Evaluación de métodos de conservación de nuez pecán [Carya illinoinensis (Wangenh.) K. Koch] y maximizado del proceso de obtención de aceite

Tesis para obtener el grado de Doctor en Ingeniería, Mención en Ciencia y Tecnología de Alimentos, de las Facultades de Ciencias de la Alimentación, Ciencias Agropecuarias e Ingeniería, Universidad Nacional de Entre Ríos, abril de 2023En Argentina se producen aproximadamente 3000 t de nuez pecán [Carya illinoinensis (Wangenh.) K. Koch], siendo Entre Ríos la principal provincia productora. Estos frutos se comercializan en el mercado interno y externo. Existen diferentes prácticas en cuanto al manejo poscosecha, dependiendo de los recursos e infraestructura con que cuentan los productores. A la fecha son escasos los estudios inherentes a cómo las prácticas de poscosecha afectan la calidad de la nuez pecán. En cuanto a su composición, estos frutos tienen un elevado contenido de lípidos, lo que posibilita la obtención de aceite. Esto es de interés para los productores ya que constituye una posibilidad de agregado de valor y una alternativa a la comercialización de nueces pecán con escaso valor comercial. Sin embargo, la presencia de ácidos grasos insaturados los hace susceptibles a reacciones de oxidación, reduciendo la vida útil de frutos y aceites. El objetivo de la Tesis Doctoral fue: Proporcionar a productores y PyMEs estrategias para la conservación de variedades de nuez pecán cultivadas en la provincia de Entre Ríos al menor coste; brindar información sobre el contenido y calidad de ácidos grasos presentes en las nueces y proponer un método de obtención y conservación de aceite aplicable a pequeños productores. Inicialmente se estudió la evolución de la calidad de la nuez pecán con cáscara en el almacenamiento durante 12 meses a 5 ± 1ºC y el uso de diferentes envases para el almacenamiento de nuez con cáscara a 5 ± 1ºC y 20 ± 1ºC. Al finalizar el almacenamiento las nueces tuvieron calidad aceptable, ya que los jueces expertos las calificaron con una aceptación global entre “Ni me gusta, ni me disgusta” y “Me gusta un poco”, destacándose los atributos “Dulce”, “Crujiente” y “Sabor típico”; aun cuando fue perceptible el sabor rancio y los frutos se fueron oscureciendo con el transcurrir del tiempo. Por su parte, las nueces envasadas en envases de poliolefina, especialmente en polietileno de 100 y polipropileno 30 y almacenadas a 5 ± 1°C conservaron mejor sus atributos de calidad. Además, con el fin de minimizar el uso de frío para reducir costes, se estudiaron distintas estrategias de conservación, tales como momento de pelado, envasado en atmósfera modificada (AM) y tiempo de almacenamiento. Las nueces conservadas por un mayor período de tiempo fueron las nueces peladas inmediatamente luego de la cosecha, envasadas en AM y almacenadas a 20 ± 1°C; o bien, las nueces conservadas con cáscara a 5 ± 1°C por un período de tiempo no superior a los 3 meses, luego peladas, envasadas en AM y almacenadas a 20 ± 1°C. En estas condiciones las nueces mantuvieron una calidad aceptable 180 d y 270 d, respectivamente. Cuando el período de tiempo entre la cosecha y el pelado superó los 3 meses las nueces mostraron pérdida de calidad, la que se puso de manifiesto por el incremento del índice de peróxidos, oscurecimiento de los frutos, aumento en la humedad, disminución de los sabores “Dulce” y “Típico” e incremento en los sabores “Rancio” y “Amargo”. Posteriormente se evaluó el contenido de aceite de diferentes variedades de nueces pecán y el perfil de ácidos grasos de aceites varietales. En el perfil de ácidos grasos se cuantificaron ácidos grasos saturados (entre 7,8 y 9,7%), monoinsaturados (entre 49,8 y 68,1%) y poliinsaturados (entre 23,6 y 40,7%). Las proporciones registradas de ácidos grasos, respecto del contenido total de lípidos, estuvieron comprendidas entre: 0,91±0,00% – 1,73±0,01% para el ácido linolénico; 22,56 ± 0,02% – 38,94 ± 0,02% para el ácido linoleico y 49,44 ± 0,01% – 67,71 ± 0,04% para el ácido oleico. En cuanto a la aceptabilidad la mayoría de los aceites fueron catalogados entre “Me gusta un poco” y “Me gusta moderadamente”. Los resultados mostraron que las variedades Desirable, Success, Starking, Cheyenne, Stuart, Mahan, Kernodle, INTA Delta 2 y Shoshoni tienen potencialidad para la obtención de aceite. En este sentido, se investigó la influencia de variables de proceso –tamaño de partícula, temperatura de prensado y humedad de la nuez triturada– en el rendimiento de obtención de aceite y en la calidad del mismo. Cuanto menor fue el tamaño de partícula en el prensado mayor fue la cantidad de aceite, alcanzando el máximo de 504,3 mL de aceite/kg de nuez, para tamaños de partícula menores a 1 mm. Las condiciones de la etapa de prensado que maximizaron el rendimiento de obtención de aceite y la calidad del mismo fueron 35°C y 5,5% de humedad. Finalmente se realizaron estudios sobre el efecto de la separación de finos a través de las etapas de decantación y centrifugación del aceite, además de la evolución de la calidad de aceites con y sin separación de finos durante el almacenamiento a 5 ± 1°C, 25 ± 1°C y 35 ± 1°C. Los aceites almacenados a 5 1°C con o sin las etapas de separación de finos y los conservados a 25 1°C sin las etapas de separación de finos; mantuvieron calidad aceptable durante 14 meses. Esta Tesis Doctoral, que proporciona información científica, constituye un aporte valioso de estrategias disponibles, para su adopción por parte de productores y PyMEs, en pos de preservar la calidad de sus productos por un mayor período de tiempo y al menor coste posible.In Argentina, approximately 3000 t of pecan nuts [Carya illinoinensis (Wangenh) K. Koch] are produced, with Entre Ríos being the main producing province. These fruits are commercialized in the internal and external market. There are different postharvest management practices, depending on the resources and infrastructure of the producers. There are few studies related to how postharvest practices affect the quality of pecans. Regarding its composition, these fruits have a high lipid content, which allows oil extraction. This is of interest to producers since it constitutes a possibility of adding value and an alternative to the commercialization of pecan nuts with limited commercial value. However, the presence of unsaturated fatty acids makes them susceptible to oxidation, reducing the shelf life of fruits and oils. The main objective of this Doctoral Thesis was to give producers and Small and Midsize Businesses (SMB) storage strategies of the conservation of different cultivars of pecan nuts grown in Entre Ríos at the lowest possible cost; to provide information about the content and quality of fatty acids present in nuts and suggest a useful method to obtain and conserve oil for small producers. Firstly, the evolution of the quality of in-shell pecans in storage for 12 months at 5 ± 1ºC and the use of different packagings for its storage at 5 ± 1ºC and 20 ± 1ºC were studied. At the end of storage, the nuts were rated with acceptable quality by a panel of trained judges with a global acceptance between "Neither like nor dislike" and "Like a little", highlighting the attributes "Sweet", "Crunchy" and "Typical flavor"; even when the rancid taste was noticeable and the fruit darkened during storage. The nuts that better preserved their quality attributes were those packed in polyolefin packages, especially in polyethylene with 100 thickness and polypropylene with 30 thickness, and stored at 5 ± 1°C. Furthermore, storage strategies were studied in order to minimize the use of refrigeration to reduce costs, such as, peeling time, modified atmosphere packaging (MA) and storage time. The nuts preserved for a longer period of time were shelled nuts immediately after harvest, packed in AM and stored at 20 ± 1°C; or in shell nuts preserved at 5 ± 1°C for a period not exceeding 3 months, then shelled, packed in AM and stored at 20 ± 1°C. Under these conditions, nuts conserved an acceptable quality for 180 days and 270 days, respectively. When the period of time between harvesting and shelling exceeded 3 months, pecans showed greater loss of quality, which was evidenced by the increase in the peroxide value, increase in humidity and darkening of the fruits. Additionally, a decrease in “Sweet” and “Typical” taste and an increase in “Rancid” and “Bitter” flavor, were perceptible. Also, the oil content of different varieties of pecan nuts and the fatty acid profile of varietal pecans oils were evaluated. The study found saturated (between 7.8 and 9.7%), monounsaturated (between 49.8 and 68.1%) and polyunsaturated (between 23.6 and 40.7%) fatty acids. Regarding the total lipid content, the results indicated linolenic acid (0.91 ± 0.00% - 1.73 ± 0.01%), linoleic acid (22.56 ± 0.02% – 38.94 ± 0.02%) and oleic acid (49.44 ± 0.01% – 67.71 ± 0.04%). In terms of acceptability, most oils were rated between "Like a little" and "Like moderately". The research carried out showed that Desirable, Success, Starking, Cheyenne, Stuart, Mahan, Kernodle, INTA Delta 2 and Shoshoni varieties have potential conditions for oil production. Related to this, the influence of process variables –particle size, pressing temperature and humidity of the crushed nut– on the yield of oil production and its quality, was evaluated. When the particle size in the pressing was smaller, more oil was obtained, reaching the maximum of 504.3 mL of oil/kg of nut, for particle sizes less than 1 mm. The conditions of the pressing stage that maximized the yield and quality of oil of obtaining were 35°C and 5.5% humidity. Finally, studies were carried out on the effect of the separation of fines throughout the stages of decantation and centrifugation of the oils, in addition to the quality evolution of oils with and without separation of fines during storage at 5 ± 1°C, 25 ± 1°C and 35 ± 1°C. Oils stored at 51°C with and without the separation of fines, and those stored at 25 ± 1°C without the separation of fines, maintained an acceptable quality for 14 months. This Doctoral Thesis, which provides scientific information, constitutes a useful contribution of available strategies for producers and SMB to adopt, in order to preserve the quality of their products for a longer period of time and at the lowest possible cost.EEA ConcordiaFil: Panozzo, Marina Graciela. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Estación Experimental Agropecuaria Concordia; Argentin