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explica y determina como hacer un plan de tesis de investigacion cientifica
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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
34