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Agronomía Tropical. 43(5-6): 287-303.1993

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD DE PAPAS DE LAS VARIEDADES Kennebec y Sebago EN RELACIÓN CON SU INDUSTRIALIZACIÓN

María González*; Rafael Carreño**


 *
Instituto Universitario Politécnico. Barquisimeto.

 ** Universidad Central de Venezuela. Instituto de Ciencia y 
Tecnología de Alimentos. Apdo. 21201. 
Caracas 1010. Venezuela.

RECIBIDO: agosto 15, 1991.


RESUMEN

Papas de las variedades Kennebec y Sebago producidas en Sanare, estado Lara, fueron sometidas a análisis físicos, químicos y bioquímicos para evaluar su calidad en relación a su aprovechamiento como materia prima para procesar. Los análisis fueron realizados por los métodos de la AOAC y AACC. Los resultados sugieren que la variedad Kennebec es más adecuada para la obtención de productos deshidratados ya que presentó mayor gravedad específica (1.0959); mayor contenido de sólidos totales, almidón y sustancias pépticas (25.78; 17.70 y 1.96% resp). La evaluación enzimática reveló la presencia de poli fenoloxidasas de mayor resistencia térmica en la variedad Sebago. La tirosina, sustrato de dichas enzimas también fue detectada en esa variedad, lo cual la hace suceptible a oscurecimientos enzimáticos. Los análisis amilográficos de las harinas liofilizadas sugieren que el producto de la variedad Sebago es recomendable para sopas, mientras que la harina de la variedad Kennebec puede usarse para elaborar purés. Las harinas dishidratadas en tambores, de ambas variedades pueden usarse en productos de panadería, debido a su baja retrogradación. El análisis de microscopia electrónica de ambos almidones permitió apreciar para esas variedades tres tipos de gránulos diferentes en cuanto a formas, tamaño y proporción en la cual se encuentran presentes.

INTRODUCCION

En Venezuela, la producción de papa aún con las variaciones en épocas de siembra y cosecha de acuerdo con las diferentes regiones del país permiten un suministro regular al mercado durante el año. Los déficits eventuales son cubiertos con importaciones. El estado Lara, es una de las zonas productoras de papas del país, en 1987 se cultivaron 7 228 ha con una producción de 93 964 t. Esta producción en su mayoría se destinó al consumo fresco. La capacidad de almacenamiento es insuficiente y la demanda para uso industrial es reducida, estos factores contribuyen a los niveles de pérdidas que son apreciables.

Tomando en cuenta el incremento en la producción de papas del país, el desconocimiento de las características físicas y químicas, así como el comportamiento de las diferentes variedades cultivadas durante el procesamiento; se planificó el presente trabajo con el fín de evaluar las variedades de papas Kennebec y Sebago producidas en Sanare, estado Lara, (1 294 msnm, tem-peratura promedio 18.5ºC).

La selección de papas como materia prima para un determinado proceso, es una situación comprometedora que requiere del conocimiento de las características físicas y químicas de las variedades y de su comportamiento respecto al procesamiento a que deben someterse según el producto deseado. Los factores de cultivo, tipo de suelo, uso de fertilizantes y condiciones climatológicas son factores que inciden directamente en las características físicas y químicas de los tubérculos y en el rendimiento de un determinado proceso de industrialización.

La variedad es un factor muy importante a considerar para seleccionar una papa que va a industrializarse, influyendo básicamente su gravedad específica, la cual está relacionada al contenido de materia seca. Condiciones ambientales, el uso de fertilizantes, condiciones de cultivo y otros factores de crecimiento pueden influir en la gravedad específica de la papa, (16).

ORDOÑEZ y LIMONGELLI (10), presentan un conjunto de condiciones generales requeridas en papas para la industria. Se citan entre otras: alto rendimiento en la producción del tubérculo, resistencia a enfermedades, buena calidad externa en cuanto a formas y tamaños uniformes, ojos superficiales, ausencia de enfermedades fisiológicas, composición química adecuada (alto contenido de materia seca lo cual influye en la textura de los productos elaborados, bajo contenido de azúcares reductores que afectan el color durante el procesamiento).

Por otra parte, se requiere además que los tubérculos sean fáciles de acondicionar después del almacenamiento, es decir, lograr condiciones antes del procesamiento que permitan la reconversión de azúcares a almidones para asegurar un mayor rendimiento del producto elaborado. Al obtener productos procesados, la calidad de éstos es función de diversos factores, pueden ocurrir cambios en la estructura que inducen alteraciones en las características de calidad.

MATERIALES Y METODOS

Las papas de las variedades Kennebec y Sebago fueron obtenidas de diferentes parcelas de la región de Sanare, durante los años 1987 y 1988. Para cada variedad se mezclaron los diferentes lotes y se hizo un muestreo al azar para la realización de los análisis inmediatos (humedad, gravedad específica, ácido ascórbico, análisis físicos). El resto de la muestra fué separada en dos partes y sometidas a liofilización y deshidratación por tambores para la realización de los análisis previstos.

Los análisis químicos realizados, se llevaron a cabo por diferentes métodos volumétricos y colorimétricos; según se citan a continuación:

Acido Ascórbico: método volumétrico del 2.6 diclorofenol indofenol (DFI), según CARREÑO et al, (2).

Azúcares Totales y Reductores: método volumétrico desarrollado por Hassid en 1963, con las modificaciones sugeridas por PADUA (11).

Calcio y Magnesio: titulación con EDTA descrito por CHRISTIAN (3), luego de tratar la muestra con ácidos nítrico y perclórico.

Sustancias Pécticas: método colorimétrico desarrollado por Mc Comb y Mc Cready, en 1952, descrito por JOSLYN (7), midiendo la absorbancia como ácido galacturónico a 520 nm y luego haciendo la conversión correspondiente a sustancias pécticas.

Polifenoles Totales: determinados como ácido tánico al medir absorbancias a 760 nm, de acuerdo al método citado por JOSLYN (7).

Almidón, Amilosa y Amilopectina: según el método del Iodo-Iodato, descrito por PEREZ (12), se leyeron absorbancias a 572 nm para el almidón y a 660 nm para la amilosa, la amilopectina se determinó por diferencia.

Azúcares: se identificaron mediante cromatografía de capa fina de acuerdo a LEWIS y SMITH (8).

Aminoácidos: se identificaron por cromatografía de capa fina bidimensional, según el método descrito por CHRISTIAN (3).

Actividades Enzimáticas: a diferentes condiciones de tiempo y temperatura se determinó la actividad de algunas enzimas, como Peroxidasa y Pectín esterasa según métodos descritos por CZYHRINCIW et al, (5); catalasa y amilasa, por WHITAKER y BERNHARD (18) y polifenol oxidasa, empleado por RIVERO (13).

Amilogramas: método AACC en 1977 citado por PEREZ (12), en un equipo amilógrafo Brabender Mod.30-570.

Gravedad Específica: determinado por la relación de pesos en el aire y sumergidos (7).

RESULTADOS Y DISCUSION

Los tubérculos de las variedades utilizadas, presentaron características similares en el color de la piel y pulpa (Cuadro 1). En la piel predominaron tonos amarillos (b >> 0), siendo "L" mayor para la variedad Sebago (L = 63.1) lo que indica que puede ser ligeramente más clara que la variedad Kennebec (L = 61.3). En cuanto a la pulpa, también predominaron los tonos amarillos, pero aparentemente la variedad Kennebec presentó mayor luminosidad (menor tendencia al oscurecimiento).

El menor número de ojos y de menor profundidad observados en la variedad Kennebec, son condiciones deseables para el procesamiento. Los resultados de los análisis químicos se presentan en el Cuadro 2, mostrando que la variedad Kennebec tiene mayor gravedad específica que la variedad Sebago (1.0959 y 1.0789 respectivamente), lo cual permite considerar a la primera de calidad culinaria buena de acuerdo con lo expresado por MONTALDO (9), mientras que la variedad Sebago es considerada regular.

 

CUADRO 1. Características de las papas variedades Kennebec y Sebago, cultivadas en Sanare (Edo. Lara).

Características

Variedades


-

Kennebec

Sebago

Tamaño

VariablePredominangrandes

VariablePredominanmedianas

Forma

Alargados

Alargados

-

Elípticos

Redondeados

Ojos

Escasos y poco profundos

Numerosos y poco profundos

Piel

Lisa# clara

Lisa# clara

Pulpa

Blanca

Blanca

Color de piel (UH)

-

-

* a

1.48

2.64

* b

25.95

26.10

* L

61.13

63.10

* L/b

2.36

2.42

-

-

-

Color de pulpa (UH)

-

-

* a

-2.18

-2.18

* b

9.16

8.43

* L

65.34

62.47

* L/b

7.10

7.41


UH: Unidades Hunter de color.
 

 

 

CUADRO 2. Composición de las papas variedades Kennebec y Sebago, cultivadas en Sanare (Edo. Lara)

`Kennebec'

Constituyente

1987

1988

1987

1988


Gravedad Espe-cífica

---

1.09

---

1.0789

Humedad (%)

77.05

74.22

81.95

80.11

Sólidos totales

22.95

25.78

18.05

19.89

Ac. Anhidrou-rónico (%)

2.612

1.308

1.708

1.205

Pectinas (%)

2.372

1.188

1.551

1.094

Almidón (%)

17.70

17.04

12.78

12.43

Amilosa (%)

2.30

2.67

1.76

2.09

Amilopectina (%)

15.4

14.37

11.02

10.43

Ac. Ascórbico(mg/100g)

22.3

21.8

23.0

22.8

Azúcares (% glucosa

-

-

-

-

- totales

0.139

0.557

0.191

0.410

- reductores

0.046

0.173

0.062

0.115

Ca + Mg(mg/100 g)

31.2

37.9

21.8

26.4

Polifenoles(mg Ac. Táni-co/100 g)

90.0

58.6

65.9

58.3


A mayor gravedad específica corresponde mayor contenido de sólidos totales y menor % de humedad, relación observada para la variedad Kennebec lo que sugiere que será más rendidora al procesar, para obtener productos deshidratados. El contenido de sustancias pécticas resultó mayor para la variedad Kennebec en los dos años evaluados. Este componente es importante por su influencia en la textura de productos procesados. La variedad Sebago contiene menos almidón en una proporción aproximada del 5% del producto fresco.

La cantidad de componentes minoritarios también lo señala TOMA et al, (17) y se ratifica en el Cuadro 2. El ácido ascórbico es importante desde el punto de vista nutricional; sin embargo, parte de esta vitamina debe perderse durante el procesamiento por su poca estabilidad. La papa se considera una fuente importante de vitamina C, a pesar de su bajo contenido; debido a la ingesta de cantidades apreciables del tubérculo en la dieta diaria y por la gran variedad de posibilidades de preparación para su consumo. SALVAT (14) refiere que las papas suministran más o menos un tercio de la vitamina C. En las variedades estudiadas los resultados están estrechamente relacionados, variando en un rango bastante reducido (21.8 - 23.0 mg/100g).

El contenido de azúcares totales y reductores es menor en la variedad Kennebec durante el año 1987, respecto a la variedad Sebago, lo cual no ocurrió durante el año 1988. Así mismo, para ambas variedades los resultados correspondientes a las muestras del año 1988 revelan mayores valores que aquellos obtenidos en el año 1987.

En cuanto a polifenoles y cationes divalentes (Ca y Mg) los resultados mostraron mayor proporción en la variedad Kennebec. En general los resultados obtenidos para la composición de las papas estudiadas concuerdan con los observados por diversos investigadores como BURTON (1); CONSIDINE y CONSIDINE (4); ORDOÑEZ y LIMONGELLI (10); INN (6); SCHWIMMER y BURR (15).

Por cromatografía de capa fina para azúcares; cada variedad presentó tres manchas, indicativas de tres componentes (Cuadro 3); dos correspondieron a sacarosa y glucosa de acuerdo a sus Rf y un tercer componente cuyo Rf no correspondió a ninguno de los estandares, sin embargo, de acuerdo a pruebas adicionales se pudo establecer que puede corresponder a ácido galacturónico. Una cuarta mancha bastante débil, presentó un Rf equivalente a la fructosa.

La presencia de aminoácidos se evaluó por cromatografía de capa fina bidimensional. Los valores de Rf obtenidos para las muestras se recogen en el Cuadro 4, donde además se identifican cada uno de los componentes. Puede apreciarse que ambas variedades presentaron aminoácidos comunes: lisina, ácido aspártico, ácido glutámico, alanina, valina y leucina; no obstante difirieron en la presencia de isoleucina en la variedad Kennebec, mientras que la variedad Sebago presentó tirosina y otro aminoácido no identificado. La tirosina es un compuesto que puede servir de sustrato a la enzima polifenol oxidasa y ocasionar reacciones de oscurecimiento irreversible durante el procesamiento de la papa afectando la calidad de los productos elaborados.

 

CUADRO 3. Análisis cualitativo de azúcares en papas de las variedades Kennebec y Sebago, cultivadas en Sanare (Edo. Lara); realizado por cromotografía de capa fina.

Variedad

Rf

-

Identificación


Kennebec

0.13

-

--------

-

0.32

-

Sacarosa

-

0.47

-

Glucosa

-

-

-

-

Sebago

0.13

-

--------

-

0.32

-

Sacarosa

-

0.47

-

Glucosa

-

--

-

-

Estándares

-

Rf

-

Sacarosa

-

0.31

-

Galactos

-

0.39

-

Glucosa

-

0.48

-

Fructosa

-

0.51

-

Arabinosa

-

0.59

-

Xilosa

-

0.73

-


Fase esatacionaria: Silica Gel G 60
Fase móvil: Acetona-Agua (9:1)
Revelador: Acido Sulfúrico 5%Calentamiento 100 oC/5 min
 

 

 

CUADRO 4. Identificación de los aminoácidos presentes en las papas `Kennebec' y `Sebago' producidas en Sanare (Edo. Lara), usando cromotografía de capa fina bidimensional.

Variedad

Componente

Fase Móvil

Identificación

Rf1

Rf2

-


Kennebec

1

0.088

0.023

Lisina

-

2

0.200

0.346

Ac. Aspártico

-

3

0.277

0.438

Ac. Glutámico

-

4

0.377

0.507

Alanina

-

5

0.454

0.653

Valina

-

6

0.553

0.738

Isoleucina

-

7

0.577

0.769

Leucina

Sebago

1

0.092

0.019

Lisina

-

2

0.200

0.346

Ac. Aspártico

-

3

0.285

0.431

Ac. Glutámico

-

4

0.377

0.508

Alanina

-

5

0.454

0.653

Valina

-

6

0.531

0.808

Tirosina

-

7

0.577

0.778

Leucina

-

8

0.631

0.885

S/identificar


Solvente 1: n-butanol: Ac. acético; Agua (4:1:1)
Solvente 2: n-propanol: agua (7:3).
 

A diferentes condiciones de tiempo y temperatura se determinó la actividad o presencia de diferentes enzimas en los extractos acuosos. Se obtuvieron los resultados presentados en el Cuadro 5, de acuerdo con los cuales solamente las enzimas amilasas continuaban activas después del calentamiento a 80oC durante 20 minutos. Unicamente las catalasas fueron inactivadas en igualdad de condiciones en las dos variedades de papas. Las peroxidasas y pectín esterasas en la variedad Sebago fueron inactivadas en condiciones menos severas de tiempo y/o temperatura, lo contrario ocurrió con la enzima polifenol oxidasa, que en la variedad Sebago fué más activa que en la variedad Kennebec; lo cual explica las reacciones de oscurecimiento en la pulpa de la variedad Sebago, ya que en ésta se encuentra presente la tirosina, sustrato de dicha enzima.

CUADRO 5. Regímenes de inactivación para algunas enzimas presentes en papas variedades Kennebec y Sebago. Cultivadas en Sanare (Edo. Lara).


Variedad

T
(oC)

t
(seg)

Peroxidasa

Pectín
Esterasa

Catalasa

Amilasa

Polifenol
Oxidasa


-

50

2

+

+

+

+

+

-

-

4

+

+

+

+

+

-

-

6

+

+

+

+

+

-

-

8

+

+

+

+

+

-

-

10

+

+

+

+

+

-

60

2

+

+

+

+

+

-

-

4

+

+

+

+

+

-

-

6

+

+

+

+

+

-

-

8

+

+

+

+

+

-

-

10

+

+

+

+

+

-

70

2

+

+

+

+

+

-

-

4

+

+

+

+

+

-

-

6

+

+

+

+

+

-

-

8

+

+

+

+

+

-

-

10

+

+

.

+

.

-

-

20

+

+

-

+

-

-

80

2

+

+

-

+

-

-

-

4

-

-

-

+

-

-

-

10

-

-

-

+

-

-

-

20

-

-

-

+

-

.

.

.

.

.

.

.

.

.

50

2

+

+

+

+

+

-

-

4

+

+

+

+

+

-

-

6

+

+

+

+

+

-

-

10

+

+

+

+

+

-

60

2

+

+

+

+

+

-

-

4

+

+

+

+

+

-

-

6

+

+

+

+

+

-

10

+

+

+

+

+

.

-

70

2

+

+

+

+

+

-

-

4

+

+

+

+

+

-

-

6

+

+

+

+

+

-

-

10

.

.

.

+

+

-

-

20

-

.

-

+

.

-

80

2

-

-

-

+

.

-

-

4

-

-

-

+

-

-

-

10

-

-

-

+

-


Se obtuvieron los amilogramas para las harinas de papas liofilizadas y deshidratadas en tambores rotatorios. Las características reológicas de ellas son diferentes por cuanto se sometieron a tratamientos distintos, los resultados de los parámetros evaluados en los mismos se resumen en el Cuadro 6. De estos resultados se deduce que la liofilización afectó más a la variedad Kennebec que a la Sebago porque desarrolló mayor viscosidad en frío. Se observa además que la deshidratación en tambores afectó los gránulos de almidón, en la variedad Kennebec aparentemente algunos gránulos quedaron íntegros y al gelatinizar aumentaron la viscosidad (~46oC), en cambio se puede considerar que la variedad Sebago presentó gelatinización total del almidón durante el proceso de deshidratación.

La tendencia a retrogradar de las harinas liofilizadas fué mayor para la variedad Sebago, quizás el procesamiento reduce el tamaño de las partículas. La harina de la variedad Sebago liofilizada fué ligeramente más consistente que la obtenida para la variedad Kennebec. Resultados similares pueden considerarse para las papas dishidratadas por tambores.

CUADRO 6. Características reológicas de las harinas deshidratadas y liofilizadas de papas variedades Kennebec y Sebago producidas en Sanare (estado Lara).


Parámetros Reológicos(Unidades Brabender)

`Kennebec'
Liofilizadas

`Kennebec'
Deshidratada

`Sebago'
Liofilizada

`Sebago'
Deshidratada


Viscosidad máxima (P)

985

100

320

260

Viscosidad a 90 oC

125

-

-

130

Viscosidad al final del calentamiento (10o/90oC) (H)

105

-

220

105

Viscosidad al final delenfriamiento (50 oC) (C)

40

-

260

15

Viscosidad después delreposo

Cto

-

240

180

Estabilidad (P-H)

880

100

120

155

Asentamiento (C-P)

-845

0

-60

-110

Consistencia (C-H)

35

0

40

45

-

-

-

-

-

Pesos de muestra (g)

50

40

40

50

Viscosidad Inicial

980

0

0

250

Temperatura de máxi-ma viscosidad (oC)

33

48

95

30


En cuanto a las aplicaciones de estas harinas, de acuerdo con el análisis de los amilogramas puede considerarse que la harina de la variedad Kennebec liofilizada puede utilizarse para la elaboración de puré por cuanto no requiere mucho calentamiento para desarrollar altas viscosidades. La harina de la variedad Sebago liofilizada podría usarse para sopas ya que fluidifica más en caliente. En general todas las muestras tienen baja retrogradación por lo cual es posible usarlas en productos de panadería y horneados. Puede inferirse que de la variedad Sebago deshidratada por tambores rotatorios se requeriría menor cantidad de muestra para lograr una viscosidad deseada.

De las papas crudas, se obtuvo almidón y se usó para el estudio morfométrico por microscopía electrónica de barrido. Las micrografías (Figura 1), permiten observar gránulos en tres tamaños y formas distintas, cuya proporción y dimensión es diferente para cada variedad (Cuadro 7).

 

FIGURA 1. Micrografías de los gránulos de almidón de papas variedades Kennebec(a) y Sebago(b), cultivadas en Sanare (Edo. Lara).
FIGURA 1. Micrografías de los gránulos de almidón de papas variedades Kennebec(a) y Sebago(b), cultivadas en Sanare (Edo. Lara).

 

 

CUADRO 7. Tamaño promedio de los gránulos de almidón en las papas variedades Kennebec y Sebago, cultivadas en Sanare (Edo. Lara).


Tipo y Formade Gránulo

Variedad


-

Kennebec

Sebago

Grande amorfo

38.57 x 24.29 µ

44.12 x 29.41 µ

-

-

-

Medianos Ovoidales

29 x 17.14 µ

26.27 x 17.65 µ

-

-

-

Pequeños Redondeados

15 µ

8.82 µ


Los gránulos más grandes, de forma lenticular amorfa son de mayor tamaño en la variedad Sebago. La proporción en que ellos se encuentran en la variedad Kennebec es menor con respecto a los otros tamaños, siendo aún menor en la variedad Sebago. El segundo grupo de gránulos de tamaño intermedio y forma ovoidal, aparentemente están en mayor proporción y son más largos en la variedad Sebago. Los gránulos más pequeños de forma redondeada, son de mayor dimensión en la variedad Kennebec, encontrándose en mayor cantidad en la variedad Sebago.

CONCLUSIONES

Se evaluó la calidad como materia prima, de papas variedades Kennebec y Sebago; cultivadas en Sanare, estado Lara durante la producción de 1987 y 1988, destacándose las siguientes conclusiones:

  1. Los tubérculos de las papas variedad Kennebec presentaron condiciones y composición más acordes con los requerimientos para la industrialización por cuanto resultó con mayor gravedad específica (1.0959), mayor contenido de sólidos totales (22.95 - 25.78%), mayor contenido de almidón (17.04 - 17.70%) y mayor contenido de sustancias pécticas (2.37 - 1.96%). Estos resultados sugieren mayor rendimiento industrial en la elaboración de productos deshidratados a partir de esta variedad.

  2. Las papas de la variedad Kennebec presentaron menor número de ojos y menos profundos, lo cual también es deseable para la industrialización; por cuanto se reducen las pérdidas de materia prima durante el proceso de pelado.

  3. La presencia de tirosina y polifenol oxidasa de mayor resistencia térmica en la variedad Sebago conducen a oscurecimiento irreversible que afecta el color de la pulpa durante el procesamiento.

  4. Los estudios amilográficos de las harinas de ambas variedades, deshidratadas en tambores rotatorios y por liofilización sugieren posibles usos industriales para estas papas sometidas a evaluación. Así, el producto liofilizado de la variedad Kennebec sería más conveniente para la elaboración de puré y el liofilizado de la variedad Sebago para la elaboración de sopas. De manera similar, los productos de ambas variedades obtenidas por deshidratación en tambores rotatorios, debido a su baja retrogradación serían recomendables para la elaboración de productos horneados y de panadería.

  5. En cuanto al estudio de los almidones, la microscopía electrónica, permitió apreciar para ambas variedades tres tipos de gránulos diferentes en cuanto a formas, tamaño y proporción en la cual se encuentran presentes, esto puede estar relacionado a las diferencias en su comportamiento reológico, por lo tanto se sugiere un estudio más detallado.

SUMMARY

In order to evaluate the quality of potatoes as raw material for processing, tubers of Kennebec and Sebago varieties produced in Sanare, Lara state, Venezuela, were subjeted to physical, chemical and biochemical analysis according to the AOAC and AACC methods. Results showed that potatoes of Kennebec variety were better to obtain dehydrated products because its had higher: specific gravity (1.0959), total solids (25.78%), starch (17.70%) and pectic substances (1.96%). Potatoes of Sebago variety had more activity for polyphenoloxidases and the presence of tyrosine, being more susceptible to enzymatic browning. The amilographic evaluation showed that the flours obtained by drum dried, from both varieties may be used in bakery products due to its low retrogradation, but the flours obtained by freezed dried indicated thar `Sebago' may be used in soup and `Kennebec' in puree. The electronic microscopic evaluation of the starch granules showed that both potatoes varieties had three types of granules related with its shape, size and proportion.

BIBLIOGRAFIA

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