Métodos de análisis de fibra y determinaciones físico químicas en cítricos para el módulo de control by Editorial Científica 3Ciencias

MÉTODOS DE ANÁLISIS DE FIBRA Y DETERMINACIONES FÍSICO-QUÍMICAS EN CÍTRICOS PARA EL MÓDULO DE CONTROL ALIMENTARIO DEL CICLO FORMATIVO DE DIETÉTICA María Jesús Micó Ballester

Editorial Área de Innovación y Desarrollo, S.L

Quedan todos los derechos reservados. Esta publicación no puede ser reproducida, distribuida, comunicada públicamente o utilizada, total o parcialmente, sin previa autorización. © del texto: la autora ÁREA DE INNOVACIÓN Y DESARROLLO, S.L. C/Santa Rosa, 15 - 03802 - ALCOY (ALICANTE) info@3ciencias.com Primera edición: Noviembre 2014 ISBN: 978-84-942901-6-9 Nº DE DEPÓSITO LEGAL: A 745 - 2014 Registro: 201481742

A Natxo, JĂşlia i Marta.

Índice

ÍNDICE 1.

PRESENTACIÓN ..................................................................................5

ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS .......................................................7 2.1.

MORFOLOGÍA Y COMPOSICIÓN DE LAS MANDARINAS. ..............................7

2.2.

CARACTERÍSTICAS DEL MANDARINO. ....................................................8

2.3.

CLASIFICACIÓN DE LAS MANDARINAS. ..................................................9

2.3.1.

MANDARINO SATSUMA (CITRUS UNSHIU). ............................9 Owari. ........................................................................................9 Clausellina. ............................................................................... 10 Okitsu. ...................................................................................... 11

2.3.2.

CLEMENTINAS (CITRUS RETICULATA). .................................. 12 Fina. ......................................................................................... 12 Oroval. ..................................................................................... 13 Clemenules. .............................................................................. 14 Esbal. ....................................................................................... 15 Hernandina. ............................................................................. 16 Marisol. .................................................................................... 16 Arrufatina................................................................................. 17 Oronules. .................................................................................. 18

2.3.3.

HÍBRIDOS (CITRUS RETICULATA). ......................................... 19 Fortuna. ................................................................................... 19 Ellendale................................................................................... 20 Kara. ........................................................................................ 21 Clemenville o Nova. .................................................................. 22 Ortanique. ................................................................................ 23

2.4. 2.4.1. 2.5.

PROCESOS DE EXTRACCIÓN DEL ZUMO. ............................................... 24 F.M.C. IN LINE EXTRACTOR. ................................................. 24 LA FIBRA EN LOS SUBPRODUCTOS DEL PROCESADO DE MANDARINAS. ......... 28 I

Índice 2.5.1.

COMPOSICIÓN DE LA FIBRA................................................. 28

2.5.1.1. Celulosa. ........................................................................ 28 2.5.1.2. Hemicelulosas. ............................................................... 29 2.5.1.3. Ligninas. ......................................................................... 29 2.5.1.4. Otros componentes minoritarios de la fibra.................... 30 Pectinas. .................................................................................. 30 Gomas. .................................................................................... 31 Almidón. .................................................................................. 31 2.5.2.

TIPOS DE FIBRA. .................................................................. 31

2.5.2.1. Fibra bruta. .................................................................... 31 2.5.2.2. Fibra neutro detergente. ................................................ 32 2.5.2.3. Fibra ácido detergente. .................................................. 32 2.5.2.4. Fibra dietética. ............................................................... 33 2.5.3.

EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA FIBRA EN LA DIETA HUMANA.34

PLANTEAMIENTO EXPERIMENTAL Y OBJETIVOS............................... 35

MATERIALES Y MÉTODOS. ............................................................... 37 4.1.

MATERIA PRIMA. ......................................................................... 37

4.2.

PROCESADO DE LAS MANDARINAS. ................................................... 37

Recogida y transporte de las mandarinas. ......................................... 38 Selección y calibrado. ........................................................................ 38 Pesado. ............................................................................................. 38 Extracción del zumo. ......................................................................... 38 Subproductos obtenidos. ................................................................... 39 4.3.

MÉTODOS DE ANÁLISIS. ................................................................. 40

4.3.1.

DETERMINACIÓN DE LOS RENDIMIENTOS. .......................... 40

4.3.2.

DETERMINACIONES DE FIBRA BRUTA. ................................. 40

4.3.3.

Determinaciones físico-químicas. ........................................ 41

Humedad. ......................................................................................... 42

Índice Cenizas. ............................................................................................. 42 Densidad relativa. .............................................................................. 42 pH. .................................................................................................... 43 4.4. 5.

TRATAMIENTO ESTADÍSTICO. ........................................................... 43

RESULTADOS Y DISCUSIÓN. ..............................................................45 5.1.

RENDIMIENTOS OBTENIDOS EN EL PROCESADO DE MANDARINAS PARA ZUMO. 45

5.2.

CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS SUBPRODUCTOS OBTENIDOS. .... 46

5.2.1.

Humedad y cenizas. ............................................................. 46

5.2.2.

Densidad y pH. .................................................................... 47

5.3.

DETERMINACIONES DE FIBRA BRUTA. ................................................. 47

5.4.

ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LAS PRUEBAS EFECTUADAS EN CADA VARIEDAD. ... 50

5.4.1.

Variedad Oroval. ................................................................. 50

5.4.2.

Variedad Hernandina. ......................................................... 52

5.4.3.

Variedad Fortuna. ............................................................... 55

5.4.4.

Variedad Clemenville. .......................................................... 57

CONCLUSIONES. ...............................................................................63

BIBLIOGRAFÍA. .................................................................................65

III

Ă?ndice

Presentación

1. PRESENTACIÓN El presente libro surge a raíz de un estudio llevado a cabo en la Planta Piloto de Zumos de la Universidad Miguel Hernández en el que se efectuaron una serie de análisis sobre el proceso de fabricación de zumo de mandarina, haciendo hincapié en el contenido en fibra alimentaria procedente de los residuos de la extracción del zumo. Es por ello que este libro pretende ser un recurso de gran aplicación en el módulo de Control Alimentario del Ciclo Formativo de Grado Superior de Dietética. Siguiendo el Real Decreto 536/1995, de 7 de abril, por el que se establece el título de Técnico Superior en Dietética y las correspondientes enseñanzas mínimas, el futuro técnico debe tener la capacidad profesional de determinar la calidad alimentaria e higiénico sanitaria de los alimentos aplicando técnicas sencillas, técnicas como las que aparecen en este libro, así como saber interpretar los resultados analíticos e informar, elaborando y/o proponiendo medidas correctoras. Esta capacidad viene reflejada en la unidad de competencia 4: controlar y supervisar la composición cualitativa de los alimentos para determinar su cualidad higiénicodietéticas, que a su vez está asociada al módulo 4: Control alimentario. El libro recoge tanto los métodos de análisis de fibra como una serie de determinaciones físico-químicas, como son la humedad, las cenizas, la densidad relativa y el pH, que se realizaron en cuatro variedades de mandarina. El zumo de mandarina se utiliza habitualmente para incrementar la coloración de los zumos de naranja. Esta práctica conlleva la producción de un tipo de zumo no bien caracterizado por lo reciente de su utilización. En el estudio se pudo observar que la fibra obtenida de los subproductos del procesado de las mandarinas, tiene un enorme potencial de utilización tanto en alimentación como en farmacia. Actualmente, los mercados se nutren de la fibra procedente de los cereales, por lo que la fibra de mandarina sería un producto apetecible. La fibra es fundamental en el mantenimiento de una adecuada funcionalidad intestinal y actualmente se considera que debe formar parte de una alimentación saludable.

Presentaci贸n

Antecedentes bibliográficos

2. ANTECEDENTES BIBLIOGRÁFICOS La producción mundial de mandarinas es aproximadamente de 7 millones de toneladas, bastante menos que la naranja, con 44,5 millones (MAPA. 2004). No obstante, debemos recordar que casi 15,8 millones de toneladas de naranja pasan a la industria de transformación. (Slavin, 1987; Roberston y Van Soest. 1981; Poballe, 2007). El 66% de la producción de mandarinas se destina a la exportación, constituyendo las clementinas más de las dos terceras partes (CAPA, 2004). La Comunidad Valenciana produce el 90% de la mandarina española. El zumo de mandarina se utiliza habitualmente para incrementar la coloración de los zumos de naranja en proporciones que rondan el 10% (Ashurt, 1999). Esta práctica conlleva la producción de un tipo de zumo no bien caracterizado por lo reciente de su utilización.

2.1. MORFOLOGÍA Y COMPOSICIÓN DE LAS MANDARINAS. En las mandarinas como en el resto de los frutos cítricos se distinguen varias partes (Coultate, 1996): 

FLAVEDO: es la parte exterior del fruto. Está en contacto con la epidermis. Está compuesta en su mayor parte por aceites esenciales, cromoplastos y lípidos. La capa cérea está formada por ceras, cutina y otros lípidos.



ALBEDO: es la capa contigua al flavedo. Es un tejido blanco celulósico y esponjoso. Forma la mayor parte de la corteza y el corazón, constituyendo los vasos que dan al fruto el agua y los materiales nutritivos. Está compuesto por celulosa y hemicelulosa, pectinas, vitamina C y flavonoides.



ENDOCARPIO: lo forman los gajos o carpelos. Está compuesto por unas vesículas que tienen forma de hueso y están separadas por membranas intercarpelares. Estas vesículas son las que contienen el zumo.



SEMILLAS: están rodeadas por una cubierta lignocelulósica dura que contiene grasas. Todas las mandarinas no contienen semillas, dependiendo de las condiciones de polinización. En algunas variedades el fruto se desarrolla por partenocarpia. Las semillas están compuestas por grasas y proteínas.

Antecedentes bibliográficos

2.2.

CARACTERÍSTICAS DEL MANDARINO.

Actualmente no se sabe cuál es el origen del mandarino, pero se cree que las mandarinas provienen del noreste de la India o sudoeste de China. Este último ha sido el país que ha estado cultivando el mandarino durante miles de años. La primera referencia que se tiene se remonta al siglo XII a.C. Más tarde se extendió al sudeste asiático y otras partes de la India. A partir del siglo X d.C. empezó a cultivarse en el sur de Japón. Generalmente, los mandarinos, son árboles más resistentes al frío que el naranjo, sin embargo sus frutos son más sensibles al frío. Pueden sufrir lesiones por frío más fácilmente que las naranjas y pomelos. También son más tolerantes a la sequía. El mandarino es muy fácil de adaptarse a diversos climas. Puede cultivarse en condiciones climáticas desérticas, semitropicales y subtropicales. A pesar de esta adaptabilidad, para que el fruto llegue a tener una buena calidad y la producción sea copiosa, cada variedad necesita unas condiciones climáticas muy concretas. Por ejemplo, una de las variedades más exigentes en cuanto a las condiciones climáticas es la Clementina. Actualmente su distribución se limita a las zonas costeras de Marruecos, España y Córcega (Gorinstein et al., 2001). Las mandarinas como los demás agrios, pertenecen al género Citrus. Dentro de este género de difícil clasificación, las mandarinas constituyen un caso especialmente problemático. En los subapartados que siguen, figuran las características generales de las mandarinas, así como su clasificación y las características de las variedades más importantes (Saunt, 1992). Las características más comunes de las mandarinas son:    

Corto periodo de recolección. Tendencia a sufrir daños durante la recolección, embalaje y transporte. La corteza es más frágil y propensa a sufrir lesiones. La pulpa pierde acidez, contenido en zumo y sabor si permanece en el árbol tras alcanzar su punto óptimo de madurez.

Antecedentes bibliográficos

2.3.

CLASIFICACIÓN DE LAS MANDARINAS.

Algunos expertos han intentado clasificar la mandarina en diferentes categorías o especies. R. W. Hodgson ha realizado la siguiente clasificación (Saunt, 1992):    

Citrus unshiu Citrus deliciosa Citrus nobilis Citrus reticulata

Mandarino Satsuma. Mandarino Común. Mandarino King. Otros mandarinos.

Los tres primeros son grupos de mandarina bien definidos, y cada uno tiene distintas variedades. El cuarto grupo es una extensa colección de variedades, ya sean de origen natural o híbridos artificiales. En este trabajo, las hemos agrupado en tres grupos, de acuerdo con la clasificación que comercialmente rige (Ivia, 2014):   

Mandarino Satsuma (Citrus unshiu) Clementinos (Citrus reticulata) Híbridos de mandarino (Citrus reticulata)

Las características de las principales variedades son las siguientes:

2.3.1.

MANDARINO SATSUMA (CITRUS UNSHIU).

Las principales áreas de cultivo de la mandarina Satsuma o Unshiu Mikan son Japón y el Levante español. La Satsuma es la mandarina más resistente al frío. El periodo de recolección es muy precoz. Suele ser durante los meses de septiembreoctubre. Las variedades de Satsuma se pueden clasificar de la siguiente forma:

Owari. -

Árbol: de origen desconocido apareció en Japón hace mucho tiempo. Es vigoroso y de mediano desarrollo.

Fruto: tiene buen tamaño y elevado contenido en zumo de escasa calidad. Sin semillas (figura 1).

Consideraciones agronómicas: es precoz, sus frutos pueden recolectarse en octubre y no conviene que permanezcan demasiado tiempo en el árbol ya que pierden rápidamente calidad. Es muy productiva, pudiendo cultivarse en la 9

Antecedentes bibliográficos mayor parte de nuestras zonas citrícolas. Debido a la aparición de variedades de clementina de análoga precocidad y mejores características comerciales, el cultivo de la satsuma Owari para consumo en fresco, ha perdido gran parte de su interés.

Figura 1. Variedad Owari

Clausellina. -

Árbol: se originó por mutación espontánea de satsuma Owari detectada alrededor de 1962 en Almazora (Castellón de la Plana). El árbol es de menor vigor y porte más pequeño que el de satsuma Owari.

Fruto: tiene un tamaño análogo al de la Owari, con mayor contenido en zumo de poca calidad. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: es una variedad precoz, pudiéndose recolectarse unas dos semanas antes que la satsuma Owari. Es muy productiva. Debe cultivarse en zonas de mucha precocidad.

Antecedentes bibliográficos

Figura 2. Variedad Clausellina.

Okitsu. -

Árbol: se originó en 1940 en Japón a partir de una semilla de satsuma Miyagawa y se introdujo en España en 1983, comenzando su difusión comercial en 1987. El árbol es muy parecido al de Clausellina aunque alcanza mayor tamaño, por lo que requiere marcos de plantación algo más amplios, y presenta algunas espinas, cosa poco frecuente en las variedades de satsuma. Es muy productivo y precoz en la entrada en producción.

Fruto: los frutos de Okitsu tienen menor espesor y peso de la corteza y su superficie es más lisa que los de Clausellina, presentando un pequeño adelanto de su madurez externa, por lo que pueden recolectarse un poco antes.

Consideraciones agronómicas: es la variedad más precoz de las que actualmente se cultivan en España, pudiendo recolectarse a primeros de septiembre y su cultivo presenta el máximo de interés en aquellas zonas que se caracterizan por su gran precocidad.

Antecedentes bibliográficos

Figura 3. Variedad Okitsu.

2.3.2.

CLEMENTINAS (CITRUS RETICULATA).

La mandarina Clementina es el grupo que más especies engloba. A continuación describimos las variedades más importantes.

Fina. -

Árbol: también se le conoce con los nombres de Clementina sin hueso y Clementina del terreno. Probablemente es de origen híbrido. El árbol tiene buen vigor y tamaño grande.

Fruto: es pequeño, con un diámetro medio que apenas llega a 50 mm. La pulpa tiene unas extraordinarias características organolépticas debido al buen contenido en zumo y a la excelente compensación de azúcares, ácidos y compuestos aromáticos. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: es una variedad precoz, sus frutos se recolectan a partir de noviembre y pueden permanecer durante cierto tiempo en el árbol en buenas condiciones comerciales. Es productiva, pero el pequeño tamaño del fruto hace desaconsejable su cultivo; no obstante, debido a sus extraordinarias condiciones organolépticas, puede estar indicado en aquellas zonas cuyas características de suelo y clima favorezcan el aumento de su tamaño.

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Figura 4. Variedad Fina.

Oroval. -

Árbol: se originó por mutación espontánea de clementina Fina detectada en 1950 en Quart de les Valls (Valencia). El árbol es vigoroso, tiene buen desarrollo y presenta cierta espinosidad que desaparece con el tiempo.

Fruto: es de buen tamaño y la pulpa tierna y fundente, con elevado contenido en zumo ligeramente acídulo. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: es una variedad precoz, pudiendo recolectarse unos días antes que la clementina Fina. Los frutos tienen poca capacidad de permanencia en el árbol en buenas condiciones comerciales, ya que pierden rápidamente densidad y presentan una acusada tendencia al bufado. Es productiva. Debe cultivarse en zonas precoces y que estimulen la acumulación de azúcares en el fruto, con objeto de adelantar su recolección y aumentar su calidad.

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Figura 5. Variedad Oroval.

Clemenules. -

Árbol: también se le conoce con los nombres de Clemenules, Nulesina, clementina Reina y clementina Victoria. Se originó por mutación espontánea de clementina Fina detectada en 1953 en Nules (Castellón de la Plana). El árbol tiene buen vigor y desarrollo.

Fruto: es de buen tamaño y posee un adecuado contenido en zumo de alta calidad. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: la recolección puede iniciarse pocos días después de la clementina Fina, presentando sus frutos cierta tendencia al bufado. Es productiva y su cultivo puede efectuarse en la práctica totalidad de nuestras áreas productoras, aunque está especialmente indicado en las de media y tardía recolección.

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Figura 6. Variedad Clemenules.

Esbal. -

Árbol: se originó por mutación espontánea de clementina Fina detectada en 1966 en Sagunto (Valencia). El árbol tiene buen vigor y tamaño grande.

Fruto: aunque ligeramente mayor que el de clementina Fina, es algo pequeño. La pulpa tiene unas excelentes características organolépticas. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: es una variedad precoz, pudiendo recolectarse unos días antes que la clementina Fina. No conviene demorar la recolección mucho después de que los frutos hayan alcanzado la total madurez externa, ya que son sensibles a los daños producidos por la lluvia y el rocío. Es productiva. Debe cultivarse en zonas precoces y que favorezcan el aumento del tamaño del fruto.

Figura 7. Variedad Esbal.

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Hernandina. -

Árbol: se originó por mutación espontánea de clementina Fina detectada en 1966 en Picassent (Valencia). El árbol tiene buen vigor y desarrollo.

Fruto: el tamaño, forma, contenido en zumo y características organolépticas del fruto son similares a los de clementina Fina, pero la plena coloración del fruto la alcanza unos dos meses después. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: es productiva aunque con ligera tendencia a la vecería. Debe cultivarse en zonas de recolección tardía y con escaso riesgo de heladas, ya que no resulta comercialmente interesante ofertar esta variedad antes de mediados de febrero. No es conveniente demorar su recolección más de lo debido, puesto que se puede producir una ligera pérdida de zumo y de acidez que provoca una disminución de las excelentes condiciones organolépticas.

Figura 8. Variedad Hernandina.

Marisol. -

Árbol: se originó por mutación espontánea de clementina Oroval detectada en 1970 en Bechí (Castellón de la Plana). El árbol es vigoroso, tiene buen desarrollo y presenta cierta espinosidad que desaparece con el tiempo.

Fruto: es de buen tamaño y la pulpa tierna y fundente, con elevado contenido en zumo ligeramente acídulo. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: las características de esta variedad son semejantes a las de la clementina Oroval de la que fundamentalmente se

Antecedentes bibliográficos diferencia en que la madurez del fruto tiene lugar unas dos semanas antes. Debe cultivarse en zonas precoces y que estimulen la acumulación de azúcares en el fruto.

Figura 9. Variedad Marisol.

Arrufatina. -

Árbol: se originó por mutación espontánea de clementina de Nules detectada en 1968 en Villarreal (Castellón de la Plana). El árbol tiene buen vigor y desarrollo, presentando cierta espinosidad que puede desaparecer con el tiempo.

Fruto: es de buen tamaño y posee un adecuado contenido en zumo de aceptables características organolépticas. Sin semillas.

Consideraciones agronómicas: es una variedad precoz, la madurez interna del fruto lleva un adelanto medio de unas tres semanas respecto a la clementina de Nules. Es productiva y debe cultivarse en zonas precoces. La recolección conviene efectuarla cuando el fruto se encuentre en condiciones de desverdizar, puesto que si permanece más tiempo en el árbol tarda bastante en alcanzar la coloración externa definitiva y presenta cierta tendencia al bufado.

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Figura 10. Variedad Arrufatina.

Oronules. -

Fruto: es de buen tamaño y posee un adecuado contenido en zumo de aceptables características organolépticas. Sin semillas.

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Figura 11. Variedad Oronules.

2.3.3. HÍBRIDOS (CITRUS RETICULATA). La procedencia de los híbridos puede ser de origen natural o bien de origen artificial. Una de las características más importantes de los híbridos, es su facilidad de pelado.

Fortuna. -

Árbol: es un híbrido de clementino Fino y mandarino Dancy obtenido por J.R. Furr en California. Se conoce desde 1964. El árbol tiene buen vigor y desarrollo.

Fruto: es de buen tamaño y posee un elevado contenido en zumo ligeramente acídulo. No tiene semillas; aunque debido a la polinización cruzada pueden aparecer, sobre todo en frutos de árboles colindantes con plantaciones de variedades compatibles.

Consideraciones agronómicas: es una variedad tardía; su recolección puede efectuarse a partir de marzo siempre que se haya alcanzado un elevado índice de madurez, ya que de lo contrario los frutos resultan demasiado ácidos. Es productiva. Debe cultivarse en zonas que por sus características de suelo y clima estimulen la acumulación de azúcares en el fruto.

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Figura 12. Variedad Fortune.

Ellendale. -

Árbol: se detectó en Australia alrededor de 1878 y se cree que es un tangor natural (híbrido de mandarino y naranjo dulce). Se introdujo en España en 1983. El árbol es de vigor medio, tamaño grande (semejante al clementino), forma redondeada y sin espinas, presentando las ramas cierta fragilidad que hace conveniente una formación adecuada para evitar su rotura por el peso de la cosecha. Es productivo, aunque algunos frutos tienen tendencia a rajarse por la región estilar (como los de Nova) con la consiguiente merma de producción.

Fruto: es de tamaño medio a grande, de coloración naranja intenso, pela con facilidad y la pulpa es tierna, jugosa y de buen sabor. Es autocompatible y por consiguiente los frutos presentan semillas si se dan las circunstancias de polinización adecuadas.

Consideraciones agronómicas: se recolecta a partir de enero, el fruto se mantiene en el árbol perfectamente durante cierto tiempo y presenta buenas condiciones para la conservación y el transporte.

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Figura 13. Variedad Ellendale.

Kara. -

Árbol: procede del cruzamiento entre satsuma Owari y mandarino King realizado por H.B. Frost en California en 1915. El árbol es vigoroso y de mediano desarrollo.

Fruto: tiene buen tamaño y un elevado contenido en zumo ligeramente ácido. Con pocas semillas.

Consideraciones agronómicas: es una variedad tardía, pudiendo recolectarse a partir de marzo siempre que el fruto haya alcanzado un alto grado de madurez interna. Es productiva. Debe cultivarse en zonas cuyas características de suelo y clima estimulen la acumulación de azúcares en el fruto para compensar, en cierta medida, su ligera acidez.

Antecedentes bibliográficos

Figura 14. Variedad Kara.

Clemenville o Nova. -

Árbol: también se le conoce con el nombre de Clemenvilla. Es un híbrido entre clementino Fino y tangelo Orlando obtenido por Gardner y Bellows en Florida en 1942. El árbol tiene buen vigor y desarrollo.

Fruto: es de buen tamaño y posee un elevado contenido en zumo de excelente sabor. No tiene semillas. Aunque debido a la polinización cruzada pueden aparecer, sobre todo en frutos de árboles colindantes con plantaciones de variedades compatibles.

Consideraciones agronómicas: se puede recolectar a partir de diciembre, cuando el fruto haya alcanzado el color naranja rojizo intenso y la textura adecuada. Si se deja en el árbol más tiempo del debido suelen aparecer unas ligeras grietas rodeando el cáliz que van deteriorando su calidad comercial. Es productiva y puede cultivarse en la mayor parte de nuestras áreas citrícolas, alcanzando en las zonas cálidas una excelente calidad.

Antecedentes bibliográficos

Figura 15. Variedad Clemenville o Nova.

Ortanique. -

Árbol: se detectó en Jamaica y su origen no es bien conocido, aunque se cree que es un tangor natural (híbrido de mandarina y naranjo dulce). Se introdujo en España en 1971. El árbol es vigoroso, grande y productivo.

Fruto: es grande, de color naranja intenso, con alto contenido en zumo de buenas condiciones organolépticas. No tiene semillas, aunque pueden aparecer a causa de la polinización cruzada, sobre todo en frutos de árboles colindantes en plantaciones de variedades compatibles. - Consideraciones agronómicas: Puede recolectarse a partir de febrero y los frutos se mantienen en el árbol en buenas condiciones durante mucho tiempo. El gran inconveniente de la Ortanique es la dificultad que presenta el fruto para pelarse con la mano, debido a que la corteza está muy adherida a la pulpa y a la gran cantidad de aceite esencial que desprende.

Antecedentes bibliográficos

Figura 16. Variedad Ortanique.

2.4.

PROCESOS DE EXTRACCIÓN DEL ZUMO.

La obtención comercial del zumo de mandarina no se diferencia, básicamente, del de otras frutas cítricas, aunque adaptado a las especiales características de esta fruta. Existen diferentes sistemas de extracción, todos ellos hechos con el objetivo de obtener mayores rendimientos, tanto de zumo como de aceite esencial. Los sistemas de extracción son: extractor F.M.C. “In line” extractor, Brown, Speciale Indelicatto, Pipkin-roll, Screw-press, Fraser-brace excoriator, F.M.C. rotary juice extractor, Amc-scarifier. Los sistemas que actualmente se usan en todo el mundo son la F.M.C. y la Brown Citrus Machinery, ambos originarios de Estados Unidos. También en el Mediterráneo se utiliza el extractor modificado de la Speciale Indelicatto, aunque se describirán los sistemas empleados hasta la fecha (Ferguson y Fox, 1981).

2.4.1.

F.M.C. IN LINE EXTRACTOR.

Este sistema de extracción, F.M.C “In line” extractor, es el que actualmente se encuentra instalado en la Planta Piloto de Zumos de la Universidad Miguel Hernández.

Antecedentes bibliográficos Este extractor fue llamado así debido a la disposición en serie de las copas extractoras que están situadas a lo largo de una línea recta. Esta unidad es utilizada para mandarinas, naranjas, tangelos, limones, limas y pomelos. En la actualidad, el extractor F.M.C. “In line” es la tecnología más utilizada en el mundo. En este tipo de extractor se obtienen varias corrientes de extracción: 1. 2. 3. 4.

Zumo con pulpa. Emulsión de aceites esenciales que arrastra una parte de raspadura de corteza. Corteza de mandarina. Descarga del tubo de orificio que contiene la parte central de la fruta (core), junto con membranas, semillas y los dos cortes de corteza que sirvieron para la extracción del zumo por el tubo filtro.

Son cuatro las etapas del proceso de extracción: -

1ª etapa: La fruta es colocada en la copa inferior (figura 17).

2ª etapa: Compresión inicial. La copa superior se junta con la copa inferior, de esta forma la cuchilla superior corta el vértice superior de la corteza y la cuchilla inferior corta el vértice inferior de la corteza. La deformación de la cáscara, hace que se rompan las bolsas de aceite esencial, liberándose éste (figura 18).

3ª etapa: Compresión media. Los componentes internos del zumo se introducen en el tubo filtro a través del corte inferior. El tubo de orificio se mueve de forma ascendente en el interior del tubo filtro (Figura 19).

Antecedentes bibliogrรกficos

Figura 17. Funcionamiento de la F.M.C. In line. Etapa 1. Fuente: (Lorente, 2003).

Figura 18. Funcionamiento de la F.M.C. In line. Etapa 2. Fuente: (Lorente, 2003).

Antecedentes bibliográficos

Figura 19. Funcionamiento de la F.M.C. In line. Etapa 3. Fuente: (Lorente, 2003).

Figura 20. Funcionamiento de la F.M.C. In line. Etapa 4. Fuente: (Lorente, 2003).

4ª etapa: Compresión final. Se produce un sellado de los cortadores como final del movimiento de traslación de copas. El zumo y la pulpa pasan a través de los agujeros del tubo filtro mientras que el tubo de orificio sigue ascendiendo y presionando el material dentro del tubo filtro forzando así la salida de dicho material, recogiendo al mismo tiempo el bagazo (2 trozos circulares de cáscara de los cortes, semillas, membranas...) (Figura 20).

El tubo de orificio contiene la parte central de la fruta, membranas, semillas, los dos cortes circulares de la cáscara y sólidos solubles atrapados durante el proceso de extracción. Los sólidos solubles están compuestos por: azúcares (glucosa, fructosa y sacarosa), minerales, ácidos orgánicos y otros componentes como pectinas (solubles e insolubles), hesperidina...

Antecedentes bibliográficos

2.5. LA FIBRA EN LOS SUBPRODUCTOS DEL PROCESADO DE MANDARINAS. Para la mayoría de la gente, la “fibra” es la fracción de los alimentos de origen vegetal no digerible por el hombre. Para el analista de alimentos, la “fibra” es el residuo insoluble que queda tras la extracción del alimento desengrasado, primero con ácido diluido hirviendo y después con una disolución alcalina diluida hirviendo (Coultate, 1984).

2.5.1.

COMPOSICIÓN DE LA FIBRA.

Los componentes mayoritarios de la fracción, corrientemente conocida como fibra, son las celulosas y las hemicelulosas, además de estos dos compuestos, también se incluyen dependiendo del material de origen, las ligninas, gomas, polisacáridos de algas, pectinas y almidón resistente (normalmente dextrinas límite). Estas sustancias no son degradadas en el intestino delgado de los mamíferos por las enzimas digestivas. Sin embargo, la mayor parte son degradados en mayor o menor medida por las bacterias resistentes en el intestino grueso de los omnívoros, como el hombre. El término “fibra” implica insolubilidad, pero la solubilidad de las anteriores sustancias es muy variable. De este modo, la celulosa es totalmente insoluble, las hemicelulosas escasamente solubles y las gomas completamente solubles. De todos los compuestos mencionados, hablaremos con más detalle de las celulosas, hemicelulosas y ligninas.

2.5.1.1.

CELULOSA.

Es el compuesto orgánico más abundante en la Tierra. Constituye el principal polisacárido estructural de la pared celular de los vegetales (Chefter y Chefter, 1976); asociada a hemicelulosas, lignina y pectina (Belitz y Grosch, 1992). Es un polímero lineal y plano. Está constituida por moléculas lineales de unas 3000 unidades como mínimo de glucopiranosa, unidas por enlaces  (14). Esta unión da lugar a una ordenación en forma de cinta plana, que se mantiene por enlaces de hidrógeno intramoleculares. Las moléculas de celulosa se alinean unas junto a otras formando microfibrillas. Las cadenas se empaquetan de una forma muy ordenada, manteniéndose gracias a enlaces de hidrógeno intermoleculares. La estabilidad de esta estructura, es la que le da a la celulosa su insolubilidad en casi todos los reactivos (Coultate, 1996). 28

Antecedentes bibliográficos

2.5.1.2.

HEMICELULOSAS.

Antiguamente se creía que las hemicelulosas eran los precursores de las celulosas (de ahí su nombre) y a pesar de que esta creencia fue descartada, todavía se conserva su nombre. La hemicelulosa es en realidad un tipo de polisacárido donde la cadena principal la componen unidades de xilosa, arabinosa, ácido metil glucurónico y otros, con enlaces  (14). Las ramificaciones, contienen ácido metil galacturónico y arabinosa con enlaces  (12) y  (13) (Pascual y Blas, 1997). La composición exacta depende del tipo de material vegetal que manejemos. Las hemicelulosas se encuentran íntimamente asociadas con la celulosa de las paredes de las células vegetales. Se extraen a partir de disoluciones alcalinas. Se pueden distinguir tres tipos de hemicelulosas:   

xilanos. mananos y glucomananos. galactanos y arabinogalactanos.

2.5.1.3.

LIGNINAS.

La lignina es una capa protectora depositada sobre la estructura de celulosahemicelulosa de los tejidos vegetales para evitar el ataque de las bacterias. La naturaleza de las lignina no es la de un carbohidrato. En nutrición, la lignina va siempre asociada a la celulosa y a la hemicelulosa, por tanto se considera uno de los componentes importantes de la fibra. Los botánicos consideran como lignina a un grupo de sustancias que confieren rigidez y resistencia a la pared de las células vegetales. S.H. Clarke consideraba a la pared celular vegetal como un entramado continuo de celulosa y lignina y comparaba su estructura con la del hormigón armado, en el cual las varillas de hierro representan la trama de celulosa y el hormigón representa la lignina y los otros constituyentes de la estructura. (Lloyd et al., 1982). La lignina es un grupo de sustancias con cierta semejanza, que contienen grupos metoxilo y fenólicos y “núcleos” aromáticos y cuya proporción carbono/hidrógeno/oxígeno es distinta de las de los verdaderos carbohidratos (una unidad típica de lignina tiene la fórmula molecular (C10H11O2).

Antecedentes bibliográficos

2.5.1.4. LA FIBRA.

OTROS COMPONENTES MINORITARIOS DE

A continuación tenemos una breve descripción de otros compuestos que también forman parte de la fibra, aunque en menor proporción, pero igualmente importantes. Estos compuestos son: las pectinas, las gomas y el almidón.

Pectinas. Son compuestos estructurales de la pared celular primaria y de la laminilla central de los tejidos meristemáticos y parenquimáticos. Están presentes en todas las plantas de orden superior. La pectina es un polisacárido, formado por una cadena lineal de moléculas de ácido D-galacturónico, en el cual, distintas proporciones de los grupos ácidos se encuentran como metil ésteres. Las cadenas se interrumpen a intervalos por la inserción en las mismas de moléculas de L-ramnosa. Como cadenas laterales, se encuentran ligados algunos azúcares, por ejemplo D-galactosa, L-arabinosa y D-xilosa (Pascual y Blas, 1997). La protopectina es una fracción de pectina unida a la celulosa que puede extraerse con bases fuertes, predominando en los cítricos verdes que no han sido recolectados. Éstas van desapareciendo a medida que avanza la maduración y van apareciendo las pectinas En la tabla 1 figuran los contenidos de pectina de diversas fracciones de naranja (Miguel, 2000). Tabla 1. Valores máximos y mínimos de pectina en algunos productos.

Pectina en el suero Pectina en la pulpa Pectina en el zumo Pectina en el extracto de corteza (11º Brix)

Valores mínimos (mg/100 mL)

Valores máximos (mg/100 mL)

12,5 156 44,5

51 426 103

29,7

278,7 (Miguel, 2000)

Las cortezas de los cítricos contienen cantidades extraordinariamente grandes de sustancias pécticas. Con relación al extracto seco, el albedo y el flavedo contienen cada uno de un 20 a un 40% de sustancias pépticas. La pulpa, en cambio, sólo contiene de una tercera a una cuarta parte, cantidad con todo, importante (Bott y Schötter, 1989).

Antecedentes bibliográficos

Gomas. Las gomas son polímeros de galactosa, ácido glucorónico, arabinosa y ramnosa. Es el componente de la sustancia matriz de la pared celular vegetal, y en estado natural se presentan en forma de sales de calcio y magnesio, hallándose esterificados, en ciertos casos, parte de los grupos hidróxido, normalmente con acetatos (Pascual y Blas, 1997). La característica distintiva de las gomas es su gran afinidad por el agua y la alta viscosidad de sus disoluciones acuosas. Sin embargo, no forman geles y mantienen su plasticidad incluso a concentraciones altas (Coultate, 1996).

Almidón. Es el carbohidrato que se encuentra en la mayoría de los vegetales como fuente de reserva. Es muy abundante en las semillas, frutos, tubérculos y raíces. Existen dos formas del mismo (Pascual y Blas, 1997):  

Amilosa: cadena lineal de unidades de glucosa con enlaces  (14). Amilopectina: cadena ramificada de unidades de glucosa con enlaces  (14).

2.5.2.

TIPOS DE FIBRA.

Se pueden distinguir varios tipos de fibra, éstos son: fibra bruta, fibra neutro detergente, fibra ácido detergente y fibra dietética. En los siguientes puntos se describe cada una de ellas.

2.5.2.1.

FIBRA BRUTA.

La fibra bruta es el residuo libre de cenizas que queda después de una digestión rigurosa con ácidos y álcalis calientes. Parece ser que ésta constituye sólo el 20-50% de la fibra total ingerida en la mayor parte de las dietas (Lloyd et al., 1982). Cuando la muestra a analizar tiene un contenido bajo o moderado en grasa bruta (menos del 6%) la determinación puede realizarse directamente sobre la muestra original. (Pascual y Blas, 1997). En nuestro caso, la corteza de mandarina contiene en sus células aceites esenciales, por lo que la muestra fue desengrasada mediante un tratamiento con acetona.

Antecedentes bibliográficos El método que hemos utilizado para analizar la fibra bruta, reproduce a groso modo, las condiciones del medio al que estará sometido el alimento durante el proceso de la digestión, y constituiría por tanto la fracción indigestible de éste. La determinación de la fibra bruta es puramente convencional. Por fortuna, aunque este principio no indica con precisión el contenido de carbohidratos estructurales y sustancias ligadas a los mismos, si se observa que, a mayor contenido de fibra bruta menos digestible resulta el alimento analizado (Pascual y Blas, 1997). Cualquier muestra de la fracción de fibra bruta contiene la mayor parte de la celulosa, cantidades variables de hemicelulosa y pequeñas cantidades de lignina. Normalmente se cree que la hemicelulosa se digiere con más facilidad que la celulosa, pero como en la mayoría de los alimentos el principal componente de la fibra bruta es la celulosa, la digestibilidad de aquélla depende en gran parte de la cantidad celulosa que contenga. La dificultad para digerir la fibra bruta, procede pues de la dificultad para digerir la celulosa (Lloyd et al., 1982). Los productos finales de la digestión de la celulosa y de la hemicelulosa son ácidos grasos volátiles, como el ácido butírico, y gases (CO 2 y CH4).

2.5.2.2.

FIBRA NEUTRO DETERGENTE.

Aunque este tipo de fibra no ha sido analizado es conveniente definirla. La fibra neutro detergente (FND) es el resultado que se obtiene al someter a la muestra objeto de análisis, a una digestión con un detergente en solución neutra de laurilsulfato sódico a pH 7. La disolución neutro detergente rompe la pared celular y separa el contenido celular soluble en el detergente, que está constituido por lípidos, carbohidratos solubles, ácidos orgánicos y proteínas. El resultado de esta acción es una fracción insoluble, la fibra neutro detergente, la cual incluye tanto la fibra digestible como la indigestible. La fibra neutro detergente sería un sinónimo de pared celular, excepto por su contenido en pectinas, que se solubilizan por completo en dicha solución y que son compuestos fácilmente digestibles (Pascual y Blas, 1997).

2.5.2.3.

FIBRA ÁCIDO DETERGENTE.

Al igual que la fibra anterior, definimos la fibra ácido detergente (FAD) como la proporción insoluble del alimento, que se obtiene al someter la muestra a una digestión con un detergente en medio ácido.

Antecedentes bibliográficos El resultado es una pared insoluble que estaría constituida por dos fracciones, una menos lignificada y más digestible que incluye a las hemicelulosas y otra más lignificada e indigestible que sería la fibra ácido detergente. En la fibra ácido detergente también se incluye la cutina, que es indigestible (pero se encuentra en pequeña proporción), algunos compuestos lignificados con nitrógeno y algunas proteínas alteradas (Pascual y Blas, 1997).

2.5.2.4.

FIBRA DIETÉTICA.

Aunque este tipo de fibra tampoco ha sido el analizado en este trabajo, es de gran importancia hablar de él. La fibra de la dieta o fibra dietética no es sinónimo de fibra bruta. Es un término genérico que incluye todos los constituyentes de las plantas que no son digestibles por enzimas digestivos humanos y, por tanto, no pueden absorberse. Abarca a los carbohidratos no digeribles (celulosa, hemicelulosa, pectina y gomas) y los constituyentes no carbohidratados de la lignina (Lloyd et al., 1982). Las fibras dietéticas se clasifican según su solubilidad en agua, ya que es la solubilidad de la fibra la que determina, en parte, sus efectos fisiológicos. Las fibras solubles (pectina y gomas) ejercen efectos hipolipemiantes y pueden disminuir la hiperglucemia postprandial. Las no solubles (celulosa, hemicelulosa y lignina) carecen de dichos efectos. Se cree que el comportamiento de las insolubles es la formación de volumen con el subsiguiente incremento de peso de las heces y, por tanto, la disminución del tiempo del tránsito intestinal. Debido a la naturaleza diversa de la fibra dietética, ha resultado difícil encontrar un método útil para determinar exactamente el contenido en fibra de la dieta (Slavin, 1987). Actualmente, para la determinación de la fibra dietética, se recurre por lo general a los denominados “métodos gravimétricos”. En la muestra desengrasada se hidrolizan enzimáticamente (-amilasa, glucoamilasa, proteinasas termoestables) los componentes digeribles (1,4--glicanos, proteínas); después de la centrifugación quedará en el sedimento la fibra dietética insoluble en agua. El aislamiento de la fibra dietética hidrosoluble del sobrenadante, que es difícil, se realiza por precipitación con etanol, ultracentrifugación y diálisis. Las proteínas y minerales todavía presentes en la fibra dietética soluble e insoluble en agua se calculan mediante factores de corrección (Belitz y Grosch, 1992).

Antecedentes bibliográficos

2.5.3. EFECTOS FISIOLÓGICOS DE LA FIBRA EN LA DIETA HUMANA. Hace ya algún tiempo que se reconoció la eficacia de la fibra para aliviar el estreñimiento. La ingestión de cantidades mayores de fibra lleva consigo la deposición de heces más abundantes y fluidas, un menor tiempo de tránsito del alimento y una menor presión en el colon (Lloyd et al., 1982). La fibra es fundamental en el mantenimiento de una adecuada funcionalidad intestinal y en el momento actual se considera que debe formar parte de una alimentación saludable. Las recomendaciones actuales de consumo para adultos son de 20 a 35 g/día. No existe una cifra de recomendación para niños menores de 2 años, pero para los mayores de 2 años se les recomienda que ingieran una cantidad igual o superior a su edad más 5 g/día. Siempre debe recomendarse que las fuentes fibra sean variadas y se debe asegurar una ingesta adecuada de líquidos (Gómez Candela C. et al., 2002). Los efectos fisiológicos de la fibra insoluble se atribuyen al incremento del bolo fecal y el estímulo de la motilidad intestinal. Otras acciones son la mayor necesidad de masticado, relevante en las modernas sociedades de la ingesta compulsiva y la obesidad, el aumento de la excreción de ácidos biliares y propiedades antioxidantes (Silveira Rodriguez M.B. et al.,2003), disminuyendo las concentraciones plasmáticas de algunos nutrientes, como la glucosa o el colesterol (Gómez Candela C. et al., 2002). La principal característica de la fibra soluble es la capacidad para atrapar agua y formar geles viscosos, lo que determina su poder laxante. Asimismo, al incremtar la cantidad y consistencia del bolo fecal se consigue un efecto positivo en el caso de diarreas. Además se produce un enlentecimiento del proceso digestivo, del tránsito y de la absorción de hidratos de carbono, así como una adicional sensación de plenitud. Al igual que la fibra insoluble, disminuye la absorción de ácidos biliares y tiene actividad hipocolesterolemiante (Silveira Rodríguez M.B. et al.,2003). Hay un gran número de enfermedades no infecciosas y no relacionadas unas con otras, tales como diverticulitis, apendicitis, cáncer de colon y enfermedades coronarias, que han sido asociadas con el bajo contenido en fibra de las dietas occidentales, aunque muchas de estas relaciones han sido discutidas. La importancia de la fibra en la dieta humana puede ser determinada únicamente por observaciones clínicas y experimentales (Lloyd et al., 1982).

Planteamiento experimental y objetivos

3. PLANTEAMIENTO EXPERIMENTAL Y OBJETIVOS. Los objetivos del presente estudio son los siguientes: 1. Determinar el contenido de fibra bruta de los subproductos obtenidos en el procesado de las mandarinas (corteza, core y frit) en ensayos de planta piloto. 2. Evaluar igualmente, tanto la posible influencia del calibre como de la variedad de mandarina en el contenido en fibra de los distintos subproductos. El efecto de los componentes en el extractor podría tener un efecto sobre el tamaño de las partículas de fibra. Estos cambios de tamaño son factores importantes que afectan a la composición y las funciones fisiológicas de las fibras de las naranja que podrían conducir a mejorar la salud intestinal (Wu et al., 2007). La existencia en la Universidad Miguel Hernández de una planta piloto de zumos, que permite la realización de experimentos a escala industrial, y el establecimiento de convenios con empresas del sector del zumo como F.M.C. y RIBERBEND S.A., han posibilitado la realización de este estudio sobre el contenido en fibra de los subproductos del procesado de mandarinas. Para llevar a cabo los objetivos planteados en el presente trabajo, se siguió el plan de investigaciones que se expone a continuación: 1. Recogida y transporte de las diferentes variedades de mandarina (diciembre a marzo) en las tolvas de recepción de las industrias de zumos, para su calibrado y procesado en la Planta Piloto de Zumos de la Universidad Miguel Hernández. 2. Procesado a pequeña escala industrial de cuatro variedades de mandarina (Oroval, Hernandina, Fortuna y Clemenville) en la mencionada planta piloto, atendiendo a un diseño de experimento previamente establecido (4 variedades x 3 calibres x 3 extracciones) que consta de un total de 36 pruebas. 3. Recogida de las fracciones (subproductos) corteza, core y frit. de cada uno de los 36 procesados de mandarina, obteniendo un total de 108 muestras. 4.

Determinación de la fibra bruta para cada una de las muestras.

5. Tratamiento estadístico de los resultados obtenidos en las determinaciones analíticas de fibra, consistente en la aplicación de técnicas de análisis de la varianza (ANOVA).

Planteamiento experimental y objetivos

Materiales y métodos

4. MATERIALES Y MÉTODOS. En los puntos que siguen a continuación, se describe la materia prima utilizada, el modo en que ésta fue procesada, así como el fundamento de los métodos de análisis utilizados para determinar la fibra bruta.

4.1.

MATERIA PRIMA.

El presente trabajo se basa en la investigación del contenido en fibra de los subproductos obtenidos en el procesado para zumo de cuatro variedades de mandarinas, recogidas de las tolvas de recepción de la empresa RIBERBEND S.A. entre los meses de diciembre y marzo. Dichas variedades son:    

Oroval (Clementina). Hernandina (Clementina). Nova o Clemenvilla (Híbrido). Fortune (Híbrido).

Las características de estas variedades de mandarina, ya fueron expuestas junto con las de otras variedades, en el punto 2.3 de los antecedentes bibliográficos.

4.2.

PROCESADO DE LAS MANDARINAS.

Las mandarinas fueron procesadas en una extractora de zumo industrial (F.M.C. “In line”), la cual, además del zumo, nos proporciona tres subproductos de características físico-químicas diferentes (corteza, core y frit) cuyo contenido en fibra es el objetivo principal de investigación de este trabajo. Dicho procesado tuvo lugar en las instalaciones de la Planta Piloto de Zumos de la Universidad Miguel Hernández. Se realizaron cuatro ensayos, los meses de diciembre de 2000 y enero, febrero y marzo de 2001. En el mes de diciembre, la variedad de mandarina que se procesó fue Oroval, en enero Hernandina, en febrero Fortuna y en marzo Clemenville, también llamada Nova. En el procesado de las mandarinas las operaciones que se realizaron fueron las siguientes:

Materiales y métodos

RECOGIDA Y TRANSPORTE DE LAS MANDARINAS. Las distintas variedades de mandarina, cortesía de la empresa RIBERBEND S.A., fueron recogidas directamente de las tolvas de recepción de dicha empresa y colocadas en cajones de unos 500 kg para su transporte hasta la planta piloto.

SELECCIÓN Y CALIBRADO. Una vez descargadas las mandarinas, se seleccionaron manualmente mediante un juego de calibres homologado. Posteriormente se introdujeron en cajas por paquetes de 4 frutos hasta completar los kg del ensayo, obteniéndose así una muestra aleatoria para el procesado. Para los cuatro ensayos realizados, uno de cada variedad, los calibres procesados y sus características se recogen en la tabla 2. Tabla 2. Calibres de las variedades de mandarina procesadas.

MES

VARIEDAD

Diciembre

Oroval

Enero

Hernandina

Febrero

Fortuna

Marzo

Clemenville o Nova

CALIBRE Calibre 1 Calibre 2 Calibre 3 Calibre 1 Calibre 2 Calibre 1 Calibre 2 Calibre 3 Calibre 1

DIÁMETRO LONGITUDINAL < 63 mm 63-77 mm > 77 mm < 63 mm 63-77 mm < 63 mm 63-80 mm > 80 mm < 63 mm

PESADO. Una vez calibradas las mandarinas de cada variedad, se procedía a su pesado, con el objeto de confeccionar tres lotes de unos 50 kg de peso de cada uno de los tres calibres que debían ser procesados. Esta operación se efectuó mediante una balanza marca Gram Serie K (50 K 300) con una sensibilidad de 50 g. Así pues, en cada ensayo se procesaban aproximadamente 450 kg de mandarina.

EXTRACCIÓN DEL ZUMO. En cada ensayo eran procesados 9 lotes de 50 kg (tres de cada calibre) de una misma variedad, que eran procesados por separado. Estadísticamente, hubiera sido más correcto el procesar en un mismo ensayo (día) muestras de todas las variedades (diseño bloqueado), pero dado que la época de recolección de las distintas variedades de mandarinas estudiadas no coincide, esto no es posible.

Materiales y métodos Las mandarinas se colocaban de forma manual en la extractora F.M.C. “In line” descrita en el punto 2.3.1, obteniendo de forma directa el zumo y los subproductos (corteza, core y frit). La extractora, ofrece la posibilidad de utilizar distintos tipos de copa, dependiendo del tipo de fruta y su calibre, con la finalidad de optimizar el rendimiento. En nuestro caso se emplearon las combinaciones que figuran en la tabla 3. Tabla 3. Tipos de copa utilizados en las distintas pruebas.

VARIEDAD Oroval Hernandina Fortuna Clemenville o Nova

CALIBRE

DIÁMETRO LONGITUDINAL

Calibre 1 Calibre 2 Calibre 3 Calibre 1 Calibre 2 Calibre 1 Calibre 2 Calibre 3 Calibre 1

< 63 mm 63-77 mm > 77 mm < 63 mm 63-77 mm < 63 mm 63-80 mm > 80 mm < 63 mm

COPA UTILIZADA copa 2p 3/8p copa 3p PJE copa 3p STD copa 2p 3/8 p copa 3p PJE copa 2p 3/8p copa 3p PJE copa 4p STD copa 2p 3/8p

SUBPRODUCTOS OBTENIDOS. Los subproductos que se obtienen de esta extractora son la corteza, el core o corazón y el frit, además de una emulsión de aceites esenciales en el agua de recirculación. El frit es la mezcla de trozos de corteza y pulpa en el agua (agua de recirculación), resultado del agua que la máquina utiliza para obtener los aceites esenciales que poseen las células de la corteza. Éste se separa obteniendo frit seco y frit húmedo. Todos los productos y subproductos eran pesados, para de este modo calcular el rendimiento de la máquina extractora.

Materiales y métodos

4.3.

MÉTODOS DE ANÁLISIS.

4.3.1.

DETERMINACIÓN DE LOS RENDIMIENTOS.

Para determinar los rendimientos del proceso de extracción del zumo de mandarina, se recogieron tanto el zumo como los subproductos (corteza, core y frit) obtenidos de la extractora F.M.C. “In line” y se procedió a su pesado. Los rendimientos se expresan en porcentaje con respecto al peso total de fruta.

4.3.2.

DETERMINACIONES DE FIBRA BRUTA.

Para la determinación de la fibra bruta, se secaron previamente todas las muestras obtenidas de corteza, core y frit en una estufa a 60 ºC, hasta que el peso de éstas fue constante. Una vez secadas se trituraron. A continuación se explica el fundamento del método de análisis utilizado, así como los cálculos efectuados en la determinación de dicho tipo de fibra. La fibra bruta es el residuo libre de cenizas que queda después de una digestión rigurosa con ácido sulfúrico (H2SO4) al 1.25% (p/v) e hidróxido sódico (NaOH) al 1.25% (p/v) bajo condiciones específicas (AOAC, 2000b). La determinación de fibra bruta se llevó a cabo mediante el método Wijkstron, según el manual de instrucciones código 80055 SUB 00 revisado a 22/11/96 (Selecta, 1996). El equipo utilizado fue un extractor para la determinación de fibra y celulosa, marca Selecta, modelo Dosi-Fiber 4000623 de 6 plazas. Se opera del siguiente modo: En una balanza (Gram Precision BH-600 en nuestro caso), se pesan los crisoles porosos, previamente secados en una estufa (A). . Se añade de 1 a 1,5 g de muestra y se vuelve a pesar (B). Se introducen los crisoles en el extractor y se añade en caliente una disolución 0,32M de H2SO4 del 96% junto con unas gotas de antiespumante (silicona). Se deja hervir durante el tiempo de extracción (10 minutos). A continuación se realiza la segunda hidrólisis pero esta vez con una disolución 0,556M de KOH en caliente. El tiempo de extracción es igual al anterior. Se sacan las muestras del extractor y se procede a una extracción en frío con acetona. Este proceso es necesario ya que la corteza, el core y el frit extraídos de las 40

Materiales y métodos mandarinas contienen aceites esenciales que es necesario eliminar para poder determinar el contenido en fibra. La extracción con acetona se realiza mediante un frasco “Kitasatos” con la ayuda de una trompa de vacío. A continuación se secan las muestras en una estufa a 150º C y una vez secas en un desecador y enfriadas a temperatura ambiente se pesan (C). Se incineran en un horno mufla a 500 ºC y una vez enfriados nuevamente, se vuelven a pesar (D). El contenido en fibra bruta (F.B.) viene determinado por la expresión:

F.B. (%) 

CD  100 B A

El resultado se expresa en porcentaje con respecto al peso de muestra seca.

4.3.3.

DETERMINACIONES FÍSICO-QUÍMICAS.

Las determinaciones físico-químicas efectuadas a los subproductos procedentes del procesado de las mandarinas (corteza, core y frit) fueron: humedad, cenizas, densidad relativa y pH. Para la obtención de las muestras se operó del modo siguiente: -

Se mezcló toda la corteza obtenida en las distintas pruebas efectuadas en un mismo ensayo (variedad) de mandarina, sin tener en cuenta los calibres. Del mismo modo se procedió para obtener las muestras de core y frit. La humedad y las cenizas se determinaron sobre tres alícuotas obtenidas de cada una de estas muestras en fresco, de los distintos subproductos de cada variedad.

Posteriormente, las muestras de los distintos subproductos fueron secadas y trituradas finamente.

Con este fino triturado, se prepararon sendas disoluciones de 50 mL de cada uno de los diferentes subproductos en agua (10% p/v), para cada variedad.

A dichas disoluciones, que se prepararon por triplicado para cada subproducto de cada una de las variedades, se les determinó la densidad relativa y el pH.

Materiales y métodos

HUMEDAD. Por referencia en porcentaje con respecto al peso de muestra inicial, de la diferencia entre este peso inicial y el peso de la muestra secada en estufa a 60 ºC hasta peso constante. Se toman 50 g de muestra, el porcentaje de humedad viene determinado por la expresión:

Humedad (%) = 100 

Peso muestra - Peso muestra seca Peso muestra

CENIZAS. Por referencia en porcentaje con respecto al peso de muestra inicial, del peso de la muestra calcinada en un horno mufla a 500 ºC durante un mínimo de 3 horas. Se tomaron en un crisol 2 g de muestra, el porcentaje de cenizas viene determinado por la expresión:

Cenizas (%) = 100 

W2 - W0 W1 - W0

Donde: -

W0 = Peso del crisol vacío W1 = Peso del crisol + la muestra inicial W2 = Peso del crisol + la muestra calcinada.

DENSIDAD RELATIVA. La densidad relativa de las disoluciones correspondientes de corteza, core y frit se ha determinado mediante picnometría. La densidad relativa (d) viene determinada por la expresión

d =

(W2 - W0) (W1 - W0)

Materiales y métodos Donde: -

W0 = Peso del picnómetro. W1 = Peso del picnómetro + agua W2 = Peso del picnómetro + disolución

PH. Mediante un potenciómetro en escala de pH marca Crison GLP 21, por medida directa de las unidades de pH de cada muestra (disolución).

4.4.

TRATAMIENTO ESTADÍSTICO.

El objetivo del presente análisis estadístico es determinar si existen diferencias significativas en el contenido de fibra bruta entre los cuatro tipos de mandarinas, procesadas. También se pretende evaluar si dichos contenidos son significativamente diferentes en las distintas fracciones analizadas (corteza, core y frit), así como la posible influencia del calibre (calibre 1, calibre 2 y calibre 3) de las mandarinas procesadas. El diseño, que consta de un total de 36 pruebas para cada subproducto, ha sido analizado con la ayuda del paquete informático STATGRAPHICS 5.0, aplicando las técnicas de análisis de la varianza (ANOVA). Estas técnicas proporcionan los siguientes resultados para cada variable de respuesta única. Para ello se realizó un diseño de experimento ortogonal con dos replicaciones. Este diseño consiste en tres factores cualitativos (variedad, subproducto y calibre) y una variable respuesta (fibra bruta). Las características generales del diseño figuran en la tabla 4. Tabla 4. Características del diseño de experimento utilizado.

FACTOR

NIVELES

SUBPRODUCTO

VARIEDAD

CALIBRE

CORTEZA CORE FRIT OROVAL HERNANDINA FORTUNA CLEMENVILLE CALIBRE 1 CALIBRE 2 CALIBRE 3

REPLICACIONES

Nº DATOS / NIVEL 36

Materiales y métodos Los resultados del análisis de este tipo de experimentos están sesgados y son tan sólo aproximados; bien debido a que las medias (efectos) de cada uno de los factores no estén calculadas a partir del mismo número de niveles de los restantes factores (diseño no ortogonal), o bien debido a que dichas medias no hayan sido calculadas a partir del mismo número de datos por existir desigual número de replicaciones en las distintas pruebas (diseño desequilibrado). Así pues, para evitar el posible sesgo en los resultados obtenidos en el análisis de la varianza del experimento completo, se ha subdividido para su análisis pormenorizado en sendos experimentos, en los cuales tan sólo figuran los calibres procesados y los subproductos obtenidos para cada una de las cuatro variedades estudiadas. Estos últimos diseños sí son ortogonales y por tanto sus resultados más fiables y concluyentes.

Resultados y discusión

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN. 5.1. RENDIMIENTOS OBTENIDOS EN PROCESADO DE MANDARINAS PARA ZUMO.

En la tabla 5 figuran los pesos de fruta procesados de cada calibre, para cada una de las variedades de mandarina estudiadas (Oroval, Hernandina, Fortuna y Clemenville), mientras que en figura 21, se recogen los rendimientos en zumo y subproductos (corteza, core y frit) obtenidos en el procesado de dichas variedades de mandarina. Tabla 5. Peso de fruta (kg) procesada de cada una de las variedades y calibres.

CALIBRE < 63 mm

VARIEDAD OROVAL HERNANDINA FORTUNA CLEMENVILLE

kg procesados % kg procesados % kg procesados % kg procesados %

358 80,81 108 72,97 90 40,91 150 100

63-77 mm

>77 mm

TOTAL

70 15,80 40 27,03 90 40,91

15 3,39 0 40 18,18

443 100 148 100 220 100 150 100

Figura 21. Rendimientos en zumo, corteza, core y frit de las variedades procesadas.

Resultados y discusión Para la variedad Oroval se procesaron 443 kg de fruta, para la variedad Hernandina 148 kg de fruta, para la variedad Fortuna se procesaron 220 kg de fruta y para la variedad Clemenville se procesaron un total de 150 kg de fruta. Como podemos observar, la variedad Hernandina es la que aporta mayor rendimiento en cuanto a zumo, la variedad Clemenville nos da más rendimiento en cuanto a corteza, y la variedad Oroval es la que mayor rendimiento da en cuanto a los subproductos core y frit.

5.2. CARACTERÍSTICAS FÍSICO-QUÍMICAS DE LOS SUBPRODUCTOS OBTENIDOS. A continuación se muestran los resultados obtenidos en las determinaciones físico-químicas de humedad, cenizas, densidad relativa y pH, efectuadas en las muestras de corteza, core y frit obtenidas del procesado de las distintas variedades de mandarina estudiadas (Oroval, Hernandina, Fortuna y Clemenville). El fundamento de los métodos de análisis utilizados y los cálculos realizados, así como los tratamientos previos efectuados a las distintas muestras analizadas, se pueden consultar en el punto 4.3.3. Para las variedades Oroval y Clemenville no fue posible efectuar ninguna determinación en el frit debido a la falta de muestra.

5.2.1.

HUMEDAD Y CENIZAS.

En la tabla 6 figuran los porcentajes de humedad y cenizas para cada subproducto de las distintas variedades procesadas. Tabla 6. Contenidos de humedad y cenizas de los subproductos de cada variedad (%).

SUBPRODUCTO OROVAL HERNANDINA

FORTUNA CLEMENVILLE

CORTEZA CORE CORTEZA CORE FRIT CORTEZA CORE FRIT CORTEZA CORE

HUMEDAD (%)

CENIZAS (%)

78,87 75,28 81,12 82,15 88,78 72,93 70,14 83,07 74,21 73,55

4,04 3,45 3,69 3,40 4,84 3,80 3,38 3,64 3,95 3,50

Resultados y discusión

5.2.2.

DENSIDAD Y PH.

En la tabla 7 se muestran los resultados obtenidos en las determinaciones de densidad relativa y pH para cada subproducto de las distintas variedades procesadas. Tabla 7. Densidad y pH de las disoluciones de corteza, core y frit de cada variedad.

SUBPRODUCTO CORTEZA CORE CORTEZA CORE FRIT CORTEZA CORE FRIT CORTEZA CORE

OROVAL HERNANDINA

FORTUNA CLEMENVILLE

5.3.

DENSIDAD

1,031 1,040 1,030 1,038 1,030 1,035 1,039 1,035 1,035 1,037

3,25 3,24 4,24 4,43 3,35 3,62 3,64 3,47 3,77 3,57

DETERMINACIONES DE FIBRA BRUTA.

A continuación pasamos a considerar los resultados abarcando el experimento globalmente, es decir, considerando los datos de variedad para todos los calibres y subproductos, y viceversa, de calibres para todas las variedades y subproductos, y de los subproductos para todas las variedades y calibres. Tabla 8. Contenidos medios en fibra bruta y sus intervalos de confianza (95%).

FACTOR

NIVEL

CORE CORTEZA FRIT CLEMENVILLE FORTUNA VARIEDAD HERNANDINA OROVAL CALIBRE 1 CALIBRE CALIBRE 2 CALIBRE 3 TOTAL GENERAL SUBPRODUCTO

Nº DATOS 19 18 17 9 23 15 7 29 17 8 54

MEDIA (%) 11,7880 18,0982 16,2018 13,6897 15,0142 15,1216 17,6251 15,0331 16,3644 14,6905 15,3627

LÍMITE INFERIOR (%)

LÍMITE SUPERIOR (%)

10,4467 16,7545 14,7214 11,6067 13,9086 13,5774 15,6135 14,0038 14,9287 12,6346

13,1293 19,4419 17,6822 15,7727 16,1198 16,6658 19,6367 16,0623 17,8001 16,7464

Resultados y discusión La variedad Oroval, presenta en promedio un contenido en fibra bruta superior al resto de variedades, cuyos intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD) se solapan, para un nivel de confianza del 95% (figura 22).

Figura 22. Intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 95%) para el contenido medio en fibra bruta de las cuatro variedades de mandarinas procesadas.

En cuanto al contenido medio en fibra bruta de los distintos subproductos, el core presenta un contenido significativamente menor (95%) que la corteza y el frit, que presenta a su vez un menor contenido en fibra bruta que la corteza para el mismo nivel de confianza. (figura 23). Esta observación coincide con lo observado con la variedad Satsuma (Citrus unshiu) en la que el contenido en pectina es mayor en la corteza que en la pulpa (parte del core) (Tarutani. y Manabe,. 1965; Miura et al, 1966). También es coincidente con lo observado por Naohara y Manabe (1994) para mandarinas de la variedad Satsuma (Citrus unshiu Marc.) que establecen un mayor contenido en A.I.S. (sólido insoluble en alcohol) en flavedo (11% se corresponde con el frit) y albedo (24%, sumado a lo anterior se corresponde con la corteza) que en membranas y vesículas (11 y 4% respectivamente, que juntos se correspondería con el core).

Resultados y discusiĂłn

Figura 23. Intervalos de diferencias mĂnimas significativas (LSD, 95%) para el contenido medio en fibra bruta de los subproductos obtenidos.

En cuanto a los calibres, el porcentaje medio en fibra bruta, no difiere significativamente entre distintos calibres de mandarina, aunque el nivel de confianza se reduzca hasta el 90% (figura 24).

Figura 24. Intervalos de diferencias mĂnimas significativas (LSD, 95%) para el contenido medio en fibra bruta de los tres calibres de mandarina procesados.

Ninguna de las interacciones ha resultado significativa (95%), es decir, el contenido medio en fibra bruta de los diferentes subproductos, se comporta de forma similar en todas las variedades y para todos los calibres.

Resultados y discusión

5.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO DE LAS PRUEBAS EFECTUADAS EN CADA VARIEDAD. Además de conocer comparativamente los valores de fibra para cada variedad, subproducto obtenido y calibre de fruta, nos parece conveniente realizar una comparación de las diferentes determinaciones dentro de cada variedad.

5.4.1.

VARIEDAD OROVAL.

Para esta variedad y para las siguientes, realizamos un diseño de experimento ortogonal, con dos factores, dos niveles para cada factor y sin replicación. Los resultados se muestran en la tabla 9. Tabla 9. Determinaciones de fibra para la variedad Oroval.

VARIEDAD OROVAL SUBPRODUCTO

CALIBRE

CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORE CORE CORE

CAL 1 CAL 2 CAL 3 CAL 1 CAL 2 CAL 3

F. BRUTA (%) 18,456 19,378 21,449 15,867 14,276 13,576

Tabla 10. Contenidos medios en fibra bruta y sus intervalos de confianza (95%).

FACTOR

NIVEL

CORE CORTEZA CAL 1 CALIBRE CAL 2 CAL 3 TOTAL GENERAL SUBPRODUCTO

Nº DATOS 3 3 2 2 2 6

MEDIA (%) 14,573 19,761 17,1615 16,827 17,5125 17,1670

LÍMITE INFERIOR (%)

LÍMITE SUPERIOR (%)

9,9304 15,1183 11,4754 11,1409 11,8264

19,2157 24,4037 22,8476 22,5131 23,1986

Resultados y discusión

Figura 25. Intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 95%) para el contenido en fibra bruta de los tres calibres procesados de mandarinas de la variedad Oroval.

No se observan diferencias significativas (95%) en cuanto al contenido medio en fibra bruta entre los tres calibres de fruta procesados (calibre 1, calibre 2 y calibre 3), ni entre las dos fracciones analizadas (corteza y core).

Figura 26. Intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 90%) para el contenido en fibra bruta de los subproductos corteza y core en mandarinas de la variedad Oroval.

Al 90%, se observa un mayor contenido de fibra bruta en la corteza que en el core (figura 26). No obstante, los resultados no se deben de tomar como concluyentes, dados los pocos datos con los que están calculadas las medias; tres para cada una de las fracciones y dos para cada uno de los distintos calibres. La escasez de materia prima impidió realizar repeticiones de los ensayos, las cuales hubieran permitido elaborar un diseño estadístico con varias replicaciones de mayor

Resultados y discusión potencia (precisión) resolutiva, cuyos resultados tendrían mayor peso estadístico (por estar las medias calculadas con más datos) y por lo tanto mayor fiabilidad.

5.4.2.

VARIEDAD HERNANDINA.

Se trata de un diseño ortogonal y equilibrado. Un factor, el tipo de subproducto, con tres niveles y otro, el calibre con dos. Los detalles se muestran en la tabla 11. Tabla 11. Determinaciones de fibra para la variedad Hernandina.

VARIEDAD HERNANDINA SUBPRODUCTO

CALIBRE

CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORE CORE CORE CORE FRIT FRIT FRIT FRIT

CAL 1 CAL 1 CAL 2 CAL 2 CAL 1 CAL 1 CAL 2 CAL 2 CAL 1 CAL 1 CAL 2 CAL 2

F. BRUTA (%) 19,814 20,463 17,995 19,901 10,776 10,622 11,796 13,316 13,821 13,331 17,096 14,858

Tabla 12. Contenidos medios en fibra bruta y sus intervalos de confianza (95%).

FACTOR

NIVEL

CORE CORTEZA FRIT CAL 1 CALIBRE CAL 2 CORE–CAL 1 CORE–CAL 2 INTERACCIÓN CORTEZA–CAL 1 SUBPRODUCTO CORTEZA–CAL 2 X FRIT-CAL 1 CALIBRE FRIT-CAL 2 TOTAL GENERAL SUBPRODUCTO

DATOS 4 4 4 6 6 2 2 2 2 2 2 12

MEDIA (%) 11,6275 19,5433 14,7765 14,8045 15,8270 10,6990 12,5560 20,1385 18,9480 13,5760 15,9770 15,3158

LÍMITE INFERIOR (%) 10,4227 18,3384 13,5717 13,8208 14,8433 8,99515 10,8521 18,4346 17,2441 11,8721 14,2731

LÍMITE SUPERIOR (%) 12,8323 20,7481 15,9813 15,7882 16,8107 12,4029 14,2599 21,8424 20,6519 15,2799 17,6809

Resultados y discusión

Figura 27. Intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 95%) para el contenido en fibra bruta de los dos calibres procesados de mandarinas de la variedad Hernandina.

Al igual que ocurría con la variedad Oroval no hay diferencias significativas en cuanto al calibre empleado (figura 27).

Figura 28. Intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 95%) para el contenido en fibra bruta de los subproductos corteza, core y frit en mandarinas de la variedad Hernandina.

Resultados y discusión En cuanto al subproducto se observan claras diferencias (significativas en cuanto al intervalo considerado) siendo el contenido en fibra bruta mayor en la corteza que en el frit y el core (figura 28).

Figura 29. Interacción de los factores calibre y subproducto e intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 90%) para el contenido en fibra bruta en mand arinas de la variedad Hernandina.

Al 90% de confianza la interacción es significativa. El contenido medio en fibra bruta del frit es superior en el calibre 2 que en el calibre 1. Cuando consideramos el contenido en cada calibre diferenciadamente comprobamos que separadamente también es posible distinguir entre los distintos subproductos por su contenido en fibra bruta (figura 29).

Resultados y discusión

5.4.3.

VARIEDAD FORTUNA.

Se trata de un diseño estadístico ortogonal, con 2 factores a 3 niveles y 1 replicación, similar al empleado para las anteriores variedades. Tabla 13. Determinaciones de fibra bruta para la variedad Fortuna.

VARIEDAD FORTUNA SUBPRODUCTO CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORE CORE CORE CORE CORE CORE FRIT FRIT FRIT FRIT FRIT FRIT

CALIBRE CAL 1 CAL 1 CAL 2 CAL 2 CAL 3 CAL 3 CAL 1 CAL 1 CAL 2 CAL 2 CAL 3 CAL 3 CAL 1 CAL 1 CAL 2 CAL 2 CAL 3 CAL 3

FIBRA BRUTA (%) 20,781 22,554 16,091 17,206 17,81 12,126 11,189 11,562 10,843 13,071 9,651 9,622 15,769 16,094 16,678 16,762 15,012 19,873

Tabla 14. Contenidos medios en fibra bruta y sus intervalos de confianza (95%).

FACTOR

NIVEL

CORE CORTEZA FRIT CAL 1 CALIBRE CAL 2 CAL 3 CORE-CAL 1 CORE-CAL 2 CORE-CAL 3 INTERACCIÓN CORTEZA-CAL 1 SUBPRODUCTO CORTEZA-CAL 2 X CORTEZA-CAL 3 CALIBRE FRIT-CAL 1 FRIT-CAL 2 FRIT-CAL 3 TOTAL GENERAL SUBPRODUCTO

DATOS

MEDIA (%)

6 6 6 6 6 6 2 2 2 2 2 2 2 2 2 18

10,9897 17,7613 16,6980 16,3248 15,1085 14,0157 11,3755 11,9570 9,6365 21,6675 16,6485 14,9680 15,9315 16,7200 17,4425 15,1497

LÍMITE INFERIOR (%)

LÍMITE SUPERIOR (%)

9,22742 15,9991 14,9358 14,5626 13,3463 12,2534 8,3232 8,9047 6,5842 18,6152 13,5962 11,9157 12,8792 13,6677 14,3902

12,7519 19,5236 18,4602 18,0871 16,8707 15,7779 14,4278 15,0093 12,6888 24,7198 19,7008 18,0203 18,9838 19,7723 20,4948

Resultados y discusiĂłn Para esta variedad no hay diferencias de calibre al 95% pero sĂ al 90 %.como se aprecia en la figura 30.

Figura 30. Intervalos de diferencias mĂnimas significativas (LSD, 90%) para el contenido en fibra bruta de los tres calibres procesados de mandarinas de la variedad Fortuna.

En cuanto al contenido en fibra bruta para los diferentes subproductos si se observan diferencias para el core con un contenido significativamente menor que para la corteza y el frit, entre los que no se aprecian diferencias significativas (figura 31).

Figura 31. Intervalos de diferencias mĂnimas significativas (LSD, 95%) para el contenido en fibra bruta de los subproductos corteza, core y frit en mandarinas de la variedad Fortuna.

Resultados y discusión Cuando consideramos una interacción significativa al 90% (figura 32), la corteza del calibre 1 tiene en promedio más fibra bruta que la de los calibres 2 y 3. Por otro lado se observa que para el calibre 1 es posible distinguir entre corteza y frit, algo que no es posible con los otros calibres.

Figura 32. Interacción de los factores calibre y subproducto e intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 95%) para el contenido en fibra bruta en mandarinas de la variedad Fortuna.

5.4.4.

VARIEDAD CLEMENVILLE.

En esta variedad no se pudo hacer un estudio estadístico incluyendo el calibre como variable porque se pudo formar un solo calibre. La mayoría de los frutos eran de este calibre. Tabla 15. Determinaciones de fibra para la variedad Clemenville.

SUBPRODUCTO CORTEZA CORTEZA CORTEZA CORE CORE CORE FRIT FRIT FRIT

F. BRUTA (%) 15,887 20,589 11,571 7,403 8,683 8,087 14,538 19,135 14,348

Resultados y discusión Tabla 16. Contenidos medios en fibra bruta y sus intervalos de confianza (95%).

FACTOR

SUBPRODUCTO TOTAL

NIVEL CORE CORTEZA FRIT

DATOS

MEDIA (%)

3 3 3 9

8,05767 16,0157 16,0070 13,3601

LÍMITE INFERIOR (%)

LÍMITE SUPERIOR (%)

5,00032 12,9583 12,9497

11,1150 19,0730 19,0643

El contenido medio en fibra bruta (8 %) del core es significativamente menor al de corteza y frit (aproximadamente el doble en ambos) entre los que no existen diferencias significativas (figura 33).

Figura 33. Intervalos de diferencias mínimas significativas (LSD, 95%) para el contenido en fibra bruta de los subproductos corteza, core y frit en mandarinas de la variedad Clemenville.

Benavente-García et al., (1997) y Temple, (2000), proporcionan información sobre el contenido de fibra en tres fracciones de diferentes cultivos de mandarina los cuales ayudan a seleccionar cultivos con alto contenido en fibra dietética. Este contenido ha sido asociado con múltiples beneficios para la salud (Tarutani y Manabe, 1965; Weber et al., 1993; Naohara and Manabe, 1994). Pérez-López y Carbonell-Barrachina (2005) muestran los resultados obtenidos en el laboratorio por los diferentes zumos de mandarina, cultivados de forma tradicional y ecológicamente. Se encontraron contenidos de fibra bruta más altos (16.43±0.08%) que el resto de los cultivos de mandarina (15.08±0.12%). Estos resultados son útiles 58

Resultados y discusión para apoyar las estrategias de marketing basadas en el alto contenido de fibra dietética de las Clementinas. Sin embargo, nuestros datos para la porción comestible de mandarina fueron significativamente menores que los datos proporcionados por Alesón-Carbonell et al.,(2003). Tendencias similares para los datos proporcionados se reflejan en USDA (2004). El problema de todo estudio sobre la fibra comienza ya en un principio cuando intentamos definir que es la fibra. La definición puramente fisiológica “aquella porción de los alimentos procedentes de las paredes celulares de las plantas que se digiere muy poco o nada por las enzimas alimentarias”, tiene muchas dificultades operacionales cuando tratamos de contrastarla con los diferentes métodos de determinación o tratamos de relacionarla con una determinada composición química. La actual controversia reside precisamente en que la definición de fibra puede hacerse atendiendo a criterios puramente químicos, analíticos o fisiológicos. Si utilizamos una definición puramente química y aceptamos que fibra es equivalente a polisacáridos diferentes del almidón nos encontramos que desde el punto de vista fisiológico la digestibilidad no está limitada únicamente por la estructura química, sino también por la accesibilidad estérica a los enlaces poliméricos por parte de los enzimas digestivos. Además no existen evidencias científicas que establezcan que los efectos fisiológicos de la fibra estén limitados a los polisacáridos. Por otro lado y desde el punto de vista exclusivamente analítico ya hemos visto que podemos distinguir entre diferentes métodos para la determinación de fibra, que a su vez nos conducen a determinar diferentes “tipos de fibra” que no son más que la suma de los diferentes compuestos detectados por ese método. Cuando nos planteamos el procedimiento para la determinación de fibra más adecuado para ser empleado en este estudio, nos decidimos por una determinación individual de un tipo de fibra: la fibra bruta. No se incluyen únicamente los polisacáridos diferentes del almidón (NSF de Non Starch Fiber), sino también otros de sustancias poliméricas; desde polifenoles como la lignina a poliésteres como la cutina, pasando por proteínas indigeribles de la pared vegetal (de carácter hidrofóbico). Una de las principales razones para emplear este método residía en el hecho de ser éstos los métodos de determinación de fibra habituales en el Campus de Orihuela, y por lo tanto ser éste en el que se tenía más experiencia, razón esta última que nos pareció fundamental debido a las características específicas de este tipo de análisis y a las profundas controversias que sobre la interpretación de los resultados todavía permanecen. Así elegimos el método de determinación de fibra más antiguo, el método de la fibra bruta, habitualmente conocido como el método Weende. Únicamente el 20% de las hemicelulosas, del 10 al 40% de la lignina y del 50 al 90% de la celulosa permanecen después del tratamiento extractivo de este procedimiento.

Resultados y discusión Las pieles de los cítricos y otros componentes constituyen una fuente muy apreciable de fibra. Como ya hemos visto, las extractoras F.M.C. “In line” tienen un diseño que permite inicialmente separar el fruto en tres partes morfológicamente diferentes: una, la constituyen la corteza, core (corazón) y semillas, la segunda es la emulsión de aceites esenciales (donde encontramos el frit) y otra es el zumo. En nuestro diseño experimental, hemos realizado una modificación mecánica en la extractora, de tal forma que la primera parte la hemos dividido en corteza y corazón con semillas (llamando a este último core). Mediante un tamiz vibratorio hemos separado la porción válida de la emulsión (lo que hemos llamado frit). Habitualmente se toma como punto de partida para la preparación de fibra las fracciones combinadas de la anterior extractora. En nuestro caso hemos preferido diferenciarlas, buscando previamente conocer que porción de la mandarina procesada constituye una fuente más valiosa y si merecía la pena su preparación mediante nuestro diseño especial. Para establecer de forma fehaciente y fiable que las diferencias encontradas son evidentemente significativas, hemos realizado un estudio estadístico comparando por un lado los datos como pertenecientes a las diferentes variedades y por otro como pertenecientes a los diferentes componentes. Los resultados de fibra bruta muestran que es claramente significativo que la variedad Oroval tiene un contenido superior al resto de variedades que tienen un contenido entre sí que no se diferencia significativamente (tabla 17). Tabla 17. Contenido total en fibra digestible por variedades.

VARIEDAD

FIBRA BRUTA (%)

OROVAL HERNANDINA FORTUNA CLEMENVILLE

17,625 15,121 15,014 13,689

Entre los diferentes componentes, es el corazón el que tiene un menor contenido en fibra bruta, siendo la corteza el componente con mayor contenido (tabla 18). Tabla 18. Contenido total en fibra digestible por subproductos.

SUBPRODUCTO

FIBRA BRUTA (%)

CORTEZA CORE FRIT

18,098 11,788 16,202

Resultados y discusión Resumiendo podemos decir que para la variedad Oroval el contenido en fibra bruta es mayor en la corteza que en el corazón (por ese orden). Para la variedad Fortuna ocurre lo mismo que con la Oroval; el contenido en fibra bruta de la corteza y frit es mayor que la del core. Entre los dos primeros no es posible diferenciar el contenido. Con respecto a los diferentes calibres solo es posible diferenciar entre los distintos subproductos en el calibre menor. Para la variedad Clemenville la situación es similar a las variedades anteriores. El contenido en fibra es menor en el corazón que en la corteza y frit. En promedio, el contenido en fibra bruta de las distintas variedades es de un 15,25%. Comparándolo con el contenido de la pulpa de naranja (pulpa de cítricos) de un 13,3% en promedio, vemos que las diferentes variedades de mandarina aportan un 2% más de fibra. Comparándolo por subproductos, la corteza de mandarina aporta un 18% mientras que la de naranja aporta un 16% (Ferguson y Fox, 1981), mientras que el contenido en el corazón es mayor en la naranja (17% frente al 16,2%). La fibra de mandarina parece ser en promedio una fuente de fibra más interesante que la naranja para la alimentación animal. Las recomendaciones actuales de consumo para adultos son de 20 a 35 g/día. (Gómez Candela C. et al., 2002), algo que solo consiguen por los datos que tenemos los vegetarianos. Para conseguir estas cantidades diarias, nos harían falta 100 g de subproductos secos de Oroval, 116 g de Hernandina, 125 g de Fortuna y 167 g de Clemenville. Si lo consideramos desde el punto de vista de los subproductos; serían necesarios 114 g de corteza seca, 164 g de corazones y 96 g de frit. Resulta impensable que a lo largo del día se pueda ingerir una cantidad semejante de subproductos de forma aislada, sino que deberían acompañar como ingrediente en elaborados de panificación y repostería, o confituras a las que añadir fibra de origen vegetal constituya una eficaz alternativa para incrementar la ingestión de fibra diaria que nos es tan necesaria. La fibra obtenida de los subproductos del procesado de las mandarinas, podría tener un enorme potencial de utilización en alimentación y farmacia, mejorando así la rentabilidad del proceso de extracción de zumo de mandarina. Se podría utilizar la piel de los cítricos en polvo, como un componente en la industria del procesado de alimentos (Kang et al,. 2006). El mercado está provisto de fibra de cereales, pero no de fibra procedente de la fruta (Prakong et al., 2002), por lo que la fibra de mandarina podría ser un producto atractivo (Lorente, 2003).

Resultados y discusi贸n

Conclusiones

6. CONCLUSIONES. 1-. La variedad Oroval es la que tiene un mayor contenido en fibra bruta. La variedad Clemenville es la que menos contenido tiene con significativa diferencia con respecto al resto de variedades. 2-. Con respecto a los distintos subproductos el contenido de fibra bruta es mayor en la corteza, que en el coraz贸n o el frit, por este orden respectivamente. Contrariamente a lo que pueda parecer, el coraz贸n de la mandarina no es una buena fuente de fibra, ni siquiera para alimentaci贸n de ganado. 3-. El contenido de fibra bruta en promedio de las mandarinas estudiadas es superior al de las naranjas de las que tenemos referencia (fundamentalmente la pulpa de naranja). 4-. El calibre de la fruta no influye significativamente en las caracter铆sticas de la fibra de mandarina.

Conclusiones

Bibliografía

7. BIBLIOGRAFÍA. ALESÓN-CARBONELL, L., FERNÁNDEZ-LÓPEZ, J., SAYAS-BARBERÁ, E., SENDRA, E., PÉREZ-ALVAREZ, J.A. (2003). “Utilization of lemon albedo in dry-cured sausages”. J. Food Sci. 68, 1826-1830. AOAC, 2000b. AOAC official method 962.09. Fiber (crude) in animal feed and pet food. In: Horwitz, W. (Ed.), Official Methods of Analysis of AOAC International, Section 4.6.01. AOAC International, Gaithersburg, MD. ASHURT, P. (1999). “Producción y envasado de zumo y bebidas de frutas sin gas”. Ed. Acribia, Zaragoza. BENAVENTE-GARCÍA, O., CASTILLO, J., DEL RÍO, J.A., 1997. “Uses and properties of citrusflavonoids”. J. Agric. Food Chem. 45, 4505–4515. BELITZ, H.D. y GROSCH, W. (1992). “Química de los alimentos”. 2ª Edición. Ed. Abribia, Zaragoza.co BOTT, E.W. y SCHÖTTER, D. (1989). “Centrífugas, decantadores y líneas de procesado para la industria cítrica”. Ed. Westerfalia Separator, Alemania. CAPA (Consejeria de Agricultura, Pesca y Alimentación), 2004. Superficies y Producciones. (2004). Generalitat Valenciana, Valencia, Spain (accessed January 12, 2007) http://www.capa.gva.es. CHEFTER, J.C. y CHEFTER, H. (1976). “Introducción a la bioquímica y tecnología de los alimentos. Vol. I.” Ed. Acribia, S.A., Zaragoza. COULTATE, T.P. (1984). “Alimentos. Química de sus componentes”. Ed. Acribia, Zaragoza. COULTATE, T.P. (1996). “Manual de química y bioquímica de los alimentos”. Ed. Acribia, Zaragoza. FERGUSON, R.R. y FOX, K (1981). Dietary Citrus Fiber. F.M.C. Corporation. Lakeland. Florida. GÓMEZ-CANDELA, C., DE COS BLANCO, A.I. y IGLESIAS-ROSADO, C. (2002). “Fibra y nutrición enteral”. Nutr. Hosp. (2002) 17 (Sup.2) 30-40. Unidad de nutrición Clínica y Dietética. Hospital Universitario La Paz. Madrid.

Bibliografía GORINSTEIN, S., MARTIN-BELLOSO, O., PARK, Y.S., HARUENKIT, R., LOJEK, A., CIZ, M., CASPI, A., LIBMAN, I., TRAKHTENBERG, S., (2001). “Comparison of some biochemical characteristics of different citrus fruits”. Food Chem. 74, 309–315. GRIJELMO-MIGUEL, N. y MARTIN-BELLOSO, O. (1999). “Characterization of dietary fiber from orange juice extraction”. Food Research International. 31. 5. 335-361. IVIA (2014). “Variedades de mandarino”. http://www.ivia.es/variedades/ LLOYD, L.E.; McDONALD, B.E. y CRAMPTON, E.W. (1982). “Fundamentos de nutrición”. Ed. Acribia, Zaragoza. LORENTE, J. (2003). Personal Communication. EMENA (Europe, Middle-East and North Africa) Tech and R&D Manager.JBT FoodTech, Citrus System Division. MAPA (Ministerio de Agricultura Pesca y Alimentación), (2004). “Hechos y Cifras del Sector Agroalimentario y del Medio Rural Español”. MAPA, Madrid, Spain. MIGUEL, Y. (2000). Zumos cítricos: Producción y estabilidad. Trabajo Fin de Carrera. Universidad Miguel Hernández. MIURA, H.; HAGINUMA, S. Y MIZUTA, T. (1996). “Quality of pectin in Citrus unshiu (mandarin orange) and C. natsudaidai (bitter orange). Chem. Abstr. 65: 20511e. MOLLÁ, E.; ESTEBAN, R.M.; VALIENTE, C. y LÓPEZ-ANDREU, F.J. (1994). “Contenido en fibra alimentaria en los subproductos procedentes de la industria cervecera y de la industria de los cítricos”. Alimentaria. 61-64. NAOHARA, J. y MANABE, M. (1994). “Molecular mass and solubility changes in pectins during storage of Satsuma mandarin fruits (Citrus unshiu Marc.)”. J. Food Sci., 59 (3): 578-580. PRAKONGPAN, T., NITITHAMYONG, A., LUANGPITUKSA, R.,(2002). “Extraction and application of dietary fiber and cellulose from pineapple cores”. J. Food Sci. 67, 1308– 1313. PASCUAL, J.J. y BLAS, E. (1997). “Bases de la producción animal: Nutrientes y alimentos”. Ed. Serv. Public. Universidad Politécnica de Valencia, Valencia. PÉREZ-LÓPEZ, A.J., CARBONELL-BARRACHINA, A.A. (2005).”Fiber content in the edible portion of eigth mandarin oranges cultivars”. J. Food Qual. 20 (2005), 154-162. POBALLE, S.A. (2004). “Pulpa de naranja. Poballe, S.A. Barcelona, Spain (accessed January 12, 2007). http://poballe.com. 66

Bibliografía SAUNT, J. (1992). “Variedades de cítricos del mundo. Guía Ilustrada”. Ed. Sinclair Internacional. Edipublish, Valencia. SELECTA, J.P. (1996). “Manual de instrucciones”. Ed. Selecta S.A. SILVEIRA-RODRIGUEZ, M.B., MONEREO-MEGÍAS, S. y MOLINA-BAENA, B. (2003). “Alimentos funcionales y nutrición óptima. ¿Cerca o lejos?”. Rev. Esp. Salud Pública. 77: 317-331. Servicio de Endocrinología y Nutrición Hosp. Univ. de Getafe. Madrid. SLAVIN, J.L. (1987). “Dietary fiber: Classification, chemical analyses, and food sources”. J. Am. Diet. Assoc., 87 (9): 1164-1171. TARUTANI, T. y MANABE, M. (1965). “Manufacture of low methoxyl pectin. I. Nature of pectic substances in mandarin oranges”. Chem. Abstr., 63: 1155g. TEMPLE, N.J.( 2000). “Antioxidants and disease: more questions than answers”. Nutr. Res. 2, 449–459. UNITED STATES DEPARTAMENT OF AGRICULTURE http://www.fnic.nal.usda.gov/ (accessed November 12, 2009).

(USDA),

(2004).

VAN SOEST, P.J.; ROBERSTON, J.B., LEWIS, B.A. (1991) “Methods for dietary fiber, neutral detergent fiber, and non starch polysaccharides in relation to animal nutrition. J. Dairy Sci. 74.3583-3597. WEBER, C.W., KOHLHEPP, E.A., IDOURAINE, A., OCHOA, L.J., (1993). “Binding capacity of 18 fiber sources for calcium”. J. Agric. Food Chem. 41, 1931–1935 WU, S.C., CHIEN, P.J., LEE, M.H., CHAU, C.F. (2007). “Particle size reduction effectively enhances the intestinal health-promotion ability of an orange insoluble fiber in hamsters”. J. Food Sci. 72 (8), 618-621.

Bibliografía

La fibra es un componente fundamental en la dieta La fibra es un componente fundamental en la dieta para el mantenimiento de una adecuada funcionalidad para el mantenimiento de una adecuada funcionalidad intestinal, así como para la prevención de múltiples intestinal, así como para la prevención de múltiples enfermedades entre ellas el cáncer de colon. enfermedades entre ellas el cáncer de colon. El libro recoge tanto los métodos de análisis de fibra El libro recoge tanto los métodos de análisis de fibra como una serie de determinaciones físico-químicas; como una serie de determinaciones físico-químicas; humedad, cenizas, densidad relativa y pH, que se realizaron humedad, cenizas, densidad relativa y pH, que se realizaron en cuatro variedades de mandarina durante el proceso de en cuatro variedades de mandarina durante el proceso de elaboración de zumo. Estos métodos de análisis pretenden elaboración de zumo. Estos métodos de análisis pretenden ser una herramienta útil en el módulo de Control Alimentario ser una herramienta útil en el módulo de Control Alimentario del Ciclo Formativo de Grado Superior de Dietética. del Ciclo Formativo de Grado Superior de Dietética.