ENSILADOS DE RESIDUOS DEPESCADO by EDGARDO QUINDE

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA

TRABAJO DE TESIS “ELABORACION DE ENSILADO BIOLÓGICO CON RESIDUOS DE PESCADO Y DE FRUTAS DEL MERCADO CENTRAL DE PIURA”

TESIS PARA OPTAR EL: TÍTULO DE INGENIERO PESQUERO

PRESENTADO POR: Br. MAGDALENA DEL ROSARIO MOGOLLON ESPINOZA

PIURA – PERÚ 2012

UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA

TRABAJO DE TESIS “ELABORACION DE ENSILADO BIOLÓGICO CON RESIDUOS DE PESCADO Y DE FRUTAS DEL MERCADO CENTRAL DE PIURA”

TESISTA: Br. MAGDALENA DEL ROSARIO MOGOLLON ESPINOZA

PATROCINADOR: ING. EDGARDO DAVID QUINDE RENTERÍA

COPATROCINADOR: ING. MÁXIMO SANDOVAL CRUZ M.SC

PIURA – PERÚ 2012

2|Página

“ELABORACION DE ENSILADO BIOLOGICO CON RESIDUOS DE PESCADO Y DESECHOS DE FRUTAS DEL MERCADO CENTRAL DE PIURA”.

TRABAJO DE TESIS

PRESENTADA A LA FACULTAD DE INGENIERÍA PESQUERA COMO REQUISITO PARA OPTAR EL TÍTULO DE INGENIERO PESQUERO EN LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

APROBADO:

DRA. MARIA JIMENEZ FORERO

_____________________ PRESIDENTE

ING. SEGUNDO TOMAS ALBINES SALAZAR

_____________________ SECRETARIO

ING. FIDEL GONZALES MECHATO

_____________________ VOCAL

3|Página

Dedico este trabajo a mi seĂąor que me llena siempre de fortaleza para cumplir con mis metas y a mi familia por el apoyo y la paciencia brindada, este esfuerzo es para ustedes como todo lo demĂĄs es para y por ustedes.

4|PĂĄgina

AGRADECIMIENTO

5|Pรกgina

CONTENIDO Lista de Cuadros Lista de Gráficos Lista de Anexos Siglas y Abreviaturas Resumen Abstract I.

INTRODUCCIÓN

II. REVISIÓN DE LA LITERATURA II.1. Estudio de las materias primas. II.1.1. Residuos de Pescado. - Sub productos pesqueros - Composición Química y valor agregado de los Residuos Pesqueros. - Volúmenes de residuos en el mercado Central de Piura y su distribución. II.1.2. Residuos de Frutas. - Cáscara de Plátano. - Cáscara de Piña. - Cáscara de Papaya. II.2. Estudio de las bacterias en el Yogurt. II.2.1. Generalidades. II.2.2. Bacterias lácticas. II.2.3. Clasificación. II.2.4. Morfología y Fisiología. A. Características morfológicas. - Streptococcus thermophilus - Lactobacillus bulgaris B. Características fisiológicas. C. Streptococcus thermophilus D. Lactobacillus bulgaris II.2.5. Características fermentativas II.2.6. Acción microbiana en el Ensilado II.2.7. Componentes Antimicrobianos producidos por las bacterias lácticas. II.2.8. Probióticos. A. Definición. B. Bacterias lácticas probióticas. 6|Página

II.2.9. Fermentación ácido láctica importancia y factores que afectan la fermentación ácido láctica. A. Fuente de carbohidratos. B. Factores de crecimiento. C. Anaerobiosis. D. Temperatura E. Concentración de sal. F. Concentración de ácidos orgánicos y pH. G. Concentración de CO2. H. Número inicial de BAL. I. Capacidad amortiguadora del sustrato. II.3. Estudio del sustrato. II.3.1. Melaza II.4. Estudio del Procesamiento. II.4.1. Antecedentes del Ensilado. II.4.2. Ensilaje Bilógico. II.4.3. Composición química del ensilaje de desechos pesqueros. II.4.4. Hidrólisis de proteínas. II.4.5. Procesamiento del ensilado. II.4.6. Ventajas del ensilado frente a la harina de pescado. III. MATERIALES Y METODOS. III.1. Lugar de experimentación y duración. III.2. Recolección de Residuos de pescado y fruta. III.3. Descripción del flujo de procesos. III.4. Formulación y tratamiento experimental. III.4.1. Componentes de estudio. III.5. Metodología de evaluación. III.5.1. Materia prima. III.5.2. Producto: ensilaje. III.5.3. Estabilidad del producto terminado. IV. RESULTADOS Y DISCUSIONES IV.1. Residuos cocidos y molidos. IV.1.1. Análisis físico. IV.1.2. Análisis químicos. 7|Página

IV.2. Del producto: ensilado IV.2.1. Análisis físico. IV.2.2. Análisis químico proximal. IV.2.3. Análisis microbiológico. IV.3. Estabilidad del producto terminado durante el tiempo de almacenamiento. IV.3.1. Análisis físico - organoléptico. IV.3.2. Análisis Físico – químico. IV.3.3. Análisis químico proximal. IV.3.4. Análisis microbiológico IV.4. Mérito económico: Ensilado en beneficio ecológico. V. CONCLUSIONES. VI. RECOMENDACIONES. VII. BIBLIOGRAFIA. ANEXO

LISTA DE CUADROS Cuadro Nº 01.

Composición proximal (g/100 g, base húmeda) de algunos desechos pesqueros.

Cuadro Nº 02.

Digestibilidad de la banana.

Cuadro Nº 03.

Silo de Rechazo entero

Cuadro Nº 04.

Composición química y nutricional de la cáscara de banano maduro.

Cuadro Nº 05.

Composición química y nutricional de la cáscara de 8|Página

piña fresca. Cuadro Nº 06.

Composición de la fruta de papaya (Contenido en 100

gramos

porción

comestible).

Fuente:

FAO/INFOODS. Tabla de composición de Alimentos de América Latina. Cuadro Nº 07.

Información nutricional del yogur comercial.

Cuadro Nº 08.

Especies lácticas y microorganismos productores de ácidos.

Cuadro Nº 09.

Bacterias del

Äcido

Láctico

(Lactobaciláceas),

ordenadas según la forma de (cocos o bacilos) y el tipo de fermentación. Cuadro Nº 10.

Composición química proximal (g/100 g, en base seca)

ensilado

desechos

pesqueros

obtenidos por fermentación láctica. Cuadro Nº 11.

Composición de la melaza de caña de azúcar

Cuadro Nº 12.

Tratamientos al 100% de producto ensilado.

Cuadro Nº 13.

Análisis

organoléptico,

microbiológico

efectuado

físico, a

químico

residuos

cocidos

molidos, ensilado a 0, 24, 48 y 72 horas y producto almacenado. Cuadro Nº 14.

Análisis físico – químico proximal de los residuos de pescado

cocidos

molidos

(valores

base

húmeda). Cuadro Nº 15.

Evaluación organoléptica del ensilado olor, color, y consistencia.

Cuadro Nº 16.

Variación del ph en los tratamientos I - II, y patrón. 9|Página

*(85 – 80 - 70)%RP – (0 – 5 – 15)%RF – 5% Y – 10%M Cuadro Nº 17

Análisis de varianza de la característica de pH.

Cuadro Nº 18.

Variación de la acidez titulable en los Tratamientos I – II y Patrón.

Cuadro Nº 19

Análisis de Varianza de la Caracterización de Acidez Titulable.

Cuadro Nº 20.

Composición química proximal* de los tratamiento I - II

y Patrón obtenidos en la elaboración de

ensilado de residuos de pescado y frutas. Cuadro Nº 21.

Evaluación microbiológica de los tratamientos I - II obtenidos en la elaboración del ensilado de residuos de pescado y frutas.

Cuadro Nº 22.

Evaluación organoléptica durante el tiempo de almacenamiento del ensilado bilógico Aroma, color y consistencia.

Cuadro Nº 23.

Variación de pH en los tratamientos I – II y patrón durante el tiempo de almacenamiento.

Cuadro Nº 24.

Análisis de Varianza de las características del pH durante el tiempo de almacenamiento.

Cuadro Nº 25.

Variación de la Acidez en los tratamientos I – II y patrón durante el tiempo de almacenamiento.

Cuadro Nº 26.

Análisis de Varianza de la Caracterización de Acidez

Titulable

durante

tiempo

almacenamiento. Cuadro Nº 27.

Prueba de Duncan 10 | P á g i n a

Cuadro Nº 28.

Composición química proximal* de los tratamiento I - II obtenidos en la elaboración de ensilado de residuos de pescado y frutas, al final del proceso.

Cuadro Nº 29.

Evaluación microbiológica de los tratamientos I - II durante el tiempo de almacenamiento del ensilado de residuos de pescado y frutas.

LISTA DE GRÁFICOS Gráfico Nº 01.

Producción de Acido Láctico

Grafico Nº 02

Variación del pH en los tratamientos I – II y patrón.

Gráfico Nº 03.

Variación de la Acidez Titulable en los tratamientos I – II y patrón.

Gráfico Nº 04.

Efecto de la acidez en el primer y segundo tratamiento.

Gráfico Nº 05.

Variación del pH en los tratamientos I – II y patrón, durante el tiempo de almacenamiento.

Gráfico Nº 06

Variación de la Acidez Titulable en los tratamientos I

–

patrón,

durante

tiempo

almacenamiento.

11 | P á g i n a

LISTA DE ANEXOS Anexo Nº 01

Flujo de Proceso

Anexo Nº 02

Proceso de Elaboración de la Melaza

Anexo N° 03

Análisis bromatológico de subproductos industriales.

Anexo Nº 04

Mercado Central de Piura

Anexo Nº 05

Materia prima

Anexo Nº 06

Tratamiento térmico – cocción

Anexo Nº 07

Escurrido y enfriado

Anexo Nº 08

Selección y molienda

Anexo Nº 09

Mezclado y Homogenizado

Anexo Nº 10

Envasado

Anexo Nº 11

Almacenamiento del producto

12 | P á g i n a

SIGLAS Y ABREVIATURAS BAL.

Bacterias ácido lácticas.

FAC.

Fauna de Acompañamiento.

T0.

Tratamiento Patrón.

T1.

Tratamiento 01.

T2.

Tratamiento 02.

ANVA.

Análisis de varianza.

ATT.

Acidez Titulable

F.V.

Fuente de variabilidad

G.L.

Grado de Libertad

S.C.

Suma de Cuadrados

C.M.

Cuadrados Medios

LGRS.

Ley General de Residuos Sólidos

13 | P á g i n a

RESUMEN Los desperdicios del pescado representan una fuente valiosa de nutrientes; sin embargo, muchas veces estos son sub utilizados y desechados causando pérdidas económicas y problemas ambientales. El presente estudio consistió en la recuperación y aprovechamiento de desechos de pescado y residuos de frutas para producir ensilados mediante fermentación ácido láctico, con la finalidad de aumentar la hidrólisis proteínica y valorar el producto en la alimentación animal. Los desechos pesqueros, a pesar de presentar un gran potencial nutritivo, en muchas partes del mundo son tirados causando graves problemas ambientales y riesgos para la salud humana. De igual forma los desechos de origen vegetal son importantes por su contenido de carbohidratos y fibra importantes para la dieta de organismos vivos. En países donde son aprovechados los desechos pesqueros, han sido utilizados principalmente para producir harina de pescado, siendo una de las principales fuentes de proteína empleadas en alimentación animal. Sin embargo, los precios de la harina de pescado han subido continuamente debido a la disminución en la producción global e incremento en la demanda, lo cual ha provocado escasez del producto. La conservación de los desechos pesqueros por fermentación ácido láctica ofrece varias ventajas en comparación con la harina de pescado, debido a que implica una tecnología más económica, menos contaminante, se puede realizar a diferente escala y no requiere de gran infraestructura. 14 | P á g i n a

El mercado de Abastos de Piura es un lugar donde se expende toda clase de bienes y entre ellos destacamos los bienes comestibles, los cuales son los que generan mayores desperdicios y con ello condiciones de insalubridad para la salud pública de los piuranos, por lo que es necesario darle un uso más adecuado para recuperar las proteínas presentes en estos residuos creando así una alternativa de solución.

15 | P á g i n a

ABSTRACT Waste of fish represent a valuable source of nutrients, but these are often underutilized and discarded causing economic losses and environmental problems. The present study was the retrieval and use of fish waste and fruit residue silage by fermentation to produce lactic acid, in order to increase protein hydrolysis and evaluate the product in animal feed. Fish waste, despite having great potential nutrient in many parts of the world are thrown causing serious environmental problems and risks to human health. Likewise, plant debris are important for carbohydrate and fiber diet important for living organisms. In countries where they are exploited fishery wastes have been used mainly to produce fish meal, one of the main sources of protein used in animal feed. However, prices of fish meal have risen steadily due to the decline in global production and increased demand, which has led to scarcity. The preservation of fish waste by fermentation lactic acid offers several advantages compared to fish meal, because it involves an economic technology, cleaner, can be performed on a different scale and does not require large infrastructure. The market of Supplies of Piura is a place where it is sold all kinds of goods and goods including food highlight, which are those that generate more waste and therefore unhealthy conditions for the public health of Piura, making it

16 | P รก g i n a

necessary to give a more suitable to recover the proteins present in the waste thereby creating an alternative solution.

I. INTRODUCCION Piura, dadas sus condiciones costeras, aunado a los abundantes desperdicios por concepto de la expensa de bienes comestibles principalmente en el Mercado de Abastos de la ciudad, presenta un buen potencial para la producción de ensilado como una posibilidad para la eficiente utilización de los desechos como provisión de fuente proteica para la alimentación animal, considerándolo una alternativa inmediata para reducir las condiciones de insalubridad que se viene generando para la salud pública. La generación de residuos de pescado se obtiene principalmente por descarte de la fauna acompañante, por manipuleo, almacenamiento, distribución, procesamiento y comercialización. En consecuencia, es necesario el aprovechamiento de esa proteína animal con la utilización de tecnologías simples y de baja inversión para obtener productos como ensilado, lo que a su vez, minimiza los efectos de contaminación ambiental. El ensilado se define como un producto semi-líquido o pastoso, que aprovecha los residuos de desechos de la industria pesquera, pescado entero no apto para consumo humano o partes del mismo: cabeza, colas, huesos, piel, escamas o vísceras; por efecto de las enzimas proteolíticas contenidas en el mismo. Es de fácil elaboración y de bajo costo y puede ser componente de raciones alimenticias para animales. Existen dos métodos para la elaboración de ensilado: El “Ensilado químico” cuando se adicionan ácidos fórmico y/o sulfúrico a los residuos molidos, lo cual disminuye el pH y previene así, el deterioro. Presenta dos problemas: el costo 17 | P á g i n a

de los ácidos y el manejo cuidadoso necesario los mismos por parte de los pescadores, lo cual constituye un peligro para ellos. El segundo es el “Ensilado biológico”, el cual se subdivide en microbiológico (uso de cultivos microbianos) y enzimático (uso de enzimas proteolíticas) o en una combinación de ambos (cultivos+enzimas) que junto con una fuente de carbohidratos producen una excelente licuefacción o proteólisis del pescado. Los ensilados bilógicos se basan en la fermentación acido-láctica y son un excelente producto proteico de alto valor bilógico que se ha empleado para la alimentación animal y se ha elaborado con especies de pescado con bajo valor comercial, desechos de pescados y del pecado de las industrias (Vidotti, 2003). En su elaboración se han empleado, como inóculo, distintas cepas de bacterias acido- lácticas y melaza como fuente de carbohidratos por su alta composición de azúcares como glucosa, fructuosa y sacarosa (Bello y col., 1993; Fagbenro y col., 1994; Cira, y col., 2002; Plascencia-Jatomea y col., 2002; Nwanna, 2003). (Reportado por M. Spanopoulos-Hernandez y col., 2010). La fermentación ácido-láctica puede recuperar algunos componentes de los desechos como proteínas, quitina, minerales y lípidos (López-Cervantes y col., 2006). Es un proceso barato que estabiliza y mantiene la calidad nutricional del ensilado (Cordova y col. 1990; Fabgenro y Bello – Olusoji, 1997) como el elaborado con el género Lactobacillus, que bio-conserva los productos. La actividad antimicrobiana de los ácidos orgánicos (Lactico, acético y formico) y del pH es complementaria. (Reportado por M. Spanopoulos-Hernandez y col., 2010). Algunas cepas de bacterias ácido-lácticas son capaces de degradar las animas biogénicas empleando las amino-oxidasas, lo que reduce la concentración de ellas (Dapkevicius, y col., 2000) reduciendo el crecimiento de hongos, bacterias patógenas y responsables de la putrefacción, así la acidez de la fermentación permite la estabilidad de aminoácidos, como la isoleucina, treomina, cistina, metionina y lisina manteniendo valores similares a los de la harina de pescado (Batista, 1999; Viddotti y col., 2003), por lo que, estos ensilados pueden

18 | P á g i n a

utilizarse como suplemento en dietas. (Reportado por M. SpanopoulosHernandez y col., 2010). Actualmente se ha observado con preocupación, la constante contaminación incidente en el mercado de Abastos de Piura, debido a la gran cantidad de desechos de pescado y otros recursos comestibles (frutas); y como medida para solucionar tal preocupación los residuos de pescado son destinados a la elaboración de harina de pescado, que a su vez su elaboración es una fuente de contaminación. A raíz de este grave problema, se ha planteado la posibilidad de la implementación de una técnica del ensilado para la utilización de los desechos resultantes del comercio generado en el mercado por bienes comestibles, y así evitar que se acumule en los alrededores, además de adicionar valor agregado a la explotación y procesamiento de la especie.

19 | P á g i n a

II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICOS 2.1. DE LA MATERIA PRIMA Las materias primas fueron caracterizadas evaluando el porcentaje de aporte de humedad, grasa, proteína, cenizas, carbohidratos y fibra presentes; y considerar su influencia en el ensilado. 2.1.1. Residuos pesqueros. -

Producción pesquera nacional e internacional. La pesca es una actividad de gran importancia en el mundo debido al valor que representa desde el punto de vista económico y social. Las cifras que incluyen las capturas, así como también la producción en acuicultura son de 88 918 040 de toneladas a nivel mundial, mientras que para nuestro país se ha reportado una producción total de 6 914 452 de toneladas (FAO, 2009).

Subproductos pesqueros. En la industria pesquera se procesa una gran variedad de especies, de las cuales sólo del 40 al 50% representa la fracción comestible. El resto constituye subproductos ricos en proteínas que se pueden transformar en diversos productos útiles, como lo son la harina de pescado, aceite de pescado en mayor demanda y ensilado de pescado. El destino principal de los subproductos pesqueros es la elaboración de harina y aceites de pescado. Esta industria requiere alta disponibilidad de materia prima y elevado capital. Una alternativa viable es destinar los desechos de la pesca a la producción de ensilados, por ser un proceso 20 | P á g i n a

de fácil elaboración y que no exige alta inversión, obteniéndose un producto de buena calidad nutricional y microbiológicamente estable (Toledo y Llanes Iglesias, 2006).

Composición química y valor agregado de los desechos pesqueros. Tanto los desechos de la industria pesquera, así como la FAC causan serios problemas ambientales en muchas partes del mundo donde son tirados inadecuadamente. Sin embargo, esos desechos son valiosos porque contienen abundantes biomoléculas tales como proteínas, lípidos, minerales, enzimas y quitinas (Wang y Hwang, 2001). Como puede observarse en la (Cuadro Nº 01), los desechos pesqueros presentan un contenido de nutrientes que los hace atractivos para ser utilizados en la elaboración de productos con valor agregado. Cuadro Nº 01. Composición proximal (g/100 g, base húmeda) de algunos desechos pesqueros. Humedad

Proteína cruda*

Lípidos

Cenizas

Pescado sin valor comercial de agua de mara

72.65

21.24

1.20

2.75

Pescado sin valor comercial de agua dulce

62.97

18.37

12.55

4.18

Residuos del fileteado de tilapia

68.62

13.49

10.85

5.13

Residuos del fileteado de sardina

71.72

15.48

5.52

4.38

Tipo de desecho pesquero

a: (Vidotti y col., 2002). b: (Zahar y col., 2002). * = Nitrógeno total X 6.25

Las especies de pescado no comercializables y los desechos pesqueros, frecuentemente adquieren valor cuando son usados para la producción de harina de pescado, concentrados e hidrolizados proteínicos de pescado (Bárzana y García, 1994). 21 | P á g i n a

Volúmenes de Residuos en el mercado Central de Piura y su disposición. Piura con 1224.4 toneladas por día

La Ley Nº 27314, Ley General de Residuos Sólidos (LGRS) y su Reglamento, Decreto Supremo Nº 057-2004-PCM, han establecido en el país el marco institucional para la gestión y manejo de los residuos sólidos que responden a un enfoque integral y sostenible que vincula la dimensión de la salud, el ambiente y el desarrollo, en el proceso de reforma del Estado, de las políticas públicas y de la participación del sector privado. En esta percepción multisectoriales recogida en el moderno enfoque que estableció la Ley Nº 27314, Ley General de Residuos Sólidos (LGRS) para el adecuado manejo y gestión de los residuos en un marco institucional que posibilita la sostenibilidad ambiental, la definición de políticas públicas, la articulación de agendas ambientales sectoriales, la formulación orgánica de normas generales y específicas, y la promoción de la participación del sector privado. En este proceso sistemático e institucional, debe entenderse que residuo sólido es un “producto no intencionado” derivado de las actividades individuales, colectivas y económicas, cuya peligrosidad se evidencia para la sociedad cuando su manejo compromete la salud, el ambiente y el bienestar de la persona. La valoración de los residuos cada vez ha ido determinando que su negocio sea una alternativa potencial para su comercialización, cuyo mercado según la generación diaria de residuos del ámbito municipal se estima en 20,5%, cuyos principales componentes están constituidos para su reciclaje de papel, cartón, plástico, metal, madera entre otros; mientras que el 55% son residuos de composición orgánica, y los residuos restantes son inertes y no reciclables.

22 | P á g i n a

En la actualidad el tema de los residuos sólidos ha tomado dimensiones sociales, ambientales y económicas expectantes en la calidad de vida, en los patrones de consumo y de producción, y en hacer negocios por su potencial valor económico. EL Sistema Municipal de Gestión de residuos Sólidos de Piura presenta una ordenanza que tiene por efecto establecer las disposiciones, que rigen los aspectos técnicos y administrativos del Sistema Municipal de gestión de Residuos Sólidos de la Provincia de Piura, determina derechos, obligaciones, atribuciones y responsabilidades de las personas naturales y jurídicas de derecho público y privado que generan los residuos sólidos y las que desarrollen actividades vinculadas a la gestión de los residuos sólidos. TITULO II (Articulo 3º).- Creación del Sistema Municipal de gestión de Residuos Sólidos de la Provincia de Piura.- que tiene por finalidad fomentar el bienestar de los vecinos de la provincia, asegurando el saneamiento ambiental a través de un servicio coordinado de la Municipalidad provincial de Piura y las municipales distritales que la integran, y de acuerdo a lo establecido por las autoridades nacionales, regionales y locales rectoras en medio ambiente. Según la clasificación de los residuos Sólidos por su procedencia: 1. De Limpieza pública. 2. Domiciliarios. 3. Comerciales. 4. De concentraciones. 5. De establecimientos de preparación y de expendio de alimentos. 6. De mercados. 7. De residuos animales. 8. Industriales. 9. De servicios. 10. Sanitarios. 23 | P á g i n a

11. De la construcción. 12. Agropecuario. 13. De actividades extractivas. Tradicionalmente, los mercados han sido considerados grandes generadores de residuos en el ámbito local, al ser recintos de carácter colectivo, y concurrencia pública y actividad diaria. Su gestión es responsabilidad de la administración del mercado, y por ello, es imprescindible que la entidad gestora conozca la situación de su mercado y dé una salida adecuada a los residuos que en él se generan. Sin embargo, los comerciantes, como principales generadores de residuos, deben ser conscientes de las problemáticas asociadas a los residuos y de cómo su intervención puede contribuir a mejorar su gestión actual. En un mercado, los establecimientos de venta se clasifican según el tipo de actividad, siendo los principales grupos: Establecimientos de venta de productos alimentarios - Frutas y verduras - Carnes (Carnicerías, aves, charcuterías, tocinerías, etc.) - Pescados y mariscos - Otros alimentos (panaderías, colmados, frutos secos, etc.) Establecimientos de venta de productos no alimentarios - Perfumerías y cosméticos - Floristerías - Mercerías - Etc. Establecimientos de servicios - Oficinas bancarias o cajeros - Bares, cafeterías y restaurantes 24 | P á g i n a

- Etc. Cada tipo de actividad de venta condiciona significativamente la generación de una u otra fracción de residuos: materia orgánica, cartón, plástico, etc. y por consiguiente, repercute en la gestión de los mismos dentro del mercado. 2.1.2. Residuos de fruta La industria alimentaria trae como consecuencia una serie de desechos de toda índole, unos de los más representativos son los orgánicos que, en la gran mayoría de las veces, entran a aumentar el nivel de contaminación ambiental de la región. Entre los residuos orgánicos de mayor importancia y relevancia son las cáscaras, las semillas, las pulpas y vegetales que no cumplen con los estándares de calidad, los desechos productos de deshoje, entre otros. Hoy, a través de una mirada más desde la sostenibilidad, del cuidado con el medio y de productividad y eficiencia de los procesos; se están valorando estos desechos como materias primas que aun contienen nutrientes y que poseen propiedades que le pueden aportar al desarrollo e innovación de la industria alimentaria y no alimentaria de país. Muchos de estos desechos tienen altos contenidos de vitaminas, minerales, fibras y hasta algunos se utilizan por las enzimas que aportan, componentes de los alimentos que hoy en día están siendo valorados por su aporte a la funcionalidad de los mismos; también se han rescatado cáscaras con grandes contenidos de fibras para la elaboración de elementos artesanales, semillas para la extracción de aceites esenciales, pectinas, entre otros. En esta línea esta el aporte enzimático de algunas frutas a partir de desechos del proceso y comercialización del banano, piña y papaya del Mercado Central de Piura, las cuales al incorporarse a algún alimento le 25 | P á g i n a

ofrecen beneficios como el caso de la papaya y la piña con las enzimas papaína y bromelina, y en el caso del banano por su aporte de carbohidratos, estas propiedades son utilizadas por ejemplo en la elaboración de productos fermentados como el ensilado para acelerar procesos proteolíticos. La explotación de los residuos es un recurso que se aprecia tanto por el ahorro económico como por su valor nutricional, ya que pueden servir para fabricar otros alimentos. En los últimos años, este aprovechamiento se ha diversificado. Destacan las distintas aplicaciones dietéticas y nutricionales del suero de leche como complemento proteico, la fabricación de fibra a partir de desechos de hortalizas y la obtención de aditivos potenciadores de aromas y sabores procedentes de las fibras residuales de distintas frutas. En el proceso productivo de los alimentos, además del producto deseado, se generan subproductos, residuos y productos fuera de norma (Méndez, 1995), cada uno de los cuales pueden servir para consumo humano o animal y aplicación industrial, lo que traería beneficios económicos. Sin embargo, la mayoría de este tipo de industrias, y centros que expenden alimentos no tiene algún plan para estos residuos, debido al alto costo de su reutilización y por el contrario, los ubican junto con la basura en los vertederos o rellenos sanitarios. En el mercado central de Piura, los residuos orgánicos presentan dos destinos finales, su recojo por medio de la municipalidad y su aprovechamiento como medicina natural, entre estos residuos se encuentran los provenientes de las frutas, los cuales pueden ser utilizados para alimentación animal, abono, obtención de biogás entre otros. Los residuos orgánicos pueden ser utilizados por los diferentes componentes que presentan:

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Hidratos de carbono: los azúcares o hidratos de carbono simples (fructosa, glucosa, sacarosa...) confieren el sabor dulce a las frutas maduras y suponen un 5-18% del peso de la porción comestible. Enzimas: Las enzimas son biocatalizadores de naturaleza proteica. Todas las reacciones químicas del metabolismo celular se realizan gracias a la acción de catalizadores o enzimas. Minerales: En las frutas abunda el potasio (necesario para la transmisión del impulso nervioso y para la actividad muscular normal, contribuye al equilibrio de agua dentro y fuera de la célula). Son ricos en potasio el plátano, piña, y papaya. (Fundación Eroski) -

Cáscara de banano maduro Ross, F. (1999), manifiesta que el bananero es una planta de crecimiento rápido de 3-5m de altura, que tiene un tallo herbáceo. Los frutos crecen en racimos, cada uno de los cuales contiene unos 200 bananos. El banano se recoge verde y se madura en cobertizos. En los países exportadores de esta fruta, se rechazan grandes cantidades de bananos que pueden servir para piensos de los animales. La cantidad total de frutos rechazados suele ser de alrededor del 4%, pero en algunos países se desperdicia hasta el 50%de la cosecha. La materia seca del banano inmaduro verde consiste principalmente en almidones (72%), que al madurar, se convierte en monosacáridos (sacarosa, glucosa, etc.). Los bananos contienen taninos, que pueden afectar a la digestibilidad de la proteína en la ración. Los bananos maduros tienen interés como fuente de calorías fácilmente asimilables para el suministro de urea. El ganado bovino gusta mucho de los bananos, que se suelen suministrar en verde, picados y espolvoreados con sal, ya que contienen

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muy poco sodio. Los bananos son menos apetecibles para los ovinos y caprinos. Estos frutos son pobres en fibra, proteínas y minerales y, por consiguiente, deben suministrarse junto con gramíneas o cualquier otro forraje, así como con un suplemento proteico y una mezcla mineral. Se puede obtener un buen ensilaje con partes iguales de bananos verdes picados y de gramíneas, o con bananos verdes picados mezclados con un 1,5% de melaza. Únicamente los bananos y plátanos sin madurar pueden secarse con facilidad. La harina puede utilizarse para reemplazar el 70-80% de los cereales en las raciones para cerdos y producción lechera, obteniéndose casi el mismo rendimiento. La harina de banano se ha utilizado en las raciones de aves de corral, pero las grandes dosis disminuyen el crecimiento y reducen la eficiencia de los piensos. Los pseudotroncos y hojas de banano se emplean, en muchos países, como pienso del ganado, y pueden suministrarse a bovinos y cerdos, bien sea frescos o picados y ensilados. Los troncos se ensilan con facilidad una vez picados y mesclados con un carbohidrato de fácil fermentación, por ejemplo, la melaza o salvados de arroz (4-8%) si el ensilaje es de buena calidad. Las pieles de banano son muy ricas en taninos activos cuando están verdes y no pueden suministrarse hasta que están completamente amarillas, que es cuando los taninos se combinan es forma inactiva. Cuadro Nº 02 Digestibilidad de la banana.

Animal

ELN

Planta Entera

Ovinos

54,7

53,6

62,5

85,0

2,37

Pieles maduras

Ovinos

34,1

22,1

40,4

80,1

2,27

28 | P á g i n a

Pieles inmaduras

Ovinos

22,0

74,0

28,0

79,0

2,18

Banano verde cruda

Cerdos

46,9

46,6

55,9

94,7

3,05

Banano verde cocido

Cerdos

43,8

49,5

56,6

94,4

3,06

Banano maduro crudo

Cerdos

53,6

58,7

66,9

94,6

2,97

Banano maduro cocido Fuente: Diaz, C. (1995).

Cerdos

51,8

62,6

69,2

95,4

3,00

Las bananas y plátanos son esencialmente una fuente de energía, ya en forma de almidón, si están verdes o inmaduros, que es como generalmente se cosechan, ya en forma de sacarosa, si están en forma madura. Esto puede aparecer reflejado (INRA 1984) en las pocas tablas de composición de alimentos que se han publicado, que contengan datos sobre bananas y plátanos. Subproductos del banano Zambrano, D. (2003), manifiesta que en la mayoría de las fincas del trópico húmedo se cultiva el banano y su fruta se emplea como alimento familiar cotidiano. Los residuos de su cosecha y los subproductos son de gran importancia para la alimentación de rumiantes y comprenden, el rechazo de banano y hojas y pseudotroncos de banano. Reportado por SUAREZ, P. (2011). Rechazo de banano El banano es un producto agrícola de exportación, debido a las exigencias del mercado internacional, se presentan una gran cantidad de productos rechazados; una parte del rechazo abastece

el consumo

interno, otra mínima parte es utilizada para la alimentación del sector pecuario, en los sistemas de producción de bovinos para carne y leche. SUAREZ, P. (2011). El banano a pesar de su bajo contenido proteínico, posee los principales nutrientes que requieren los animales, la fibra necesaria, agua y almidón de gran calidad.

29 | P á g i n a

Cuando se dispone de grandes cantidades de este rechazo se puede ensilar triturando el rechazo y mezclándolo con uno o varios alimentos ricos en proteínas, como camada de aves, orujo seco, desechos de pescado y hojas de yuca. Si al ensilar se agrega una fuente fácilmente fermentable de carbohidratos como melaza o raíces cortadas y alimentos ricos en proteínas se obtiene un buen ensilaje. Cuadro Nº 03 Silo de Rechazo de banano entero Composición Bromatológica Carbohidratos Ceniza Extracto etéreo Proteína Fibra ELN Materia seca Ca P Mg K Na (ppm) Cu (ppm) Fe (ppm) Mn (ppm) Zn (ppm) Fibra detergente neutral Fibra detergente ácida Lignina Fuente: INIAP. (2009).

plátano

verde-inmaduro

Valores 4221 cal/g 3,24% 1,54% 3,39% 3,64% 88,19% 27,37% 0,04% 0,04% 0,04% 1,16% 63 67 48 4 7 54,8/4% 6,99% 3,93%

verde-maduro,

está

constituido

principalmente por almidones y taninos. Cuando madura, la pulpa contiene aproximadamente 70 por ciento de agua, es rica en carbohidratos fácilmente digeribles, contiene un bajo porcentaje de proteínas y grasas pero es buena fuente de vitaminas A, B1, B2 y C Las cáscaras de banana son ricas en un antioxidante llamado luteína. La Luteína cultivada sobre la microalga Muriellopsis es uno de los últimos 30 | P á g i n a

métodos para obtenerla a gran escala ya que también se puede usar como colorante biológico para alimentos, aditivos para piensos animales de granja (ayudan en la pigmentación de yemas de huevo), en la acuicultura (mariscos, salmones, etc.) medicamentos y productos cosméticos. Cuadro Nº 04. Composición química y nutricional de la cáscara de banano maduro.

Determinaciones

Valores

Materia Seca

16.4%

Proteína Cruda

6.9%

Fibra Cruda

10.3%

Extracto etereo

7.9%

Azúcares

14.6%

Cenizas

21.0%

E.Metabolizable Mcal/Kg

1.9

Fuente: Herrera, C. 2007 Reportado por. Arroyo, C. 2007

CÁSCARA DE PIÑA La piña (Ananás sativus) es el fruto tropical mejor posicionado ya que su comercialización se orienta a los principales países desarrollados. La composición en porcentaje de una piña típica de la variedad Cayena lisa es: Pulpa (33%), corazón (6%), cáscara (41%) y corona (20%). La piña está constituida principalmente por 80 a 85 % de agua y 12 a 15 % de azúcares de los cuales dos terceras partes se encuentran en forma de sacarosa y el resto como glucosa y fructosa. Prácticamente no contiene almidón y su contenido de proteínas y grasa es muy bajo. Contiene 0.6 a 0.9 % de ácidos de los cuales el 87 % es ácido cítrico y el resto ácido málico. Es rica en Vitamina C y buena fuente de Vitaminas B1, B2 y B6 (Cuadro 1). Se considera un alimento digestivo debido a que contiene Bromelina, una enzima proteolítica que es utilizada como ablandador de carnes. 31 | P á g i n a

La piña es un fruto no climatérico, es decir, no continúa madurando después de la cosecha., pero su color verde puede cambiar a un color más claro o amarillento porque la clorofila continúa degradándose. Su pulpa puede ser amarilla, anaranjada o blanca. Tiene un sabor agridulce cuando está bien madura y un poco ácido al inicio de su madurez comercial. La acidez disminuye después de ser cosechada lo que a veces mejora su sabor cuando su contenido de azúcares es apropiado. Entre las propiedades medicinales de la piña y la más notable es la de la enzima proteolítica llamada bromelina, que ayuda a metabolizar los alimentos, esta enzima es activada con valores de pH entre 3 y 8. Es rico en vitamina C y en fibra. La alta concentración de bromelina en la cáscara

otras

partes

llevado

uso

para

aliviar infecciones laríngeas y faríngeas, así como en uso tópico para la cistitis y otras infecciones. Indicaciones:

Es proteolítico, digestivo:

la bromelina es

un fermento

digestivo comparable a la pepsina y la papaína. Cuadro Nº 05. Composición química y nutricional de la cáscara de piña fresca

Determinaciones

Valores

Materia Seca

8.0%

Proteína Cruda

6.6%

Fibra Cruda

12.5%

Extracto etereo

1.2%

Azúcares Cenizas E.Metabolizable Mcal/Kg

3.5% 1.9

Fuente: Herrera, C. 2007 Reportado por. Arroyo, C. 2007

32 | P á g i n a

CÁSCARA DE PAPAYA Nombre científico: Carica papaya L. Nombres comunes: Fruta bomba (Cuba), melón zapote y papaya (México),

lechosa,

chamburo

papaya

(Colombia,

República

Dominicana, Venezuela), mamão (Brasil), papaw, paw paw y papaya (EEUU), papaye (Francia). El fruto de la papaya es una baya ovoide, cuya forma varía de casi esférica a oblonga o periforme. Posee una cavidad cuyo tamaño puede ser pequeña o mayor que la mitad del diámetro del fruto. La Papaya tiene una consistencia maravillosamente suave, similar a la mantequilla y un sabor deliciosamente dulce y almizclado. Dentro de la cavidad interior de la fruta son negros, Ronda semillas acristalados en una sustancia gelatinoso similar. Semillas de papaya son comestibles, aunque su sabor pimiento es algo amarga. La fruta, así como las otras partes del árbol papaya, contienen papaína , una enzima que ayuda a digerir proteínas. Esta enzima especialmente se concentra en la fruta cuando es inmadura. Papaína se extrae que suplementos de enzimas digestivas y también se utiliza como un ingrediente en algunos encías de goma. La cáscara de la papaya se compone de la papaína como un componente importante, quimopapaína y dos posibles proteasas que están ausentes en la papaína cruda. Hoy se utiliza en la industria alimenticia como ablandador de carnes y también en la clarificación de cervezas y otras bebidas. En la industria cosmética, se aprovecha su poder desmanchador y cicatrizante. Esta cavidad contiene las semillas que pueden ser muy numerosas o prácticamente no existir. La pulpa es de color amarillo anaranjado o rojizo, suculenta y aromática, de sabor agradable y dulce. 33 | P á g i n a

Cuadro Nº 06. Composición de la fruta de papaya (Contenido en 100 gramos de porción comestible). Fuente: FAO/INFOODS. Tabla de composición de Alimentos de América Latina.

Papaya de Colombia

Papaya de Bolivia

Papaya de México

90.00

85.86

87.93

88.80

Proteinas % 0.50 Grasa % 0.10 Cenizas % 0.50 Fibra diet. % Carbohidratos % 8.90 Potasio (K) mg Calcio (Ca) mg 25.00 Fósforo (P) mg 12.00 Hierro (Fe) mg 0.40 Vitamina A mg 700.0 b Caroteno mg 595.0 Tiamina mg 0.03 Riboflavina mg 0.02 Niacina mg 0.30 Vitamina C mg 75.00 Fuente: FAO, 2000

0.48 0.10 0.74

0.46 0.10 0.52

0.60 0.10 0.60

12.82

10.99

24.00 21.00 0.60 86.00

22.00 15.00 0.40 95.00

9.90 257.00 24.00 5.00 0.10 21.00

0.03 0.04 0.30 56.00

0.03 0.04 0.34 44.00

0.03 0.03 0.30 62.00

Humedad %

2.2. ESTUDIO DE LA BACTERIAS EN EL YOGURT El yogur

es un producto lácteo obtenido mediante la fermentación

bacteriana de la leche. Si bien se puede emplear cualquier tipo de leche, la producción actual usa predominantemente leche de vaca. La fermentación de la lactosa (el azúcar de la leche) en ácido láctico es lo que da al yogur su textura y sabor tan distintivo. A menudo se le añade fruta, vainilla, chocolate y otros saborizantes, pero también puede elaborarse sin añadirlos; en algunos países se conoce al de sabor natural como Kumis («natural»). 34 | P á g i n a

Se utilizó un yogur marca comercial Bio-Laive (yogurt natural más cultivos probióticos). Según el rótulo presente en el envase del yogur marca comercial, la información nutricional es (Cuadro Nº 07):

Cuadro Nº 07. Información nutricional del yogur comercial. Cantidad x 200ml Calorías

99Kcal

Calorías de la grasa

39Kcal

*% VRD

Proteínas

4.0 g

Grasa total

4.0 g

Grasa Trans.

Carbohidratos totales

11 g

Calcio

158 mg

Fósforo

119 mg

*El porcentaje del valor diario está basado en una dieta de 2000 calorías. Valor de Requerimiento Diario (VRD) FDA-CODEX.

2.2.1. Generalidades. Los diversos métodos de conservación tratados hasta ahora, basados en la aplicación de calor y frío, la eliminación de agua, las radiaciones y otros principios, tuvieron en común el objetivo de disminuir el número de 35 | P á g i n a

organismos vivos en los alimentos o por lo menos, prevenir su proliferación. En contraste, los procesos de fermentación, ya sea para fines de conservación u otros, estimulan la multiplicación de los microorganismos y sus actividades metabólicas en los alimentos. Pero los organismos que se estimulan pertenecen a un grupo escogido y sus actividades metabólicas y productos finales son muy deseables. (POTTER, N.1978). La fermentación es el proceso en que los hidratos de carbono y sustancias similares se oxidan liberando energía, en ausencia de aceptores de electrones externos. Los aceptores finales de electrones son

compuestos

orgánicos

producidos

directamente

desdoblamiento de los carbohidratos. La palabra se utilizó con anterioridad a los estudios de Pasteur sobre los vinos. Prescott y Dunn, y Doelle que han tratado la evolución histórica del concepto de fermentación hacen observar que el sentido amplio con el que el término se utiliza corrientemente es el de “… un proceso en que las alteraciones químicas ocasionadas en un sustrato orgánico son debidas a la acción de enzimas elaboradas por microorganismos….”. JAY, J.M. Las fermentaciones consideradas como métodos de preservación, están caracterizadas por considerables modificaciones químicas de la primera materia y por el mismo hecho de que los agentes conservadores se forman en el seno del producto mismo, gracias a la acción de microorganismos; son alteraciones dirigidas. Las transformaciones mas importantes de los productos alimenticios por fermentación tienen como principal sustrato los hidratos de carbono y fundamentalmente son tres: fermentación láctica, fermentación alcohólica y fermentación acética (CHEFTEL, J.Y BESANCON, P., 1989). Las fermentaciones del ácido láctico son de gran importancia en la conservación de alimentos. El azúcar en el producto alimenticio puede ser convertido a acido láctico y otros productos finales y en tales 36 | P á g i n a

cantidades que el medio circundante es controlado sobre estos organismos. La fermentación del ácido láctico es eficiente y la fermentación de los organismos es de crecimiento rápido (DESROSIER, N., 1964). El empleo de BAL como cultivo bioprotector es una técnica bastante prometedora en el campo de la conservación de alimentos. Existen numerosos antecedentes de investigación que estudian su aplicación en diferentes ramas de la industria alimentaria. Muchos investigadores coinciden en que la bioconservación debe considerarse como un factor de conservación adicional para mejorar la seguridad y la calidad en los alimentos, su acción debe considerarse dentro de la tecnología de los obstáculos y nunca subsistir a las buenas practicas de fabricación (AYMERICH Y HUGAS, 1998), reportado por ZAMORA, L. 2003. CUADRO Nº 08 Especies lácticas y microorganismos productores de ácidos TEMPERATURA Y TIEMPO DE INCUBACIÓN

PRODUCTO LACTEO

CULTIVO

Mantequilla y suero de leche.

Streptococcus lactis, S. cremoris, Leuconostoc citrovirus o S. diacetilactis.

22ºC, 18horas

Yogurt

Streptococcus Lactobacillus bulgaricus.

43ºC – 45ºC 2,5 – 3 horas

Biogur

Streptococcus lactis, S. Lactobacillus acidophilus.

Kefir y cumis

Streptococcus, Lactobacillus, levaduras.

15ºC – 22ºC 24 – 36 horas

Requesón, queso

Streptococcus lactis, Leuconostoc citrovirus.

22ºC 18 horas 35ºC 5 horas

thermophilus.

cremoris,

37ºC – 40ºC 24 horas

Fuente de información: SCHLEGEL, HANS G. Microbiología General, 1979

El proceso de elaboración del yogurt es un arte muy antiguo que data de hace miles de años, pero hasta el siglo XIX apenas se conocían los fundamentos de las distintas fases de producción. Los microorganismos y sus enzimas, es decir los cultivos starter, juegan un papel esencial en 37 | P á g i n a

la producción del yogurt por su contribución al desarrollo de la acidez y el flavor del producto. El primer estudio bacteriológico del yogurt fue realizado por Grigoroff (1905) quien observó la presencia de tres tipos distintos de microorganismos, denominados “diplostreptococcus”, lactobacilos de forma cocobacilar y lactobacilos de forma bacilar. No obstante, la popularidad alcanzada por el yogurt se atribuye a Metchnikoff (1910), quien postuló la teoría de que la ingestión de una bacteria ácido láctica, denominada Bulgarian bacillus, prolongaba la vida. Bulgarian bacillus es en realidad el “Thermobacterium bulgaricum” (Orla-Jensen 1931), actualmente denominado Lactobacilus bulgaricus (TAMINE A.Y., Y ROBINSON, R.K., 1991). 2.2.2. Definición general. Las bacterias ácido lácticas (BAL) son un grupo de microorganismos compuestas por varios géneros con un número de características morfológicas, fisiológicas y metabólicas en común. En general las BAL pueden ser caracterizadas como cocos o bacilos Gram-positivos

esporulados,

anaeróbicos,

microaerofílicos

aerotolerantes; los cuales son oxidasa, catalasa y benzidina negativos, carecen de citocromos, no reducen el nitrato a nitrito y producen ácido láctico como el único o principal producto de la fermentación de los carbohidratos (Carr y col., 2002). Este tipo de microorganismos son generalmente utilizadas como cultivos iniciadores en la elaboración de productos lácteos, tales como leche acidificada, yogurt, mantequilla y quesos; así como también en el procesamiento de carnes, bebidas alcohólicas y vegetales (Hall, 2002). reportado por RAMIREZ ,J., 2009. 2.2.3. Clasificación. La clasificación de las BAL en géneros diferentes es basada en la morfología, modo de fermentación de la glucosa (homofermentativas y 38 | P á g i n a

heterofermentativas),

crecimiento

diferentes

temperaturas,

configuración del ácido láctico producido, habilidad para crecer a alta concentración de sal y tolerancia ácida o alcalina. En la naturaleza existen

los

siguientes

Carnobacterium,

géneros:

Dolosigranulum,

Aerococcus, Enterococcus,

Alloinococcus, Globicatella,

Lactobacillus, Lactococcus, Lactosphaera, Leuconostoc, Oenococcus, Pediococcus, Streptococcus, Tetragenococcus, Vagococcus y Weisella (Axelsson, 1998), reportado por RAMIREZ ,J., 2009. La clasificación de las bacterias ácido lácticas de Orla Jensen (1920) aún se acepta como método estándar de diferenciación de estos microorganismos.

Los

forma

esférica

conocen

como

“streptococcus” y los bacilos se clasifican como Thermobacterium, Streptobacterium y Betabacterium. De acuerdo con Orla Jensen los microorganismos stárter del yogurt son bacterias ácido lácticas termófilas capaces de crecer a temperaturas de 40º a 45ºC. Según la sétima edición del manual de Bergey`s (1957) todas las bacterias ácido lácticas se incluyen en la familia Lactobacillaceae. Esta clasificación ha sido reorganizada en la octava edición del Manual de Bergey`s (1974), que las considera dos familias separadas: Streptococcaceae y lactobacillaceae. 2.2.4. Morfología y Fisiología Las lactobacterias son de gran importancia en la microbiología aplicada. Son esenciales para la producción de ácido láctico, col agria, encurtidos y ensilaje. Los miembros de la familia Lactobacteriaceae son bastoncillos o cocos gran positivos, sin movilidad, microaerófilos o anaerobios, soportan muy bien los medios ácidos (pH de 4 a 4,5), catalasa negativa. Su metabolismo generador de energía es fermentativo. El ácido láctico es siempre un importante producto final de la fermentación, y en algunos casos, prácticamente el único.

39 | P á g i n a

Se hallan profusamente esparcidas. Las necesidades de nutrición de este grupo son complejas y, además de un gran surtido de aminoácidos y vitaminas, es esencial que para su crecimiento cuenten con un hidrato fermentable de carbono (FOSTER, E.M. Y Col., 1965). En lo que concierne al yogur, su elaboración deriva de la simbiosis entre dos bacterias, el streptococcus thermophilus y el lactobacillus bulgaricus, que se caracterizan porque cada una estimula el desarrollo de la otra. A.

Características morfológicas.

Streptococcus Es una

thermophilus

bacteria Gram-positiva, anaeróbica facultativa, inmóvil y es

homo fermentativa termorresistente produce ácido láctico como principal producto de la fermentación, su tamaño oscila entre 0,7 y 0,9 micras de diámetro. La morfología de este organismo se ve influenciada por el sustrato y la temperatura de crecimiento teniendo un amplio rango, con un óptimo de 40ºC a 45ºC con un máximo de 50ºC. Cuando se desarrolla en medios líquidos se incrementa la tendencia a la fonación de cadenas, haciéndose estas más largas a 45ºC que a 30ºC. En medios sólidos, las células ocurren o se presentan en forma muy irregular (turgentes y en forma de bastón). Tiene menor poder de acidificación que el lactobacilus. Las bacterias S. termophilus y L. bulgaricus se desarrollan en una verdadera simbiosis.

L S. thermophilus. bulgaricus aporta nutrientes

esenciales para S. termophilus es decir, aminoácidos (valina, leucina, isoleucina e histidina) y este a su vez produce compuestos similares al ácido fórmico que estimula el desarrollo y crecimiento del L. bulgaricus. En esta simbiosis es el S. thermophilus quien inicia la fermentación láctica y que se desarrolla muy intensamente hasta un pH de 5,5. La acidez, el consumo de oxigeno y la liberación de sustancias volátiles, por ejemplo ácido fórmico crea las condiciones ideales para que se

40 | P á g i n a

desarrolle L. bulgaricus. Siendo menor productor de ácido que el L. bulgaricus. BRICEÑO, A (2001) Lactobacilus bulgaris Es una bacteria láctea Gram positiva, son inmóviles en forma de delgados bastones que se presentan en forma individual o en cadena, de 0,8 a 1,0 micras de ancho por 4 a 6 micras de largo y son homo fermentativo. Se desarrolla muy bien entre 42 y 45 ºC, produce disminución del pH, puede producir hasta un 2,7% de ácido láctico, es proteolítica, produce hidrolasas que hidrolizan las proteínas. Esta es la razón por la que se liberan aminoácidos como la valina, la cual tiene interés porque favorece el desarrollo del streptococcus thermophilus (Textos científicos). Tanto el sustrato como la temperatura de crecimiento afectan la morfología dl organismo. Al crecimiento en superficie en medios sólidos se observan células de forma irregular, probablemente debido al efecto adverso al oxigeno gaseoso y fuentes inapropiadas de nitrógeno en el sustrato (FAO., 1981).

Streptococcus thermophilus

Lactobacillus bulgaricus.

B. Características fisiológicas Streptococcus

thermophilus

Se caracteriza por presentar una amplia variación de temperatura de multiplicaci,on, con una optima de 40 – 45ºC, una mínima de 20ºC y una máxima de 50ºC (no presenta crecimiento a los 53ºC) no siendo por lo 41 | P á g i n a

tanto termofílico a pesar de su nombre, si es termodúrico, llegando algunas cepas a sobrevivar a tratamientos de 80ºC por 15min. Es una bacteria láctica del grupo homofermentativo, anaerobio facultarivo. Muestra una actividad proteolítica muy débil y la mayoría de los aminoácidos liberados son consumidos durante la fase logarítmica de crecimiento. Es considerada una bacteria típica de la leche, siendo este su mejor medio de crecimiento. En la leche produce 0,7 a 0,8% de L(+) ácido láctico, llegando algunas cepas hasta 1%; la proporción y composición de los productos secundarios depende de las condiciones de cultivo y propiedades de la cepa, produciendo en la leche ácidos volátiles, isovalérico y caproico; pequeñas cantidades de acetoína, acetaldehído, acetona etanol y 2-butanona. Alguna cepas también producen diacetilo. Es muy sensible frente a la presencia de sustancias inhibitorias, particularmente antibióticos (TAMINE, A.Y. Y ROBINSON, R.K., 1991). El S.Thermophilus tiene un importante papel como un probiótico, alivia los síntomas de intolerancia a la lactosa y otros transtornos gastrointestinales.

filogenéticamente

relacionado

con

los

estreptococos patógenos y tiene el potencial de virulencia. Lactobacilus bulgaris También se caracterizan por un amplio rango de temperatura de multiplicación con una óptima de 45 – 50ºC, mínima de 22ºC y máxima de 52,5ºC (algunas cepas crecen hasta los 60ºC). Su resistencia frente a los antibióticos es mayor que la de S. thermophilus. Es una bacteria láctica homofermentativa, anerobio facultataivo. Produce hasta 1,7% de D(-) ácido Láctico en la leche; los productores secundarios son pequeñas cantidades de compuestos carbonílicos, siendo el más importante acetaldehído, seguido por acetona, 2-butanona y trazas de acetoína, también pequeñas cantidades de ácidos grasos volátile, siendo los más importantes el acético, propiónico, isovalérico, caproico, caprílico y capríco. Presentan una gran tolerancia al ácido acético y al láctico y pueden aislarse selectivamente utilizando un medio complejo 42 | P á g i n a

que contenga azúcar a un pH inicial bajo (4,5) y ácido acético. Son catalasa negativa. No proliferan en presencia de sales biliares ni de sal al 2%. Posee una actividad proteolítica media, llevando una relativa acumulación de animoácidos libres, poseyendo también una débil actividad lipolítica (STAINER, R.Y.Y COL., 1981). 2.2.5. Características fermentativas de las bacterias lácticas. Aunque existen diversos géneros de BAL, estas son agrupadas como homofermentadoras o heterofermentadoras basado en el producto final de su fermentación. Las homofermentadoras poseen la enzima aldolasa y producen ácido láctico como el producto principal de la fermentación de la glucosa utilizando la vía de Glucólisis (Embden-Meyerhof). Mientras que, las heterofermentadoras convierten hexosas a pentosas por la vía 6-fosfogluconatofosfocetolasa, produciendo en el proceso además de ácido láctico, cantidades significantes de otros productos como acetato, etanol y CO2 (Carr y col., 2002). reportado por RAMIREZ ,J., 2009. 2.2.6. Acción microbiana en el ensilado. Los microorganismos tienen disponibilidad de carbohidratos, proteínas, grasas, minerales y nutrientes menores en los materiales alimenticios nativos. Parece ser que los microorganismos atacan primero a los carbohidratos, después las proteínas, después a las grasas. Hay un orden de ataque aún en los carbohidratos, primero los azúcares, después los alcoholes, y luego los ácidos. Ya que el primer requerimiento para la actividad microbiana es la energía, parece que las formas más eficaces en orden de preferencia, son las cadenas de carbohidratos CH2, CH, CHOH Y COOH (DESROSIER, N.W., 1964). SCHLEGEL,

H.G.

(2979)

sentido

estricto

designan

Fermentaciones aquellos procesos de consecución de energía en los que el hidrógeno pasa finalmente a un aceptor orgánico de H, y según

43 | P á g i n a

sean los productos de secreción que predominen cuantitativamente o que sean especialmente característicos, se diferencian: a.

Fermentación alcoholica: etanol y CO2.

Fermentación láctica: -

Láctica homofermentativa: solamente ácido láctico.

Láctica heterofermentativa: ácido láctico, etanol, CO 2, ácido acético y algunas veces glicerol.

Fermentación propiónica: ácido propiónico, succínico, acético, málico, glicerina y otros.

Fermentación fórmica: ácido fórmico.

Fermentación butírica: ácido butírico, acético, butanol, acetona, isopropanol, etanol, CO2.

Fermentación acética: ácido acético

Fermentación metánica: Métano y CO2.

El ensilaje de pescado se define como un producto líquido del pescado entero o partes del pescado, las mismas que son licuadas mediante la acción de enzimas en presencia de un ácido que ha sido agregado (TATTERSON, I. N. Y WINDSOR, M.L. 1976). Las bacterias desempeñan un papel predominante en el proceso de ensilaje, producen enzimas y atacan a una gran cantidad de compuestos orgánicos complejos. La energía necesaria (para estos procesos) se obtiene a través de la descomposición de dichos compuestos hasta sustancias más sencilla, quedando de este modo la actividad de los microbios, como una función de la temperatura y la acidez del medio (WATSON, S. Y SMITH, A.M., 1965). Las

lactobacterias

dividen

homofermentativas

heterofermentativas según que solo produzcan ácido láctico como producto de fermentación y anhídrido carbónico (Cuadro Nº 09). Las bacterias lácticas homofermentativas degradan la glucosa por la vía fpd 44 | P á g i n a

(Fructuosa-1,6-difosfato) y que se denomina también la degradación glucolítica, glucólisis o vía de EMBDEN-MEYERHOF-PARNAS (EMP) en honor a los investigadores que trabajaron en el establecimiento de la misma, donde la glucosa pasa a compuestos de tres átomos de carbono, entre ellos el ácido pirúvico, uno de los componentes intermediarios mas importantes del metabolismo (SCHLEGEL, H.G., 1979).

Cuadro Nº 09 BACTERIAS DEL ACIDO LACTICO (Lactobaciláceas), ORDENADAS SEGÚN LA FORMA (Cocos o bacilos) Y EL TIPO DE FERMENTACIÓN.

COCOS HOMOFERMENTATIVAS: C6H12O6

BACILOS 2CH3 –CHOH-COOH

Streptococcus lactis Streptococcus faecalis Streptococcus salivarius Streptococcus piogenes Streptococcus cremoris Streptococcus thermophilus Streptococcus diacetalactis

Termobacterias (temp. Optima: 40ºC, no crecen a 15ºC) Lactobacillus lactis Lactobacillus helveticus Lactobacillusacidophilus Lactobacillusbulgaricus Lactobacillusdelbruckii

Pediococcus cerevisiae

Streptobacterias (tem. siempre crecen a 15ºC) Lactobacillus casei Lactobacillus plantarum Lactobacillus inulinus

HETEROFERMENTATIVAS: C6H12O6

CH3-CHOH-COOH-CH3-CH2OH-CO2 (ó CH3-COOH)

Leuconostoc mesenteroides (= Betacoccus) Leuconostoc citrovorum

Betabacteria Lactobacillus brevis Lactobacillus fermenti Lactobacillus viridescens Bifidobacterium bifidum

Ópitma:

30-37ºC,

45 | P á g i n a

La glucosa entra en la vía glucolítica por su fosforilación a glucosa-6fosfato. Esto se logra por acción de la enzima Hexoquinasa, siendo la reacción irreversible. Mg+2 -D-Glucosa + ATP

-D-Glucosa-6-fosfato + ADP

La glucosa-6-fosfato es un compuesto importante que esta en el entroque de varias vías metabólicas. En la glicólisis esta es convertida e fructuosa-6-fosfato por la Fosfoglucoisomerasa, proceso que comprende una isomerización aldocetosa. - D-Glucosa-6-fosfato

-D-Fructuosa-6-fosfato

Esta reacción es seguida por otra fosforilación con ATP, catalizada por la enzima Fosfofructoquinasa para producir fructuosa-1,6-difosfato, siendo esta reacción irreversible. Mg+2 -D-Fructosa-6-fosfato + ATP

-D-Fructosa-1,6-difosfato

La hexosa fosfato, fructosa-1,6-difosfato, es separada por la aldolasa en dos triosafosfatos. -D-Fructosa-1,6-difosfato

D-gliceraldehído-3-fosfato + fosfato de dihidroxiacetona

El gliceraldehído-3-fosfato y el fosfato de dihidroxiacetona son interconvertidos por la enzima Fosfotriosa isomerasa. D-gliceraldehído-3-fosfato

Fosfato de dihidroxiacetona

La glicolisis prosigue por la oxidación del gliceraldehído-3-fosfato en 1,3difosfoglicérico por acción de la gliceraldehído-3-fosfato deshidrogenasa: D-gliceraldehído-3-fosfato + NAD+ + H3PO4

1,3-difosfoglicérico + NADH + H+

46 | P á g i n a

Transferencia

fosfato

ADP.

Reacción

catalizada

por

fosfogliceratoquinasa: 1-3-difosfoglicérico + ADP

3-Fosfoglicérico + ATP

El 3-fosfoglicérico en convertido en 2-fosfoglicérico por la enzima Fosfogliceratomutasa: 3-fosfoglicérico

2-fosfoglicérico

El paso subsecuente es catalizado por la Enolasa e implica una deshidratación y redistribución de la energía dentro de la molécula, formándose así el fosfoenolpirúvico. 2-fosfoglicérico

Fosfoenolpirúvico + H2O

La transferencia del grupo fosfato desde el fosfoenolpirúvico hasta el ATP, produce ácido pirúvico libre; la reacción es catalizada por la Piruvatoquinasa: Fosfoenolpirúvico + ADP

Ac. Pirúvico + ATP

El enolpiruvato que se forma en esta reacción es convertido espontáneamente a la forma cetónica del piruvato. Todos los intermediarios de la glucólisis entre la glucosa y el piruvato son compuestos fosforilados. La última etapa de la glucólisis, el piruvato se reduce a Lactato a expensas

los

electrones

cedidos

inicialmente

por

fosfogliceraldehído. Estos electrones son transportados por el NADH. La reacción es catalizada por la Lactatodeshidrogenasa. COOH 47 | P á g i n a

C=O

CH3 Ac. Pirúvico

NADH + H+

CHOH + NAD+ CH3 -Ac. Láctico

El ácido láctico es el producto final de la secuencia glucolítica en condiciones anaeróbicas (LEHNINGER, A., 1987; MARTIN, D.W. y col., 1982).

Grafico Nº 01. Obtención de Acido Láctico.

48 | P á g i n a

2.2.7. Componentes antimicrobianos producidos por bacterias lรกcticas.

49 | P รก g i n a

La conservación de alimentos por medio de fermentación con BAL es debida a la inhibición de un gran número de microorganismos patógenos y dañinos por varios productos finales de la fermentación. Estas sustancias son ácidos como láctico y acético, peróxido de hidrógeno, diacetilo, bacteriocinas y productos secundarios generados por la acción de lactoperoxidasa sobre el peróxido de hidrógeno y tiocianato (Shirai y col., 1996). 2.2.7.1. Producción de ácidos. La acumulación de ácido láctico y otros ácidos orgánicos producidos por BAL, reduce el pH del ambiente con un efecto inhibitorio de bacterias Gram-positivas y Gram-negativas. La forma no disociada del ácido orgánico puede penetrar con mayor facilidad la pared celular microbiana donde el pH más alto del contenido celular promueve la disociación, dando

lugar

liberación

iones

hidrógeno

anión

correspondiente; de modo que, ambos iones interfieren en el metabolismo celular. El valor del pKa del ácido orgánico es importante porque las formas sin disociar pueden predominar a un pH por debajo del pKa para cada ácido. Por lo tanto, el ácido acético (pKa 4.76) tendrá mayor actividad antimicrobiana que el ácido láctico (pKa 3.86) (Ouwehand, 1998; Hall, 2002). 2.2.8. Probióticos. 2.2.8.1. Definición. El término “probiótico” fue introducido por primera vez en 1965 por Lilly y Stillwell; a diferencia de los antibióticos, se definió al probiótico como aquel factor de origen microbiológico que estimula el crecimiento de otros organismos. En 1989, Roy Fuller enfatizó el requisito de viabilidad para los probióticos e introdujo la idea de que tienen un efecto beneficioso para el huésped. Existen varias definiciones de probióticos, pero la más completa de ellas afirma que son “cultivos puros o mezclas de cultivos de microorganismos 50 | P á g i n a

vivos, que aplicados al hombre o animales aportan efectos benéficos al huésped mejorando las propiedades de la flora nativa” (Torres, 2002). Los probióticos son microbios vivos que pueden incluirse en la preparación de una amplia gama de productos, incluyendo alimentos, medicamentos, y suplementos dietéticos. Las especies de Lactobacillus y Bifidobacterium son las usadas más comunmente como probióticos, pero la levadura Saccharomyces cerevisiae y algunas especies de E. coli y Bacillus también son utilizados como probióticos. Las bacterias de ácido láctico (LAB), entre

las que se encuentra la

especie Lactobacillus, han sido utilizadas para la conservación de alimentos mediante fermentación durante miles de años; pueden ejercer una función doble, actuando como agentes fermentadores de alimentos, pudiendo además generar efectos beneficiosos a la salud. En términos estrictos, sin embargo, el término “probiótico” debe reservarse para los microbios vivos que han demostrado en estudios humanos controlados producir un beneficio a la salud. La fermentación de alimentos brinda perfiles de sabor característicos y reduce el pH, lo que impide la contaminación provocada por posibles

patógenos. La

fermentación se utiliza a nivel mundial para el mantenimiento de una gama de materiales agrícolas sin procesar (cereales, raíces, tubérculos, frutas y hortalizas, leche, carne, pescado etc.). 2.2.8.2. Bacterias lácticas probióticos. La mayoría de los microorganismos probióticos pertenecen al grupo de las BAL y son utilizadas por la industria alimentaria en la elaboración de productos fermentados (Torres, 2002; Nousiainen y Setälä, 1998). Muchas especies de BAL probióticos se caracterizan por ejercer efectos benéficos al mantener la flora intestinal y urogenital normal, aligerar la intolerancia a la lactosa, disminución de incidencia de diarreas, 51 | P á g i n a

estimulación del sistema inmune, reducción del colesterol sérico, actividad anticarcinogénica y mejoramiento de valor nutricional de los alimentos (Torres, 2002). Esos beneficios, son producidos por los metabolitos antibacterianos y componentes celulares específicos de varias especies de bacterias intestinales

nativas

deseables,

particularmente

Lactobacillus

acidophilus., Lactobacillus reuteri, así como de varias especies de Bifidobacterium y pocas especies de BAL no intestinales, tales como Lactobacillus

bulgaricus,

Lactobacillus

plantarum,

Streptococcus

thermophilus, y Lactococcus lactis (Ray, 1996, Salminen y col., 1998). 2.2.9. Fermentación ácido láctica, importancia y aplicaciones. La fermentación ácido láctica, es uno de los métodos más antiguos para preservar alimentos, que consiste en un proceso microbiano muy complejo en el cual una población de bacterias lácticas llega a ser la microflora predominante (Shirai y col., 1996). Mediante este proceso, se obtienen productos estables debido a la rápida fermentación láctica anaeróbica, la cual reduce el pH a niveles que inhiben el crecimiento de microorganismos deteriorativos. Además, los diversos alimentos preparados por fermentación láctica tienen como características principales: una mayor vida útil, cambios en propiedades organolépticas, como el sabor y la textura que los hacen más apetecibles, y en algunos casos, mejores en su calidad nutricional (Shirai y col., 1996; Yin y col., 2005). La fermentación ácido láctica también es aplicable en la recuperación de productos con valor agregado a partir de desechos de mariscos (Shirai, 1999) y en la preservación de subproductos o desechos de origen vegetal y animal con la finalidad de producir alimentos para animales (Martin, 1996).

52 | P á g i n a

Durante la fermentación láctica, además del ácido láctico, se producen en menor cantidad otros compuestos como diacetilo, peróxido de hidrógeno y bacteriocinas, los cuales de manera conjunta con la disminución del pH inhiben el crecimiento de microorganismos dañinos y patógenos aumentando la vida de anaquel del producto (Enes Dapkevicius y col., 2000). Factores que afectan la fermentación ácido láctico. El éxito en la conservación de alimentos por fermentación ácido láctica depende del rápido crecimiento de BAL y la suficiente producción de ácido láctico, lo cual conlleva a la eliminación de microorganismos competidores debido a valores de pH bajos, además de la acción de otros agentes antimicrobianos. Respecto a lo anterior, los factores principales que influyen sobre el crecimiento de bacterias ácido lácticas y la velocidad a la cual el pH de la fermentación disminuye y los microorganismos competidores son inhibidos son: (i) disponibilidad suficiente de carbohidratos fermentables; (ii) disponibilidad de factores orgánicos

inorgánicos

crecimiento;

(iii)

anaerobiosis;

(iv)

temperatura; (v) concentración de cloruro de sodio; (vi) concentración de ácidos orgánicos y valor del pH; (vii) concentración de dióxido de carbono; (viii) producción de otros compuestos inhibitorios; (ix) capacidad amortiguadora del sustrato; (x) número inicial de bacterias ácido lácticas; y (xi) número inicial de microbios competitivos (Owens y Mendoza, 1985). Debido a las características de la presente investigación, la información que se describe a continuación esta relacionada con los factores que afectan la fermentación ácido láctica de pescado y desechos pesqueros.

Fuente de carbohidratos. El pescado es muy bajo en carbohidratos, es necesario añadir alguna fuente de estos sustratos para obtener una buena producción 53 | P á g i n a

de ácido durante la fermentación. El suero de leche en polvo, azúcar refinada y melaza de caña de azúcar solos o en combinación han sido utilizados para fermentar desechos de pescado (Van y Heydenrych, 1985). Sin embargo, la melaza de caña es una de las fuentes de carbohidratos más utilizadas, debido a su alto contenido de carbohidratos solubles y precio económico (Zahar y col., 2002). -

Factores de crecimiento. Las vitaminas, aminoácidos, minerales y otros factores de crecimiento requeridos por las BAL derivan del tejido y vísceras de pescado y están disponibles por lo general en cantidades suficientes (Owens y Mendoza, 1985). Por lo tanto, los desechos pesqueros son una fuente valiosa de esos nutrientes que pueden ser usados en el cultivo de microorganismos exigentes como son las BAL (Horn y col., 2005).

Anaerobiosis. La disminución del crecimiento de bacterias Gram negativas aeróbicas obligadas y dañinas, depende de la exclusión temprana de oxígeno durante la etapa inicial de la fermentación, antes que las condiciones ácidas sean establecidas. Por otra parte; para evitar el crecimiento de hongos y levaduras, es necesario mantener condiciones anaeróbicas especialmente en la superficie del producto fermentado. Esos microorganismos son capaces de tolerar las condiciones ácidas y su crecimiento puede conducir al agotamiento de ácidos orgánicos y por consecuencia, al aumento en el pH del material fermentado, creando serias implicaciones para mantener la calidad y seguridad del producto (Owens y Mendoza, 1985).

Temperatura. La temperatura puede tener una influencia considerable sobre la composición de poblaciones microbianas y por lo tanto en la 54 | P á g i n a

estabilidad y características sensoriales de productos fermentados. De modo que, altas temperaturas ambientales pueden acelerar el crecimiento de todo tipo de microorganismos, incluyendo los patógenos, así como también las BAL. En ese sentido, se ha reportado que temperaturas entre 25 y 30°C son suficientes para producir ensilados de pescado por fermentación láctica (Zahar y col., 2002). -

Concentración de sal. En la fermentación láctica la adición de sal realiza la doble función de disminuir la actividad de agua de la carne de pescado y ayudar a las bacterias lácticas en su competencia con las bacterias dañinas (Owens y Mendoza, 1985). Recientemente se ha usado 5% de NaCl en fermentación láctica de desechos de sardina con la finalidad de suprimir el desarrollo de bacterias productoras de gas. Los resultados mostraron que la actividad de las BAL fue inhibida bajo esas condiciones (Zahar y col., 2002).

Concentración de ácidos orgánicos y valor del pH. Puesto que las BAL son excepcionalmente tolerantes a los ácidos orgánicos débiles y valores de pH bajos, rápidamente dominan ambientes anaeróbicos ricos en nutrientes y azúcar (Lücke,14 1995). Aunque el pH óptimo de crecimiento depende del género; por ejemplo, Lactobacillus y Pediococcus requieren de un valor menor de 4.5, mientras que Leuconostoc crece fácilmente a valores de pH por arriba de 4.5 (Carr y col., 2002). Sin embargo, para la inhibición efectiva de bacterias deteriorativas y patógenas, es necesario que el pH disminuya tan rápidamente a valores en los cuales una proporción significativa de ácido este presente en la forma sin disociar. Por ejemplo, el ácido láctico presenta un pKa de 3.87, mostrando su acción inhibitoria a valores de pH por debajo de 4.9 (Axelsson, 1998).

55 | P á g i n a

Concentración de dióxido de carbono. Las BAL son tolerantes a ambientes con altas concentraciones de bióxido de carbono, contrariamente a la mayoría de las bacterias que son sustancialmente menos tolerantes. De modo que, la producción temprana de dióxido de carbono en fermentaciones naturales de alimentos por BAL heterofermentativas productoras de gas, puede ser un factor importante en la eliminación rápida de bacterias patógenas

dañinas

(Owens

Mendoza,

1985).

Número inicial de BAL. La concentración de la población y actividad de las BAL presentes inicialmente en el sustrato, son de gran importancia para que suceda rápida y efectivamente la producción de ácido láctico. Aunque las BAL son habitantes naturales del pescado, están presentes en concentraciones bajas, de 10 1/g a 104/g. Por lo tanto, el éxito en la conservación de pescado o cualquier otro producto de origen animal por fermentación ácido láctica, depende de la adición de un cultivo iniciador de BAL (Martin, 1996).

Capacidad amortiguadora del sustrato. Depende del rápido establecimiento de las condiciones ácidas, de modo que los microorganismos dañinos no tengan tiempo para realizar un crecimiento significativo. La velocidad de declive del pH es afectada principalmente por la capacidad amortiguadora del sustrato. En ese sentido, los alimentos ricos en proteínas como el pescado, con alta capacidad amortiguadora, requerirán mayor crecimiento de BAL y producción de ácido para efectuar una caída significativa del pH (Owens y Mendoza, 1985; Faid y col., 1994).

2.3. ESTUDIO DEL PROCESAMIENTO: Ensilaje de pescado. 2.3.1. Antecedentes del Ensilaje

56 | P á g i n a

El ensilaje de pescado es definido como un proceso de conservación que se puede realizar por acidificación directa del pescado o desperdicios de su procesamiento con ácidos (ensilaje químico), o por fermentación (ensilaje biológico), con bacterias lácticas que utilizan una fuente de carbono para producir ácido láctico in situ (Ockerman, y Hansen, 1994; Shirai y col., 2001; Zahar y col., 2002). Por ambos métodos, se tiene el propósito de producir un suplemento proteínico de alta calidad para animales llamado “ensilado de pescado” que puede ser almacenado a temperatura ambiente por tiempo prolongado, sin reducir su valor nutritivo y calidad higiénica. El ensilado de pescado es un producto de alto valor biológico que presenta una composición química similar a la materia prima usada para su elaboración (Hall, 2002; Vidotti y col., 2002), reportado por RAMIREZ ,J., 2009. El ensilado de pescado puede definirse como un producto semi-líquido, obtenido a partir de la totalidad del pescado entero o partes del mismo. Este estado se alcanza por efecto de las enzimas proteolíticas contenidas en el mismo pescado. Estas enzimas presentan su mayor actividad cuando el pH se reduce a valores cercanos a 4, por efecto de la producción o la adición de ácidos. A este pH se impide la descomposición del producto. El ensilado es un producto estable a temperatura ambiente por mucho tiempo y se utiliza principalmente en alimentación de aves y cerdos. (BELLO, R., 1999) En el Instituto Tecnológico Pesquero (ITP) del Perú también se ha desarrollado el proceso del ensilado biológico con residuos de pescado utilizando bacterias del yogurt (Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophyllus) y melaza como sustrato fermentable (ARECHE Y BERENZ, 1990A). Los diversos métodos de conservación tratados hasta ahora, basados en la aplicación de calor y frio, la eliminación de agua, las radiaciones y 57 | P á g i n a

otros principios, tuvieron en común el objetivo de disminuir el número de organismos vivos en los alimentos o por lo menos, prevenir su proliferación. En contraste los procesos de fermentación, ya sea por fines de conservación u otros, estimulan la multiplicación de los microorganismos y sus actividades metabólicas en los alimentos. Pero los organismos que se estimulan` pertenecen a un grupo escogido y su actividades metabólicas y productos finales son muy deseables (POTTER, N, 1978). Las fermentaciones consideradas como métodos de preservación, están caracterizados por considerables, modificaciones químicas de la primera materia prima y por el mismo hecho de que los agentes conservadores se forman en el seno del producto mismo, gracias a la acción de microorganismos; son alteraciones dirigidas. Las transformaciones más importantes de los productos alimenticios por fermentación tiene como principal substrato los hidrataos de carbono y fundamentalmente son tres: fermentación láctica, fermentación alcohólica y fermentación acética (CHEFTEL, J Y BESANCON, 1989) El ensilado es un producto de fácil elaboración, basado en la acidificación del medio a modo de favorecer la proteólisis del pescado, lo que puede obtenerse, tanto químicamente, utilizando ácidos inorgánicos (sulfúrico, clorhídrico), ácidos orgánicos (fórmico), como en forma biológica con bacterias lácticas homofermentadoras de sustancias ricas en sustancias fermentables. El principio de preservación del ensilado químico, se basa en que los ácidos utilizados, generan un ambiente que inhibe el desarrollo de los microorganismos putrefactivos y patógenos. Mientras que en los ensilados biológicos, las bacterias lácticas en presencia de fuentes hidrocarbonadas, da lugar a la fermentación láctica con la producción de acido láctico que es el responsable de la preservación del producto (BERENZ, Z., 1994). El Perú, es un país rico en especies hidrobiológicas, siendo necesario su aprovechamiento integral, el cual significa el uso de toda la materia 58 | P á g i n a

prima, que implica el aprovechamiento de la proteína disponible que muchas veces no es utilizada y que es desperdiciada en desmedro de la alimentación humana, considerando además que su no uso constituye una problema de contaminación ambiental ya que los desperdicios de pescado o excedentes de captura y/o comercialización son arrojados a los denominados “rellenos sanitarios”, sin ningún control de parte de las autoridades competentes. (ESTRADA, L. 1995). En un estudio comparativo de ensilado con bacterias fermentación láctica (lactobacillus plantarum) y ácido fórmico, encontraron que ambos métodos eran estables, la composición química era similar con muy pocas variaciones en el contenido de nitrógeno debido a la adición de carbohidratos en los ensilados por fermentación láctica, sin embargo había una mayor cantidad de nitrógeno aminado organolépticamente. El ensilado con ácido fórmico presentaba un ligero olor picante mientras que el otro no presentaba un olor desagradable (ARECHE, N; BERENZ, Z; Y LEON, G. 1989). V.H. Bertullo menciona una de las características más salientes del ensilaje es que la la proteína se hidroliza entre 75-85%, estando el 60% de ésta bajo forma de poli péptidos y el 40% como aminoácidos libres (esenciales y no esenciales). Además, V.H. Bertullo (1962), cita que la digestibilidad del hidrolizado esta cerca del 100%, mientras que la harina fluctúa entre 75-80% (FAO, 1989). Ensilado con Residuos de fruta Reyes et al (1991) ensayaron la adición de desechos de frutas como una vía para acelerar el proceso de hidrólisis del ensilado. Después de probar con desechos de naranja, piña, banana, y papaya, encuentran que la piña y papaya tienen un efecto positivo en la velocidad del proceso, por efecto de su contenido de las enzimas proteolíticas bromelina y papaína respectivamente. Se determinó que la banana

59 | P á g i n a

actúa como una fuente más de carbohidratos y los cítricos no tiene mayor influencia en la velocidad del proceso. Se estudió como influye el grado de maduración de las frutas, observándose que la piña puede usarse madura y fundamentalmente su jugo, mientras que una mayor concentración de enzimas se encuentran en la corteza verde de la papaya. Evaluando la proporción correcta de estos desechos de frutas, se encontró que una concentración de 10-15% es suficiente y adecuada para acelerar el tiempo del proceso de hidrólisis a la mitad sin afectar los demás parámetros. Además estos autores encontraron que la temperatura óptima del proceso está entre 35 y 45 ºC., temperatura ésta que favorece la actividad enzimática sin afectar el crecimiento microbiano. Recientemente Tomé et al (1994), trabajando con enzimas aisladas y puras, estudiaron el efecto y participación de las enzimas papaína y bromelina en el desarrollo del ensilado biológico de pescado, determinando la importancia que tienen estas enzimas para acelerar el proceso hidrolítico. Este tiene un efecto paralelo que es facilitar el contacto del ácido producido por los microorganismos con las partículas de pescado, evitando de esta manera la putrefacción. En este mismo sentido Bello et al (1993b), añadiendo desechos de piña y papaya, y trabajando a 35 ºC., lograron acelerar el proceso de hidrólisis a 24 horas y estudiaron la conveniencia de utilizar el pescado entero para la elaboración del ensilado, por la presencia de vísceras donde se encuentra una mayor cantidad de enzimas que contribuyen favorablemente a la hidrólisis del pescado. Sin embargo en estudios previos de Bello et al(1993a) trabajando con pescado eviscerado, como una vía de reducir la carga microbiana inicial del ensilado, después de evaluar una serie de microorganismos (aerobios mesófilos, psicrófilos, esporas de aerobios y anaerobios, pseudomonas, enterobacterias, coliformes fecales y totales, mohos y levaduras, Staphylococcus aureus, 60 | P á g i n a

Salmonella sp, y Clostridium perfringens) encuentraron que es posible reducir los organismos patógenos por la acidez y reducido pH del medio y por las sustancias antibacterianas producidas por las bacterias ácidolácticas, generándose ensilados de adecuada calidad microbiológica. 2.3.2. Ensilado biológico. El ensilado de pescado es un producto líquido-pastoso hecho a partir de pescado entero o residuos en medio ácido y puede ser componente de raciones alimenticias para animales. Su obtención es a través de un proceso simple, accesible a una producción en mayor escala con baja demanda de energía y no requiere mano de obra altamente calificada ni equipamientos costosos. (Revista AquaTIC, nº 25, pp. 28-33. Año 2006). La producción de ensilado biológico de pescado requiere de una alta concentración de BAL (Bacterias Acido-lácticas). Además, debido a que el pescado es pobre en carbohidratos, es necesario añadir una fuente de azúcares altamente fermentables en forma de mono o disacáridos para el buen crecimiento de BAL (Bacterias Acido-lácticas) y la producción suficiente de ácido láctico. Lo anterior es recomendable para que la fermentación sea exitosa al obtenerse valores de pH por debajo de 4.5, lo cual permita inhibir el crecimiento de microorganismos nocivos (Enes Dapkevicius y col., 2000). Reportado por RAMIREZ ,J., 2009. La formación de ácido durante la fermentación sobre todo de ácido láctico, es el fundamento para la preservación de pescado ensilado. Este procedimiento ha sido prosperado empleando fuentes de carbohidratos y papa (Kirsch et al, 1943) y melaza (Kreuzer, 1953; Olsson y Olofsson, 1955; Bertullo, 1958). La aplicación de melaza e inoculación con bacterias ácido lácticas son el fundamento de la patente de un método danés, que es designado como alimento LKC. Kreuzer (1954) describió un proceso en el que se usaron melaza como carbohidratos y un cultivo de Lactobacillus plantarum, donde la temperatura optima para la

61 | P á g i n a

proliferación de las bacterias productoras de ácido láctico oscila entre 68º a 77ºF (25º a 30ºC). BORGSTROM, G., 1962. Muchos de los productos ensilados preparados por fermentación del ácido

láctico

fueron

destinados

para

alimentación

anima,

frecuentemente para aves de corral. Krishnaswamy et al (1965) preparo ensilado de pescado de agua dulce con lactosa, ácido cítrico, estracto de levadura y Streptococcus lactis. Nicksson y Ryden (1963) se refiere alimentos para aves de corral usando ensilados preparados de una mezcla de malta, cereales y pedazos de pescado por la acción de lactobacilos (DISNEY, J.G. TATTERSON, I.N. y OLLEY, J., 1976). En 1977 James M. en un estudio comparativo de ensilado con bacterias de fermentación láctica Lactobacillus plantarum y ácido formico, encontraron que ambos métodos eran bastante estables, la composición química era similar con muy pocas variaciones en el contenido de nitrógeno debido a la adición de carbohidratos en los ensilados por fermentación láctica, sin embargo había una mayor cantidad de nitrógeno aminado. Organolepticamente el ensilado con ácido formico presentaba un ligero olor a picante, mientras que el otro no presentaba un olor desagradable (ARECHE, N. Y BERENZ, Z., 1989). LINDGREN, S Y PLEJE, M. (1982), experimento ensilados de residuos de

pescado

inoculando

Pediococcus

acidolactici

lactobacillus

plantarum con un rápido descenso d pH alrededor de 4,5 en 30 horas. La degradación de los componentes nitrogenados prosigue durante el almacenamiento y se manifiesta como un incremento en las bases volátiles nitrogenadas, aminoácidos y péptidos. Por lo que los residuos crudos deberían de someterse a cocción, ya que la presencia de las bacterias del pescado origina la formación de estas sustancias. Basándose

las

características

las

bacterias

del

yogurt

(Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophylus) de producir 62 | P á g i n a

ácido láctico, se estudió la posibilidad de utilizarlo en residuos cocidos de pescado, utilizando como substrato fermentescible la sacarosa (azúcar de caña), obteniendo resultados interesantes en lo que se refiere al procesamiento. Así mismo se ha empleado melaza de caña como substrato alternativo al uso de la sacarosa, en razón de ser más económico. El ensilado obtenido, se ha probado en cerdos, pollos y terneros,. Utilizando dietas formuladas en diferentes concentraciones de ensilado, a fin de ver inocuidad y perfomance de crecimiento en estos animales (BERENZ, Z., 1994). -

Ventajas del ensilado biológico versus ensilado químico.

Algunas de las ventajas principales del proceso de ensilado biológico en comparación con el ensilado químico son: ahorro económico porque se evita la compra de ácidos; fácil mantenimiento y reproducción del cultivo iniciador; además, es fácil el secado ya que el ensilado de pescado fermentado presenta menor contenido de humedad que el ensilado químico (Martin, 1996). Aunado a lo anterior, desde el punto de vista nutricional, la hidrólisis proteínica que resulta del ensilado de pescado fermentado es menor que en el ensilado producido por adición de ácido. Además, el proceso de fermentación ayuda a estabilizar la calidad del aceite en el producto, lo cual resulta más atractivo para los animales (Enes Dapkevicius y col., 1998; Kjos y col., 2001).

2.3.3. Composición química de ensilado de desechos pesqueros. El ensilado de pescado ofrece un gran potencial para utilizar los desechos pesqueros como una fuente de nutrientes en alimentación animal. Sin embargo, el contenido de proteínas lípidos y minerales del ensilado de pescado depende principalmente de la materia prima utilizada para su elaboración (Martin, 1996); aunque por lo general, el ensilado presenta altas concentraciones de estos nutrientes (Cuadro Nº 10). Además, el ensilado de pescado presenta valores satisfactorios de aminoácidos esenciales (Espe y col., 1994; Vidotti y col., 2003), así como también elevada digestibilidad de la proteína (Vidotti y col., 2002). 63 | P á g i n a

Cuadro Nº 10. Composición química proximal (g/100 g, en base seca) de ensilado de desechos pesqueros obtenidos por fermentación láctica. Fuente de desecho pesquero

Tilapiaa Pecado comercialb Vísceras de pescadoc Hidrolizado proteínicod

Humedad

Materia seca

Proteína cruda

Lípidos

Minerales

66,35 62,54 76,10 69,20

33,65 37,46 23,90 30,80

41,39 44,9 58,70 30,03

11,74 11,32 19,70 15,0

15,30 4,63 7,60 17,65

a: (Fagbenro y Jauncey, 1993). b: pescado de agua de mar no apto para consumo humano (Vidotti y col., 2002). c: (Dong y col., 1993). d: Producido de ensilado fermentado de desechos de camaron (Plascencia y col., 2002).

2.3.4. Hidrólisis de las proteínas (autólisis). Durante el proceso de producción de ensilado de pescado, el ácido activa las enzimas endógenas propias del sustrato (pescado o desechos de pescado), las cuales hidrolizan las proteínas. El proceso es llamado “autolisis” y provoca un aumento en la concentración de aminoácidos libres y péptidos, lo cual da lugar a un incremento de la solubilidad (Raa y Gildberg, 1982; Haard y col., 1985). Cuando el ensilado es producido por fermentación láctica, se ha encontrado que microorganismos del género Bacillus spp. son eficientes agentes hidrolizantes pudiendo contribuir en la digestión de las proteínas del pescado (Martin, 1998). La licuefacción resultante es dependiente de la temperatura, de las especies de pescado utilizadas y su presentación. De modo que, al incrementar la temperatura aumenta el contenido de nitrógeno soluble y si la materia prima no ha sido eviscerada, la velocidad de la proteólisis incrementa (Mackie, 1982; Arason, 1994). Independientemente del tipo de ensilado, por arriba del 70% del nitrógeno presente será soluble después de una semana si la

64 | P á g i n a

temperatura de almacenamiento se mantiene cerca de 30°C (Arason, 1994). Las características del ensilado de pescado son similares a las de salsas de pescado, mostrando licuefacción considerable debido a la autólisis de proteínas, así como también liberación de lípidos, cuando son usadas especies de pescado grasas (Hall, 2002). Por otra parte, al incrementar la hidrólisis de proteína también aumenta la digestibilidad, lo cual resulta en su mejor aprovechamiento cuando el ensilado de pescado es usado en dietas para animales monogástricos (Espe y col., 1999). De acuerdo a los resultados de los estudios realizados del proceso del ensilado, pareciera que dicho proceso se puede dividir en dos fenómenos o fases distintas, pero que se complementan: una correspondiente a la hidrólisis o licuefacción, la cual está gobernada por las enzimas proteolíticas, y la otra correspondiente a la acidificación y reducción del pH, la cual está gobernada por la acción de los microorganismos ácido-lácticos. Es posible acelerar uno de los dos fenómenos, sin alterar drásticamente el otro. Estudiando el proceso de elaboración del ensilado y su comportamiento durante el almacenamiento a temperatura ambiente durante 150 días, a través de índices físico-químicos y microbiológicos, se observa que durante los primeros cinco días hay una disminución drástica del pH, de valores de 6 hasta aproximadamente 4. Este valor se mantiene estable por todo del período de almacenamiento. Dicho valor de pH refleja la fase o fenómeno de acidificación por parte de los microorganismos. El pH es uno de los índices de mayor importancia que debe ser controlado durante todo el proceso y almacenamiento del ensilado biológico de pescado, ya que refleja el desarrollo del proceso, la calidad 65 | P á g i n a

del ensilado y manifiesta cualquier cambio que pueda afectar el producto. Adicionalmente el pH se puede medir muy fácil y rápidamente, inclusive fuera del establecimiento de producción. Paralelamente a la disminución del pH se observa el incremento rápido en los valores de ácido láctico, el cual se sigue produciendo lentamente por 60 días aproximadamente, hasta mantenerse estable. Posiblemente esto se debe a un mecanismo de auto control, estando en disponibilidad de continuar produciéndose ácido cuando el pH aumente por incremento de compuestos nitrogenados, producto del crecimiento o desarrollo de organismos distintos a los ácido-lácticos. En otras palabras existe un sistema de auto control, cuando se generan bases volátiles o compuestos nitrogenados que incrementen el pH, se inicia la producción de ácido por parte de los microorganismos, hasta que la cantidad de ácido en el medio sea suficiente para reducir el pH a niveles cercanos a 4, y detener o controlar el crecimiento de las bacterias y por ende la producción de ácido. Por esto es importante que la cantidad de melaza añadida sea suficiente como para mantener un pequeño reservorio que le permita a las bacterias lácticas producir suficiente ácido en el momento que sea necesario. Este fenómeno puede verse en los resultados de los contajes de microorganismos mesófilos, los cuales incrementan en el momento en que el pH aumenta y luego disminuyen cuando la cantidad de ácido producida es suficiente para reducir nuevamente el pH a su valor cercano a 4 y auto inhibir el crecimiento microbiano. Esta tendencia de los microorganismos a incrementar y luego a disminuir en el tiempo fue observada por Van Wik y Heyderich (1985). Lógicamente la producción de ácido por los microorganismos conduce a la caída del pH. De allí la importancia que tiene la medida del pH, por que no solamente está evaluando la producción de ácido, sino que 66 | P á g i n a

también la actividad de los microorganismos ácido-lácticos, la estabilidad y la calidad del ensilado. En cuanto a la otra fase o fenómeno de hidrólisis o licuefacción del ensilado, puede medirse o evaluarse a través del nitrógeno no-proteico, el líquido exudado o la consistencia. Estas determinaciones muestran un aumento de la hidrólisis proteica progresiva y rápidamente al inicio del proceso, haciéndose más lenta posteriormente hasta los 60 días. Aunque

ambos

fenómenos

parecieran

estar

separados

ser

independientes, presentan una relación estrecha. A medida que la hidrólisis proteica progresa, se producen compuestos nitrogenados, como péptidos, aminoácidos, aminas, amonio y otros compuestos de bajo peso molecular, los cuales perturban la capacidad amortiguadora del producto, incrementándose los valores de pH, lo cual conduce a que las bacterias ácido-lácticas comiencen a producir ácido y reducir nuevamente el pH a su valor inicial (Lindgren y Pleaje, 1983). La frescura inicial del pescado juega un importante rol en la velocidad de reducción del pH inicial. Esto se debe a que se establece un mecanismo de competencia entre las bacterias lácticas y los microorganismos descomponedores. A mayor carga microbiana inicial de organismos que participan en el deterioro del pescado fresco, mayor será la cantidad de bacterias lácticas que se deben inocular para asegurar un adecuado proceso. Igualmente cuando se utilizan las vísceras del pescado en la elaboración del ensilado, se está favoreciendo el fenómeno de hidrólisis, por la presencia de mayor cantidad de enzimas contenidas en las vísceras, pero paralelamente se esta añadiendo una fuerte carga de microorganismos que es necesario inhibir rápidamente. En consecuencia es recomendable la utilización de pescados frescos y con vísceras para favorecer la velocidad del proceso de ensilado. BELLO, R. 1999.

67 | P á g i n a

2.3.5. Procesamiento del ensilado. Los residuos de pescado cocidos, y desechos de frutas fueron molidos por medio de un molino convencional de maneras separadas. Posteriormente fueron pesadas las cantidades requeridas para formular 6kg de ensilado, en las proporciones mostradas en la Cuadro Nº 09. Los ensilados se realizaron de acuerdo al esquema tecnológico mostrado en el Anexo Nº 01. Los ensilado fueron colocados en recipientes plásticos con una capacidad de 1kg y se incubaron por 72 horas a 40ºC, almacenándose posteriormente por 60 días a una temperatura ambiente de (27 + 1ºC). Estos recipientes permanecieron tapados y se agitaban durante tres minutos una vez al día, hasta culminar el proceso de incubación (72 horas). Se realizaron determinaciones de pH, acidez, y análisis organoléptico a las 0: 24; 48 y 72 horas, después a una semana; quincenal; mensual, hasta culminar definitivamente el proceso de evaluación (60 días), también se realizaron análisis de composición bromatológica y determinaciones microbiológicas. 2.3.6. Ventajas del ensilado de pescado en comparación con la harina de pescado. La harina de pescado es un producto obtenido por tratamiento térmico, secado y molienda del pescado entero o desechos de pescado. Este producto es usado como una de las principales fuentes de proteína en la acuicultura e industrias avícola y porcina, entre otras (Mc Donald y col., 1999). Debido a que la producción de harina de pescado generalmente implica altos gastos de energía y de capital, el proceso no siempre resulta económico, causando problemas serios de escasez e incremento del precio del producto (Martin, 1996). Por tal motivo, existe una gran demanda de proteínas de alta calidad y bajo precio para ser utilizados en la formulación de alimentos para animales (Li y col., 2004). Una alternativa a la producción de harina de pescado, es el ensilado de 68 | P á g i n a

desechos pesqueros, lo cual permite recuperar esa fuente valiosa de proteínas adquiriendo un valor agregado (Plascencia y col., 2002). Las ventajas que ofrece el ensilado de pescado en comparación con la harina son las siguientes (Raa y Gilberg 1982; Dong y col., 1993; Zahar y col., 2002): •

No se pudre, tiene olor fresco a ácido.

•

Menos problemas de contaminación.

•

La escala de producción se puede variar sin afectar la economía de producción.

•

Las necesidades energéticas de producción son reducidas.

•

Tecnología simple y de poco capital.

•

No requiere infraestructura y equipo costoso.

•

Buenas propiedades de almacenamiento.

•

Se pueden aprovechar subproductos agroindustriales.

Asimismo,

ensilado

pescado

una

opción

para

aprovechamiento de los subproductos pesqueros en áreas rurales o lugares aislados donde no es redituable la producción de harina de pescado (Arason, 1994).

2.4. ESTUDIO DE SUSTRATO (MELAZA) Y OTROS COMPONENTES. Los niveles de ácido láctico en el pescado son insuficientes para bajar el pH a valores que permitan suprimir el crecimiento de bacterias Gramnegativas. Por otra parte, el equilibrio entre la producción de ácido láctico y amonio en el pescado depende de la cantidad de azúcares libres disponibles en el sistema (Hall, 2002). Por lo tanto, la selección de la fuente de carbono y el nivel apropiado de esta son factores determinantes, ya que el proceso requiere carbohidratos fácilmente fermentables como una fuente de carbono para el crecimiento de las BAL; de modo que, se pueda lograr una excelente acidificación en tiempo corto (Cira y col., 2002). 69 | P á g i n a

El pescado no tiene carbohidratos para lograr producir una fermentación láctica, por lo que se requiere la adición de sustancias carbohidratadas como fuente de energía. La utilización de la sacarosa y melaza como fuentes energéticas, nos garantizan una eficiente fermentación en los residuos cocidos y molidos (BERENZ, Z., 1994). Entre las diversas fuentes de carbono han sido utilizadas, lactosa (Hassan y Heath, 1987), dextrosa (Lassen, 1994), harina de maíz o tapioca (Fagbenro y Juncey, 1993), melaza de caña de azúcar (Guerouali y col, 1995; Fagbenro y Juncey, 1998; Vidotti y col., 2002; Zahar y col., 2002), sacarosa y lactosa (Enes Dapkevicius y col., 2007), aunque la melaza presenta ventajas por su menor precio y alto contenido de azúcares solubles. Además, la melaza presenta capacidad ligante, y mejora la estabilidad y características sensoriales del ensilado y los alimento en los cuales es incluido (Fagbenro y Juncey, 1998). 2.4.1. SUSTRATO (MELAZA) Las melazas, mieles finales, suelen ser definidas por muchos autores como los residuos de la cristalización final del azúcar de los cuales no se puede obtener más azúcar por métodos físicos. La denominación melaza se aplica al efluente final obtenido en la preparación del azúcar mediante una cristalización repetida. El proceso de evaporación y cristalización es usualmente repetido tres veces hasta el punto en el cual el azúcar invertido y la alta viscosidad de las melazas ya no permiten una cristalización adicional d la sacarosa (Swan y Karalazos, 1990). La melaza es una mezcla compleja que contiene sacarosa, azúcar invertido, sales y otros compuestos solubles en álcali que normalmente están presentes en el jugo de la caña localizado, así como los formados durante el proceso de manufactrura del azúcar. Además de la sacarosa, 70 | P á g i n a

glucosa, fructuosa y rafinosa los cuales son fermentables, las melazas también contienen sustancias reductoras no fermentables (Cuadro Nº 11). Estos compuestos no fermentables reductores de cobre, son principalmente caramelos libres de nitrógenos producidos por el calentamiento requerido por el procesos y las melanoidinas que si contienen nitrógeno derivadas a partir de productos de condensación de azúcar y aminocompuestos (Honig, 1974) citado de FAJARDO, E. Y SARMIENTO, S. 2007. Cuadro Nº 11 Composición de la melaza de caña de azúcar COMPONENTES

CONSTITUYENTES

Componentes mayores

Contenido de minerales

Contenido de aminoácidos

Contenido de vitaminas

Materia seca Proteínas Sacarosa Azúcares reductores Sustancias disueltas (diferentes azúcares) Agua Grasas Cenizas Calcio Magnesio Fósforo Potasio Glicina Leucina Lisina Treonina Valina Colina Niacina Acido Pantoténico Piridoxina Riboflavina Tiamina

CONTENIDO (p/p) 78% 3% 60-63% (p/p) 3 – 5 % (p/p) 4 – 8 % (p/p) 16% 0,40% 9% 0,74% 0,35% 0,08% 3,67% 0,10% 0,01% 0,01% 0,06% 0,02% 600ppm 48,86ppm 42,90ppm 44ppm 4,40ppm 0,88ppm

Fuente: Tellez, 2004: Yepez, 1995.

III.

MATERIALES Y METODOS

71 | P á g i n a

3.1. LUGAR DE EXPERIMENTACIÓN Y DURACIÓN El trabajo de elaboración de ensilaje de residuos de pescado y frutas; y las mediciones experimentales se desarrollaron en el Centro de Procesamiento de Productos Pesqueros y en el Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura. El trabajo tuvo una duración de 60 días de fase experimental, y se desarrolló en tres etapas, las que se detallan a continuación: 3.1.1. ETAPAS 

Primera etapa: Recolección y obtención de residuos de pescado y desechos de frutas en bolsas plásticas limpias, en el Mercado central de la Ciudad de Piura.



Segunda etapa: Elaboración del ensilado en el centro de procesamiento de productos pesqueros de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura.



Tercera etapa: Determinaciones físico-químicas y microbiológicas del Ensilado de pescado en el Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura.

3.2. RECOLECCIÓN DE RESIDUOS DE PESCADO Y FRUTAS A. Desechos de pescado: Los desechos de pescado (cabeza, vísceras, huesos y piel) fueron obtenidos del mercado central de Piura, recepcionados en baldes de 18 litros de capacidad, los cuales fueron transportados al Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura. B. Desechos de frutas: Los desechos de frutas (cáscaras de plátano, papaya y piña) fueron recepcionados del mercado Central de Piura;

en bolsas plásticas y

conservadas en refrigeración hasta su uso. 3.3. DESCRIPCION DEL FLUJO DE PROCESO DE ELABORACION DE ENSILADO. 72 | P á g i n a

El proceso de elaboración se llevó a cabo siguiendo el flujo descrito en el anexo 01. Las características de las operaciones se indican a continuación: A. MATERIA PRIMA. Se emplearon como materia prima residuos de pescado y residuos de frutas del mercado central de Piura, frescos. El proceso de ensilaje consistió en utilizar los residuos de pescado que dejan las operaciones de eviscerado y fileteado realizadas en el mercado de pescado, donde se emplea la mayor parte de la porción comestible del pescado para consumo humano. El proceso se inició con la recolección de los residuos de pescado y los residuos de frutas. (Anexo Nº 05) B. COCCION. Los residuos de pescado (cabeza, vísceras, huesos, piel, aletas) se sometieron a cocción por 25 minutos, a una temperatura de 100ºC. En esta operación se tiene por finalidad destruir gran cantidad de bacterias patógenas y putrefactivas presentes en los residuos crudos y para facilitar la digestión proteica. La cocción se efectuó en ollas de aluminio, en una cocina a gas de dos hornillas. (Anexo Nº 06) C. ENFRIAMIENTO Y ESCURRIDO. Los residuos cocidos se dejaron enfriar a una temperatura ambiente por unos 30 minutos, drenando de esta manera el agua de cocción. (Anexo Nº 07) D. SELECCIÓN Y MOLIENDA. Una vez enfriados los residuos se procedió a retirar las espinas que no fueron ablandadas por efecto de la cocción, para ya luego proceder a la trituración, con un molino de carne con criba de 3mm de diámetro. 73 | P á g i n a

Seguidamente se efectuó la molienda de los residuos de frutas (cáscaras de piña, plátano y papaya). (Anexo Nº 08) E. MEZCLADO Y HOMIGENIZADO. Obtenidos los residuos ya molidos, se procedió a la adición de los ingredientes de forma manual, utilizando recipientes metálicos, como ollas y fuentes de aluminio. Para la adición de los ingredientes se tomo como base 500g. de ensilado, y en función a ello se agregó las cantidades de yogurt, sustrato fermentable y desechos de frutas según los tratamiento planteados. (Anexo Nº 09) La disponibilidad de los ingredientes y su incorporación se realizó de forma manual de la siguiente manera: -

Desechos de Fruta: Se considera la adición de desechos de fruta (cáscara) para el aprovechamiento de las enzimas (piña – bromelina; papaya – papaína) y fuente de carbohidratos como el plátano. Estos desechos fueron extraídos del mercado central de Piura.

Sustrato fermentescible: Se considera la adición de carbohidratos ya que el pescado carece de ellos para producir una fermentación láctica suficiente para lograr la conservación y estabilidad del producto, para ello se utilizó la Melaza de caña (subproducto de la elaboración del azúcar de caña): se utilizó 10% de melaza, como fuente de carbohidratos para los microorganismos fermentadores inoculados en el producto.

El yogurt: se utilizó yogurt comercial Laive Natural Probiótico, por ser una fuente aportadora de BAL.

F. INCUBACIÓN. Esta etapa de incubación de las muestras se efectuó en una estufa eléctrica, a una temperatura de 40ºC por 3 días (72 horas), siendo esta 74 | P á g i n a

una temperatura optima para el desarrollo de las bacterias láctica, originando de esta manera cambios de pH logrando condiciones de antagonismo y presencia de sustancias antibacterianas. Se emplearon envases plásticos transparentes y herméticos cerrados con tapa a presión con una capacidad de 1000g de ensilado. Todas las pruebas físicas, química proximal y microbiológica se realizaron por duplicado. (Anexo Nº10) G. ALMACENAJE. El producto obtenido después de 3 días se almacenó a temperatura ambiente 25 - 28ºC por 60 días en el Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura. (Anexo Nº 11) METODOLOGIA Los ingredientes para la elaboración del ensilado se mezclaron a temperatura ambiente de 25 ºC (±2 ºC) por 30 minutos en recipientes plásticos de 1,0 litros en la siguiente proporción: 

Tratamiento patrón: melaza 50 g, inoculo bacteriano 25 g, sin residuos de fruta y pasta de residuos de pescado en cantidad suficiente para completar 500 g.



Tratamiento I: Melaza 50 g, inóculo bacteriano yogur comercial de cepa conocida Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus termophylus de 25 g, residuos de fruta 75 g y pasta de residuos de pescado en cantidad suficiente para completar 500 g.



Tratamiento II: melaza 50 g, inóculo bacteriano 25 g, residuos de fruta 25g

y pasta de residuos de pescado en cantidad suficiente para

completar 500 g. Luego se procedió a generar condiciones anaeróbicas e incubación durante 72 horas a 40 ºC (±2ºC) para fomentar el crecimiento de BAL

75 | P á g i n a

Terminado el tiempo de incubación, las muestras se almacenaron, a temperatura ambiente (26 ºC ±2 °C) por 60 días. También se preparó un ensilado con una cepa conocida comercialmente de Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus termophylus, al que se denominó Tratamiento patrón el cual solo contiene residuos de pescado, sustrato fermentable y yogurt. Se diseñaron dos tratamientos de ensilados bilógicos más un ensilado patrón con proporciones variables de residuos de pescado y residuos de frutas, los mismos que se elaboraron en cuatro repeticiones, los controles se hicieron por duplicado, se practicaron análisis químicos de pH, acidez, composición química proximal de proteínas, humedad, cenizas, grasas, carbohidratos y fibra, empleando los protocolos del laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura con base en las normas AOAC. Los análisis microbiológicos también se realizaron con los protocolos vigentes del Laboratorio

como: recuento total, entrerobacterias, mohos y levaduras.

También se efectuaron algunos de tipo organoléptico como aroma, color y textura para observar el comportamiento de estos parámetros antes y después del proceso, con la participación del personal técnico del Laboratorio para determinar las características del producto según su tabla adjunta en el Anexo Nº 12. Una vez terminado el tiempo de incubación de 72 horas, las muestras se almacenaron en un anaquel y los análisis se realizaron a los 7, 15, 30 , 45 y 60 días con el objeto de evaluar la estabilidad del producto. Los datos tomados durante el tiempo de almacenamiento por cada variable se trataron, para realizar un análisis de varianza ( ANVA 0.05 y 0.01) e identificar diferencias significativas en el comportamiento de las variables y entre tratamientos; en los casos en que se encontraron diferencias estadísticas para algunos de los factores o por efecto de la interacción de dos de estos, se

76 | P á g i n a

procedió a realizar una Prueba de Amplitudes de Significación de Duncan entre las interacciones, con un nivel de confianza del 95% (p = 0,05). INFLUENCIA DE LOS COMPONENTES, ADITIVOS Y MATERIALES. A. RESIDUOS COCIDOS-MOLIDOS. Los residuos cocidos son primeramente desmenuzados y esto es mejor realizarlo con un molino capaz de producir partículas no mayor de 10 mm. de diámetro (WINDSOR, M. y BARLOW, s., 1981). Así pues, se produce una masa de pescado molido de apropiada fineza y facilitando totalmente su posterior tratamiento. Es muy importante mezclar uniformemente de modo que todo el pescado tenga contacto con el ácido, pues porciones de este material no tratadas correctamente se podrirán (TATTERSON, J. N. y WINDSOR, M. L. 1976). Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. Según Wittenbury, los residuos de pescado, tienen una considerable capacidad tampón para resistir a los cambios de pH, una fermentación lenta podría permitir que las bacterias putrefactivas puedan estar originando cambios indeseables. Esto no ocurre en los ensilados que utilizan las bacterias lácticas del yogurt, ya que se observa cambios de pH y con ello sus efectos antagonistas y antibacterianos (BERENZ, Z., 1994). B. YOGURT El proceso de elaboración del yogurt es un arte muy antiguo que data de hace miles de años, pero hasta el siglo XIX apenas se conocían los fundamentos de las distintas fases de la producción. La fermentación del yogurt es el resultado de la actuación de dos fermentos lácticos: Lactobacillus bulgaricus y Streptococcus thermophyl. La fabricación del yogurt debe efectuarse procurando mantener un

equilibrio adecuado

entre el desarrollo de ambos gérmenes con objeto de obtener un producto final suficientemente ácido y aromático (VEISSEYNE, R., 1980) Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. Se encuentra bien establecido que L. bulgaricus y S. thermophylus se estimulan en forma recíproca (simbiosis). No se sabe bien cuál sea la función 77 | P á g i n a

de S. thermophylus en el cultivo del yogurt aparte del hecho que prolifera más rápido, dando comienzo a la producción del ácido. Pette y Lolkema han demostrado que los bacilos estimulan la proliferación de S. thermophylus al liberar aminoácidos esenciales, en especial valina, de las proteínas de la leche. El cultivo de bacilos produce ácido suficiente para darle al producto sus características finales deseables y además, libera los productos volátiles que son causa de la formación del sabor y aroma típicos del yogurt (FOSTER, E. M. y Col., 1965) Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. En los ensilados biológicos, las bacterias lácticas en presencia de fuentes hidrocarbonadas, da lugar a la fermentación láctica con la producción de ácido láctico que es la responsable de la preservación del producto (BERENZ, Z., 1994). C. SUSTRATO : DESECHOS ORGANICOS Y CHANCACA. El pescado no tiene carbohidratos para lograr producir una fermentación láctica, por lo que se requiere la adición de sustancias carbohidratadas como fuente de energía. La utilización de la sacarosa y melaza como fuentes energéticas, nos garantiza una eficiente fermentación en los residuos cocidos y molidos (BERENZ, Z., 1994). -

CHANCACA. Es un producto regional obtenido de las melazas incristalizables, subproducto derivado de la fabricación del azúcar. Azúcar mascabado de la caña de segunda producción en panes prismáticos, de color oscuro y de sabor dulce (KIRK, R. Y OTHMER, D., 1962). La melaza, derivada de la industrialización de la caña de azúcar, contiene aproximadamente 50-55% de azúcares totales, altamente digestibles que le dan la mayor parte de su valor nutritivo y son principalmente, sacarosa (37%), glucosa (14%) y levulosa (7%).

Aparte de ser una fuente de

energía barata, es fuente aprovechable de vitaminas, y minerales, y es muy pobre o c arece de fibra o grasa (SKRABONJA, E. Y GERY, J. C., 1969).

78 | P á g i n a

Contiene alrededor de 30% de sacarosa, 20% de azúcares reductores, 10% de cenizas, 20% de materia orgánica (no azúcar) y 20% de agua. Usado en alimentos, es combustible (GESSNER, G.H., 1975). Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. -

DESECHOS ORGANICOS Los residuos orgánicos representan recursos con un importante y variado potencial de aprovechamiento. Las mayores cantidades de residuos orgánicos se generan a diversos niveles de la cadena producciónconsumo de alimentos y son también un componente importante dentro de los residuos sólidos generados en las zonas urbanas. Se estima que diariamente se produce gran cantidad de desperdicios provenientes de la recolecta domiciliaria, industrial y del acopio y distribución de alimentos, de los cuales aproximadamente el 53% corresponde a residuos o desechos orgánicos. El manejo y disposición de los residuos orgánicos es una actividad laboriosa y de costos elevados, sin que en muchos de los casos se obtengan beneficios para quienes realizan dichas actividades. Por otra parte, el procesamiento y uso de residuos orgánicos procesados en la alimentación animal

es una actividad todavía poco valorada y

estudiada en México, a pesar de que representa una importante alternativa para apoyar la

producción de alimentos de origen animal,

como se ha demostrado en otros países (Figueroa, 1989; Heseker et al., 1996) además, el procesamiento de residuos puede contribuir a elevar el ingreso y ocupación de los productores pecuarios, al mismo tiempo de que se tendría la posibilidad de obtener proteína de buena calidad, para su incorporación en

la dieta de la población, Citado de QUINDE Y

CHUNGA 2011. Finalmente, procesar y utilizar residuos orgánicos tendría todavía una razón prioritaria para la ciudad en este momento: contribuir a la disminución de la contaminación del medio. Por esta vía, se evitarían fermentaciones con la consecuente producción de metano que se retiene en la atmósfera y que afecta a la población del área metropolitana. 79 | P á g i n a

Por otro lado, el reciclaje de los desechos hacia la alimentación animal, contribuiría a limitar el uso de rellenos sanitarios como

forma de

disposición final de la basura, el cual es el principal método actualmente utilizado, que además, en el mediano y largo plazo tiene un alcance limitado e incluso puede contaminar el subsuelo, y por tanto, los mantos freáticos. ( GRANDE, D., PINEDA, A., et al.2000), Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. D. ENVASES. El envase tiene por misión proteger el producto durante el tiempo de conservación habitual en el comercio y, preservarlo de influencias atmosféricas, penetración de microorganismos, deshidratación, pérdidas de sustancias nutritivas, entre otros. Del mismo modo, el envase no debe transmitir al producto sustancias nocivas a la salud u olores y sabores extraños (HEISS, R., 1977). Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. Debido a su bajo costo y buenas propiedades, las bolsas de polietileno de alta densidad, han encontrado la mayor difusión entre todas las sustancias plásticas utilizadas, como envases en la industria (PLANCK, R., 1977). Citado de QUINDE Y CHUNGA 2011. Según GALLO, M. (1994), el polietileno de alta densidad presenta las siguientes propiedades:  Transparencia; Buena o traslúcido  Gravedad específica: 0,911 a 0,965  Fuerza de tensión (Kg/cm2) : 225 a 750  Tº de sellado (ºC) : 135 - 155  Resistencia a grasas : Buena  Tiene 4 a 5 veces mejor barrera contra la humedad y contra los gases.

3.4. FORMULACIÓN Y TRATAMIENTO EXPERIMENTAL Se formuló dos tratamientos; los ítems y combinaciones se indican en el Cuadro Nº 12.

80 | P á g i n a

Los residuos

de pescado y de frutas en distintas concentraciones,

determinando de esta manera cual de los tratamientos planteados presenta la mejor estabilidad en cuanto a características sensoriales, contenido proteico y durabilidad en el tiempo. Los productos obtenidos fueron almacenados a temperatura ambiente por espacio de 60 días, tiempo en el cual se realizaron determinaciones físicas, organolépticas, químicas y microbiológicas. CUADRO Nº 12 TRATAMIENTOS AL 100% DE PRODUCTO ENSILADO

ITEMS

TRATAMIENTOS T0

RESIDUOS PESQUEROS

85%

70%

80%

RESIDUOS DE FRUTA

15%

MELAZA

10%

YOGURT

3.4. EVALUACIONES EXPERIMENTALES 3.4.1. -

Sobre la materia prima (residuos cocidos y molidos). Determinaciones de pH. Se utilizó un pH-metro con electrodo de vidrio directo, el bulbo se introduce directamente a la muestra y se toma la lectura.

Composición química proximal. Para los diferentes análisis químicos se tomó muestras de los residuos cocidos y molidos previamente homogenizados,

humedad, cenizas,

grasas y proteínas, empleando los métodos estándar (AOAC). 3.4.2. -

Producto: ensilado. Análisis físico organoléptico.

81 | P á g i n a

El análisis físico organoléptico consistió en evaluar sensorialmente las características de color, aroma y consistencia del ensilado. -

Determinación de pH. El pH es uno de los índices de mayor importancia que debe ser controlado durante todo el proceso y almacenamiento del ensilado biológico de pescado, ya que refleja el desarrollo del proceso, la calidad del ensilado, y manifiesta cualquier cambio que pueda afectar el producto (Bello, 1993a).

Determinación de acidez titulable. (ATT). La acidez titulable es el porcentaje en peso de los ácidos contenidos en un determinado alimento. Se determina por titulación volumétrica con Hidróxido de sodio NaOH 0,1N, los resultados se expresan como ácido láctico.

Composición Química proximal. El contenido de humedad, cenizas, proteína cruda, extracto etéreo, fibra cruda y extracto libre de nitrógeno fue determinado empleando los métodos estándar (AOAC).

3.4.3. Estabilidad de producto terminado. -

Análisis físico-organoléptico.

82 | P á g i n a

Se evalúa el comportamiento del ensilado de acuerdo al color, aroma y consistencia. -

Determinación de pH y Acidez Titulable. Estos factores permitirán evaluar la evaluación del ensilaje durante el tiempo de almacenamiento.

Análisis microbiológico. El crecimiento microbiano fue determinado por conteo en placa de colonias usando medio de agar para métodos estándar, agar nutritivo, para el recuento total de microorganismos, Agar Mack Conkey para recuento de enterobacterias y agar Sabouraod para la determinación total de hongos y levaduras, respectivamente. CUADRO Nº 13 ANALISIS ORGANOLEPTICO, FISICOS, QUIMICOS Y MICROBILÓGICO EFECTUADOS A RESIDUOS COCIDOS MOLIDOS, ENSILADO A 0, 24, 48 Y 72 HORAS Y PRODUCTO ALMACENADO DETERMINACIONES MUESTRA

Análisis Físico A.F.O

Residuos cocidos molidos

Análisis Químicos Acidez Titulable

Composición proximal *

Análisis microbiológicos Microbiológico**

Ensilado 0 horas

Ensilado 24 horas

Ensilado 48 horas

83 | P á g i n a

Ensilado 72 horas

Ensilado 7 días

Ensilado 15 días

Ensilado 30 días

Ensilado 45 días

Ensilado 60 días

COMPOSICIÓN BROMATOLOGICA Humedad Método gravimétrico, por estufa 105 grados. NTP 209 – 264. 2001 Grasa Método de Soxhlet, utilizando éter etílico. NTP 209 – 263. 2001 Proteína Método de micro Kjeldah. NTP 209 – 262. 2001 Cenizas Método de incineración directa en mufla. NTP 209 – 265. 2001 Fibra NTP 205 – 003 Carbohidratos

POR DIFERENCIA

ANALISIS MICROBIOLOGICOS Recuento total Recuento en placas. APHA Enterobacterias Recuento en placas. APHA Mohos y levaduras Recuento en placas. APHA

IV.

RESULTADOS

Durante el desarrollo de la fase experimental efectuada en los meses de Abril a Junio del 2012 se registraron temperaturas promedio de 26ºC del ambiente. Las fases de elaboración y almacenaje del producto, se realizaron en el Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería Pesquera de la Universidad Nacional de Piura. Los análisis tuvieron como fin observar y evaluar la estabilidad del ensilado en anaquel durante un período de 60 días a temperatura ambiente y atmósfera anaerobia en el empaque cuyos resultados por cada factor se detallan a continuación: 4.1. DE LOS RESIDUOS COCIDOS MOLIDOS 84 | P á g i n a

4.1.1. ANALISIS FISICO El valor promedio de pH de los residuos de pescado cocidos y molidos fue de 6,47 indicando de esta manera el grado de frescura de la materia prima utilizada. Los valores obtenidos de pH, nos indican el estado de frescura en que se encontraban los residuos usados en este estudio, y además con ello podemos asegurar que la carga microbiológica aportada por estos residuos será menor. Así por ejemplo, Connell (1978), indica que los valores de pH cercanos a 6.5 ó menores, implican que el pescado se encuentra en estado fresco. Igualmente Premoli (1986), encuentra valores de pH de 6.4 para pescado con un alto grado de frescura. (FAO). 4.1.2. ANALISIS QUIMICO PROXIMAL Los análisis de Humedad, proteínas, grasa cruda, cenizas, se determinaron según los métodos de AOAC.

CUADRO Nº 14 ANALISIS FISICO – QUIMICO PROXIMAL DE LOS RESIDUOS DE PESCADO COCIDOS MOLIDOS (VALORES EN BASE HÚMEDA)*

OBSERVACIÓN

RESULTADOS

6,47

Humedad

62,53 %

Cenizas

6,73 %

Grasa

5,89 %

Proteína 24,83 % *Promedio de análisis realizado por duplicado 4.2. DEL ENSILADO 4.2.1. ANALISIS FISICO ORGANOLEPTICO 85 | P á g i n a

En el cuadro Nº 15 se registran los valores del análisis de los evaluadores en los factores de color, aroma y consistencia de un ensilado. Los análisis mostraron que los ensilados mantuvieron el aroma agradable con débil olor a pescado, lo cual fue debido principalmente al efecto enmascarante de la melaza y residuos de fruta. Además, la actividad del inóculo pudo contribuir a la producción de compuestos aromáticos vía actividad proteolítica que mejoran las propiedades organolépticas del producto (Bulut y col., 2005), consistencia pastosa compacta y un color beige, tanto para los dos tratamiento planteados como para el patrón, estas características obtenidas en el ensilado a las 72 horas de incubación. Estas características pueden hacer atractivo y palatable el ensilado de pescado producido para ser aplicado en la formulación de dietas para animales.

CUADRO Nº 15 EVALUACION ORGANOLEPTICA DEL ENSILADO.

Tratamiento

Aroma

Color

Consistencia

Tratamiento I

Tratamiento II

Patrón

Parámetros de análisis sensorial del Cuadro Nº 15

Color 1: beige 2: beige oscuro 3: marón

Aroma 1: agradable a pescado y melaza. 2: ligeramente ácido 3: ligeramente alcohol

Consistencia 1: pastosa 2: Blando 3: semi-líquido 86 | P á g i n a

4: marón oscuro

4: desagradable 5: putrefacto

4.2.2. ANLAISIS FISICO – QUIMICO Los parámetros que se hicieron variar para obtener el mejor producto en la fase de elaboración fueron los residuos de pescado en 85%, 80% y 70% y la utilización de residuos de frutas utilizadas como fuente de carbohidratos y por sus enzimas para acelerar el proceso de hidrólisis de proteínas en concentraciones de 0%, 5% y 15%. Las características a tener en cuenta para la evaluación del producto obtenido en la fase de procesamiento fueron: pH y acidez titulable. Efectuándose controles a las 0 horas, 24 horas, 48 horas y 72 horas, periodo de incubación y almacenamiento. Los valores obtenidos se utilizaron para su posterior análisis estadístico, análisis de varianza

y análisis de tendencia, para observar la

significación de cada tratamiento. -

Características del pH. Se realizó la medición de pH, después de homogenizada la muestra se introduce el electrodo del potenciómetro directamente y se realiza la medición. Podemos observar que la variación entre uno y otro tratamiento no es muy significativa. El pH del ensilado puede disminuir durante la primera fase de la fermentación debido al dominio de las bacterias lácticas para alcanzar valores cercanos a 4.3. Sin embargo, este valor puede ser incrementado por el alto contenido de proteína en el ensilado que presenta capacidad amortiguadora y a los compuestos derivados de su hidrólisis como péptidos y aminoácidos con capacidad alcalinizante o también debido a la neutralización parcial del ácido por calcio (Faid y col., 1994; Fagbenro, 1996). 87 | P á g i n a

Después que se alcanza un pH menor de 4,5, el producto fermentado se conserva sin daño hasta por varios años siempre que prevalezcan las condiciones anaeróbicas (Rodríguez y Díaz, 2005). En este experimento (cuadro Nº 16), se puede observar que el pH al momento de elaborar el ensilado se mantienen por arriba de 5, y al segundo día disminuye con tendencia a bajar y hacerse más ácido. Al tercer día se logra estabilizar a 4,25 en el tratamiento I y 4,22 en el tratamiento II manteniéndose hasta los 45 días de evaluación; lo que coincide con Gonzáles y Marín (2005), quienes reportan que en bibliografía consultada, los valores de pH 4 se alcanzaron al segundo día de almacenamiento, manteniéndose el mismo comportamiento de estabilidad al final del estudio. Se recomienda que el ensilado alcance y mantenga un pH de 4 aproximadamente, ya que bajo estas condiciones se frena el crecimiento y la actividad de algunos microorganismos que descomponen el producto (BELLI, J.2009). Comparando los resultados con el patrón elaborado (Cuadro Nº16) observamos que el ensilado ingresa a incubación a un pH de 6,63 superior al de los tratamiento evaluados y que este alcanza un pH de 4 al segundo día de evaluación, lo que indica que la acidez de los residuos de frutas influye en el tiempo que tarda el ensilado en estabilizarse es decir en descender el pH, en los tratamientos I y II el proceso de descenso es más rápidos. CUADRO Nº 16 VARIACION DEL pH EN EL TRATAMIENTO PATRON. *(85 – 80 – 70)%RP – (0 – 5 – 15)%RF – 5% Y – 10%M

TIEMPO 0 horas 24 horas 48 horas 72 horas

Patrón 6,63 5,46 4,37 4,36

pH T–I 5,96 4,58 4,25 4,24

T - II 5,91 4,57 4,22 4,22

88 | P á g i n a

*RP (residuos de pescado), RF (residuos de fruta), Y (yogurt), M (sustrato fermentable)

GRAFICO Nº 02 VARIACION DEL pH EN LOS TRATAMIENTOS I – II Y PATRON.

En base a los resultados obtenidos aplicamos el modelo estadístico (ANVA) de “Análisis del Diseño Completamente al azar con más de dos

89 | P á g i n a

tratamiento e igual número de unidades por tratamiento” para demostrar si la diferencias encontradas son o no significativas. Cuadro Nº 17 ANALISIS DE VARIANZA DE LA CARACTREISTICA DE pH F.V TRATAMIENTOS ERROR TOTAL

G.L 2 9 11

S.C

C.M

0,5688 7,4480 8,0168

0,2844 0,8276

F.CALCULADO 0,3437

F.TABULAR

F0,05 Y 0,01

6,94 NO SIGN. 18 NO. SIGN.

El modelo estadístico aplicado evidencia que no hay variación significativa entre tratamiento. -

Acidez titulable. En el cuadro Nº 18 observamos la variación de la acidez, produciéndose un incremento de la acidez, desde las 0 horas hasta las 72 horas del proceso de evaluación durante la incubación, logrando la conservación y estabilidad del producto al detener el crecimiento de otros microorganismos que pueden ser dañinos y alterar el producto. La escala más común de cuantificar la acidez o la basicidad pH, que solo es aplicable para disolución acuosa. En alimentos el grado de acidez indica la cantidad de ácidos libres. Se determina mediante una valoración (volumétrica) con un reactivo básico. El resultado se expresa como él % de ácido predominante en el material. Comparando ambos tratamientos con el patrón podemos observar que la acidez disminuye mucho más rápido en los tratamientos I y II que en el patrón incluso la acidez a las 72 horas llega a valores cercanos y hasta superiores a 6 y en el patrón a las 72 horas logra una acidez menor a 3. Estos resultados nos evidencian que los residuos de frutas inciden de alguna forma para obtener valores tan altos de acidez. CUADRO Nº 18

90 | P á g i n a

0,05 0,01

VARIACION DE LA ACIDEZ TITULABLE EN LOS TRATAMIENTOS I – II Y PATRON. *(85 – 80 – 70)%RP – (0 – 5 – 15)%RF – 5% Y – 10%M

TIEMPO 0 horas 24 horas 48 horas 72 horas

Patrón 0,17 0,96 2,45 2,87

Acidez (%) ** T-I 0,97 2,24 4,44 5,95

T - II 0,95 2,23 5,54 6,38

*RP (residuos de pescado), RF (residuos de fruta), Y (yogurt), M (sustrato fermentable) **Acidez (%): porcentaje de ácido láctico.

GRAFICO Nº 03 VARIACION DE LA ACIDEZ TITULABLE EN LOS TRATAMIENTOS I – II Y PATRON.

91 | P á g i n a

Referente a los resultados obtenidos aplicamos el modelo estadístico (ANVA) de “Análisis del Diseño Completamente al azar con más de dos

92 | P á g i n a

tratamiento e igual número de unidades por tratamiento” para demostrar si la diferencias encontradas son o no significativas. CUADRO Nº 19 ANALISIS DE VARIANZA PARA ACCIDEZ TITULABLE

F.V TRATAMIENTOS ERROR TOTAL

G.L 2 9 11

S.C

C.M

10,6829 39,8928 50,5757

F.CALCULADO

5,3415 4,4325

1,2051

F.TABULAR

F0,05 Y 0,01

6,94 NO SIGN. 18 NO. SIGN.

0,05 0,01

El modelo estadístico aplicado evidencia que no hay variación significativa entre tratamiento. Los valores de pH y Acidez de ambos tratamiento corroboran la buena calidad

del

producto

obtenido,

para

comenzar

tiempo

almacenamiento.

4.2.3. ANALISIS QUIMICO PROXIMAL En el cuadro Nº 20 se observa la composición químico proximal efectuado en ambos tratamiento y el patrón elaborado. CUADRO Nº 20 COMPOSICION QUIMICA PROXIMAL* DE LOS TRATAMIENTO I - II OBTENIDOS EN LA ELABORACION DE ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADO Y FRUTAS.

DETERMIACIONES Humedad Grasas Proteína Cenizas Carbohidratos Fibra

T–I 61,92 6,43 18,76 5,59 5,91 1,36

TRATAMIENTOS T – II PATRON 61.21 61,95 6,72 6,92 19,19 19,66 5,89 6,73 5,60 5,59 1,35 ---

93 | P á g i n a

*El promedio de los análisis fue realizado por duplicado

Los porcentajes de humedad en los ensilados son menores a los de la materia prima, lo cual puede atribuirse según Vidotti et al (2002), a la incorporación de carbohidratos (melaza) a los residuos para el proceso de fermentación. Citado de SESTO, A. 2010.

El porcentaje de humedad entre uno y otro tratamiento no presenta variación significativa.

No sucede lo mismo con el porcentaje de extracto etéreo, tiende aumentar con el tiempo de almacenamiento, lo cual puede estar asociado según Fagbenro y Jauncey (1993), con la extracción de ácido láctico durante las determinaciones del contenido de extracto etéreo, haciendo hincapié en que dicho ácido es muy soluble en derivados de petróleo de 40-60°C. Un contenido bajo de lípidos (3-4%) puede considerarse favorable para no producir problemas de rancidez durante un largo periodo de almacenamiento. Citado de SESTO, A. 2010.

El porcentaje de proteína se encuentra ligeramente modificado por el contenido de materia prima, el primer tratamiento se le adiciona 70% de materia prima, mientras que el segundo tratamiento el 80% y el patrón tiene un 85%.

El alto contenido de cenizas registrado se debe al gran porcentaje de huesos que se encuentran en los residuos, y el porcentaje de carbohidratos no presenta variación significativa.

4.2.4. ANALISIS MICROBIOLOGICO

94 | P á g i n a

En el cuadro Nº 21 se observa la evaluación microbiológica del ensilado, ambos tratamientos. El Recuento Total se realiza una siembra de superficie en placas en agar nutritivo, esperando 24 horas en incubación para el contaje de colonias. Las enterobacteria la siembra de superficie en placas en agar Mack Conkey, considerando de 24 a 48 horas en incubación para efectuar el contaje de colonias. Hongos y levaduras la siembra es de superficie en agar Sabouraod, considerando 5 días al medio ambiente para después efectuar el conteo de colonias. El crecimiento microbiano es afectado por el ambiente extrínseco e intrínseco. Los factores intrínsecos incluyen nutrientes, factores de crecimiento y antimicrobianos, actividad de agua, pH y potencial de oxido reducción. En un sistema alimenticio ambos están presentes y en combinación ejercen efectos sobre el crecimiento microbiano (Ray, 2001). Estudios microbiológicos de diferentes especies de pescado han revelado

Pseudomona-

Alteromonas

(32-60%)

Moraxella-

Acitenobacter (18-37%) como los organismos de descomposición más comunes (Jay, 2000). CUADRO Nº 21 EVALUACION MICROBILÓGICA DEL TRATAMIENTO I OBTENIDOS EN LA ELABORACION DEL ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADOY FRUTAS

DETERMIACIONES Recuento Total Enterobacterias Mohos Levaduras

TRATAMIENTO – I 3,6 x 103 ufc/g <10 ufc/g 6,5 x 10 ufc/g 3,6 x 102 ufc/g

95 | P á g i n a

EVALUACION MICROBILÓGICA DEL TRATAMIENTO II OBTENIDOS EN LA ELABORACION DEL ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADO Y FRUTAS

DETERMIACIONES Recuento Total Enterobacterias Mohos

TRATAMIENTO – II 4,7 x 103 ufc/g <10 ufc/g 1,7 x 102 ufc/g

Ese comportamiento observado en ambos tratamientos se ha logrado gracias a la disminución del pH por efecto de la producción de ácido láctico manifestándose una carga microbiana no significativa que pueda alterar las características del ensilado, además de que se pone en evidencia la viabilidad de población de BAL, la bibliografía consultada confirma el análisis el cual manifiesta que pudo deberse a la acción homofermentativa de Lactobacillus sp, el cual produjo suficiente ácido láctico para inhibir el crecimiento de las coliformes, así como también a la disminución de Aw en el producto. Además, se puede atribuir a la actividad inhibitoria del ácido láctico a pH bajo, lo cual permite su difusión a través de la membrana en la forma no ionizada y posteriormente disociándose dentro de la célula, lo cual provoca que algunos procesos metabólicos sean interrumpidos. En ese sentido, se sabe que a pH por debajo de 5 el ácido láctico puede tener un efecto bactericida especialmente contra bacterias Gram negativas (Ray, 2001). Ese efecto también ha sido probado al disminuir las coliformes totales. Este comportamiento es debido al pH, alta acidez, actividad enzimática, y la presencia de compuestos antibacterianos producidas por las bacterias acido láctica (Bello, 1993).

96 | P á g i n a

En el presente estudio la disminución de las bacterias coliformes estuvo relacionada con el incremento de BAL, las cuales alcanzaron en promedio (< 10 ufc/g) en ambos tratamientos al llegar a la fase estacionaria durante los primeros 7 días de fermentación. En el recuento total de microorganismos totales de ensilados incubados alcanzaron 3,6 x 103 ufc/g y 4,7 x 103 ufc/g a los 7 días de fermentación. Este comportamiento se puede explicar por la acción preservativa de las BAL debido la producción de metabolitos como ácido láctico, peróxido de hidrógeno hipotiocianato, tiocianato y bacteriocinas (Einarsson y Lauzon, 1995; Ouwehand, 1998; Carr y col., 2002). Las levaduras pueden consumir los carbohidratos para transformarlos en dióxido de carbono y etanol, lo cual resulta en una pérdida de azúcares disponibles para producir ácido por las BAL (Van Wyk, y Heydenrych, 1985). Por tal motivo, es de gran importancia inhibir el crecimiento de levaduras durante el proceso fermentativo. Las cuentas de levaduras durante la fermentación no tiene significancia solo se presento 3,6 x 102 ufc/g en el primer tratamiento, lo cual permitió incrementar la estabilidad del producto al concluir con este resultado el dominio de las BAL en el medio, ante cualquier otro microorganismo que pueda desarrollarse. La mayoría de los mohos son aerobios estrictos y atacan las capas superficiales de los ensilados; por lo tanto, debe evitarse su multiplicación ya que producen micotoxinas que pueden resultar extremadamente perjudiciales para los animales (Mc Donald y col., 1999). En el presente estudio; a pesar del tiempo de fermentación prolongado, no fueron encontrados mohos en los ensilados producidos.

4.3.

ESTABILIDAD

DEL

PRODUCTO

OBTENIDO

DURANTE

ALMACENAMIENTO. 97 | P á g i n a

A continuación los ensilados se almacenaron durante 60 días a temperatura ambiente para evaluar la estabilidad en anaquel, por medio de

análisis

químicos,

composición

química

proximal,

recuentos

microbiológicos y algunos de tipo organoléptico del producto terminado. 4.3.1. ANALISIS FISICO ORGANOLEPTICO El olor indico que en ambos ensilados no son diferentes, pero agradable, sin ningún indicio de posteriores procesos de descomposición. Según comentarios realizados por Pérez et al.,(1997), los olores desagradables son muy propensos en las conservaciones de pescados y mariscos al ser alimentos proteicos muy putrescibles, cuando no pueden ser conservados correctamente en refrigeración o cuando no se tienen adecuados preservantes, ya que contienen una flora bacteriana normal, que unida a los contaminantes que se agregan al capturarlos y manipularlos, invaden la piel y la carne con gran rapidez, produciendo sustancias que ocasionan alteraciones del olor. Otro indicador es la consistencia, la cual es pastosa en ambos ensilados, porque a pesar que se observó presencia de líquido exudado, la cantidad no era suficiente para darles una consistencia pastosa-licuosa, que es evidente por el bajo contenido de vísceras presentes en el tipo de residuo utilizado, lo que coincide con los resultados alcanzados por Backfoff (1976), evaluando el nivel de proteólisis en diferentes tipos de tejidos, donde encuentra mayor líquido (hidrólisis) en los Ensilados de Pescado donde estaban presentes las vísceras. En esto repercute la licuación, lo cual se debe principalmente a la liberación de agua de los tejidos durante la hidrólisis de las proteínas del pescado, siendo un proceso enzimático e independiente de la producción de ácidos, tal y como fue citado por Bello (1994). En relación a lo mencionado anteriormente, se podría concluir que las características organolépticas observadas durante los 60 días de 98 | P á g i n a

almacenamiento, coinciden con las reportadas por Bertullo (1992), dadas por el color marrรณn oscuro, consistencia pastosa-licuosa y olor รกcido suave, que son propias de estos ensilados.

99 | P รก g i n a

CUADRO Nº 22 EVALUACION ORGANOLEPTICA DURANTE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO DEL ENSILADO BIOLOGICO. AROMA, COLOR Y CONSISTENCIA

Aroma

Color

Consistencia

Tratamiento 7

Tratamiento I

Tratamiento II

Patrón

Parámetros de análisis sensorial del (Cuadro Nº 22).

Color 1: beige 2: beige oscuro 3: marón 4: marón oscuro

Aroma 1: agradable a pescado y melaza. 2: ligeramente ácido 3: ácido fuerte 3: ligeramente alcohol 4: desagradable 5: putrefacto

Consistencia 1: pastosa 2: Blando 3: semi-líquido

4.3.2. ANALISIS FISICO – QUIMICO -

Características del pH

Los dos tratamientos planteados durante la fase de procesamiento, se almacenaron por un periodo de tiempo de 60 días al medio ambiente. El pH del ensilado puede disminuir durante la primera fase de la fermentación como podemos observar en la fase de proceso del ensilado debido al

dominio de las bacterias lácticas para alcanzar

valores cercanos a 4.3. Sin embargo, este valor puede ser incrementado por el alto contenido de proteína en el ensilado que presenta capacidad amortiguadora y a los compuestos derivados de su hidrólisis como péptidos y aminoácidos con capacidad alcalinizante o también debido a la neutralización parcial del ácido por calcio (Faid y col., 1994; Fagbenro, 1996), justo lo que ocurre luego de terminar la fase de incubación, al evaluar el pH una semana después este se ve incrementado, pero luego tiende a bajar. Según los resultados observados en el Cuadro Nº 23 los valores de pH permanecieron estables con pH finales en los tratamientos I y II de 4,00 y 4,07, sin variaciones significativas y lo que nos indica su estabilidad ante procesos alterantes como la putrefacción, lo que nos corrobora que a 60 días el producto obtenidos es estable, algunos autores manifiestan que el ensilado puede ser empleado cuando el pH se estabiliza a valores cercanos a 4 y se mantiene con una composición semejante a la materia prima alrededor de 30 días. Después de este período los aminoácidos y los lípidos pasan a sufrir alteraciones. (Ferraz de Arruda, 2004), ante esto podemos manifestar que los tratamientos planteados muestran mayor estabilidad en el tiempo de acuerdo a sus componentes.

CUADRO Nº 23 VARIACION DEL pH EN LOS TRATAMIENTOS I – II Y PATRON. DURANTE EL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO *(85 – 80 – 70)%RP – (0 – 5 – 15)%RF – 5% Y – 10%M

TIEMPO 7 días 15 días 30 días 45 días 60 días

Patrón 4,44 4,36 4,04 4,16 3,96

pH (%) T–I 4,36 4,30 4,01 4,00 3,83

T - II 4,38 4,28 4,08 4,07 3,75

*RP (residuos de pescado), RF (residuos de fruta), Y (yogurt), M (sustrato fermentable)

GRAFICO Nº 04 VARIACION DEL pH EN LOS TRATAMIENTOS I – II Y PATRON. DURANTE EL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO

102 | P á g i n a

CUADRO Nº 24 ANALISIS DE VARIANZA EN LA CARACTERISTICA DE pH

F.V

G.L

TRATAMIENTOS ERROR TOTAL

2 9 11

S.C 0,0250 0,6002 0,6252

C.M 0,0125 0,0667

F.CALCULADO 0,1875

F.TABULAR

F0,05 Y 0,01

6,94 NO SIGN. 18 NO. SIGN.

- Características de la Acidez Titulable Según el Cuadro Nº 25 nos muestran que los tratamientos I y II presentan valores de Acidez (expresado como ácido láctico) superiores a 5, indicándonos la estabilidad de los mismos por la producción de ácido como sustancia inhibitoria y no tener signos de descomposición. En el gráfico Nº 04 observamos las curvas de acidez, un desarrollo muy satisfactorio, produciéndose cambios muy rápidos como consecuencia del aprovechamiento de la glucosa por las bacterias lácticas. Se determinó la acidez total titulable (ATT) con NaOH 0.1N valorado. La ATT, expresada como porcentaje de ácido láctico fue calculada con la siguiente expresión: % ATT = [(ml de NaOH)(Normalidad del NaOH)(0.09)/g de muestra] x 100

103 | P á g i n a

0,05 0,01

CUADRO Nº 25 VARIACION DEL ACIDEZ EN EL TRATAMIENTO PATRON. *(85 – 80 – 70)%RP – (0 – 5 – 15)%RF – 5% Y – 10%M

TIEMPO 7 días 15 días 30 días 45 días 60 días

Patrón 3,39 3,29 3,25 4,16 4,39

Acidez (%) T–I 6,40 5,40 5,70 5,64 5,98

T - II 6,89 5,20 5,40 5,65 5,42

*RP (residuos de pescado), RF (residuos de fruta), Y (yogurt), M (sustrato fermentable) **Acidez (%): porcentaje de ácido láctico.

GRAFICO Nº 05 VARIACION DEL ACIDEZ EN LOS TRATAMIENTOS I – II Y PATRON DURANTE EL TIEMPO DE ALMACENAMIENTO

104 | P á g i n a

Referente a los resultados obtenidos aplicamos el modelo estadístico (ANOVA) de “Análisis del Diseño Completamente al azar con más de dos tratamiento e igual número de unidades por tratamiento” para demostrar si la diferencias encontradas son o no significativas. CUADRO Nº 26 ANALISIS DE VARIANZA DE LA CARACTERIZACION DE ACIDEZ TITULABLE

F.V TRATAMIENTOS ERROR TOTAL

G.L 2 9 11

S.C 14,3420 3,5757 17,9177

C.M 7,1710 0,3973

F.CALCULADO 18,0492

F.TABULAR

F0,05 Y 0,01

6,94 SI SIGN. 18 SI. SIGN.

Al aplicar ANVA para determinar si entre tratamientos existe diferencias significativas, los resultados obtenidos demuestran que si existe diferencias entre los tratamientos y el tratamiento patrón, lo que queda como conclusión aplicar la “Prueba de Amplitudes de Límites de Significación de Duncan”.

105 | P á g i n a

0,05 0,01

CUADRO Nº 27

Prueba de Duncan SIGNIFICACION α = 5% y α = 1% DE TRATAMIENTOS

PA TRON 3,696

T-I 5,824

T-II 5,712

Con estos resultados evaluamos que en base al patrón los residuos de fruta inciden significativamente en la producción de acido láctico, logrando de esta manera que el tratamiento I y II presente mejor estabilidad

haciéndole frente

carga

microbiana

indeseable

proporcionándole al producto mayor vida anaquel. Habiéndose efectuado el análisis estadístico, determinamos que los tratamientos planteados con respecto a las características del pH, acidez, los mismos que corresponden a los ensilados elaborados con residuos de frutas siendo la las concentraciones no muy significativas entre tratamientos del 5 y 15% de residuos de frutas obteniéndose los siguientes resultados.

CARACTERISTICAS

ENSILADOS 5%

15%

4,39

Acidez Total (%)

4,75

4,85

Los valores de Acidez total y pH de ambos tratamientos corresponden a ensilados de buena calidad y esto se debe a que la concentración de sustrato fermentescible, de yogurt y el aporte de los residuos de frutas empleados aseguran una buena calidad. Estos tratamientos fueron sometidos a los análisis químicos correspondientes para determinar su composición química proximal, los mismos que son reportados más adelante. 106 | P á g i n a

4.3.3. ANALISIS QUIMICO PROXIMAL Comparando los valores de los análisis efectuados en la fase de proceso para el mejor producto, determinamos que los tratamientos planteados presentan buenas características organolépticas y estabilidad en el tiempo reportados en el cuadro Nº 20 y comparándolos con los análisis efectuados al termino de la fase experimental observamos variaciones de en incrementos de la Humedad y con ello variaciones en las demás determinaciones de cenizas, grasas, proteína, carbohidratos y fibra, pero donde encontramos mayor variación es en los resultados de Humedad, y proteínas. CUADRO Nº 28 COMPOSICION QUIMICA PROXIMAL* DE LOS TRATAMIENTO I - II OBTENIDOS EN LA ELABORACION DE ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADO Y FRUTAS, AL FINAL DEL PROCESO.

TRATAMIENTOS T–I T – II Humedad 63,46 62,95 Grasas 6,38 6,62 Proteína 17,61 17,76 Cenizas 5,48 5,78 Carbohidratos 5,63 5,51 Fibra 1,25 1,24 *El promedio de los análisis fue realizado por duplicado DETERMINACIONES

4.3.4. ANALISIS MICROBILÓGICO CUADRO Nº 29 EVALUACION MICROBILÓGICA DEL TRATAMIENTO I OBTENIDOS EN LA ELABORACION DEL ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADOY FRUTAS

DETERMIACIONES Recuento Total Enterobacterias Mohos Levaduras

TRATAMIENTO – I 4,6 x 104 ufc/g <10 ufc/g 5,5 x 102 ufc/g 8,5 x 103 ufc/g

107 | P á g i n a

EVALUACION MICROBILÓGICA DEL TRATAMIENTO II OBTENIDOS EN LA ELABORACION DEL ENSILADO DE RESIDUOS DE PESCADOY FRUTAS

DETERMIACIONES Recuento Total Enterobacterias Mohos Levaduras

4.4.

TRATAMIENTO – II 2,9 x 104 ufc/g <10 ufc/g 8 x 102 ufc/g 5,2 x 103 ufc/g

MERITO ECONÓMICO EN BENEFICIO ECOLÓGICO El ensilado es una alternativa de solución inmediata para disminuir el impacto que sobre el medio ambiente provocan los desperdicios; desechos o residuos, de los productos de la pesca no utilizados, provenientes de la pequeña pesquería (congelado, conservas, salados, etc.), de la acuicultura o de los lugares de comercialización directa al consumidos como lo es el mercado de pescado de Piura. El reglamento de la Ley General de Pesca, el su Título VIII (El Peruano, 15 de Enero de 1994) establece que, las personas naturales o jurídicas que desarrollan actividades pesqueras son responsables por la emisiones, vertimientos y disposiciones de desechos al medio ambiente marino y continental. Dichas personas, están obligadas a evitar y controlar los efectos negativos de tales sustancias en el medio. Las restricciones de orden ambiental y económico en la producción de alimento animal, han propiciado que se enfoque la atención a la necesidad de utilizar subproductos reciclables de orígenes animal y vegetal. En países tropicales, un volumen importante de residuos son obtenidos de la acuicultura, la pesca y la elaboración de productos a base de pescado, que pueden llegar a constituir un 70% del peso inicial, además de descantes de la fauna acompañante y otras pérdidas ocasionadas 108 | P á g i n a

por la manipulación, procesamiento, almacenamiento y comercialización del pescado fresco, lo que hace necesario utilizar tecnologías simples y de baja inversión que permitan el aprovechamiento de esa proteína de origen animal y de esta forma minimizar los efectos de la contaminación ambiental. La introducción de tecnología de bajo costo y fácil elaboración permite optimizar el aprovechamiento d los recursos hidrobiológicos y residuos organicos y evitar, reducir, controlar y revertir el impacto ambiental generado en el desarrollo de las actividades pesqueras; el ensilado puede y debe ser considerado como útil e importante en zonas donde el granjeo se realiza cerca de lugares donde se manipula pescado y donde no existe alternativa para que los residuos sean utilizados. En los mercados de comercialización de productos hidrobiológicos de la localidad,

observamos

con

preocupación

evaluación

los

desperdicios, lo que constituye un elemento negativo de la conservación del ambiente y por ende un factor importante de contaminación; de acuerdo a ello el ensilado cobra relevante importancia dentro del control ecológico propiciando el desarrollo socio-económico de la ciudad, puesto que además de favorecer la preservación del medio, permite la utilización de los residuos en el consumo humano indirecto e implícitamente se constituye en un generados de mano de obra, favoreciendo a la población en general. En estudios de bio-ensayo, ejecutados en el Instituto Tecnológico pesquero (ITP), en la cual se experimento con pollos, alimentados con dietas a base de ensilados y de harina de pescado, se encontró que la retribución económica, al final de la prueba, en base al costo en dólares del alimento, por kilo de pollo vivo alimentado con la dieta preparada con ensilado, se obtiene una ganancia de US $ 0,78; mientras que con las dietas de harina de pescado esta retribución decrece levemente a US $ 0,76 109 | P á g i n a



CONCLUSIONES

Con los residuos de pescado (cabeza, vísceras, huesos, piel, etc) y residuos de frutas (cáscaras) obtenidos del mercado central de Piura, se obtuvo ensilados de pescado por fermentación biológica con excelentes resultados desde el punto de vista bioquímico, obteniendo un alimento con 17,61% y 17,76% de proteínas y 63,46% y 62,95% de humedad, para los tratamientos I y II.



El ensilaje biológico requiere la adición de carbohidratos altamente fermentables para facilitar la acción de las bacterias lácticas, debido a que en el pescado cuenta escasamente con cantidades de estos compuestos. Entre las fuentes de carbono, la melaza de caña de azúcar ha sido la más utilizada para este propósito encontrándose en la bibliografía consultada en concentraciones desde 5 hasta 40%.



La utilización de melaza en 10% como fuente energética garantiza una eficiente fermentación en los residuos de pescado cocido y molido. Las bacterias lácticas después de consumir la fuente de carbohidratos, ocasionan un descenso del pH y un incremento en la acidez del producto, lo cual logra la conservación y estabilidad de este.



Por medio de las variables de pH, proteína, extracto etéreo, humedad, cenizas y desarrollo bacteriano (recuento total, enterobacterias, hongos y levaduras) de los tratamientos evaluados, se evidencia una buena estabilidad en el tiempo, además se ajusta a los requerimientos nutricionales y energéticos necesarios para introducirlo como fuente de proteína en la alimentación animal.



Las cepas de bacterias ácido-lácticas obtenidas del yogur comercial para el desarrollo de ensilados a base de residuos de pescado presentaron un buen comportamiento en el proceso de almacenamiento, dado por el 110 | P á g i n a

aumento de la acidez expresada como ácido láctico, producida de la fermentación; esto muestra la viabilidad en el producto y el beneficio en el mismo. La fermentación llevada a cabo por las bacterias lácticas fue el factor inhibidor del

crecimiento de

microorganismos indeseables,

evidenciado en la ausencia de los mismos en los conteos hechos durante el tiempo de almacenamiento y por la calidad organoléptica que presentó el producto durante el almacenamiento. 

De acuerdo a las variables físico-químicas, microbiológicas y sensoriales estudiadas, se podría decir que no existen grandes diferencias que permitan optar entre el ensilado biológico elaborado con 80% de residuos de pescado y 5% de residuos de frutas y el elaborado con 70% de residuos de pescados y 15% de residuos de frutas. Ambos presentaron valores adecuados de calidad microbiológica y estabilidad en el tiempo, debido a la buena actuación de las bacterias ácido láctico, agregado a partir del yogur.



El ensilado de pescado representa una alternativa viable, por no requerir de mano de obra calificada y por ser favorable a la preservación del medio ambiente; de esta manera se aprovechan los residuos, incluso en sitios donde no es posible la utilización de tecnología convencional.



Finalmente, esta tecnología de elaboración de ensilados biológicos permite

utilizar

los

desechos

generados

del

procesamiento

comercialización de pescado y frutas en el mercado central de Piura, recuperando los componentes de alto valor nutricional presentes en los mismos, contribuyendo al mismo tiempo con la disminución de la contaminación ambiental.

111 | P á g i n a

VI.



RECOMENDACIONES

Utilizar residuos de frutas para la elaboración de ensilado biológico con la finalidad de lograr mayor estabilidad en el producto incrementando la acidez en menor tiempo y brindándole características sensoriales que hacen atractivo el producto.



Realizar estudios de mercado con el fin de introducir la producción, uso y comercialización de ensilado de pescado.

112 | P á g i n a

VII. 1.

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

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BUSCAR ENSILADO DE CACHAMA EN LA FAO

ANEXOS ANEXO Nº 01. FLUJO DE PROCESO Recepción de Residuos de Pescado: - Cabeza - Vísceras - Huesos - Piel

120 | P á g i n a

Cocción a vapor T=100C x 15min.

Escurrido

Molienda

INSUMOS - Sustrato - Inóculo - Residuos de fruta molida.

Mezclado/Homogenizado 10min Incubación 40C x 48h – 72h, hasta pH<4.5

Recipientes plásticos herméticamente cerrados

Empaque

Almacenamiento

DETALLE

DESCRIPCIÓN OPERACIÓN INSPECCIÓN TRANSPORTE ESPERA ALMACENAJE

ANEXO Nº 02. PROCESO DE OBTENCIÓN DE LA MELAZA

Caña de deazúcar

Almacenamiento Almacenamien

Extracción del jugo

121 | P á g i n a

Extracción del azúcar

Bagazo

Clarificación

Jugo clarificado

Combustible de caldera

Residuos de espuma, barro y desperdicios.

Cristalización

Producción de templa o “mazacote”

Centrifugación

Melaza

Azúcar

Fuente: Ariza y Gonzales 1997.

ANEXO Nº 03. TABLA DE pH y ANALISIS BROMATOLÓGICO DE SUBPRODUCTOS AGROINDUSTRIALES MUESTRA Toronja (albedo) Mango Piña Jícama Plátano Tuna Manzana Zanahoria Hoja de maguey

ANALISIS pH 4,64 4,51 4,16 6,04 6,34 5,22 4,40 5,69 5,18

Humedad (%) 7,82 8,13 9,62 12,31 16,62 11,57 11,92 15,56 7,29

Cenizas (%) 40,75 3,76 4,02 4,88 12,86 19,61 1,58 10,96 13,83

Proteína (%) 0,50 0,15 0,47 0,08 0,38 0,04 0,704 11,26 1,24

Grasa(%) 6,19 1,37 1,80 2,53 4,32 2,48 4,74 3,09 8,31

Fuente: NACAMEH Vol. 3, No 2, pp. 71-82, 2009.

ANEXO Nº 04. MERCADO CENTRAL DE PIURA

122 | P á g i n a

ANEXO Nยบ 05. MATERIA PRIMA 123 | P รก g i n a

124 | P รก g i n a

RESIDUOS DE

FRUTAS

ANEXO Nยบ 06. COCCION

ANEXO Nยบ 07 ESCURRIDO Y ENFRIADO

125 | P รก g i n a

ANEXO Nยบ 08. SELECCIร N Y MOLIENDA

126 | P รก g i n a

127 | P รก g i n a

ANEXO Nยบ 09. MEZCLADO Y HOMOGENIZADO

ANEXO Nยบ 10. ENVASADO

128 | P รก g i n a

ANEXO Nยบ 11. INCUBADO

ANEXO Nยบ 11. ALMACENAMIENTO

129 | P รก g i n a

130 | P รก g i n a

ANEXO Nº 04. COMPOSICIÓN FÍSICA DE LOS RESIDUOS SÓLIDOS EN LA CIUDAD DE PIURA

131 | P á g i n a