Almacenamiento hermético y en atmósfera modificada de

Shlomo Navarro

snavarro@013.net

Hagit Navarro

Las semillas de maní se pueden almacenar con cáscara o sin cáscara. Una creencia general es que las semillas se conservan mejor cuando se almacenan con cáscara que después de pelarlas. Sin embargo, el primer método tiene dos desventajas. La primera es que los maníes con cáscara ocupan un volumen de almacenamiento mucho mayor. La segunda es que un mayor porcentaje de frutos secos se dañan mecánicamente durante el descascarado, ya que los maníes con cáscara se almacenan con un bajo contenido de humedad (C.H.) para evitar la degradación durante el almacenamiento. Cuanto mayor es el nivel de semillas rotas, menor es el porcentaje de germinación de las mismas (Gavrielit-Gelmond, 1971).

Los dos factores que se sabe que influyen en la conservación de la semilla de maní son la temperatura y la humedad relativa (H.R.) (Haferkamp et al., 1953, Roberts, 1972, Smith, 1982). Los mohos que afectan el poder de germinación de las semillas también están influenciados por la humedad ambiental y las temperaturas de almacenamiento (Christensen, 1972). Sin embargo, la literatura sobre la conservación comparativa de semillas de maní con y sin cáscara es limitada. Según Gavrielit-Gelmond (1971), para conservar la semilla de maní durante un año a 21ºC, es necesario C.H. de 5% o menos. Boswell et al. (1940) informaron sobre la conservación de semillas de maní a diferentes temperaturas y humedades relativas. Navarro et al. (1989) reportaron diferencias significativas entre maní con y sin cáscara para el cv. Hanoch, pero no para el cv. Congo. El contenido de humedad calculado requerido para mantener una germinación del 90% para las semillas sin cáscara almacenadas durante seis meses a 15°C fue del 8% para Hanoch y del 7,9% para Congo. Para conservar el mismo nivel de germinación durante 6 meses a 26ºC, los contenidos de humedad calculados fueron 7,1% para Hanoch y Congo.

La contaminación del maní con aflatoxinas ha sido motivo de

preocupación en todo el mundo desde la década de 1960. Las aflatoxinas son metabolitos secundarios de Aspergillus flavus y Aspergillus parasiticus. Las investigaciones han demostrado que estos hongos pueden infectar el maní y producir aflatoxinas antes de la cosecha, en la hilera, después de la cosecha y en el almacenamiento (Wilson y Flowers, 1978).

Las atmósferas modificadas se han mostrado prometedoras en el control del grupo Aspergillus flavus y la posterior producción de aflatoxinas en los maníes almacenados. Sanders et al. (1968) informaron que se encontró poca aflatoxina en maní inoculado mantenido en una atmósfera de 60% CO2, 20% O2 y 20% N2, en comparación con 206 pg de aflatoxina por g de maní almacenado en aire normal a 250C y 90% humedad relativa. La atmósfera alta en CO2 es similar a la recomendada por Jay (1971) para el control de insectos en productos almacenados. Landers et al. (1967) reportaron poca producción de aflatoxinas en maní con un contenido de humedad del 28,9% mantenido en una atmósfera de 99% N2 y 1% O2. Pattee y Sessoms (1967) reportaron que los aumentos en la acidez de las grasas estaban altamente correlacionados con el crecimiento visible de A. flavus, y que la acidez de las grasas alcanzó los 60mg de KOH por 100g de nueces de maní antes de que se detectaran las aflatoxinas. Sin embargo, Landers et al. (1967) encontraron aflatoxinas en mamnies con acidez grasa inferior a 60mg de KOH por 100g de frutos secos (Wilson y Jay, 1975).

El presente trabajo tuvo como objetivo estudiar los efectos del almacenamiento de maní con 7,0% y 8,0% de contenido de humedad en condiciones aeróbicas y herméticamente selladas sobre el desarrollo de AGL y la formación de aflatoxinas en los granos.

Materiales y métodos

Condiciones de almacenaje:

Maní recién cosechado del cv. Hanoch de tamaño mediano (#38) se compraron localmente de Tnuvot Sade, Beer Sheva, Israel. En el momento de su compra, los manies tenían un contenido de humedad del 5 al 6% (base húmeda) y se suministraron mientras se descascaraban en la planta de envasado de Tnuvot Sade. El contenido de humedad de cada lote se elevó rociando con cantidades calculadas de agua. Estas cantidades estaban destinadas a dar contenidos de humedad de aproximadamente 7,0% y 8,0%. Para elevar el contenido de humedad, se utilizó un método rápido de aspersión de agua destilada atomizada directamente sobre los

granos. Se calculó la cantidad total de agua necesaria para alcanzar el contenido de humedad dado y se aplicó en pequeñas alícuotas sucesivas, cada una de las cuales se dividió por igual entre todos los maníes de la muestra. Para este tratamiento, las nueces se extendieron en una sola capa sobre un revestimiento de polietileno. La superficie superior de cada capa se pulverizó de modo que quedara totalmente humedecida pero nada del agua se derramara sobre el revestimiento. Cuando se hubo absorbido el agua, se giraron y se roció el otro lado de la misma manera. Una vez más se dejó pasar el tiempo necesario para que se absorbiera el agua añadida. Este procedimiento se repitió hasta que se añadió y absorbió la cantidad calculada de agua. Después del ajuste de humedad, estas muestras se dejaron equilibrar durante al menos 10 días a 4°±1°C.

Pruebas en frasco:

Para evaluar el efecto de la ME en la tasa de respiración de los maníes sin cáscara, para condiciones aireadas y herméticas, se probó un conjunto adicional de maníes que contenían un 3% de granos quebrados. Este conjunto de la prueba se logró agregando a los maníes limpios, maníes machacados mecánicamente (tamaño de partícula inferior a 4 mm) del mismo nivel de humedad. Luego, los maníes sanos se colocaron en frascos herméticos de 0,95L de capacidad (cada frasco contenía alrededor de 0,7 kg de maníes) para condiciones aeróbicas, herméticas o en una atmósfera de dióxido de carbono del 99% a 30 ± 1ºC durante 3 meses. Además, el conjunto de herméticos y aeróbicos se desperdiciaron con un 3% de granos partidos y se almacenaron en las mismas condiciones. Cada tratamiento se expuso a las condiciones anteriores a dos contenidos de humedad. Cada prueba se repitió 3 veces. En consecuencia, hubo 3 frascos para cada juego de nueces con contenido de humedad, para un total de 30 frascos durante el período de almacenamiento probado.

Pruebas en bolsa:

Para probar el efecto de las condiciones herméticas en SGBIIZ (GrainPro Inc.), las bolsas provistas de puertos de muestreo de entrada y salida se llenaron con 20kg de maníes sanos en los dos C.H. Además, las bolsas de PE ordinarias que contenían 7kg de maníes sanos se almacenaron en bolsas de plástico aireadas sin sellar sirvieron como muestras de control. Los granos se almacenaron en condiciones de temperatura controlada 30º±1°C.

La salubridad de las bolsas se comprobó mediante una inspección visual que mostró algunos desgarros y pinchazos causados a las bolsas. Se asumió que el daño al revestimiento de la bolsa se produjo durante la manipulación y el transporte de los maníes en el interior, lo que hizo que cada bolsa fuera una carga pesada para transportar. Para asegurar una mejor estanqueidad a los gases, el día 27 después del inicio de las pruebas con las bolsas, se repararon todos los posibles daños visuales mediante una cinta adhesiva especialmente diseñada (utilizada en la industria de refrigeración) y luego una prueba de presión en el rango de 10 a 20 mm.

Métodos de prueba

Contenido de AGL: Al comienzo del almacenamiento, así como después de 3 meses de almacenamiento, se analizó el contenido de AGL de los cacahuetes de acuerdo con los Métodos de prueba AOCS (2008). Este método determina los ácidos grasos libres en el aceite extraído de la semilla por extracción con éter de petróleo a temperatura ambiente. (Método Oficial AOCS Ab 5-49) (Ayresm, 1983).

Determinación de aflatoxinas: Al comienzo del almacenamiento, así como después de 3 meses de almacenamiento, se analizó el contenido de aflatoxinas de los maníes de acuerdo con el método de prueba AOCS Aj 6-95 (Firestone, 2009). Este método especifica un procedimiento de detección basado en un ensayo de detección inmunoabsorbente ligado a enzimas (ELISA) para la detección de aflatoxinas B1, B2, G1 y G2. El método se basa en un estudio de colaboración internacional realizado conjuntamente por la AOAC y la IUPAC.

Contenido de humedad: El contenido de humedad de los granos al comienzo del almacenamiento y después de 3 meses de almacenamiento se determinó mediante sensores electrónicos que miden la actividad del agua (Rotronic, Reino Unido).

Además, las muestras se verificaron dos veces por su contenido de humedad secando los manies y calculando la cantidad de agua en base húmeda. Este método determina la humedad por destilación con un solvente inmiscible (AOCS Official Method Ca 2a-45) (Firestone, 2009).

Monitoreo de las concentraciones de oxígeno y dióxido de carbono dentro de los frascos: La tasa de respiración se determinó con base en el consumo de oxígeno y el dióxido de carbono que se desprendió de los maníes. La concentración de oxígeno del espacio de aire intersticial de ~ 760 g de maní se midió periódicamente en un respirómetro que constaba de tarros de albañil de 0,95 L con dos tubos de 1/16” i.d. tubos de cobre soldados a la tapa. Se usó un monitor de oxígeno tipo sensor electrolítico ("Emproco Ltd.", HGA11-PB, Israel) equipado con una bom-

ba interna que proporciona un flujo de muestra de gas de ~ 500 ml/min para monitorear los niveles de oxígeno en los frascos. El “HGA11-PB” estaba equipado con puertos de entrada y salida de gas que permitían la circulación de gas mediante un sistema de flujo de gas de circuito cerrado que usaba PVC flexible de 1/16” de diámetro interno, tubos conectados con los dos tubos de cobre soldados a la tapa del frasco. Los tubos de cobre tenían diferentes longitudes desde el interior de los frascos, uno terminaba en ~ 40 mm y el otro en ~ 180 mm desde el centro de la tapa llegando a ~ 15 mm desde el fondo sirviendo como entrada de gas al frasco. El extremo superior de cada tubo de cobre estaba equipado con válvulas de dos vías tipo T desde el exterior de los recipientes situados entre cada tubo flexible y de cobre. Un puerto de la válvula estaba conectado directamente al tubo de cobre, el segundo puerto al monitor de oxígeno y dióxido de carbono. El recuento de CFU de mohos más bajo obtenido fue para las muestras que contenían un 3% de M.E. almacenadas en condiciones selladas herméticamente en una atmósfera con un 99% de dióxido de carbono para ambos contenidos de humedad (menos de 9,7 x 101).

En todas las muestras de control aireadas del 8% C.H. el nivel de AGL saltó a un nivel en el que los granos no podían comercializarse (≥ 2,57%). El aireado 7% C.H., las muestras en este ensayo estaban secas y solo las muestras que contenían 3% de granos quebrados aumentaron su contenido de AGL a un grado no comercializable (1,50±0,12).

El nivel más bajo de FFA que se obtuvo fue para el 7% m.c. muestras almacenadas herméticamente con 3% de granos quebrados bajo atmósfera de dióxido de carbono al 99% (0.43±0.07). Aunque el 8% C.H. almacenados en

el tercer puerto a la atmósfera. Según la posición de la válvula, el flujo de gas se transportaba desde los frascos al monitor de oxígeno o desde el monitor a la atmósfera.

Resultados

La Tabla 1 muestra el contenido de humedad (%), FFA (% de ácido oleico), valores de aflatoxinas (µg/kg) y CFU (Unidades Formadoras de Colonias) para mohos al comienzo de las pruebas para los contenidos de humedad objetivo de 7 y 8% y después 90 días de almacenamiento. Todos los resultados son el promedio de 3 repeticiones.

Se comprobaron las aflatoxinas típicas de los manies; B1, B2, G1 y G2. En todas las réplicas, el nivel inicial de aflatoxinas y después de 90 días de almacenamiento estaba por debajo del límite umbral (<0,3 µg/kg).

Los C.H. obtenidos en la Tabla 1 fueron inferiores a lo esperado. Hubo un aumento significativo en el recuento general de mohos. El aspecto de los granos era de semilla podrida de color amarillo verdoso en el control. La Tabla 1 indica la supresión del desarrollo de mohos en la atmósfera hermética y con 99% de

Tabla 1: Contenido de humedad (%), valores de AGL (% de ácido oleico), aflatoxinas (µg/kg) y CFU (unidades formadoras de colonias) para mohos al comienzo de los ensayos para los contenidos de humedad objetivo de 7 y 8 % y después de 90 días de almacenamiento dentro de los frascos a 30ºC.

Tabla 2: Contenido de humedad (%), valores de AGL (% de ácido oleico), aflatoxinas (µg/ kg) y CFU (unidades formadoras de colonias) para mohos al comienzo de los ensayos para los contenidos de humedad objetivo de 7 y 8 % y después de 90 días de almacenamiento dentro del SGBIIZ (GrainPro Inc.) a 300C.

una atmósfera con un 99% de dióxido de carbono, el nivel de AGL también fue bajo (0,77 ± 0,03).

Excluyendo las muestras del 8% C.H. con granos quebrados que se almacenaron en condiciones herméticas, todas las semillas almacenadas herméticamente en todos los tratamientos no aumentaron significativamente su contenido de AGL.

La Fig. 1 muestra la disminución de oxígeno dentro de los tarros con un contenido de humedad del 7 y 8 % en tarros herméticamente cerrados que contenían maníes sanos y 3% de maníes partidos. La diferencia en la tasa de respiración de las dos pruebas indica claramente el efecto potenciador de la presencia de maní partido en los frascos. Respiración del 8% C.H. los maníes sanos alcanzaron la concentración de oxígeno más baja después de 28 días, mientras que los maníes que contenían un 3% quecas, el nivel inicial de aflatoxinas y también después de 90 días de almacenamiento estuvo por debajo del límite detectable (<0,3 µg/kg). Por lo tanto, el consumo de oxígeno fue insuficiente y cayó en una réplica del 8% C.H. a los 44 días y en otra bolsa del 7% C.H. el oxígeno se mantuvo alto (por encima del 15%) incluso después de 90 días de almacenamiento (datos no mostrados). Las CFU de las bolsas aireadas fueron más altas que las SBGIIZ selladas herméticamente y no detuvieron el aumento de CFU para los C.H. de 7 y 8 % (7,6*104±3,8*104 y 9,2*104±2,7*104 respectivamente).

La Fig. 3 muestra los cambios en la composición del gas de SGBIIZ sellado herméticamente que contenía maníes sanos durante 90 días de almacenamiento. De acuerdo, las concentraciones de dióxido de carbono que aumentaron a 20 y 30% para el 7 y 8% C.H. respectivamente.

brado la alcanzaron después de 18 días. Respiración del 7% C.H. de los maníes que contenían 3% quebrados alcanzaron la concentración de oxígeno más baja después de 68 días, mientras que los maníes sanos redujeron su concentración de oxígeno y permanecieron en un nivel de 1%.

La Fig. 2 muestra el aumento del dióxido de carbono dentro de los tarros herméticamente almacenados a 30°C con el 8% de contenido de humedad en maní sano que alcanzó un nivel máximo del 25% mientras que hubo un aumento paralelo del dióxido de carbono con el maní que contenía 3% de granos quebrados que alcanzó el 31,67%. Los cambios en el nivel de dióxido de carbono del 7% C.H. los maníes sanos y los granos que contenían un 3% de frutos secos alcanzaron el 16% durante el mismo período de almacenamiento.

La Tabla 2 muestra el contenido de humedad (%), AGL (% de ácido oleico), valores de aflatoxinas (µg/kg) y CFU para mohos al comienzo de los ensayos para los contenidos de humedad objetivo de 7 y 8% y después de 90 días de almacenamiento dentro del SGBIIZ (GrainPro Inc.). Todos los resultados son el promedio de 3 repeticiones. En todas las répli-

Figura 1: La disminución de oxígeno dentro de los frascos con un contenido de humedad del 7 y 8% con o sin granos quebrados (3%), ambos almacenados herméticamente a 30 °C. Los resultados son un promedio de 3 repeticiones.

Figura 2: El aumento de dióxido de carbono dentro de los tarros al 7 y 8% de contenido de humedad con o sin granos quebrados (3 %), ambos almacenados herméticamente a 30 °C. Los resultados son un promedio de 3 repeticiones.

Discusión

La FDA hace cumplir una decisión de que 20 partes por billón (μg/kg) es la aflatoxina máxima permitida en todos los alimentos y alimentos de origen animal, incluida la mantequilla de maní y otros productos de maní. En este estudio, en contraste con el nivel de aflatoxinas, hubo un aumento significativo en el recuento general de mohos expresado como UFC.

El bajo C.H. obtenido dentro del aireado 7% C.H. las muestras en este ensayo estaban secas y, por lo tanto, no aumentaron significativamente el contenido de AGL. Los ácidos grasos libres (AGL) no solo están en función de la madurez del maní, sino también del grado de daño de los granos. Los maníes sanos y maduros generalmente tienen un contenido de AGL inferior al 0,5%, como se obtuvo al comienzo de este ensayo. El almacenamiento de granos secos incluso en condiciones de calor y humedad permite preservar su calidad. El 8% C.H. las muestras liberaron parte de su humedad al microambiente dentro de los frascos. La razón de esta pérdida podría deberse al aire caliente que soplaba durante la prueba. La razón del aumento en el contenido de AGL en el 8% C.H. con granos rotos almacenados en condiciones herméticas podría deberse a una fuga de oxígeno en el frasco de carbono del 99% tanto dentro de 8 como de 7% de C.H. (Tabla 1). La baja tasa de consumo de oxígeno en las muestras con o sin granos quebrados del 7% C.H. (Fig. 1) está de acuerdo con las altas CFU de hongos obtenidos. UFC de mohos en las muestras aireadas del 8% C.H. aumentó a un nivel no comestible (105 UFC) con un contenido de AGL de más del 2,57%, mientras que durante el almacenamiento hermético se mantuvo bajo (Tabla 1). Es interesante mencionar que no solo se suprimió el desarrollo de los mohos bajo atmósfera de dióxido de carbono al 99%, sino que hubo una disminución con respecto al inicio del ensayo, que fue superior en dos órdenes de magnitud (< 3.1*102).

Almacenar maní herméticamente en el SGBIIZ no suprimió la formación de CFU. Hubo una marcada y significativa diferencia entre las bolsas herméticas y los frascos herméticos que contenían CO2. Se encontraron cambios en la concentración de gas en las bolsas ligeramente diferentes a las pruebas de laboratorio en frascos que contenían maníes sanos de similar C.H. Estas diferencias fueron particularmente significativas para los maníes con 8% C.H. El oxígeno se agotó después de 44 días en comparación con las pruebas de laboratorio que indicaron el agotamiento después de 28 días. De acuerdo con el lento agotamiento del oxígeno, dentro de las pruebas de laboratorio el oxígeno no se agotó por completo y se mantuvo en un nivel de aproximadamente 1% después de 90 días de almacenamiento.

Enriquecer el entorno de los maníes con CO2 suprimió el desarrollo de la microflora y la actividad de la lipasa, lo que dio como resultado maníes de alta calidad con bajo contenido de ácidos grasos libres.

que permite que las enzimas de la microflora produzcan más ácidos grasos libres. Es interesante notar el comportamiento paralelo del 8% C.H. muestras en comparación con el aumento de luz del 7% C.H. alcanzando al final del período de almacenamiento el mismo nivel de concentración de dióxido de carbono (Fig. 2). Alto índice de consumo de oxígeno dentro de las nueces rotas del 8% C.H. conducir a la supre- sión de CFU de mohos en estas muestras.

Se logró el mismo orden de magnitud cuando los granos quebrados (3%) se almacenaron en condiciones herméticas con una atmósfera de dióxido

Figura 3: La disminución de oxígeno y el aumento de dióxido de carbono dentro del SGBIIZ con un contenido de humedad del 7 y 8%, ambos almacenados herméticamente a 30 °C. Los resultados son un promedio de 3 repeticiones.