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Revista Cientíca
ISSN 2477-9105
Número 20 Vol. 2 (2018)
ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE DETERIORO DE PATACONES
PREFRITOS CONGELADOS COMO ALIMENTO DERIVADO
DEL PLÁTANO VERDE (Musa paradisiaca)
Study Of The Kinetics Of Deterioration Of Frozen Pre-Fried Patacones
As A Food Derived From Green Plantain (Musa Paradisiaca)
1
Cristina Muñoz Shugulí*,
1
Cristian Patiño Vidal,
2
Eduardo Muñoz Jácome
1
Departamento de Ingeniería Química, Universidad de Santiago de Chile,
Santiago, Chile.
2
Facultad de Recursos Naturales, Escuela Superior Politécnica de Chimborazo,
Riobamba, Ecuador.
cristina.munoz.as@gmail.com
R
esumen
A
bstract
El patacón es un producto elaborado a base de plátano verde y es uno de los alimentos más consumidos
por países productores de plátano. Industrialmente, este podría constituir un alimento innovador de ex-
portación, pero la producción y parámetros importantes de su vida útil no han sido estudiados. En este
contexto, el objetivo del presente trabajo fue estudiar la cinética de algunos parámetros más importantes
de conservación de patacones prefritos y congelados. Para esto, se realizó un estudio de vida útil acele-
rada a tres temperaturas de almacenamiento: 5 °C, 20 °C y 30 °C. Se determinó el cambio en el brillo y
color de los patacones a través un sistema de visión computacional y la pérdida de peso mediante méto-
do gravimétrico. El brillo (L*) siguió una cinética de primer orden y fue ligeramente dependiente de la
temperatura de almacenamiento mientras que el cambio de color (ΔE2000) y el porcentaje de pérdida de
peso siguieron una cinética de orden cero, siendo el color el parámetro más susceptible a la temperatura
de almacenamiento.
Flat green banana chip “patacón” is a green banana based food and it is one of the most consumed
products by banana producing countries. Industrially, this is an innovative exporting product for
these countries but the production and important parameters of its shelf-life has not been studied. In
this context, the aim of this work was study the kinetics of some of the most important parameters of
conservation in pre-fried and frozen patacones. For this, an accelerated shelf-life study was carried
out at three different storage temperatures: 5 °C, 20 °C and 30 °C. Changes in lightness and color
were measured by a computer vision system and a gravimetric method was used to calculate the wei-
ght loss percentage. Lightness (L*) followed a rst order kinetics order and was lightly dependent of
storage temperature while color change (ΔE2000) and weight loss percentage followed a zero order
kinetics, being color the most susceptible parameter to storage temperature.
Palabras claves: cinética, patacones prefritos, color, pérdida de peso.
Keywords: kinetics, prefried patacones, color, loss of weight.
Fecha de recepción: 24-11-2017 Fecha de aceptación: 02-05-2018
7
I. INTRODUCCIÓN
El plátano verde tiene gran importancia
socioeconómica en varios países a escala
mundial (1). Este constituye una fuente
signicativa de empleo e ingresos debido
a su exportación y sobre todo al consumo
masivo local ya que su aporte energético
es fundamental en la dieta diaria de los
habitantes de países productores de esta
fruta (2,3). Existe una gran variedad de
plátanos, el más importante es el “Horn
Plantain” conocido en Costa Rica como
“Curarré” y en Ecuador como “Barraga-
nete”. También se encuentra otro tipo de
plátano como “French Plantain” o “Plá-
tano Dominico” y los clones conocidos
como “Guineas”(4). La transformación
del plátano verde, en cualquiera de sus
variedades, se ha concentrado en activi-
dades artesanales y pequeñas agroindus-
trias que utilizan diversas técnicas para
obtener productos derivados tales como
fritos (ej. chips con distintos sabores y
condimentos, rebanadas con sal), fritos
congelados (ej. tostones o patacones) y
preparados (ej. harinas, pastas, tortillas)
(5) que también son altamente consumi-
dos y comercializados.
El patacón, conocido en otros países la-
tinoamericanos como tostón, es elabo-
rado a partir de trozos de plátano verde
que son sometidos a fritura, prensado o
formado y vuelven a ser fritos para ob-
tener un producto nal de color amarillo
dorado con textura crujiente (4). Actual-
mente, los patacones se elaboran de for-
ma casera para consumo inmediato y re-
quieren mucho tiempo en su obtención,
sin embargo la actual población deman-
da menos tiempo en la preparación de
sus alimentos por lo que se propone pro-
ductos pre-procesados. De forma adicio-
nal, alimentos con valor agregado como
patacones prefritos y congelados po-
drían constituir un producto innovador
de exportación. Sin embargo, la cadena
de frío representa un aspecto muy im-
portante para la calidad de estos (5); por
tal razón la evaluación y seguimiento de
Muñoz Shuguli, Patiño Vidal, Muñoz Jácome
ciertos parámetros de calidad a diferentes temperaturas
de almacenamiento es sustancial en este producto.
Parámetros como el brillo, color y pérdida de peso en un
alimento son indicadores de su deterioro. Además, estos
son muy importantes en la aceptación del producto por
parte de los consumidores, y constituyen una preocupa-
ción para la industria ya que se pueden ver comprometi-
dos de forma legal y comercial (6). Adicionalmente, el
proceso de congelación en productos con alto contenido
de grasa como los pre fritos permite mantener e incluso
prolongar su vida útil. Por esto, el objetivo del presente
trabajo fue evaluar la cinética de deterioro con respecto
al brillo, color y pérdida de peso en patacones prefritos
y congelados durante su almacenamiento a tres distintas
temperaturas mediante un estudio de vida útil acelerado.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Materiales
Plátano verde (UTROPICA, Ecuador) obtenido del mer-
cado La Vega Central de la ciudad de Santiago en Chile y
aceite de maravilla (Chef, COPRONA, Chile) fueron las
materias primas.
Obtención de las muestras
Para la obtención de las muestras se siguió el protocolo es-
tablecido por Flores, 2012 (5). Para esto, el plátano verde
fue lavado y pelado, se eliminaron los extremos con el n
de obtener un diámetro homogéneo a lo largo del mismo.
Se cortó en rodajas de 2 cm de espesor que se sumergieron
en aceite de maravilla a 160 °C durante 3 minutos y se es-
currieron por 2 minutos, luego se formaron y almacenaron
en bolsas plásticas herméticas a -10 °C durante 12 horas.
Almacenamiento de las muestras
Se creó un ambiente con 90 % de humedad relativa, en
el cual se almacenaron 6 patacones identicados: 3 para
evaluación de color y brillo, y 3 para pérdida de peso.
Posteriormente estos se colocaron en estufas de laborato-
rio (VELP, Italia) a las temperaturas de experimentación
(5 °C, 20 °C y 30 °C).
Evaluación de brillo y color
Mediante un sistema de visión computacional que cons-
ta de una caja oscura con 4 iluminantes (D65) de 18 W
8
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(Phillips) colocados a 45 ° de la muestra, además de una
cámara digital (Canon 4 MP Powershot G3, Japón) a 22,5
cm de distancia de la misma (7) se tomaron imágenes di-
gitales de ambos lados de cada uno de los patacones. Las
fotografías fueron en fondo blanco y se analizaron con el
programa Adobe Photoshop CS5 extended, obteniéndo-
se los valores RGB (red: rojo, green: verde y blue: azul)
que luego se convirtieron a los parámetros del sistema
CIE L*a*b*. Finalmente se calculó el cambio de color
ΔE2000 descrito por Sharma et. ál., 2005 (8).
Porcentaje de pérdida de peso
Las muestras fueron pesadas en diferentes momentos en
una balanza analítica electrónica (Shimadzu, AUX 120,
Japón) durante su almacenamiento. Los porcentajes de
pérdida de peso se calcularon mediante
la siguiente ecuación:
% pérdida de peso= [(M0-Mt)/M0]*100
Donde M0 es el peso inicial de la mues-
tra (g) y Mt el peso de la muestra a un
tiempo t de tratamiento (g).
Modelamiento cinético
Se determinó el orden de reacción y las
constantes de velocidad del brillo (L*),
cambio del color (ΔE) y porcentaje de
pérdida de peso a partir de los datos
experimentales realizando un análisis
de regresión simple para los modelos
cinéticos de orden cero y orden uno de
acuerdo a las siguientes ecuaciones:
Q = Q
0
± kt ; para orden cero
y
Q = Q
0
e
± kt
; para orden uno
Donde Q es el parámetro que se degrada a
un determinado tiempo t, Q0 el parámetro
al tiempo inicial 0, k es la constante ciné-
tica de la velocidad de degradación a una
determinada temperatura y t es el tiempo.
También se determinó la dependencia tér-
mica de los mismos parámetros por medio
del cálculo de la energía de activación me-
diante las siguientes ecuaciones:
Tabla 1. Presencia de mohos en patacones prefritos congelados a distintas temperaturas de almacenamiento
Tiempo de almacenamiento
(horas)
Temperatura de almacenamiento
5 ºC 20 ºC 30 ºC
0
> 72
Figura 1. Cambio en el brillo de patacones prefritos congelados
a distintas temperaturas de almacenamiento
5 ºC
20 ºC
30 ºC
80
70
60
50
40
30
20
10
0
0 30 60 90 120 150 180 210 240 270 300
Tiempo (horas)
*
9
Muñoz Shuguli, Patiño Vidal, Muñoz Jácome
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
k = k
0
exp
E
a
–
RT
Ln k = Ln k
0
E
a
–
RT
Evaluación de brillo y color
A las temperaturas de estudio es posible
el crecimiento de microorganismos (9),
este factor evidentemente contribuyó a
la disminución en el brillo (L*) debido
a la presencia de mohos en las muestras
almacenadas a 20 °C y 30 °C después de
las 72 horas de almacenamiento aproxi-
madamente (tabla 1). Matiacevich y col.,
2011 reportaron resultados semejantes
en arándano, atribuyendo este cambio
del brillo a la presencia de Botrytis ci-
nérea que tiene un crecimiento acelera-
do a altas temperaturas (7). Además, es
conocido que la temperatura es un factor
que contribuye al pardeamiento de los
alimentos (10), por esta razón el oscu-
recimiento (disminución en el paráme-
tro L*) fue mucho más evidente en las
muestras almacenadas a 30 °C en com-
paración a las de 5 °C y 20 °C (gura 1).
Por otro lado, en la Figura 2 se obser-
va que las muestras almacenadas a 5 °C
y 20 °C presentaron similar cambio de
los parámetros de cromaticidad, mien-
tras que en los patacones almacenados a
30 °C existe un signicativo aumento en
a* y disminución en b*. Resultados si-
milares fueron obtenidos por Ammawa-
th y col., 2002 en muestras almacenadas
a 27 °C, atribuyendo este cambio de
color a la insaturación de carotenoides
susceptibles a la oxidación que promue-
ven la disminución del tono amarillento,
propio del producto, durante el almace-
namiento (11). Así y en consecuencia,
el cambio de color (ΔE2000) mostró
similar comportamiento y equilibrio a
5
0
-5
-10
-15
-20
0 50 100 150 200 250 300
Tiempo (horas)
5 ºC
20 ºC
30 ºC
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
Tiempo (horas)
0 50 100 150 200 250 300
5 ºC
20 ºC
30 ºC
Figura 2. Cambio en los parámetros de cromaticidad de patacones
prefritos congelados a distintas temperaturas de almacenamiento
15
10
5
0
-5
-10
-15
-20
Tiempo (horas)
0 50 100 150 200 250 300
∆E2000
5 ºC
20 ºC
30 ºC
Figura 3. Modificación de color (ΔE2000) en patacones prefritos
congelados a distintas temperaturas de almacenamiento
a*
b*
10
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las temperaturas de 5 °C y 20 °C (gura 3). En cambio,
las muestras a 30 °C sufrieron una drástica modicación,
mostrando una pendiente mucho mayor, lo cual no sería
favorable en la aceptabilidad del producto.
Determinación de pérdida de peso
La Figura 4 muestra el comportamiento cinético del por-
centaje de pérdida de peso en los patacones. Los valores
al nal de la experimentación fueron 0,51 %, 3,01 % y
7,28 % para 5 °C, 20 °C y 30 °C, respectivamente. Es
claro que el proceso de prefritura provocó únicamente
una cocción supercial por lo que la actividad de agua
entre 0,95 - 0,98 reportada para la fruta fresca no cambió
signicativamente (12). Esto permitió la transferencia
de humedad por transpiración (6) y la presencia de mo-
hos (tabla 1) observada principalmente en las muestras
15
12
9
6
3
0
Tiempo (horas)
0 50 100 150 200 250 300 350
% pérdida de peso
Figura 4. Porcentaje de pérdida de peso en patacones prefritos
congelados a distintas temperaturas de almacenamiento
almacenadas a 20 °C y 30 °C. Barrei-
ro et. al., (2006) muestran resultados de
pérdida de peso para la banana entre 5,2
- 6,7 % al cabo de su periodo normal de
almacenamiento en condiciones ópti-
mas y mencionan que estos porcentajes
pueden ser apreciables especialmente
en tiempos largos de almacenamiento
a condiciones adversas, pudiendo al-
canzar cifras de hasta el 30 % en casos
extremos (6). En nuestro trabajo, estos
valores son notablemente menores y se
atribuye al procesado (prefritura) de la
fruta, pues se crea una capa rígida que
probablemente impida o diculte el paso
de agua presente desde el producto.
Modelamiento cinético
El resumen de los resultados se mues-
tra en la tabla 2. De acuerdo a los coe-
cientes de correlación obtenidos, el brillo
(L*) siguió una cinética de primer orden,
mientras que el cambio de color (ΔE) y
porcentaje de pérdida de peso una cinética
de orden cero. Las constantes de veloci-
dad de reacción indicaron que todos los
parámetros son dependientes de la tempe-
ratura de almacenamiento pues aumentan
cuando más alta es esta. En el caso de L*
y ΔE2000 se observaron bajas correlacio-
nes, por lo que posiblemente se deberían
aplicar modelos polinómicos con el n de
obtener un ajuste aceptable como ha sido
Parámetro Temperatura
Orden 0 Orden 1
k r
2
k r
2
∆E2000
5 ºC 0,0192 0,6130 0,0192 0,6130
20 ºC 0,0278 0,8063 0,0036 0,7180
30 ºC 0,1158 0,9938 0,0072 0,9435
L*
5 ºC 0,0410 0,8484 0,0006 0,8596
20 ºC 0,0466 0,8526 0,0007 0,8653
30 ºC 0,1153 0,9790 0,0021 0,9908
Pérdida de
peso
5 ºC 0,0012 0,9462 0,0077 0,9924
20 ºC 0,0091 0,9794 0,0109 0,9169
30 ºC 0,0294 0,9579 0,0107 0,8900
Tabla 2. Orden y constantes de velocidad de reacción en patacones prefritos congelados a distintas temperaturas de almacenamiento
5 ºC
20 ºC
30 ºC
11
Muñoz Shuguli, Patiño Vidal, Muñoz Jácome
el caso de varios autores quienes han en-
sayado modelos combinados o fracciona-
les con el mismo objetivo (13,14).
Por otro lado, es conocido que el valor de
Ea es una medida proporcional a la sen-
sibilidad de la reacción a la temperatura
(15). De acuerdo con los resultados de la
tabla 3, el brillo (L*) es el menos afecta-
do por la temperatura de almacenamiento
pues presenta el valor de Ea más bajo, sin
embargo el cambio de color (ΔE2000)
fue el más susceptible en concordancia
con los resultados obtenidos en la evalua-
ción de brillo y color.
IV. CONCLUSIONES
Se evaluó la cinética de deterioro respec-
to al brillo, cambio de color y porcentaje
de pérdida de peso en patacones prefritos
congelados almacenados a 5 °C, 20 °C y
30 °C. El brillo (L*) siguió una cinética
de primer orden siendo el menos depen-
diente de la temperatura de almacena-
miento. Por el contrario, el cambio de co-
lor (ΔE2000) siguió una cinética de orden
0 indicando una gran dependencia de la
temperatura. En ambos parámetros las muestras almacena-
das a 5 °C y 20 °C alcanzan el equilibrio después de las 72
horas. Por otro lado, existe un elevado porcentaje de pér-
dida de peso de los patacones a altas temperaturas y este
factor sigue una cinética de orden 0. Así, de acuerdo a los
parámetros estudiados, se recomienda temperaturas hasta
de 5 °C durante el almacenamiento de este producto para la
conservación de sus características físicas. Sin embargo, es
necesario que los parámetros involucrados en el proceso de
obtención también sean estudiados.
V. AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen a la Universidad de Santiago de
Chile (USACH) y al Grupo de Investigación en Propie-
dades de los Alimentos (INPROAL) del Departamento
de Ciencia y Tecnología de los Alimentos, USACH.
Parámetro E
a
(kcal/mol)
∆E2000 26,61
L* 7,72
Porcentaje de pérdida de peso 21,45
Tabla 3. Energía de activación en patacones prefritos congelados
a distintas temperaturas de almacenamiento
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