los de 1 min. Por ello, convendría en futuros

trabajos aplicar concentraciones mayores a 6,5 ppm de O3 y tiempos

“cortos” entre 1 y 3 min.

III.2. TEORÍAS BÁSICAS:

III.2.1. Generalidades, Características Botánicas y Postcosecha del

cultivo de la lechuga (Lactuca sativa L.)

A. Generalidades de la lechuga (Lactuca sativa L.)

Salunkhe y Kadam (2004) mencionan que la lechuga es una

planta anual y autógama, perteneciente a la familia Compositae y

cuyo nombre botánico es Lactuca sativa L.

La lechuga (Lactuca sativa L.) es una planta herbácea de la

familia Compuesta, de 40 a 60 centímetros de altura; hojas

grandes radicales, blandas, nerviosas, trasovadas, enteras o

serradas; fruto seco, gris, comprimido, con una sola semilla

(INFOAGRO, 2002).

B. Características botánicas

Tirilly (2002) menciona que la raíz, no llega nunca a sobrepasar

los 25 cm de profundidad, es pivotante, corta y con

ramificaciones. Las hojas están colocadas en roseta,

desplegadas al principio; en unos casos siguen así durante todo

su desarrollo (variedades romanas), y en otros se acogollan más

tarde.

8

Tabla 1.

Características botánicas de la lechuga

Nota: Tomado de Salunkhe y Kadam (2004).

C. Características postcosecha de la lechuga

a) Maduración

Basada en la compactación de la cabeza. Una cabeza

compacta es la que requiere de una fuerza manual moderada

para ser comprimida, es considerada apta para ser cosechada.

Una cabeza muy suelta está inmadura y una muy firme o

extremadamente dura es considerada sobre madura. (Arthey,

1992).

b) Recolección y manipulación

Daepp, Studer y Suter (1996) mencionan que lo más frecuente

es el empleo de sistemas de recolección mixtos que

racionalizan la recolección a través de los cuales solamente se

cortan y acarrean las lechugas en campo, para ser

confeccionadas posteriormente en almacén.

c) Almacenamiento

9

CARACTERISTICA DESCRIPCION

Reino Plantae

División Magnoliophyta

Clase Magnoliopsida

Orden Asterales

Familia Compositae

Subfamilia Cichorioideae

Tribu Lactuceae

Género Lactuca

Suslow (2002) mencionan que el tiempo de conservación

disminuye al aumentar el número de horas que transcurre entre

la recolección y el descenso de la temperatura a 2°C.  Por lo

tanto el preenfriamiento es muy importante para el

mantenimiento de una calidad óptima si se quiere llegar con un

buen producto a los mercados.

Tabla 2

Recomendaciones para el almacenamiento de la lechuga

NoNota: Tomado de Suslow (2002).

2.1.1. Características microbiológicas, indicadores de calidad en

hortalizas

A. Criterios microbiológicos

Según la NTSNº071-MINSA/DIGESA (2008) define la aceptabilidad

de un producto o un lote de un alimento basado en la presencia o

ausencia de, o en la cantidad de microorganismos, por unidad de

masa, volumen, superficie o lote. Los criterios microbiológicos están

conformados por:

- El grupo de alimento al que se aplica el criterio.

- Los agentes microbiológicos a controlar en los distintos grupos de

alimentos.

10

Temperatura

(°C)

Humedad

relativa (%)

Tiempo de

almacenamiento (días)

0 95 6 - 8

5 95 4 - 5

- El plan de muestreo que ha de aplicarse al lote o lotes de

alimentos.

- Los límites microbiológicos establecidos para los grupos de

alimentos.

B. Grupos de microorganismos

Según la NTSNº071-MINSA/DIGESA (2008), menciona la referencia

de los criterios microbiológicos, se agrupan como:

a) Microorganismos indicadores de alteración

Las categorías 1, 2, 3 definen los microorganismos asociados con

la vida útil y alteración del producto tales como microorganismos

aeróbios mesófilos, aerobios mesófilos esporulados, Mohos y

Levaduras, Lactobacillus, microorganismos lipolíticos.

b) Microorganismos indicadores de higiene

En las categorías 4, 5, y 6 se encuentran los microorganismos no

patógenos que suelen estar asociados a ellos, como Coliformes

(que para efectos de la presente norma sanitaria se refiere a

Coliformes Totales), Escherichia Coli, Enterobacteriaceas, a

excepción de este último en el caso de "Preparaciones en polvo

para Lactantes.

c) Microorganismos patógenos:

Son los que se hallan en las categorías 7 a la 15. Las categorías

7, 8 y 9 corresponde a microorganismos patógenos tales como

Staphylococcu saureus, Bacillus cereus, cuya cantidad en los

alimentos condiciona su peligrosidad para causar enfermedades

alimentarías. A partir de la categoría 10 corresponde a

microorganismos patógenos, tales como Salmonella sp, Listeria

monocytogenes, Escherichia coli H7 O1 5,7 entre otros cuya sola

presencia en los alimentos condiciona su peligrosidad para la

11

salud y para frutas y hortalizas establecen los siguientes requisitos

microbiológicos.

2.1.2. Generalidades, características y clasificación de los vegetales

mínimamente procesados

A. Vegetales mínimamente procesados

Gorny y Kader (1996) menciona que los MP incluyen frutas

precortadas refrigeradas, frutas enteras peladas refrigeradas, platos

de frutas y hortalizas precalentados, zumos refrigerados, zumos

recién exprimidos, etc. En estos alimentos, las primeras causas de

deterioro son el desarrollo de microorganismos y los cambios

biológicos y fisiológicos. Generalmente, los alimentos MP son más

perecederos que las materias primas sin procesar de las que

proceden. Todos estos productos necesitan un empaquetado

especial asociado a la refrigeración.

B. Características

Con respecto a las características de los vegetales mínimamente

procesados (Hermann ,2001) sostiene lo siguiente:

- Son tejidos vivos que respiran y mantienen su actividad

metabólica

- La refrigeración disminuye la actividad respiratoria

- Son productos muy susceptibles a alteraciones físicas,

químicas y biológicas, por lo que tienen una vida útil corta.

C. Clasificación

Gorny y Kader (1996) menciona que los vegetales minimamente

procesados se pueden clasificar en 5 categorías:

12

- Primera Gama: incluye todos los productos frescos.

Presentación tradicional. Productos conservados mediante

métodos tradicionales

- Segunda Gama: Conservas. Se someten a un tratamiento de

esterilización comercial y se realiza un envasado hermético.

Tienen larga caducidad (años)

- Tercera Gama: Productos congelados. Se aplica calor

(escaldado) y congelación. Necesitan frío (-18 ºC) y tienen

caducidad media (meses)

- Cuarta Gama: Frutas y hortalizas listas para consumir

(limpios, troceados y envasados). Necesitan frío positivo

(+1,+4). Tienen caducidad corta (aproximadamente 7-10 días).

- QUINTA GAMA: frutas y hortalizas esterilizadas. Tratamiento

térmico más suave que las conservas. Tienen una caducidad

de 3 meses a temperatura ambiente.

2.1.3. Generalidades, potencial, reacción y aplicación del Ozono en los

alimentos

A. Generalidades

Schultz y Bellamy (2000) mencionan que el ozono (O3), es una

sustancia cuya molécula está compuesta por tres átomos de oxígeno,

formada al disociarse los 2 átomos que componen el gas de oxígeno.

Cada átomo de oxígeno liberado se une a otra molécula de oxígeno

(O2), formando moléculas de Ozono (O3).

A.1. El Ozono como Sanitizante

Lewis, Zhuang, Payne y Barth (1996) mencionan que la

aplicación de ozono tanto en fase acuosa y gaseosa, es un

sanitizante fuerte y agente fumigante que se puede usar para

sanitizar alimentos en almacenes y durante el transporte para

13

prevenir bacterias, hongos y levaduras en la superficie de

alimentos y para controlar insectos.

B. Potencial de Oxidación

Rao y Davis (1999) señalaron que la molécula de ozono O3, como se

aprecia en la ecuación, se forma a partir de la unión de una molécula

de oxígeno con otro átomo libre de oxígeno por una descarga

eléctrica efectuada en sistema de ozonificación cuya reacción es la

siguiente:

3O2 (g) + 2 O3 (g) ΔH = 326,8 kJ

Dado que la energía libre estándar de formación del ozono (ΔH) es

una cantidad grande; hace que el ozono sea menos estable que el

oxígeno molecular. De acuerdo con su potencial de oxidación, esta

molécula, según se aprecia en la figura ,que se muestra

seguidamente; constituye uno de los oxidantes más poderosos que

se conocen después del fluoruro, con una velocidad de reacción tres

mil veces superior a la del cloro. Debido a esto, el ozono oxida hierro,

manganeso y otros metales pesados.

Figura 1. Potencial de oxidación del ozono.

C. Aplicaciones

14

Una de las aplicaciones del ozono en agua se dirigen a reducir los

residuos de pesticidas, compuestos orgánicos presentes en el agua

(DBO ó DQO) o sólidos en suspensión ya que el ozono facilita la

floculación y precipitación de los mismos y puede convertir muchos

materiales orgánicos no biodegradables en formas biodegradables

(Kim, Yousef y Dave, 1999). Por ello, tiene especial interés en reducir

los residuos de pesticidas y otros residuos químicos (Harakeh y

Butler, 1985) y micotoxinas en determinadas productos (McKenzie,

Sarr, Mayura, Bailey, Miller et al., 1997).

2.1.4. Colorimetría

A. El Color

Kaess y Weidemann (1998) menciona que el color es una sensación

subjetiva que se produce en el ojo humano como resultado de la

estimulación de las tres clases de células sensibles en la retina

humana (que presentan máximos de sensibilidad al azul, verde y

rojo) y que responde a la distribución espectral de la luz recibida.

B. Valores en el Sistema CIELAB

Holcroft y Kader (1999) mencionan que el espacio de color L *a* b*,

también llamado CIELAB, es hoy en día uno de los más populares y

ampliamente usado para medir el color de los objetos. Se trata de un

espacio tridimensional, donde a* y b* indican las coordenadas de

cromaticidad, en tanto que L* indica la luminosidad de la muestra

(blanco al negro). En el diagrama de cromaticidad +a* indica la

dirección del color rojo y –a* la dirección del color verde. +b* la

dirección del color amarillo y –b la dirección del color azul.

C. Importancia del color en los alimentos

Holcroft y Kader (1999) menciona que en el sector de la

alimentación, los consumidores consideran el mantenimiento del

15

mismo color en productos como las golosinas, las mermeladas,

galletas, zumos de fruta o refrescos como un indicio de un cuidadoso

control de calidad. Pero la consistencia del color no siempre es

posible y el fabricante debe ajustar el color añadiendo colorantes

autorizados. El color es, además, el parámetro más importante a la

hora de analizar si una fruta está o no madura. Así, algunos países

han establecido sus estándares de color en diversas frutas para su

calificación a la hora de la exportación, de tal modo que sus

productos gocen de prestigio.

III.3. DEFINICION DE TERMINOS BASICOS – DESARROLLO DE

VARIABLES:

III.3.1. Variable Independiente

- Concentraciones de agua ozonizada ([ ])

Cantidad de soluto disuelto en una solución de agua

ozonizada que se someterá a las hojas de lechuga en su

segundo lavado a diferentes tiempos de contacto.

- Tiempo de contacto (Ө)

Son los tiempos de contacto en minutos que se someterá a las

hojas de lechuga en su segundo lavado a diferentes

concentraciones de agua ozonizada.

III.3.2. Variable Dependiente

- Composición fisicoquímica

La medición de pH y % de acidez titulable.

- Características colorimétricas

Característica sensorial del alimento: cromaticidad (C*) y la

coordenada a*.

- Características microbiológicas

Es el recuento que permite valorar la carga microbiana:

coliformes totales, mohos y levaduras.

16

III.4. HIPÓTESIS DE INVESTIGACIÓN

III.4.1. Hipótesis general

Las diferentes concentraciones y tiempo s de contacto de agua

ozonizada influyen positivamente en las características

fisicoquímicas, microbiológicas y colorimétricas de la lechuga

(Lactuca sativa L.) mínimamente procesada.

III.4.2. Hipótesis de trabajo (estadística)

Ho: Las concentraciones y los diferentes tiempos de contacto de

agua ozonizada tienen efectos positivos en las características

fisicoquímicas, microbiológicas y colorimétricas de la lechuga

(Lactuca sativa L.) mínimamente procesada.

Ha: Las concentraciones y los diferentes tiempos de contacto de

agua ozonizada tienen efectos negativos en las características

fisicoquímicas, microbiológicas y colorimétricas de la lechuga

(Lactuca sativa L.) mínimamente procesada.

III.5. Operacionalizacion de las variables:

17

Tabla 5: Operacionalización de las variables

HIPOTESIS VARIABLE DEFINICIÓN INDICADOR UNIDAD

FUENTE Y/O

INSTRUMEN

TO

Hipótesis

General:

Las

concentraciones

y los diferentes

tiempos de

contacto de agua

ozonizada

influyen

positivamente en

las

características

fisicoquímicas,

microbiológicas y

colorimétricas de

la lechuga

(Lactuca sativa

L.) mínimamente

procesada.

Variable

Independiente:

Concentración

de agua

ozonizada

Cantidad de soluto

disuelto en una solución

de agua ozonizada que

se someterá a las hojas

de lechuga en su

segundo lavado con

diferentes tiempos de

contacto.

1 ppm

1,5 ppm

2 ppm

ppm

(partes

por millón)

Eco Sensor,

INC.

Tiempo de

contacto

Es el tiempo de contacto

en minutos que se

someterá a las hojas de

lechuga en su segundo

lavado a diferentes

concentraciones de agua

ozonizada.

6 min

9 min Minutos Cronometro

Variable

dependiente:

Composición

fisicoquímica

La medición de pH

% de acidez titulable.

Capacidad

de

intercambio

iónico

%

(tanto por

ciento)

pHmetro y

Equipo de

titulación

Variable

dependiente:

característica

microbiológica

Es el recuento que

permite valorar la carga

microbiana: coliformes

totales, mohos y

levaduras.

Recuento de

colonias

microbianas

UFC/gPlacas petrifilm

Variable

dependiente:

Característica

colorimétrica

Característica sensorial

del alimento: La

cromaticidad C* y la

coordenada a*.

Espectro

colorimétrico

Coordena

da

colorimétri

ca

Colorímetro

18

IV. METOLODOGÍA DE LA INVESTIGACIÓN

IV.1. TIPO DE INVESTIGACIÓN:

La investigación que se desarrollara tiene un enfoque aplicado (Yárleque,

2010); porque consiste en la manipulación de dos variables o más, en

condiciones rigurosamente controladas, con el fin de describir de qué

modo o por qué causa se produce un fenómeno o acontecimiento en

particular, midiendo el grado de manipulación existente entre dos o más

variables. Por lo que se cuantificará las características fisicoquímicas,

microbiológicas y colorimétricas por efecto de las concentraciones y los

tiempos de contacto de agua ozonizada.

IV.2. NIVEL DE INVESTIGACION:

El nivel de investigación será descriptivo y explicativo, ya que se evaluó

las características fisicoquímicas, microbiológicas y colorimétricas por

efecto de las concentraciones y los tiempos de contacto de agua

ozonizada. (Sampieri, 1998).

IV.3. MÉTODOS DE INVESTIGACION:

IV.3.1. LUGAR DE EJECUCIÓN:

El presente trabajo de investigación se realizara:

- En la planta Don Torcuato – Pachacamac – Lima, laboratorio

de la FACAP E.A.P de Ingeniería Agroindustrial Tarma y

laboratorio de control de calidad de la FAIIA de la

Universidad Nacional del Centro del Perú - Huancayo.

I.1.1. MÉTODOS:

Los métodos de investigación utilizados en el trabajo de

investigación son:

A. Análisis para la Materia Prima (Lactuca sativa L. Var.

Capitata)

19

1. Análisis químico proximal

- Determinación de humedad: Método recomendado por (AOAC

2000).

2. Análisis físico químico

-Determinación de acidez títulable: Método recomendado por

AOAC (1994).

-Determinación de pH: Método recomendado por AOAC (1994).

3. Análisis microbiológico

- Determinación de coliformes totales, mohos y levaduras:

Método recomendado por AOAC (2000).

A. Análisis para el producto final (Lechuga mínimamente

procesada):

1. Análisis Químico proximal

- Determinación de humedad: Método recomendado por

(AOAC 2000).

2. Análisis Físico Químico

- Determinación de acidez títulable: Método recomendado

por AOAC (1994).

- Determinación de pH: Método recomendado por AOAC

(1994).

3. Análisis Microbiológico

- Determinación de coliformes totales, mohos y levaduras:

Método recomendado por AOAC (2000).

4. Análisis colorimétrico

- Determinación del color en el sistema CIELAB: Método

recomendado (AOAC 2000).

IV.4. DISEÑO DE INVESTIGACIÓN:

IV.4.1.Metodología Experimental:

El Diseño seleccionado a emplearse en este estudio, es el

estadístico Aplicado durante la Investigación: El experimento se

20

conducirá mediante un DCA con arreglo factorial de 3 x2. Se tiene

6 tratamientos: con 3 repeticiones haciendo 18 observaciones.

Para la evaluación de la lechuga mínimamente procesada en agua

ozonizada se siguió la Figura 7, Diagrama de flujo siguiente:

21

Tiempo de contacto de 9 minutos

Desinfección a 2 ppm

Desinfección a 2 ppm

θ1 θ2

UNIDAD EXPERIMENTAL (Lechuga)

Materia prima

Sanitización con agua ozonizada

Lavado

Caracterización

Centrifugado

Pesado - Envasado

Segundo lavado

Tiempo de contacto de 6 minutos

Desinfección a 1 ppm Desinfección a 1,5 pm

Desinfección a 1 ppm Desinfección a 1,5 ppm

θ1 θ2 θ1 θ2

Almacenado

Figura 7. Diseño Experimental de la caracterización de la lechuga mínimamente

procesada en agua ozonizada.

IV.5. POBLACIÓN Y MUESTRA:

a. Población:

Lo formaran lechuga de la variedad ‘’Acogolladas’’ recolectadas en

el distrito de Palcamayo –Tarma.

b. Muestra:

Lo conformaran 10 Kg de lechuga tipo ‘’Acogolladas’’ de buena

calidad recolectadas en el distrito de Palcamayo –Tarma.

c. Técnica de Muestreo:

Se realizara a través de los resultados obtenidos en los análisis los

mismos que serán en base a referencia metodológicas propuestas

en trabajos de investigación, normas técnicas y protocolos validados,

en función al diseño experimental propuesto

IV.6. TÉCNICAS, INSTRUMENTOS Y PROCEDIMIENTOS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN :

IV.6.1. Procedimientos:

IV.6.1.1. Determinación Del Diagrama De Obtención De

Lechuga Mínimamente Procesada

Para la obtención del procesamiento mínimo de la lechuga

seguira el flujo de operaciones como se detalla en la

Figura 8.

22

°T de refrigeración (5°C) y H.R. de 95 %

Figura 8. Diagrama de flujo de obtención del mínimamente procesado de la lechuga

(Lactuca sativa L.).

23

LECHUGA

Selección

Lavado

Centrifugado

Pesado - envasado

Almacenado

Segundo lavado

SanitizaciónAgua ozonizada a 1; 1.5 y

2ppm

Agua potable por 3 minutos

Clasificación

Análisis del % de humedad, fisicoquímico y microbiológico. Separación de las

lechugas dañadas y deterioradas.

Bolsas de polietileno de

alta densidad.

350 – 400 rpm

Agua ozonizada por 6 y minutos

IV.6.1.2. Descripción Del Diagrama De Flujo Del

Mínimamente Procesado De La Lechuga:

1. Materia Prima

Se utilizara la hortaliza proveniente del distrito de Palcamayo,

en donde las lechugas recolectadas presentaran un buen

estado organoléptico (se efectuó visualmente).

2. Selección

Se seleccionara la hortaliza en base a la calidad, tamaño y

color. Consistirá en la separación de las lechugas dañadas o

con los que presentaran pardeamientos producidos por el

transporte.

3. Clasificación

Se clasificara manualmente, descartando las plantas con

signos de deterioro, daños, con indicios de pudrición o

ataques de insectos.

4. Primer lavado

Se lavara las lechugas para eliminar las impurezas de la

superficie como tierra, estiércol, parásitos y partículas

extrañas, el proceso será manual. Se utilizara solo agua

potable.

5. Sanitización

Para la sanitizacion de las lechugas se sumergirá en las

siguientes soluciones:

Tratamiento 1: Se realizara en una solución de agua

ozonizada a 1 ppm por 6 y 9 minutos de tiempo de

contacto.

Tratamiento 2: Se realizara en una solución de agua

ozonizada a 1.5 ppm por 6 y 9 minutos de tiempo de

contacto.

24

Tratamiento 3: Se realizara en una solución de agua

ozonizada a 2 ppm por 6 y 9 minutos de tiempo de

contacto.

Para la obtención de agua ozonizada se utilizara un

ozonizador industrial de agua Purifil (Modelo FC 6000 en

Acrílico Termoformado) de una producción de 2 - 4 gr. O3 ·h-

1. Para asegurarnos de la concentración obtenida se utilizara

un sensor (Eco Sensor, INC., modelo A-21ZX, EEUU).

6. Segundo lavado

Una vez efectuada la sanitizacion a las diferentes soluciones

(1, 1.5, 2 ppm), se procederá a sumergir los lotes de lechuga

(3 Kg de procesado) en bolsas tipo malla para facilitar el

tiempo contacto entre la lechuga y el agua, donde se lavara

por 6 y 9 minutos.

7. Centrifugado

Después de cada lavado se escurrira la lechuga sobre una

malla de acero inoxidable, posteriormente con el objetivo de

quitar el exceso de agua, se centrifugo el producto

manualmente a 350 – 400 rpm durante 30 segundos.

8. Pesado - Envasado

Se pesara en presentaciones de 100 gr. de producto, la cual

se envasara en bolsas de polietileno de alta densidad,

evitando la exposición al calor, oxigeno, etc.

9. Almacenado

Se almacenara en cámaras refrigeradas a una temperatura

de 5 °C y con humedad relativa de 95 % durante 10 días.

IV.6.2.Técnicas:

Los análisis se realizaran en base a las normas técnicas AOAC

(organismos de analistas químicos), se procedieron en función a los

protocolos y diseño experimental donde se determinarán los factores

que influyen en el poder de cada tratamiento de muestra

25

A. Análisis para la Materia Prima (Lactuca sativa L. Var.

Capitata)

1. Análisis químico proximal

- Determinación de humedad: Método recomendado por (AOAC

2000).

2. Análisis físico químico

-Determinación de acidez títulable: Método

recomendado por AOAC (1994).

-Determinación de pH: Método recomendado por

AOAC (1994).

3. Análisis microbiológico

- Determinación de coliformes totales, mohos y levaduras:

Método recomendado por AOAC (2000).

B. Análisis para el producto final (Lechuga mínimamente

procesada):

1. Análisis Químico proximal

- Determinación de humedad: Método recomendado por

(AOAC 2000).

2. Análisis Físico Químico

- Determinación de acidez títulable: Método recomendado

por AOAC (1994).

- Determinación de pH: Método recomendado por AOAC

(1994).

3. Análisis Microbiológico

- Determinación de coliformes totales, mohos y levaduras:

Método recomendado por AOAC (2000).

4. Análisis colorimétrico

- Determinación del color en el sistema CIELAB: Método

recomendado (AOAC 2000).

IV.6.3.INSTRUMENTOS:

26

IV.6.3.1. Materiales:

Vaso de precipitación de 100 – 250 ml.

Pipeta de 1ml, 5 ml.

Placas Petrifilm 3M.

Mechero de bunsen.

Embudo de filtración magnética.

Membrana filtrante estéril, 0.45 m tamaño de poro.

Frascos de muestreo 200 ml.

Bolsas polietileno de baja densidad

I.1.1.1. Equipos:

Autoclave.

Incubadora a 35ºC 0.5ºC.

Balanza.

Sistema de filtración.

Contadores de colonias.

Bomba de vacío y aditamentos.

Campana de flujo laminar.

Equipo de titulación

pH metro

4.6.3.3. Reactivos:

Agua destilada.

Hidróxido de sodio al 0.1 N

Fenolftaleína al 2%

Alcohol yodado al 1%

Solución salina fisiológica.

ozono al 1 , 1.5 , 2 %

IV.7. Técnicas de procesamiento de información:

IV.7.1. Procesamiento de datos:

Se utilizaran estadísticos tanto de tipo de descriptivo como

inferencial.

27

IV.7.2. Método estadístico:

Los métodos de procesamiento de datos se realizara con un

Arreglo Factorial con un DCA con 2 factores , con 3 repeticiones,

se llevaran a un análisis de varianza: ANVA con 0,05 de

significancia comparadas con la tabla de F y si hubiera diferencia

significativa se procederá a realizar una prueba de Tukey al 1% y

5% para establecer la diferencia de significancia.

El modelo del diseño experimental se basa en la ecuación siguiente

i= 1,…,p j=1,..,q k=1,..,

Donde:

: Es el valor o rendimiento observado con el ί-esimo nivel del factor A, j-esimo nivel del factor B, k-esimo repetición.

: Es el efecto de la media general.

: Es el efecto del i-esimo nivel del factor A.

: Es el efecto del j- esimo nivel del factor B.

Es el efecto de la interacción en el i-esimo nivel del factor A, j-esimo nivel del factor B.

: Es el efecto del error experimental en el i-esimo nivel del factor A, j-esimo nivel del factor B, k-esimo repetición.

p: Es el número de niveles del factor A.

q: Es el número de niveles del factor B.

: Es número de repeticiones en el i- esimo nivel del factor A, j-

esimo nivel del factor B

Si al final existiese deferencias significativas se realizará su

correspondiente prueba de TUCKEY al 1% y 5% para establecer

la diferencia de significancia.

28

V. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

V.1. Cronograma De Actividades:

ACTIVIDADES 2015 2016A M J J A S O N D E F M

1. Determinación del problema

X

2. Acopio de bibliografía

X

3. Selección Bibliográfica

X

4. Elaboración de la matriz de consistencia

X

5. Elaboración del proyecto de investigación

X

6. Inscripción del proyecto de investigación

X

7. Inicio de experimentación

X X

8. Pruebas finales X X9. Tabulaciones X X10. Análisis e

interpretación de datos

X X

11. Redacción preliminar del informe final

X X

12. Presentación de la tesis para su aprobación

X

13. Sustentación X

V.2. Presupuesto Total:CONCEPTO TOTAL S/.

BIENES:

1. Materia prima, reactivos, equipos y materiales 500

2. Material de procesamiento de datos 200

29

3. Material fotográfico y filmación 400

4. Impresos 300

SUB TOTAL: 1400

SERVICIOS

1. Pasajes y viáticos y asignaciones 1500

2. Alquiler de laboratorio 1200

3. alquiler de planta de mínimamente P. (LIMA) 700

3. Publicaciones, Internet 300

4. Impresos 300

5. Elaboración de tesis 400

SUB TOTAL: 4 400

IMPREVISTOS 10% 440

TOTAL: 6 240

30

V.3. Financiamiento:

La investigación será financiada por parte del tesista

VI. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS :

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VII. ANEXOS:

VII.1. La Matriz De Consistencia:

33

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