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TECNOLOGIA DE POSTCOSECHA DE LA PAPA MSc. Fernando Mejía Nova

IMPORTANCIA • La papa es un producto agrícola muy importante a nivel nacional, Por el área dedicada a su cultivo, así como la población rural involucrada en su producción. • El Perú es el principal centro de origen de la papa nativa cuya antigüedad data de 7,000 años antes de las culturas pre incas e incas. • El centro de mayor biodiversidad con 150 especies y casi 3,500 variedades de las 5,000 que hay en el mundo. • Ha sido confirmado últimamente por el Dr. David Spooner, científico americano en base a estudios de colección, caracterización e identificación con marcadores moleculares realizados en el Centro Internacional de la Papa los últimos 9 años.

Papa (Solanum tuberosum) • La papa es originaria de América del Sur, y muchas especies silvestres fueron encontradas en América Central y Norte de Colorado. • El cultivo se extendió hacia Europa y América del Norte donde también llegó a ser la base para la alimentación en los siglos XVIII y XVI. • Los nativos de América del Sur cultivaron la papa, en la Cordillera de los Andes, donde llegó a ser la base de alimenticia de la población.

Papa (Solanum tuberosum)

• Por otro lado el total de hectáreas cosechadas con papa en el Perú, es en un 95% en la Sierra, 4.5% en la costa y 0.5% en la selva, constándose que la papa es fundamentalmente un cultivo de la Sierra; cabe destacar que dentro de la Sierra. • La región central es la que concentra el 48% de la superficie total cosechada sobresaliendo el departamento de Junín. • Estadísticas nos muestran que actualmente la papa es el principal alimento básico, teniendo un consumo percápita de 100 Kg/año considerándose uno de los más altos, pero en rendimientos es bajo, ocupando uno de los últimos lugares.

DESCRIPCIÓN FISICA • Física • Está considerado como un precipitado espesado de tallo subterráneo exactamente parecido al sistema aéreo de la planta. • Haciendo un corte longitudinal de un tubérculo maduro, se puede observar la organización de los principales tejidos y las partes más notorias, tanto internamente y externamente.

DESCRIPCIÓN QUÍMICA • Almidón: • Aproximadamente un 65 – 80 % de sólidos totales es almidón es un polisacárido de gran importancia en la dieta humana debido a su alto poder calórico. • El almidón está formado por unidades de glucosa que pueden ser separadas o hidrolizadas, por acción de un ácido o de una enzima. • Los almidones contienen dos tipos de estructura molecular amilosa y amilopectina. • La amilosa es una cadena larga y recta formada por unidades de glucosa que reaccionando con el yodo, da una coloración azul.

DESCRIPCIÓN QUÍMICA • La amilopectina es una cadena ramificada, compuesta por glucosa pero con el yodo da una coloración rosada. • Azúcares : • El contenido de azúcares de la papa varia desde trazas hasta el 10% del peso seco del tubérculo. • Los dos factores que influyen en el contenido del azúcar son la variedad y la temperatura; a temperaturas menores a 10°C (50° F) la cantidad de azúcares reductores aumentan, en mayor proporción y rapidez cuanto más bajo sea la temperatura.

DESCRIPCIÓN QUÍMICA • Los azúcares presentes en la papa son: glucosa, fructosa, xilosa, maltosa como reductores y como no reductores la sacarosa. • Los azúcares reductores son de gran importancia en el procesamiento, pues ellos dan lugar a las reacciones químicas que alteran la calidad del producto produciendo coloraciones y sabores indeseables. • Las papas con alto contenido de azúcares tienen un gusto dulce y una textura pobre después de cocidas, debido al bajo contenido de almidón. En los "chips" el contenido de azúcar, está estrechamente relacionado con la calidad del producto; papas con más del 2% de azúcares reductores no son aptas para su procesamiento

Compuestos fenolicos • Están asociados con el color de la papa cruda y son, en parte, responsables de ciertos tipos de coloraciones que ocurren en el producto procesado. • En el tubérculo normal y sano no hay ninguna oxidación de estas substancias fenolíticas que dan lugar a decoloraciones. • Sin embargo cuando se daña el tubérculo por roce, corte, enfermedad, pelado, ó se le expone a una atmósfera de alta tensión de oxígeno, los fenoles se convierten rápidamente a melaninas que producen la decoloración. Por esto en la industrialización de la papa , existe una demora durante la etapa del pelado y la siguiente operación, por lo que es imperativo prevenir esta decoloración catalizada por enzimas como la polifenol-oxidasa.

Compuestos fenólicos • La combinación más efectiva y práctica para controlar esta decoloración enzimática es la combinación del control de acidez , con la utilización de el ácido cítrico y los sulfitos. • En algunos tubérculos que han sido puestos en contacto con el oxígeno y la luz solar por un período largo, se puede apreciar un color verde que aparece en el área. inmediatamente debajo de la cáscara; esto se debe a la presencia de clorofila. La temperatura óptima para la formación de la clorofila es de 20°C (68°F) y debajo de 4.4 °C (40°F) prácticamente se detiene.

Compuestos fenólicos • La importancia económica que tiene la formación de clorofila reside en el hecho de que las papas con coloración verdosa tienen un precio menor en el mercado debido en parte a estar asociado este hecho con un gusto amargo y a la sospecha de la presencia de substancias venenosas, como la solanina. • Naturalmente el mejor método de prevenir la formación de clorofila es mantener las papas fuera del efecto de la luz visible.

Solanina • Es un alcaloide que se encuentra en el tubérculo, sobre todo en los "ojos" y en la cáscara que contiene más del doble que el resto de la papa. • Puesto que la solanina es un alcaloide venenoso, su presencia en cantidades abundantes se considera un peligro. • Papas con más de 0.1% de solanina son inapropiadas para el consumo humano . Sin embargo, la mayoría de los casos de envenenamiento por solanina se debían a la utilización de los brotes para uso comestible.

Vitaminas: • Las siguientes han sido determinadas en cantidades significativas caroteno o provitamina A, tiaminriboflavina, ácido ascórbico, niacina, piridoxina, vitamina K, biotina, inositol y ácido pantoténico. • De todas éstas, la que ha merecido mayor atención es la Vitamina C ó ácido ascórbico, que se encuentra en cantidades que varían de 10 a 40 mg. Por 100 g. de papa.

COMPOSICION QUIMICA PROXIMAL DE LA PAPA Componentes gr/100 gr de MTA

% Promedio

Rango de %

Agua

77.5

63.2 - 86.9

Sólidos totales

22.5

13.1 - 36.8

Proteína

2.0

0.7 - 4.6

Grasa

0.1

0.02 - 0.96

Ceniza

1

0.44 - 1.9

19.4

13.3 –30.53

0.6

0.17 – 3.48

Carbohidratos Totales

Fibra Cruda

MINERALES EN LA PAPA ELEMENTO

% PROMEDIO

RANGO DE %

K20

56

43.95 - 73.61

P2O2

15

6.83 - 27.14

SO3

6

0.44 - 10.89

MgO

4

1.32 - 13.58

Na2O

3

0.07 - 11.93

CaO

1.6

0.42 - 8.19

SiO2

1

0.16 - 8.11

AMINOACIDOS ESENCIALES AMINOACIDOS mg/gr Proteína

NIVEL RECOMENDADOS FAO

PAPAS

Isoleucina

40

41.6

Leucina

70

60.8

Lisina

55

54.4

Metionina + cistina

35

28.8

Fenilalamina + tirosina

60

73.6

Treonina

40

38.4

Triptófano

10

14.4

Valina

50

51.2

ABASTECIMIENTO DE MATERIA PRIMA • Variedades de papa demandadas por las fábricas procesadoras, según tipo de producto. • Antes de adentrarse a la variedad utilizada específicamente para la producción de cada producto procesado de papa es necesario recalcar precisiones que eventualmente, son validas para el procesamiento • Las variedades utilizadas en forma óptima en países industrializados para el procesamiento de papa no pueden ser las mismas que las que se utilizan en el Perú.

ABASTECIMIENTO DE MATERIA PRIMA • En el Perú es incipiente el desarrollo tecnológico en lo que respecta a variedades aptas y óptimas para la industrialización. • Sin embargo, las investigaciones preliminares establecen que los criterios para seleccionar papa apta para su procesamiento debe tener las siguientes características: a. Alto contenido de materia seca b. Contenido bajo de azúcares reductores c. Contenido bajo de glicoalcaloides (no mayor de 5 a 13 miligramos por 100 gramos de peso fresco de tubérculo ).

d. Contenido adecuado de compuestos fenólicos

ABASTECIMIENTO DE MATERIA PRIMA • Una manera de verificar la presencia de los azúcares reductores (principalmente glucosa y fructosa) aparte de las pruebas de laboratorio es el uso de la cinta de papel indicador; niveles bajos y por lo tanto deseables (menos del 3% de azúcares reductores) producen una coloración amarilla, mientras niveles indeseables producen una coloración verde negrusca. • De otro lado la reacción de estos azúcares reductores se combinan con ciertos aminoácidos durante el procesamiento y podrían producir en la papa una coloración marrón transmitiendo un sabor amargo. • Es de recalcar igualmente que no solo la variedad sino también el sistema de almacenamiento y su duración afectan el contenido de azúcares reductores.

VARIEDADES DE PAPA UTILIZADAS EN LA PRODUCCION DE PROCESADOS DE PAPA PROCESADO DE PAPA

VARIEDAD DE PAPA

Almidón de papa Papa seca Chips de papa Papa chuño Papa pelada

Tomasa, Renacimiento, Revolución

Todas las variedades Tomasa, Mariva y Capiro Papa amarga de 3a y 4a Tomasa y Revolución

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE PAPAS • Durante el transporte de papas destinadas a ser procesadas en forma inmediata, éstas se deberán mantenerse a temperaturas entre 10°C (50°F) y 23.8°C (75°F). • Si se tienen los tubérculos varios días a temperaturas menores de 4.4°C (40°F), se produce una acumulación de azúcares reductores que resulta en un color oscuro en el producto procesado.

TRANSPORTE Y ALMACENAMIENTO DE PAPAS • Por otro lado, el transporte prolongado a temperaturas mayores de 23.8°C (75°F), favorece la podredumbre y el desarrollo de enfermedades y plagas. • Las condiciones de un buen almacenamiento deben impedir que haya pérdida excesiva de humedad, desarrollo de podredumbre y brotamiento intenso de las yemas. • El primer paso después de la cosecha es la cura de los tubérculos, que consiste en mantenerlos a temperaturas de 16 a 21°C con una humedad de 90% durante 10 a 15 días.

ALMACENAMIENTO DE PAPAS • En este lapso se produce la cicatrización de las heridas ocasionadas por el manipuleo de las papas, evitando pérdidas de agua y la infiltración de enfermedades fungosas. • Esta cicatrización se debe a la producción de nuevas capas de células, debajo de las heridas, formándose una piel o tejido protector. • Después de el curado, puede acondicionarse las papas inmediatamente o se puede almacenar alrededor de 4.4°C (40°F) y mantenerlas en estas condiciones hasta una o dos semanas antes del procesado.

ALMACENAMIENTO DE PAPAS • Luego viene el período de acondicionamiento a 21.1°C para reducir los azúcares ( 1 ó 2 semanas) y luego pasan a la planta a ser procesadas. • Después de la cosecha la papa, transcurre un período de letargo donde no hay brotamiento de las yemas. • Una vez pasado este período, que puede ser de algunos meses, dependiendo de las condiciones ambientales, empieza el brotamiento que ocurre a temperaturas de 4.4°C (40°F) o mayores. • La temperatura de almacenamiento de la papa a 4°C es la ideal ya que en esta condición no ocurre arrugamiento del tubérculo y los procesos fisiológicos se reducen al mínimo no habiendo alteración.

Cambios fisiológicos de la papa • La gravedad específica de las papas a ser procesadas es de gran importancia. • Se prefiere una gravedad específica alta para papas fritas (chips), french fries y papas deshidratadas. • Por otro lado, es preferible papas de gravedad específica baja cuando han de ser enlatadas porque se desmenuzan menos. • La temperatura y humedad del almacenamiento pueden alterar la gravedad específica al igual que el tiempo de almacenamiento. • Sí el almacenamiento prolongado produce un aumento en el porcentaje de sólidos y en la gravedad específica; esto es el resultado de una mayor pérdida de agua por evaporación que la pérdida de sólidos durante el proceso de respiración. • Se ha observado que papas con gravedad específica de 1,080 ó más, y con 14% ó más de almidón, se desmenuzan, no así aquellas que están debajo de estos valores.

Cambios fisiológicos de la papa • Almacenando las papas a temperatura que baje el contenido del almidón, por ejemplo alrededor de 1.6°C (35°F), se va a reducir la facilidad con que se desmenuza la papa. Esta práctica se utiliza sólo cuando la papa ha de ser destinada para enlatado, más no para deshidratado. • Durante el almacenamiento de la papa. Ocurren tres procesos importantes: 1. Respiración, que utilizan los azúcares para convertirlos en CO2 y agua. 2. Conversión de almidón a azúcares por acción de enzimas amilolíticas. 3. Conversión de azúcares a almidón, por acción de enzimas que facilitan esta síntesis.

Cambios fisiológicos de la papa • A temperaturas bajas predomina la conversión de almidón a azúcares con una acumulación neta de azúcares. • Durante el almacenaje a temperaturas reducidas se produce una acumulación más rápida de azúcares reductores (glucosa y fructosa ) que de sacarosa.

Inhibidor de brotes • El almacenaje en atmósfera controlada (bajas concentraciones de 02 y altas concentraciones de C02 también reduce la brotación de los tubérculos, pero las altas concentraciones de C02 pueden producir desordenes fisiológicos como corazón negro. • En relación al uso de inhibidores de brotación se han utilizado muchos compuestos químicos, sin embargo pocos de ellos se han ocupado en forma comercial. • El chlorprophamo CIPC y la Hidracida Maleica son los productos mas utilizados para inhibir la brotación en papa a nivel mundial. Esta ultima se aplica como tratamiento foliar 4 a 6 semanas antes de la cosecha, siendo el momento de aplicación la clave para obtener buenos resultados puesto que si el tratamiento es realizado muy temprano. • Los rendimientos pueden reducirse en forma considerable, y si es realizado tardíamente el efecto como inhibidor de brotación será insuficiente.

PROCESAMIENTO DE PAPAS • MATERIA PRIMA: • Tener un producto de buena calidad para obtener resultados óptimos; en nuestro caso y al realizar dicha práctica se evalúa diferentes variedades, determinándose que poseen un contenido alto sólidos, con pocas magulladuras y cortaduras. • Las papas fritas deben tener un alto contenido de sólidos y una textura seca a fin de formar piezas compactas, la corteza debe ser dorada y uniforme con un contenido mínimo de azúcares reductores.

SELECCION DE TUBERCULOS • Es parte importante para la obtención de un producto de buen aspecto y valor comercial, para lo cual se procede a seleccionar y eliminar todo tubérculo enfermo, dañado y deforme.

ALMACENAMIENTO DE TUBERCULOS • En los primeros días de almacenamiento no se producen brotes pues la papa posee sustancias naturales que los mantiene en "descanso o dormancia". • Luego comienza el proceso vegetativo lo que causa pérdida en el peso, por ello es necesario el curado del tubérculo que aseguran una conservación de 6 a 8 semanas. • Algo importante es la temperatura de almacenamiento de 10 - 12°C y H.R. inferior 80%.

CLASIFICACION DE TUBERCULOS • Se basa en la separación de los tubérculos con características iguales (forma, tamaño, color) de los que son diferentes o que no tienen similitud. • Las características más comunes de los tubérculos aptos para hojuelas de papa son los redondos (forma) y medianos (tamaño) ya que son más aprovechables, sin dejar la importancia de los otros.

TAMAÑO MINIMO REQUERIDO POR CALIDAD DE PAPA PRODUC TO

Expresión de tamaño

Extra cm.

Primera Calidad cm.

Segunda Calidad cm.

Papa blanca

Diámetro

8.0

5.5

4.0

Papa de color

Diámetro

7.5

5.0

3.5

Papa amarilla

Diámetro

6.0

4.0

3.0

LAVADO DE TUBERCULOS • Es un caso importante y necesario para evitar que se corroa el material del equipo de pelado. • Los lavadores en caso de ser mecánico deben estar provistos de raspadores, cepillos, cilindros de goma que pasan sobre la superficie de las papas. • También puede efectuarse con tambores rotatorios, mediante duchas o chorros de agua fría tratando de quitarle la tierra y otras adherencias. • En caso de ser manual se realiza por medio de escobillas o cepillos donde por medio de caños facilite la salida del material no deseable.

PELADO DE TUBERCULOS • PELADO POR ABRASION • Se usan peladores abrasivos del tipo batch o contínuas, poniendo en contacto con la superficie del tubérculo con el material abrasivo del equipo removiendo la cáscara lo menos posible sin embargo produce elevadas pérdidas especialmente en papas de tamaño diferente y forma irregular. • Este equipo consta de un cilindro vertical con un disco rotatorio en el fondo y una tapa de goma a la cabeza, la arena abrasiva puede ser aplicada sobre el interior de las paredes la cual lleva conectado un flujo de agua en spray de tal forma que se eliminan los residuos de cáscara y drene seguidamente por el fondo del cilindro.

PELADO DE TUBERCULOS • PELADO CON SODA CAUSTICA • Combinamos el efecto químico y golpe térmico con el fin de suavizar la piel y facilitar la salida de los denominados ojos de la papa. • La concentración de soda caústica en un pelado de este tipo para papas pequeñas y nuevas es del 5% a 82°C por un tiempo de 2.5 - 4 min. • Para papas grandes se usa una solución de 15 25% a 89 - 104°C de 5 - 7 min., con límites de cambio de acuerdo al tubérculo.

PELADO DE TUBERCULOS • PELADO A VAPOR • En este método las papas son expuestas a altas presiones de vapor por un corto tiempo que causa hidratación y cocinamiento del tejido superficial que ablanda y hace que se suelte la piel.

CORTADO DE TUBERCULOS • Puede realizarse mecánica o manualmente, mediante cortadoras que determinen el tamaño, tipo de corte y uniformidad. • Aquí mencionamos los espesores de papas en diversas formas :

CORTADO DE TUBERCULOS FORMA

Rebanadas o Slices

Cubos Paralilepipedos Cortes

TAMAÑO

0.5 a 0.6 cm. 0.5 a 1 cm. 0.5 x 0.5 x 6 a 8 cm.

1 x 1 6 a 8 cm. 0.5 a 1 cm.

CLASIFICACION DE HOJUELAS Y TIRAS • En esta etapa se eliminan pedazos pequeños o rotos de forma que se facilita la limpieza del aceite para las posteriores frituras.

LAVADO DE HOJUELAS Y TIRAS • Las papas clasificadas deben ser lavadas rápidamente en agua fría para remover todo el almidón de la superficie. • Esta operación es imprescindible pues de lo contrario el material se adheriría a la papa y causaría alteraciones para los procesos en adelante.

FRITURA DE HOJUELAS Y TIRAS • Se hace en aceite a una temperatura de 180°C y depende de la forma de la papa para estimar el tiempo aquí mencionamos algunos:

Características para conseguir frenchfries Características  Forma de los tubérculos

indicadores  Variedad  Tipo de suelo

 Tamaño de los tubérculos  Densidad de la plantación  Técnicas de cultivo  Variedad  Sólidos

 Fertilidad y riego correctos  Preparación del suelo  Plan de tratamientos

 Daños y Defectos

 Plan de tratamientos  Técnicas de cultivo  Manipulación de la cosecha Contenido en caliza activa (necrosis interna)

 Azucares reductores

 Técnicas de cultivo  Climatología Diferente respuesta a la temperatura de almacenaje según variedades

Tamaño Denominación Diámetro mm. Muy grande

> 90

Grande

65 - 90

Mediana

45 - 64

Pequeña

30 - 44

FRITURA DE HOJUELAS Y TIRAS FORMA Tiras Hojuela

TIEMPO 5 min. 3 min.

REPOSO DE HOJUELAS Y TIRAS YA FRITAS • En esta etapa el aceite va que queda en las hojuelas y tiras va a escurrirse quedando con una cantidad ínfima poco notoria.

Las variedades requeridas para frenchfries  Formato: Alargado y/o oblongo  Ojos: Superficiales  Materia Seca: Mayor al 20 %  Distribución de sólido: Uniforme  Resistente a : Mancha marrón, Corazón hueco, Verdeado, etc.

Parámetros de Calidad para elaborar frenchfries Uniformidad de tamaño Formatos alargados % de tubérculos >50 mm Nº de tubérculos > 50 mm 10 Kg. Contenido sólido (materia seca)  Distribución del solido en el interior del tuberculo.  Defectos/anomalías fisiológicas  Azúcares traslúcidos  Verdeo en >10 % de la superficie  Tubérculos enfermos  Daños porinsectos, cortes, magulladuras, etc.  Golpes  Azucares reductores