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ESTUDIO DE ALGUNAS PROPIEDADES FÍSICO - MECÁNICAS EN EL PLÁTANO BURRO (MUSA ABB). (1ª parte)

1. Resumen
2. Introducción
3. Objetivos Específicos De La Investigación Teórica Y Experimental
4. Materiales Y Métodos

5. Resultados Y Discusión
6. Conclusiones
7. Bibliografía


 
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1. RESUMEN

El presente trabajo aborda el estudio de algunas de las principales propiedades físico-mecánicas y químicas del plátano burro (Musa ABB) bajo las condiciones productivas cubanas.

En este sentido fueron investigados muestras de frutos ubicadas en el mercado de campesinos dipersos “Sandino” de la ciudad de Santa Clara.

El objetivo de este trabajo es la determinación de algunas de las propiedades químicas y físico - mecánicas del plátano burro (Musa ABB).

2. INTRODUCCIÓN

En el marco de las investigaciones en ejecución por parte del grupo de postcosecha del Departamento de Mecanización de nuestra Universidad se desarrollaron las presentes investigaciones. Para llevar a cabo las mismas fueron utilizadas manos de plátano burro (Musa ABB) compradas en el mercado de campesinos dipersos ubicado en las áreas de parqueo del estadio de Beisbol “Augusto Cesar Sandino“ de la ciudad de Santa Clara, Provincia de Villa Clara. Como precedente de estas investigaciones se puede mencionar las ejecutas en estaciones experimentales de la Fundación Hondureña de Investigación Agrícola (FHIA) referenciadas en Dadzie (2). En nuestro país no se tiene referencias de estudios similares a estos. Los estudios relacionados con las propiedades químico y físico - mecánicas de los plátanos burro pueden reportar información importante refefida a:

Con estos precedentes se comenzaron las investigaciones en los aspectos primarios (determinación de las propiedades químico y físico - mecánicas). Ya que como es conocido en el campo de la Ingeniería agrícola, estos elementos constituyen los datos bases para el cosecha, manipulación, envase, transporte, almacenamiento y mercadeo de las producciones agrícolas.

Por otra parte en la literatura revisada, se abunda en la esfera agronómica (caracterización agronómica, control agro-técnico y biológico, manejo fitotécnico, densidad de siembra, enfermedades, variedades y otros aspectos), pero sin embargo la misma es muy limitada, practicamente inexistente en lo referente a las propiedades químicas y físico-mecánicas del producto objeto de análisis en este trabajo.

Actualidad del tema:

El tema presenta una gran actualidad, al tratarse de un producto básico de consumo nacional (vianda), el cual hasta el presente no ha podido solventarse su déficit productivo a nivel de país, teniendo que tomarse diferentes alternativas para suplementar su carencia con otras producciones. Es necesario destacar que la dieta básica del Cubano incluye: carnes, granos y viandas. De aqui, que garantizar cualquier componente de la misma es de vital importancia para alimentación de nuestra población. Según se reporta en (1) la Producción Agropecuaria Total fue en viandas (raices y tubérculos; así como determinadas variedades de plátanos) de 2 075,8 M t.

Nota: incluye a los productores especializados, lo no especializados, estimado de autoconsumo de las CCS y campesinos dispersos, así como, estimados de la producción familiar (patios y parcelas).

En nuestro país se denomina como viandas, las producciones agrícolas que proceden de raices y tubérculos. Sin embargo, tambien en el caso del plátano de cocción (Musa ABB), se le dá esta clasificación.

La superficie existente sembradas de cultivos permanentes seleccionados de la agricultura no cañera se comportó de la siguiente forma:

M t = miles de toneladas.




La producción agrícola por cultivos seleccionados de la agricultura no cañera se comportó de la siguiente forma:

El rendimiento agrícola por cultivos seleccionados de la agricultura no cañera fue:

Nota: excluye el autoconsumo de los campesinos, patios y parcelas de los hogares.

Un aspecto interesante es el precio mayorista de esta vianda en el mercado estatal nacional ($40.00/qq). Su precio minorista es de ($60.00/qq*) en la provincia de Villa Clara, siendo en otras provincias del país superior. Sin embargo como se planteo con anterioridad, aun no somos capaces de autoabastecernos, por lo cual debemos comprar a precios diferenciados en los mercados no estatales, donde la mercancia posee precios superiores oscilantes entre ( $ 0.33 y 0.42 / frutos). Lo anterior permite reflexionar en la importancia de mejorar la producción y los rendimientos en este cultivo. En (1) se pueden consultar interesantes datos a escala nacional.

Nota: 1qq*= quintal = 100 libras.

Lo anterior, indica la importancia que tienen las investigaciones en este tema, ya que permiten conocer las tendencias productivas actuales; así como sensibilizan a los investigadores a revertir la esta situación y propiciar un mejoramiento de la base alimentaria de la población en nuestro país.

3. OBJETIVOS ESPECÍFICOS DE LA INVESTIGACIÓN TEÓRICA Y EXPERIMENTAL

El objetivo especifico de la investigación teórica y experimental del presente trabajo es:

Determinar algunas de las propiedades químicas y físico - mecánicas del plátano burro (Musa ABB).

Para garantizar este objetivo se desarrollaran las siguientes tareas:

Determinación de:

  1. Determinación de la longitud de los frutos;
  2. Determinación de la circunferencia de los frutos;
  3. Determinación de los coeficientes de fricción;
  4. Determinación de la densidad;
  5. Determinación del peso de la pulpa;
  6. Determinación del peso de la cáscara;
  7. Determinación de la relación pulpa/cáscara;
  8. Determinación del pH;
  9. Determinación del brix;
  10. Determinación de la ácidez titular total;
  11. Determinación de los daños mecánicos (por impactos).
  12. Determinación de la vida verde (almacenamiento) .

4. MATERIALES Y MÉTODOS

Para darle cumplimiento a las tareas de investigación se procede según las normativas establecidas para cada uno de estos tipos de ensayos.

Teniendo como antecedentes estos principios, se procedió de la forma siguiente:

Fig.1. Esquema del plano inclinado utilizado.

Donde:

Fr - Fuerza de rozamiento, N ;

N - Normal, N ;

Aplicando la primera ley de Newton:

å Fx = m. a  ec.1

Donde:

m - masa, Kg ;

a - aceleración, m/s²

El coeficiente de fricción estático se mide en el momento en que el cuerpo rompe el movimiento y por lo tanto:

La aceleración a = 0.

A partir de la ec. 1 y conociendo que:

Fr = m . N  ec.2

entonces:

µe= Fr / N  ec.3

Este coeficiente se determinó ante diferentes superficies tales como:

- densidad: se toma el peso del fruto con una balanza, se determina el volumen del fruto mediante una probeta graduada por desplazamiento de agua y posteriormente se determina la densidad como la relación entre la masa y el volumen del fruto.

- peso de la pulpa: se le retira la cáscara al fruto y se pesa sin la misma.

- peso de la cáscara: se pesa la misma una vez que ha sido separada del fruto.

- relación pulpa/cáscara: conociendo el peso de la pulpa y el peso de la cáscara se determina la relación entre ambas.

- pH: el valor de pH del filtrado de las muestras de pulpa se determina utilizando un pH metro.

- Brix: se bate la pulpa de plátano seleccionada en una licuadora, se filtra y posteriormente se determina los grados Brix mediante un refractómetro.

- ácidez titular total: la ácidez titular del filtrado de las muestras de pulpa se determina mediante análisis volumétrico con hidróxido de sodio de la muestra hasta el punto final de fenolftaleína y luego se calcula el ácido presente como ácido málico.

- daños mecánicos por impacto: en este caso se selecciona un grupo de frutos al azar de la muestra previamente seleccionada; con posterioridad se toma un peso o masa constante igual a 500 g, entonces se procede a dejar caer la misma de una altura constante igual a 0.6 m sobre cada una de la muestras.

Se debe destacar que las muestras para la investigación fueron tomadas al azar de manos de plátano burro ubicadas en el mercado anteriormente mencionado.

Según Dadzie (2) las principales características del racimo y de la fruta de plátano durante la cosecha se relacionan con:

Además, existen otros parámetros de importancia, los cuales se denominan cualidades postcosecha durante la cosecha, dentro de los cuales se tienen los siguientes:

En este trabajo se analizaran las principales características del racimo y de la fruta de plátano durante la cosecha; así como las cualidades postcosecha durante la cosecha del plátano burro(Musa ABB).

Para estos análisis se parten de ciertos criterios tales como:

Fecha de la cosecha, tiempo de almacenamiento, temperatura, humedad, durante el almacenamiento y tipo de almacenamiento.

Cantidad de muestras investigadas:

En este caso para determinar el tamaño de la muestra a analizar en cada caso se empleo la siguiente ecuación:

n = (t2 . s2)/ D2  ec.4

donde:

n- tamaño de la muestra.

t2- criterio de Student.

s2 - desviación media cuadrática.

D2 - error de la media.

El tamaño de la muestra se determinó calculado para un error de la media menor de 5 % y en un nivel de significación de 0.10. El número obtenido de este cálculo fue de 30 muestras para este estudio.

La determinación de longitud y ancho de los frutos se realizo mediante una cinta métrica de precisión 0.5 mm. En este caso se tomaron las dimensiones referidas al largo y ancho de los frutos de las muestras objeto de análisis. Estos ensayos se realizaron en 30 muestras para cada dimensión analizada.

Los ensayos de densidad, se realizaron empleando la siguiente ecuación:

d = m / v  ec.5

donde:

d - densidad (g/cm3).

m- masa de la muestra (g).

v- volumen que ocupa la muestra (cm3).

En este caso se determino la masa de la fruta (pulpa+cáscara); así como el volumen de agua desplazada por las mismas dentro de una probeta graduada. Este procedimiento se realizó cuatro veces, tomándose la media de las mediciones. Se utilizó una balanza analítica modelo sartorio, con precisión del error igual a 0.1 mg. Para la determinación del pH, sólidos disueltos totales, potencial Redox, conductividad y sal, se empleo un pH/conductímetro modelo Inolab, Level 1. Este análisis, así como los referidos a: % de humedad, % de materia seca, ácidez titular total, brix, cantidad de proteinas y minerales se efectuaron en el laboratorio de Bromatología de la Facultad de Ciencias Agropecuarias de nuestra Universidad, según las normas establecidas al respecto.

Posteriormente se procedió a la determinación de los coeficientes de fricción exterior (acero, madera y goma), en 30 muestras de los frutos objeto de análisis.

Estos ensayos se realizaron en 30 muestras, sobre cada material analizado (30 . 3 = 90 ensayos realizados).

En el caso de la determinación de los daños mecánicos por impactos, se debe destacar que una vez seleccionada la muestra; así como la masa o peso a utilizar, se procede a determinar para cada una de las muestras los siguientes parámetros:

Energía de impacto (E):

E = m.g.h, Joules; ec.6

donde:

m- masa del cuerpo que impacta (kg);

g- constante gravitacional (m/s2);

h- altura de caida de la masa (m).

Área de la magulladura (A):

A = p . (d/2) . 2, m2;  ec.7

donde:

d- díametro de magulladura, m;

Volumen de la magulladura (V):

V = A . r/2, m3;  ec.8

donde:

r- profundidad de la magulladura, m.


Posteriormente se procedió a la investigación sobre la calidad de la cocción, en este sentido el método utilizado fue el siguiente:

Se tomaron 923.2 gramos de pulpa de plátano, se añade 1000 ml de agua común (no destilada), se coloca la pulpa y el agua en un recipiente de aluminio con tapa de capacidad igual a 4 litros. Posteriormente se coloca el mismo en una hornilla eléctrica y se mantiene durante el tiempo necesario para su cocción. Posteriormente se bajan y se determina la dureza del fruto (al tacto), al cabo de transcurridos los primeros 45 minutos; en caso de no estar suficientemente blando el fruto (cocido), se continua su proceso de cocción con intervalos de muestreo cada 15 minutos. Este análisis permite determinar el tiempo de cocción, además de lo anterior, permite determinar el consumo energético en este proceso. Se debe destacar que se utilizó un hornilla eléctrica circular de diámetro efectivo de 205 mm para la realización de estas pruebas. El consumo energético según monitoreo efectuado al mismo mediante metro - contador de nacionalidad Italiana modelo SACET-ENEI-ROMA fue de 0.88 kW-h.

Por último se evaluó la vida verde o de almacenamiento de los frutos de la siguiente forma:

Se tomaron 13 frutos de la muestra inicial de 30, se colocaron en una caja plástica sin tapa, la cual se coloca en un local (habitación) de las siguientes dimensiones:

Este local esta ventilado de forma natural a través de puertas y ventanas, cubierto con techo de fibrocemento. Bajo estas condiciones se mantuvo a temperatura y humedad ambiental, durante el tiempo necesario para la maduración total de los frutos.

Se controló temperatura y humedad durante los días evaluados para la determinación de la vida verde (vida de almacenamiento) de los frutos.

Otros aspectos que no pudimos determinar en las muestras objeto de análisis fueron:

Estas investigaciones quedan pendientes para otros trabajos.


 

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