tecno ii liofilizacion
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TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS II
FA
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A
MSc. VICTORIA ANCASI
I. INTRODUCCIÒN
La lúcuma se cultiva en todo el norte y tiene una importancia
fundamental para las economías de muchos países en desarrollo.
En el caso del kiwi no es fruto neto de nuetro Peru es proveniente
de Chile .Los consumidores son cada vez más exientes por la
calidad de estos productos! nosolo por la calidad "ue tienen al ser
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LIOFILIZACIÓN DE KIWI Y LA
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empacados en orien! sino por la "ue presentan en
el momento de ser comprados! y más aún! al consumirse.
#na alternativa a los m$todos clásicos de conservaci%n es la
lio&lizaci%n. Este m$todo se 'asa en la deshidrataci%n 'a(o ultra
vacío! de un material previamente conelado! mediante la
su'limaci%n del hielo. )e realiza manteni$ndose los productos a
unatemperatura inferior a *+C y 'a(o una presi%n inferior a ,!-
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mm/. La lio&lizaci%n de productos 'iol%icos es el
me(or m$todo para la remoci%n delaua a &n de o'tener productos
de la más alta calidad comparada con otros tratamientos de
deshidrataci%n.
La lio&lizaci%n! es una alternativa de inter$s como m$todo de
conservaci%n de alimentos! la cual permite prolonar el tiempo de
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vida útil manteniendo sini&cativamente las
propiedades físicas y &sico"uímicas relacionadas con su calidad.
012E3450 6E7E89L.
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:. Evaluar la lio&lizaci%n del plátano como m$todo de
procesamiento! identi&cando las características &nales del
producto.;. 8econocer las etapas de la lio&lizaci%n.
012E3450) E)PEC<=4C0).
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:. Esta'lecer mediante análisis físicos y
oranol$pticos las características del producto.;. 9nalizar las venta(as y desventa(as del proceso y la calidad
del producto lio&lizadocomparándolo con el producto natural.
>. 8econocimiento del e"uipo lio&lizador
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
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II.1. LIOFILIZACIÓN
La lio&lizaci%n es un proceso por el cual el producto se conela
primero y lueo elhielo de la conelaci%n es eliminado por
su'limaci%n! por lo eneral en condiciones de 'a(a presi%n y temperatura. La su'limaci%n de(a luar a una capa porosa seca
"ue se retira continuamente durante el proceso. ?/anson! :@AB.
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Es un proceso de conservaci%n mediante su'limaci%n
utilizado con el &n de reducir las p$rdidas de los componentes
volátiles o termosensi'les. Es el más no'le proceso de
conservaci%n de productos 'iol%icos conocido! ya "ue (unta a los
dos m$todos más &a'les de conservaci%n! la conelaci%n y la
deshidrataci%n.
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)in conservantes o productos "uímicos! es el proceso
más adecuado para preservar c$lulas! enzimas! vacunas! virus!
levaduras! sueros! derivados sanuíneos! alas! así como frutas!
veetales! carnes! peces y alimentos en eneral. En este proceso
de secado los productos o'tenidos no se ven alterados en sus
propiedades y se rehidratan fácilmente. ?2. de 9lvarado ;**>B.
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La lio&lizaci%n es una operaci%n unitaria "ue consiste
en la eliminaci%n del aua de un producto por su'limaci%n del aua
li're desde la fase s%lida. ?1ar'osaCánovas! ;***.B.
II.2. PROCESO DE LIOFILIZACIÓNEl proceso de lio&lizaci%n se desarrolla en tres etapasD
II.2.1. E39P9) E L9 L40=4L4F9C4G7.
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)e realiza a temperaturas inferiores a la de
solidi&caci%n total! o sea! el producto de'e estar conelado a
temperaturas entre :* y :- HC por de'a(o de su temperatura
aut$ntica para evitar laformaci%n de coáulos de /;0.?)otomayor!
;***.B
a C!"#$%a&'(" '"'&'a% ! )*$&!"#$%a&'("+
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Es una operaci%n previa y o'liatoria. El tiempo
deduraci%n depende de varios factores como la cantidad!
concentraci%n ynaturaleza propia del producto. En líneas enerales
podemos decir "ue una conelaci%n adecuada es la 'ase de "ue
elproducto lio&lizado presente %ptimas condiciones de aspectos!
conservaci%n de sus propiedades oriinales y rápida rehidrataci%n.
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Es la fase "ue llea hasta la temperatura en la "ue el
material está completamente s%lido! "ue será inferior a *+C.
?)otomayor! ;***.B
, B S-,%'a&'(" ! /$0$&a&'(" )*'a*'a+
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Es la etapa en la "ue la mayor parte del aua li're
pasa a vapor. Los parámetros temperatura! presi%n y tiempo
pueden ser modi&cados independientemente pero están
íntimamente relacionados! no es posi'le modi&car! sin "ue se
afecten los otros! por lo "ue en todo momento de'en ser
considerados con(untamente y analizados sus efectos.
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La fase de su'limaci%n propiamente dicha! tam'i$n
llamada Idesecaci%n primariaI en la "ue se elimina alrededor del
@*J del aua. Lo "ue lleva al producto a una humedad del orden
del @*J. )e elimina el hielo li're.?)otomayor! ;***.B
&D$0!*&'(" ! /$0$&a&'(" 0$&-"/a*'a+
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)u misi%n es eliminar las últimas trazas de vapor de
aua! evaporando el aua no conelada liada al producto. )e lleva
aca'o a una temperatura inferior a la de desnaturalizaci%n del
producto y se lora una humedad &nal hasta valores inferiores al :
J.)in em'aro veremos "ue la lio&lizaci%n puedes ser tam'i$n
dividido en dos partesD
:. La conelaci%n del producto.
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;. La su'limaci%n del aua! vale decir! la evaporaci%n
del aua "ue se encuentra en el producto 'a(o la forma de hielo.
La fase de Idesorci%nI o Idesecaci%n secundariaI! "ue elimina el
:*J de aua liada restante. Con lo "ue se puede llear hasta
productos de una humedad del ;J. Esta fase consiste en una
vaporizaci%n a vacio! a una temperatura positiva de ;* a A*+C. .
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?)otomayor! ;***.B
II.. LA CONGELACIÓN
la conelaci%n es iual o aún más trascendente para el curso
exitoso de la lio&lizaci%n! ya "ue en esta etapa se crean las
condiciones "ue culminarán con un secado %ptimo y aún más! se
determina la calidad del producto seco. Conforme la temperatura
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desciende el aua se conela! se cristaliza! se
solidi&caK este cam'io de estado propicia ciertos cam'ios en el
sistema 'iol%ico "uepueden o no ser reversi'les! dependiendo
principalmente de la manera con la cual se lle% a la temperatura
de solidi&caci%n.?98497)E7! 2! :@B
Es tam'i$n importante "ue la temperatura lleue a un punto por
de'a(o de latemperatura de solidi&caci%n y se mantena ahí
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durante la lio&lizaci%n o cual"uier almacenamiento
intermedio.
El m$todo de conelamiento se escoe seún el producto mismo!
el curso de la temperatura de conelaci%n y el tipo de envase en
"ue se encuentra el producto. El punto de conelaci%n de un
alimento dado se de'e en ran parte! a la naturaleza de los
constituyentes solu'les y a la concentraci%n relativa de a"uellos!
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cuyas propiedades hacen descender el punto de
conelaci%n.?L9 /0F! LK )EL69) M! :@@B
E% )*!&$0! /$ &!"#$%a&'(" )-$/$ /''/'*0$ $" /!0 3a0$0+
:. =ormaci%n y crecimiento de cristales de hielo.
;. escenso de la temperatura hasta el punto eut$ctico del
producto! arantizándose cristalizaci%n completa.
Los resultados o'tenidos por la lio&lizaci%n son inNuidos
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considera'lemente por la velocidad con la "ue se
conelan.
El tamaOo de los cristales de&ne en ran medida la apariencia del
producto. #n preparado con cristales muy pe"ueOos tendrá una
vez seco! una apariencia mucho más clara "ue un producto "ue
tenía cristales más randes y "ue fue lentamente conelado?2. de
9lvarado ;**>B.
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II..1. C!"#$%a'$"4!0 %$"4!0
Llevarán "ue el aua contenida en el producto forme randes
cristales de hielo con formaci%n de estructuras relativamente
a'iertas despu$s del secado ?su'limaci%nB. 6randes cristales
?puntiaudosB! tam'i$n! pueden romper las mem'ranas celulares
de los productos.?C08059! ;**@B
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La temperatura deseada se alcanza en > a ; horas
?aparatos dom$sticos de lio&lizaci%nB.
Cristales randes! en su formaci%n causan ruptura de la
mem'rana o pared celular y estructuras internas.
9l re hidratar se presentan textura y sa'or diferente al oriinal.
9pariencia oscura del producto seco.
II..2. C!"#$%a'$"4!0 *5)'/!0
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Producirán cristales pe"ueOos "ue alomerados
di&cultarán el pasa(e y la retirada del vapor de aua! su'limándose
durante el secado.?C08059! ;**@B
La temperatura de los alimentos desciende aproximadamente
unos ;*+C en >* min
Cristales pe"ueOos
9l rehidratarse conservan textura y sa'or oriinal
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II.6. LA SUBLIMACIÓN
El cam'io de fase de s%lido a as o su'limaci%n! de'e realizarse en
condiciones de presi%n y temperatura menores a las del punto
triple ?punto en el "ue conviven los tres estados de la materiaB! ya
"ue por de'a(o de $ste no existe la fase lí"uida. En el caso del
aua el punto triple se encuentra a ,!- 3orr y *!** +C. Por
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e(emplo si se tiene aua conelada! al calentarla a
una presi%n menor a la de dicho punto el hielo su'lima.?L9 /0F! LK
)EL69) M! :@@B
La su'limaci%n del aua tiene luar por de'a(o del punto triple "ue
es el a"uel donde coexisten los tres estados físicos o lo "ue es lo
mismo! donde las tres fases se hallan en e"uili'rio. En la
Lio&lizaci%n de alimentos el pro'lema es más comple(o de'ido a la
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existencia de compuestos s%lidos y soluciones
lí"uidas de composici%n determinada! por lo "ue es necesario
operar de'a(o de la temperatura eut$ctica del producto. En el caso
del e"uili'rio de un s%lido con su vapor saturado! "ue varía su
presi%n con la temperatura! la curva se llama curva de su'limaci%n.
?2. de 9lvarado ;**>B.
II.6.1. C#859 E )#1L4M9C4G7
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Conelado el producto se inicia el proceso de la
su'limaci%n del aua mediante la transmisi%n de calor. El
suministro de calor al producto conelado se puede hacer por
conducci%n! radiaci%n fuente de microondas. ?2. de 9lvarado ;**>B.
9l comenzar el proceso! el hielo se su'lima de la super&cie del
producto! retrocediendo el nivel de su'limaci%n dentro de $l!
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teniendo entonces "ue pasar el vapor por capas ya
secas para salir del producto. El calor es re"uerido en las zonas
límites! punto en el cual el hielo pasa de la forma s%lida a la
aseosa. e'ido a la temperatura máxima admisi'le y a la
po'reconductividad t$rmica del producto! el radiente de
temperatura necesaria se hace siempre mayor! de'iendo cuidar de
no so'repasar la temperatura máxima admisi'le para el producto!
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a &n de no ocasionar daOos en $l y al mismo tiempo
evitar el desconelamiento. Para tener una lio&lizaci%n 'uena y
rápida es necesario poder controlar exactamente la temperatura
de las placas y tener la posi'ilidad de reular la presi%n total y
parcial del sistema.
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II.7. IMPORTANCIADE LA LIOFILIZACIÓN
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La lio&lizaci%n se ha mostrado como un m$todo
efectivo para ampliar la vida media de los alimentos y tiene dos
características importantesD
aB V'*4-a% a-0$"&'a /$ a'*$ /-*a"4$ $% )*!&$0a/!.Laausencia de aire y la 'a(a temperatura previene el deterioro
de'ido a la oxidaci%n o las modi&caciones del producto.
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'B S$&a/! a -"a 4$)$*a4-*a '"3$*'!* a %a
a,'$"4$+los productos "ue sedescomponen o sufren
cam'ios en su estructura! textura! apariencia! yQo aromas
como consecuencia de temperaturas altas! pueden secarse
'a(o vacío con un daOo mínimo! además reduce las p$rdidas
de calidad de'idas a las reacciones de pardeamiento
enzimático y no enzimático. ?L9 /0F! LK )EL69) M! :@@B
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II.8. PRODUCTO LIOFILIZADO
Los alimentos lio&lizados son hirosc%picos y suscepti'les de
oxidaci%n y deterioro 'a(o el Nu(o de la luz son muy porosos y se
reconstituyen en aua con ran rapidez. #n criterio eneral muy
importante es la rapidez de reconstituci%n. 9un"ue se conserva
escrupulosamente el aspecto! el aroma y la textura! si el
proceso de restauraci%n es demasiado lento resultará limitante
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como característica favora'le del consumo. Los
alimentos convenientemente lio&lizados &(an al reconstituirse
una cantidad de aua "ue se aproxima a su contenido oriinal
de modo "ue los constituyentes solu'les de las c$lulas vuelvan
a su estado primitivo. En condiciones medias las alimentos
lio&lizados empa"uetados adecuadamente ?proteidos del
oxíeno y el auaB y preparados seún las especi&caciones
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apropiadas! tienen una vida media de hasta dos
aOos en climas tropicales. Los costos de almacena(e y
distri'uci%n son 'a(os! su utilizaci%n es fácil y retienen
considera'lemente la calidad inicial atractivos "ue compensan
el aún elevado costo de tratamiento.?2. de 9lvarado ;**>B.
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III. M93E849LE) R MS300)
A. LOCALIZACIÓN
Los ensayos serán realizados en el La'oratorio de Control deCalidad ?0=934F9B E La =acultad de 4neniería en 4ndustrias 9limentarias. Pa'ell%n E#7CP. Ciudad #niversitaria
B. PREPARACIÓN DE LA MUESTRA
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)e utilizarán plátanos de la variedad seda o'tenida en el MercadoModelo de /uancayo 2unín.Los tratamientos se llevarán a ca'o usando plátanos en ; estados
distintos de maduraci%n.M: ?estado verdosoB! M; ?estado amarillentoB replicados en >ensayos para cada estado.
C. E9UIPOS Y MATERIALES
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E:-')!0
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BALANZA
ANALITICA
CONGELADORA
LIOFILOZADOR
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Ma4$*'a%$0
Placas Petri Pipetas 1alanza Cuchillo Papel aluminioD. PROCEDIMIENTO E;PERIMENTAL
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Recepcion de lamateria prima
Selecciòn
Limpieza yLavado
elado y
Cortado! enroda"a!
e!ado
ETAA I#
Con$elaciòn
ETAA II#
S%&limaciòn
ETAA III#
Eliminacion dea$%a
Empacado
e!ado delprod%cto 'nal
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iarama de Nu(o para lio&lizaci%n de fruta
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?kiwiB
EB ME4C407E) ETPE84ME739LE)
aB Peso)e midieron los pesos de las roda(as de kiwi y lúcuma previo y posterior al tratamiento de lio&lizado! para determinar la p$rdidade humedad del producto &nal.
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Apro(imadamente )*+ mm
,ltra con$elaci-n *./0C d%rante 1ora y
D%rante 2+3ora! de
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'B )%lidos solu'les
cB Color )e tom% el color de la cáscara del fruto para determinar su estado
de madurez! así como el color directamente a la pulpafresca y lio&lizada! utilizando un colorímetro.IV. 5. 8E)#L390) R 4)C#C407E)
,.:. 9nálisis entre los plátanos en estados frescos y lio&lizados
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aB PE)0
KIWIESPESOR
ESTADO4erde Medio Mad%ro
i 5 i 5 i 5 5mm 67022 879.8 $ /7+:6 87:9:
$/7+:0 87+89
$3mm /76+: 8792+ $ /7:28 8796) .72+: 870.0
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$ $
LÚCUMA
ESPESOR ESTADO4erde Medio Mad%roi 5 i 5 i 5
5mm :7+/. 87)89$
:7./+ 87/89$
:7+66 87:0+
3mm :7289 87000 +7820 8786+ +7:+9 07/82
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$
V. 54. 4)C#)407e acuerdo a lo "ue se o'servo en el la'oratorio teniendo en
cuenta tanto el espesor y el estado del producto! al terminar
la lio&lizaci%n se tuvo como resultado en el caso de la lúcuma
el espesor "ue nos dio me(or apariencia y resultado fue de
>mm en estado verde a diferencia de las otras muestras en
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el caso de kiwi el espesor "ue nos dio me(or
apariencia y resultado fue de -mm en estado maduro.
3eniendo en cuenta "ue cada producto posee diferente
composici%n y cantidad de aua por eso vario el espesor y
estado de madurez del producto cuando se termino de lio&lizar.
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En todo proceso de lio&lizaci%n resulta importante
conocer la relaci%n "ue existe entre la temperatura del hielo
y la presi%n parcial del vapor. ?)otomayor! ;***.B.)eúnD 4198F! 9. En la lio&lizaci%n comercial! los alimentos se
conelan eneralmente a temperaturas cercanas * >*+C!
manteni$ndose sin conelar de : al ,J de aua contenida en
el producto! las temperaturas para 'ayas durante la
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lio&lizaci%n son de >, a ,;C+! hasta llear a
una temperatura constante.
VI. 544. C07CL#)4U7
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• El espesor inNuye en el tiempo de
lio&lizaci%n así como tam'i$n de su aspecto despu$s
de ha'er sido lio&lizado.• La composici%n del alimento inNuye tam'i$n e el
aspecto &nal del producto lio&lizado así como en el
tiempo.• El me(or espesor para lio&lizar el kiwi es de - mm en
estado maduro
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• El me(or espesor para lio&lizar la
lúcuma es de >mm en estado verde• 5444. 8EC0ME79C407E)
• Evitar "ue el aceite de la 'om'a de lio&lizador
inrese a la cámara donde se esta lio&lizando ya
"ue esto daOara nuestros productos.• Conelar con anticipaci%n los productos a lio&lizar
para evitar "ue se desconelen rápidamente lo "ue
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producirá "ue se alarue el tiempo
de lio&lizaci%n.
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VII. 4T. 141L40689=V9
:. C/9M9880! 2.! 1. L9=#E73E! =. P4W969 y E. P84M0. :@;.
Ensayos comparativos de lio&lizaci%n y deshidrataci%n de
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veetales. 44. /a'as. 8ev. 9ro"uím. 3ecnol.
9lim.! :; ?;BD >*A>:,.;. 98497)E7! 2. X3ecnoloía de alimentosY. 4neniería industrial.
#niversidad 7acional 9raria La Molina. Lima. :@@.
>. 19810)9CZ7059)! 6.! 5E69ME8C90! /. Xeshidrataci%nde alimentosY. Editorial 9cri'ia. EspaOa. ;***.
,. C08059! C. XContenido de [caroteno y efecto in vitro de
los extractos del fruto lio&lizado de PassiNoramollisima
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?/.1.\B 1ailey ?3um'oB en el estr$s oxidativo
producido por :!:difenil;picrilhidrazilo ?PP/BY. #niversidad
Cat%lica )anta María. 9re"uipa. ;**@. .-. )030M9R08! P. X4nNuencia de los encapsulantes y las
temperaturas de secado en la calidad del camucamu
?Myrciariadu'iaB lio&lizadoY. #niversidad 7acional 9raria La
Molina. Lima. ;***.
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A. L9 /0F! LK )EL69) M. . 3ecnoloía de los
alimentos. 5olumen :. Componentes de los alimentos y
procesos! :@@.. 97F9L]9 9. La Evaluaci%n )ensorial de los 9limentos.
Editorial 9cri'ia ).9.! Faraoza EspaOa! :@,. httpDQQwww.la'oratoriodrfuentes.comQlio&lizados.html@. httpDQQes.slideshare.netQmeryfernandezromeroQe"uipode
lio&lizacion
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:*. httpDQQri.aro.u'a.arQ&lesQdownloadQtesisQmitaQ;*:>p
inofalconipaul.pdf ::. httpDQQwww.'uenastareas.comQensayosQLio&lizacionQ-;,>A.
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VIII. 97ET0)
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