UNIVERSIDAD NACIONAL MAYOR DE SAN MARCOSuniversidad de perú , decana de américa

FACULTAD DE QUÍMICA E INGENIERÍA QUÍMICAE.A.P DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

LABORATORIO : OSMODESHIDRATADO DE MANZANAPROFESOR : Ing. Oscar Crisóstomo Gordillo

ALUMNOS :

❏ ARONE CUIPA, ANABEL Cod: 12070210

❏ ESPINOZA BARRIENTOS, NATALIACod: 12070219

❏ LEON MONCADA, ALEXANDRACod: 12070250

1. INTRODUCCIÓNLa Deshidratación Osmótica (DO) es una técnica que aplicada a productos hortofrutícolas permite reducir su contenido de humedad (hasta un 50-60% en base húmeda) e incrementar el contenido de sólidos solubles. Si bien el producto obtenido no es estable para su conservación, su composición química permite obtener, después de un secado con aire caliente o una congelación, un producto final de buena calidad organoléptica. En fechas relativamente recientes la deshidratación osmótica ha cobrado gran interés debido a las bajas temperaturas de operación usadas (20-50 °C), lo cual evita el daño de productos termolábiles, además de reducir los costos de energía para el proceso. En la OD el producto es puesto en contacto con una solución concentrada de alcohol, sales y/o azúcares, estableciéndose una doble transferencia de materia: agua desde el producto hacia la solución -junto con sustancias naturales (azúcares, vitaminas, pigmentos)- y, en sentido opuesto, solutos de la solución hacia el frutihortícola. En consecuencia, el producto pierde agua (WL), gana sólidos solubles (SG) y reduce su volumen (VR). Actualmente se han desarrollado dos grandes modelos para el estudio y control de la deshidratación osmótica de vegetales: el fenomenológico y el microscópico estructural. Se seleccionó el primero para el presente estudioCon el fin de analizar la viabilidad de la obtención de muestras de manzana mínimamente procesados, el efecto de la deshidratación osmótica, a presión atmosférica (DO), sobre las propiedades mecánicas y la estabilidad de rodajas de manzana se analizó a lo largo del tratamiento.Los tratamientos se llevaron a cabo hasta alcanzar el Brix de equilibrio en las muestras. Esto causó una disminución en los valores de los parámetros mecánicos dependientes. Sin embargo, estos parámetros se conservan mejor durante el almacenamiento cuando la concentración de la muestra fue de

2. OBJETIVO2.1. Generales

● Analizar la viabilidad de la obtención de muestras de manzana Israel mínimamente procesados mediante un proceso de deshidratación osmótica.

2.2.Específico● Cálculo del tiempo y °Brix de equilibrio entre los sólidos solubles de la fruta y el jarabe.● Analizar las causas de la disminución de los valores de las variables dependientes

como humedad y pérdida de agua.● Determinar el rendimiento del proceso.

3. REVISIÓN DE LITERATURA3.1 Manzana

la olfatometría es la técnica que permite definir la calidad aromática(Maria Inmaculada et al (2013) . Primero se extraen los compuestos volátiles en la fruta , a continuación se separan en el tiempo por cromatografía de gases y por último se detecta su olor por medio de jueces entrenados gracias a esta técnica se han identificado los ésteres como responsables de sus principales olores a fruta en la manzana , los alcoholes que contribuyen al dulzor , los aldehídos y terpenos que proporcionan olores herbáceos o cítricos así como los ácidos que contribuyen al olor acre , a ácido o vinagre (anexo 2)

fig 1. composición nutricional de la manzana peruana fuente : http://composicionnutricional.com/alimentos/MANZANA-NACIONAL-PC-4

3.2 FUNDAMENTOS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA EN FRUTAS.

La Deshidratación Osmótica (DO) consiste en sumergir un producto alimenticio en una solución con una alta presión osmótica, lo cual crea un gradiente de potencial químico entre el agua contenida en el alimento y el agua en la solución, originando el flujo de agua desde el interior del producto, para igualar los potenciales químicos del agua en ambos lados de las membranas de las células del vegetal. Estas son semipermeables y permiten el paso del agua y muy poco el de soluto, produciéndose como efecto neto, la pérdida de agua por parte del producto (Lenart y Flink, 1984; Molano, Serna y Castaño, 1996).

3.2.1 Potencial químico del agua Es una expresión del nivel de energía química del agua, tal que la difusión neta del agua ocurre, desde un lugar de energía alta hacia uno de bajo potencial, cediendo de esta manera, energía a medida que fluye

Alberto Arriaga (1999) define el potencial hídrico como la energía libre por mol de agua , sin embargo para efectos del problema que nos ocupa diremos que la capacidad de desplazamiento del agua entre sistemas energéticamente distintos (uno con mayor y otro con menor energía libre ) es la esencia del movimiento del agua cuyo desplazamiento siempre será de mayor a menor energía libre .Los gradientes del potencial químico en un sistema conformado por una solución acuosa y la célula se deben frecuentemente a cinco factores que producen la fuerza impulsora de la difusión en el sistema (Salisbury y Ross, 1994; citados por Piedrahíta 1997). Según estos autores los cinco factores son: La concentración o actividad de las partículas de soluto en la célula; la temperatura del sistema y sus alrededores; la presión en el sistema; el efecto de los solutos sobre el potencial químico del solvente y la matriz. Esta última es la capacidad que tienen muchas superficies, como la pared celular, de absorber agua debido a la atracción eléctrica que sobre las moléculas de agua ejercen las proteínas y los polisacáridos. En una solución acuosa los componentes del potencial hídrico son: El llamado potencial de presión, causado por el incremento en la presión, y que es igual a la presión real en la parte del sistema que se considera, y el potencial osmótico (también llamado potencial de soluto), causado por la presencia de partículas de soluto. Debido a que el potencial de presión es una presión real, se llamará simplemente presion

3.2.2 CINÉTICA DE PÉRDIDA DE AGUA DURANTE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICASegún SOMENta 2008 Las cinéticas del proceso osmótico se evalúan mediante la determinación de los parámetros cinéticos siguientes:: ganancia de sólidos, SG ; pérdida de agua, WL ; pérdida de peso, WR ; contenido normalizado de humedad, NMC ; contenido normalizado de sólidos, NSC y la relación (pérdida de agua)-(ganancia de sólidos), WL/SG, para cada conjunto de condiciones de operación (tiempos de tratamiento , agitaciones solutos y concentraciones de las disoluciones) de acuerdo con las expresiones (1 ) a (5)

en donde M representa la masa total de la muestra, m la masa de sólidos en la muestra, Xel contenido de humedad y el subíndice cero hace referencia a las condiciones iniciales del proceso de deshidratación osmótica.

La determinación de los parámetros NMC y NSC permite obtener, mediante la aplicación del modelo propuesto por Hawkes y Flink (1978), los coeficientes de transferencia de materia para el agua, k w , y para los sólidos, ks. Este modelo muestra una dependencia no lineal entre los parámetros NMC y NSC y el tiempo de deshidratación osmótica :

donde t es el tiempo de deshidratación osmótica.

Dado que los procesos de transferencia de materia involucrados en la deshidratación osmótica son en estado no estacionario y , asumiendo que el mecanismo controlante es difusional (en el interior de la manzana ), una solución simplificada de la ley de Fick aplicada a tiempos cortos, tomando un solo término de la solución del desarrollo en serie, puede ser obtenida bajo determinadas condiciones (concentración inicial de componente uniforme en el interior de la muestra, coeficiente de difusión constante y muestra isotrópica) Relacionando las ecuaciones (6) y (7) con la segunda ley de Fick, aplicada a una geometría esférica puede establecerse una relación entre los coeficientes de transferencia de materia y el coeficiente de difusión efectivo

3.3 DESCRIPCIÓN DEL PROCESOLa osmodeshidratación es una técnica relativamente nueva y por eso su uso no está aún muy generalizado. Tiene ventajas respecto a la deshidratación convencional, tales como: Conserva más el sabor a fruta fresca, tiene mejor presentación, queda endulzada por lo que puede consumirse como golosina. Cualquier persona puede experimentar con pequeñas cantidades de fruta, de acuerdo con las instrucciones que se presentan a continuación en la figura N° 3

figura N° 3 proceso de deshidratación osmótica en las frutas fuente : Zapata y Castro ,1999 .

3.3.1 Preparación de la frutaLa fruta se lava, y puede trabajarse entera o en trozos. Si la piel de la fruta entera es muy gruesa y poco permeable, no permite una deshidratación rápida, en este caso se puede pelar o permeabilizar, disolviendo la cera natural con una sustancia apropiada o por escaldado. El escaldado disminuye la selectividad de las paredes de las células, acelerando la deshidratación (Camacho, 1994)

3.3.2 Preparación del jarabeSe toma por kg de fruta a deshidratar, 400 ml de agua y 600 g de azúcar (solución 60 % p/p). Colocando el recipiente a fuego lento agitando continuamente hasta cuando el azúcar se disuelva completamente, se retira el recipiente del fuego y se deja enfriar el jarabe

3.3.3 Deshidratación osmóticaSe Vierte el jarabe en un recipiente apropiado que puede ser de plástico, acero inoxidable o vidrio. Cualquier que sea el recipiente debe cerrarse herméticamente, evitando la presencia de aire en su interior. Luego se coloca en un lugar un poco por encima de la temperatura ambiente, agitando el recipiente periódicamente. Después de 6 horas (aproximadamente), vierta el contenido, con un cedazo, recoja el jarabe en otro recipiente y enjuague la fruta durante 4 segundos (máximo), deje escurrir la fruta durante 10 minutos

3.3.4 Procesos complementarios El proceso de osmodeshidratación se puede aplicar hasta niveles donde la fruta pierde cerca del 70 al 80% de su humedad, si se deja el tiempo suficiente de tratamiento. Los trozos, según

el grado de deshidratación alcanzado, se pueden someter a procesos complementarios que le darán mayor estabilidad hasta el punto de poderse someter a condiciones ambientales con un empaque adecuado (Camacho, 1994). Algunos de los procesos complementarios son la refrigeración, congelación, pasteurización, liofilización, secado con aire caliente, o a temperatura ambiente, adición de conservantes o empacado en vacío. La alternativa seleccionada depende de las posibilidades del procesador y de las necesidades de estabilidad en el producto final. Se ha encontrado que la deshidratación osmótica combinada con el secado en lecho fluidizado a alta temperatura genera productos de mejor calidad que los que se obtienen en el secador de lecho fluidizado solamente (Kim y Toledo, 1987).

3.3.5 Empaque el empaque debe ser de una película de baja permeabilidad al vapor de agua, que evite el ingreso de microorganismos, la cual puede ser basada en polipropileno o multicapa con aluminio, también se puede usar envases de vidrio pero siempre el producto debe poseer una carga microbiana muy baja y además complementar su conservación con almacenamiento refrigerado para evitar el desarrollo de hongos y levaduras (Camacho, 1994)

3.4 VARIABLES MÁS IMPORTANTES DEL PROCESO

La DO es un proceso de transferencia de masa, la disminución de la humedad (WL) y el aumento de sólidos (SG) dependen de la fuerza de flujo (Driving Force) y de la resistencia del producto, las cuales son afectadas por las siguientes variables (Maestrelli, 1997)

3.4.1 Materia Prima La fruta debe poseer estructura celular rígida o semi-rígida, que se pueda cortar en trozos como cubos, tiras o rodajas. Se observa gran variabilidad de los intercambios deazúcares/sales y agua, entre frutas y hortalizas. La variabilidad se presenta también entre especies de fruta y entre variedades de una misma especie (Maestrelli, 1997).

3.4.2 Tipo de solución osmótica El agente osmodeshidratante debe ser compatible con los alimentos como el azúcar de mesa (sacarosa), jarabes concentrados, como la miel de abejas o jarabes preparados a partir de azúcares. También se han utilizado jarabes de sacarosa – almidón, jarabes de azúcar invertido con glicerol o cloruro de calcio, jarabe de lactosa, jarabe de glucosa con glicerol o cloruro de calcio, jarabe de panela, entre muchos otros (Molano, Serna y Castaño, 1996). Según Camacho (1994), pueden utilizarse cloruro de sodio, etanol, Cloruro de calcio, etilenglicol, glicerol, fructosa, glucosa, sacarosa, todo dependerá de la disponibilidad y rentabilidad del soluto.

Se pueden lograr numerosas combinaciones para obtener el máximo WL, las mejores propiedades sensoriales, la mayor SG y el menor costo de la solución. Aumentando la masa molar de los solutos se obtiene baja SG y alta WL, disminuyendo la masa molar de los solutos (usando glucosa, fructosa y sorbitol) se obtiene aumento de SG, por mayor penetración de las moléculas (Maestrelli, 1997).

La posibilidad de que el soluto del jarabe entre en la fruta dependerá de la impermeabilidad de las membranas a este soluto. Por lo general los tejidos de las frutas no permiten el ingreso de sacarosa por el tamaño de esta molécula, aunque si pueden dejar salir de la fruta moléculas más sencillas como ciertos ácidos o aromas. En circunstancias como el aumento de temperatura por escaldado previo de las frutas, la baja agitación o calentamiento del sistema, se puede producir ingreso de sólidos hasta un 10% (Camacho, 1994).

La adición de NaCl aumenta la potencia de la deshidratación por el efecto sinérgico entre azúcar y sal. Durante la primera fase de ósmosis prevalece la deshidratación por efectos del azúcar, durante la segunda fase el azúcar es retirado, sustituyéndolo por la sal, la cual permite un bajo intercambio de agua. El efecto del azúcar es el de retirar agua e intervenir en el control del contenido salino del producto final (mucha deshidratación/reducido ingreso) (Maestrelli, 1997).

3.4.3 Concentración de la Solución Osmótica Palou, Argaíz y Welti (1993) evaluaron el efecto de la concentración de sacarosa en el jarabe (50, 60 y 70 % p/p) en un sistema estático con una relación fruta jarabe de 1:2, y de la circulación de un jarabe 60 % (p/p) con una relación de 1:20 para mantener constante la concentración, sobre los coeficientes disfuncionales (D) involucrados en la transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de placas infinitas de papaya. Los D se calcularon utilizando la segunda ley de Fick. La salida de agua (WL) en todos los casos presentó dos periodos de velocidad, mientras que la entrada de sólidos (SG), en términos de grados Brix presentó sólo uno. En general, los valores de D fueron mayores para WL que para SG, y se incrementaron conforme lo hizo la concentración del jarabe.

Recientemente ha sido demostrado que a bajas concentraciones en modelos de agar, la SG es mayor que la WL y la situación se llama de “impregnación”. A medida que aumenta la concentración de la solución osmótica, la SG alcanza su máximo valor antes de disminuir y volverse inferior al WL y la situación se llama de “deshidratación”. Niveles elevados de SG no permiten una elevada WL, a causa de la formación de una capa superficial de azúcar, inmediatamente comienza el proceso (Maestrelli, 1997)

3.4.4 Temperatura Los intercambios de masa aumentan al aumentar la temperatura, pero sobre los 45 °c se puede observar oscurecimiento enzimático y alteraciones del aroma .Altas temperaturas por ejemplo ,sobre los 60 °C modifican las características del tejido , favorecen la impregnación y por lo tanto la SG (Maestrelli, 1997).

Panadés et al. (1996) estudiaron a escala de laboratorio un modelo empírico para predecir la influencia de la temperatura (30 – 70ºC), el tiempo de exposición a presión atmosférica (5 105 min) y el número de ciclos (1 – 5) durante la deshidratación osmótica a vacío pulsante de guayaba, sobre la pérdida de peso (PL), la pérdida de agua (WL) y la ganancia de sólidos (SG)

solubles de la fruta. Se comprobó que los tres parámetros evaluados influyen significativamente en las PL y WL pero no en la SG de la fruta

Ronceros, Moyano y Kasahara (1995) realizaron un estudio sobre el efecto de la temperatura (25.35.45 °C) en la cinética de perdida de agua durante la deshidratación osmótica manzana en jarabe de sacarosa a 70ºBrix. Utilizaron rodajas con geometría plana y en condiciones de mínima resistencia difuncional externa. Se aplicó el modelo de Fick para el ajuste de los resultados experimentales, completándose con la metodología de Azuara (1992), para el cálculo de las condiciones de equilibrio. Encontraron que los coeficientes de difusión del agua en manzanas, variaron según la temperatura entre 3,07 *1011 m 2 /s y 5,41 * 1011 m 2 /s y fueron relacionados con la temperatura mediante una ecuación del tipo Arrhenius, graficando LnD vs 1/T, encontrando que la energía de activación aparente resultó ser de 5,38 Kcal/mol (22,53 Kj/mol), valor similar a losreportados en la literatura para otras frutas.

El proceso a alta temperatura corto tiempo, HTST (High Temperatura Short Time), por ejemplo 80°C por 3 minutos, combina el efecto osmótico con la inactivación enzimática. Pero en algunos productos pigmentados las elevadas temperaturas pueden ser problemáticas. Se ha observado que elevadas temperaturas permiten elevada WL sin modificar las SG, este fenómeno puede ser explicado por el efecto antagónico entre “transfer” WL/SG (Maestrelli, 1997).

3.3.5 La velocidad del jarabe con respecto al productoLos coeficientes de difusión D tanto para la WL como para la SG dependen del movimiento relativo que exista entre el jarabe y el producto a deshidratar, se ha encontrado que por medio de la circulación del jarabe, de concentración constante, el valor D para WL es aproximadamente 25 % mayor y 16 % menor para SG, en comparación con el proceso en el cual el jarabe es estático ( Palou, López, Argaíz y Welti, 1993)

3.3.6 La Presión de trabajoSegún la ecuación, a medida que aumenta la diferencia en presiones entre el interior y el exterior de la célula, también aumenta el potencial osmótico, y por ende la fuerza de flujo de salida de agua del producto. Por esta razón en frutas, la cinética del proceso dedeshidratación ocurre más rápidamente en condiciones de vacío que a presión atmosférica, lo que hace el proceso más eficiente y práctico, permitiendo el empleo de temperaturas de operación más bajas y la obtención de productos de mejor calidad. La Deshidratación Osmótica a presiones inferiores a la atmosférica, denominada Deshidratación Osmótica a Vacío Pulsante (DOV – P), consiste en sumergir la fruta en la disolución osmótica durante un período muy corto de tiempo, normalmente de 5 min (tiempo de pulso), hacer el vacío y luego restablecer la presión atmosférica a la que permanece el sistema durante un tiempo determinado (tiempo de exposición). El principalefecto del vacío es el incremento en la pérdida de peso principalmente en las primeras etapas del proceso de deshidratación osmótica, y a medida que transcurre el tiempo la ganancia de sólidos se empieza a hacer también significativa (Castro et al., 1997; Panadés et al., 1996).

3.3.7 Otros factores La utilización de soluciones muy concentradas favorece la WL, reduce la pérdidade componentes solubles (Ejemplo: ácido ascórbico), probablemente por efecto barrera del azúcar. Otra forma de evitar esta pérdida de componentes es la utilización una solución con sal y acidificación. Ha sido propuesta la combinación de dos fases: La primera que favorezca la WL con una solución concentrada con un soluto de alto peso molecular y la segunda fase con una solución que contenga solutos de interés para conservar las características del producto (Maestrelli, 1997).

La sobremaduración, el dióxido de azufre, el escaldado, la congelación, son fenómenos que favorecen la SG debido a que modifican la permeabilidad de los tejidos por desnaturalización de las membranas pecto celulósicas, incrementando la impregnación. Por ejemplo la papaya escaldada, presenta un aumento de SG, y permite obtener una reducción del 35-50% del tiempo para llegar a una cantidad de WL determinada (Maestrelli, 1997).

Un factor adicional que puede modificar el intercambio agua/sólidos es el pH del jarabe; La transferencia de masa aumenta con la disminución del pH a causa de la acidificación. Camacho y Díaz, 1997, citados por Maestrelli, 1997, han demostrado un aumento en la WL en la piña deshidratada en jarabe de sacarosa acidificado. El pH óptimo del agente osmótico depende también del tipo de fruta o vegetal, por ejemplo en la manzana la acidificación del jarabe produce un ablandamiento del tejido que es negativo.

La WL y la SG dependen en general, del tamaño y la geometría de los trozos de fruta y también de la relación fruta/jarabe. Entre más grande sean los trozos y menos área se exponga, menor será la WL y la SG. La baja relación fruta/jarabe, por ejemplo 1/5, permite mantener alta la concentración de la solución deshidratante durante la inmersión de la fruta y por lo tanto favorece mayores valores de WL y SG (Maestrelli, 1997).

4. MATERIALES Y MÉTODOS4.1. Materiales4.1.1. Materia Prima

- Manzana Israel4.1.2. Insumos

- Ácido cítrico- Ácido ascórbico- Metabisulfito de sodio- Azúcar- Sal- Lactato de Calcio

4.1.3. Equipos- Cocina industrial

4.1.4. Instrumentos- Refractómetro

- Cronómetro- Termómetro

4.1.5. Materiales de acero inoxidable- Ollas - Cucharas- Cucharones

4.1.6. Materiales de plástico- Baldes de 3 galones de capacidad- Tablas de picar- Recipientes- Cucharones

4.1.7. Materiales de limpieza y desinfección- Lejia Clorox- Lavavajillas- Paños Virutex- Jabon antibacterial- Alcohol en gel

4.2. Métodos4.2.1. Materia VegetalSe usaron frutos de manzana “Israel” en madurez fisiológica, cosechados en Huaral, Lima, Perú. Las manzanas fueron descorazonadas y cortadas en rodajas gruesas de 0.25, 0.50 y 0.75 mm de espesor.

4.2.2. Método de AntipardeamientoSe realizaron 18 tratamientos (Tabla N°1), en los cuales se varió el peso y espesor de la fruta, así como las soluciones en cuanto a las proporciones de las sustancias antioxidantes, inicialmente se realizó una inmersión en la solución de ácido cítrico y ácido ascórbico, seguido de otra en Metabisulfito de sodio, el tiempo de inmersión en cada solución fue de 5 minutos, al cabo del tiempo se escurren las muestras. 4.2.3. Los tratamientos osmóticosLos tratamientos osmóticos a presión atmosférica (DO) se llevaron a cabo para dirigir la concentración de sólidos de las muestras. Para cada tratamiento (Tabla N°2 ) se varió la composición del jarabe, en cuanto a las proporciones de agua, extracto de maíz morado, azúcar, sal, lactato de calcio y ácido cítrico. Las muestras se trataron durante el tiempo suficiente para llegar a los mismos o similares niveles de concentración de sólidos solubles tanto para la fruta como para el jarabe, esto se monitoreó en intervalos de 30 o 60 minutos hasta alcanzar el punto de equilibrio. Los tiempos de tratamiento se establecieron previamente en un estudio cinético. La proporción de la fruta:solución varía según tratamiento.

4.2.4. Análisis de contenido de humedad y sólidos solublesEl contenido de humedad se determinó mediante la pérdida de pesos al inicio y final del método. Los sólidos solubles se midieron en muestras homogeneizadas previamente con un refractómetro (Zeiss, Modelo ATAGO NAR-3T) tanto para la fruta como para el jarabe. Todas las muestras rodajadas se pesaron inicialmente, al paso del tiempo se evaluaron los sólidos solubles con ello se halló la ganancia de SS en fruta, dicho valor se sumó con el peso inicial de

fruta determinando así el peso después de la evaluación en este punto. De la misma manera se procedió hasta llegar al °Brix de equilibrio. Por consiguiente, se determinó el cambio de masa, pérdida de agua y ganancia de soluto, se hace referencia por unidad de masa de la muestra

inicial.

fig. N°5: valores de humedad de productos frescos y su correspondiente contenido de humedad residual.

fuente: http://www.gastronomiasolar.com/deshidratado-de-frutas-y-verduras/4.2.5. Análisis de rendimientoPara conocer los rendimientos de elaboración de osmodeshidratado de manzana, se debe tener conocimiento de las cantidades iniciales de manzana en rodajas y el peso de manzana rodajada después del tratamiento, cuando ya haya alcanzado el °Brix de equilibrio con respecto al jarabe, es por ello que se hace uso de la relación del peso final del producto obtenido sobre el peso inicial de manzana acondicionada.

%RENDIMIENTO= Peso finalPeso inicial

∗100 Ecuación de rendimiento

4.2.6. Análisis de CINÉTICA DE LA DESHIDRATACIÓNSe calculó la pérdida de peso y la ganancia de sólidos. La pérdida de agua se determinó gravimétricamente, y se realizó balance de masa para verificar la concordancia de las determinaciones. Los parámetros evaluados se expresaron de la siguiente forma:

WR: reducción o pérdida de peso [g.100 g–1 MF]WL: pérdida de agua [g agua.100 g–1MF]SG: ganancia de sólidos [g sólidos.100 g–1MF]en que:MF: muestra fresca inicial

La determinación de la pérdida de peso (WR), ganancia de sólidos (SG) y pérdida de agua (WL) se efectuó a través de la evaluación de las relaciones (1), (2), (3) y (4).

en que:

Wi= peso de la muestra inicial en gWt= peso de la muestra al tiempo t en gSSi= sólidos solubles iniciales (°Brix) expresados en g

sólidos.100 g-1MFSSt= sólidos solubles al tiempo t (°Brixt) expresados en gsólidos.100 g–1MFMi= humedad inicial expresada en g H2O.100 g–1MFMt= humedad al tiempo t expresada en g H2O.100 g–1MF

4.3. Metodología

Selección: se escoge frutas que no presenten daños externos y que estén firmes al palpar.Lavado : se sumerge la manzana en un baño de agua clorada. Las manzanas se lavan con agua clorada para remover cualquier materia extraña que pueda traer del campo.Descorazonado: para facilitar la extracción del corazón, dicha operación se hace con un "cilindro sacabocados".Rodajado: La manzana descorazonada se rebana en rodajas transversales de 0.25, 0.50 y 0.75 mm de espesor.Pesado: se realiza para tener en cuenta la cantidad inicial que se entra a la evaluaciónInmersión en solución antioxidante: Las rodajas de manzana se sumergen en soluciones para prevenir el pardeamiento enzimático, la primera conformada por ácido cítrico y ácido ascórbico durante 5 minutos, mientras que la segunda por Metabisulfito de sodio durante 5 minutos. Dichas soluciones se prepararon en un volumen de agua de 3000 mL y las proporciones se muestran en la tabla N°1.Se agrega ácido cítrico para regular el pH, sorbato de potasio para inhibir los microorganismos y bisulfito de sodio para conservar el color.Inmersión en almíbar: Los trozos se sumergen en una solución con las cantidades de insumos indicadas en la tabla N°2, a temperatura ambiente por un período suficiente hasta el final de la evaluación, °Brix de equilibrio. Se utilizan relaciones fruta: almíbar según los tratamientos y se tapa el producto para prevenir una posible contaminación por hongos. Escurrido: Se saca la fruta del recipiente de concentración y se extiende sobre una malla para remover el exceso de jarabe.Pesado: se realiza para tener en cuenta la cantidad final que se obtuvo después de la evaluaciónAlmacenamiento: Debe hacerse en lugares secos, con buena ventilación, sin exposición a la luz y sobre anaqueles.

Se seleccionan las frutas las cuales serán lavadas, desinfectadas, descorazonadas y rodajas, para luego ser inmersas en las soluciones antioxidantes.

Luego se preparan las 2 soluciones para el almíbar en base de extracto de maíz morado

Inmersión de las rodajas de manzana con el jarabe ( agua, extracto maíz morado, azúcar, lactato de calcio y ácido cítrico)

Inmersión del segundo grupo de manzanas con el jarabe ( agua, extracto de maíz, azúcar, sal y ácido cítrico)

Análisis de los °Brix del jarabe y la fruta en inmersión, tomadas por cada 30 minutos hasta que ambas lleguen al equilibrio.

Al día siguiente se volvió analizar los °Brix y finalmente se dio el escurrido y pesado.

FIGURA N°6 . Flujograma de las operaciones para la osmodeshidratación de manzana Israel

5. RESULTADOS Y DISCUSIONES

TABLA N°1. Proporción de los insumos para las soluciones de antipardeamiento en cada

tratamiento.

TABLA N°2. Datos de la composición de los jarabes para cada tratamiento.

TABLA N°3. Resultados de las variables respuesta

5.2 DISCUSIÓN DE RESULTADOS

Las curvas presentadas en el ANEXO 1 presentan un comportamiento típico del proceso de deshidratación osmótica. Se observa que la velocidad de pérdida de peso de la manzana es más acelerada en las primeras horas del experimento, lo cual está de acuerdo con lo planteado por Pereda O. et al. (1998), tendiendo a equilibrarse con el medio osmodeshidratante en el tiempo 24 horas aproximadamente, acentuándose una disminución en esta velocidad, a partir de las 7 horas y siendo prácticamente estable para las 10, 11 y 12 horas.

El parámetro más importante para estudiar el poder osmótico de los jarabes es el porcentaje de pérdida de peso de las manzanas. En la tabla 3, se observa que el jarabe con mayor poder osmótico es el del tratamiento 7. La composición de este jarabe no presenta lactato de calcio, entonces se puede aseverar que este menor rendimiento se debe a la ausencia de un conservador de turgencia, lo que va de la mano con lo propuesto según (LUNA-GUZMÁN; BARRET, 2000; SUUTARINEN et al., 2000) , la utilización de sales de calcio mostraron eficacia en la conservación de la textura de frutas, proporcionando mayor estabilidad de las pectinas, proteínas, ligninas y componentes estructurales de carbohidratos. La adición de cloruro de calcio y lactato de calcio combinados a la deshidratación osmótica resultan una alternativa para mantener la estructura de la fruta firme en productos de textura delicada como la del kiwi y otros.El aumento de sólidos solubles para la fruta (Tabla N°3) fue evidente en las muestras sometidas a la deshidratación osmótica. Este resultado era esperado debido a la transferencia de masa entre el soluto (ingreso de la sacarosa en la fruta) y el solvente (salida del agua del interior de la fruta) durante el proceso osmótico. Las muestra 6 con adición del cloruro de calcio (61.2 g) presentaron resultados semejantes a un 100% de rendimiento de las muestras sometidas a la deshidratación osmótica. Según Shigematsu et al. (2005) la asociación de la deshidratación osmótica con cloruro/lactato de calcio reduce el ingreso de la sacarosa en el interior del alimento significativamente. En el caso de los kiwis, ese comportamiento solamente fue observado después de 6 días de almacenaje, pero la reducción no fue significativa. Es necesario considerar que la porosidad del tejido vegetal, la concentración de las soluciones, la temperatura y el tiempo de inmersión son factores que influyen en el aumento de solutos.

Luego del proceso de deshidratación osmótica, los jarabes adquieren y conservan lascaracterísticas de aroma, color y sabor propios de la manzana lo cual esta de acuerdo con (Camacho, 1997, citado por Zapata Montoya, 1998). Sin embargo, existen desventajas en el proceso para la reutilización de estos jarabes, no obstante algunos autores como López B. (1986), recomiendan que este producto puede ser útil en otros procesos de osmodeshidratación, previa concentración, o para edulcorar otro tipo de productos como néctares, refrescos e incluso en la formulación y desarrollo de productos con alta concentración de sólidos como mermeladas, dulces, entre otros.Debido a la inmersión constante dentro del medio osmótico, no es necesario usar aditivos químicos para proteger el alimento contra la decoloración enzimática y oxidativa y los microorganismos lo cual lo hace un producto natural, planteamiento que está acorde con lo expuesto por (Camacho, 1997 citado por Zapata Montoya, 1998).

6. CONCLUSIONES

● El presente trabajo se realizó con la finalidad de darle continuidad a este tipo de investigaciones hasta conseguir estándares de calidad en las frutos osmodeshidratados, que garanticen y den pie a proyectos de gran escala e innovación en la industria de los alimentos.

ALGUNAS VENTAJAS QUE PRESENTA EL DESHIDRATADO SERIA :

❏ El agua que sale de la fruta al jarabe de temperatura ambiente y en estado líquido, evita las pérdidas de aromas propios de la fruta, los que si se volatilizarían o descompondria a las altas temperaturas que se emplean durante la operación de evaporación que se practica durante la concentración o deshidratación de la misma fruta mediante otras técnicas.

❏ La Ausencia de oxígeno en el interior de la masa de jarabe donde se halla la fruta, evita las correspondientes reacciones de oxidación (pardeamiento enzimático) que afectan directamente la apariencia del producto final.

❏ La deshidratación de la fruta sin romper células y sin poner en contacto los sustratos que favorecen el oscurecimiento químico, permite mantener una alta calidad al producto final. Es notoria la alta conservación de las características nutricionales propias de la fruta.

❏ La fruta obtenida conserva en alto grado sus características de color, sabor y aroma. Además, si se deja deshidratar suficiente tiempo es estable a temperatura ambiente (18 ºC) lo que la hace atractiva a varias industrias.

❏ La relativa baja actividad de agua del jarabe concentrado, no permite el fácil desarrollo de microorganismos que rápidamente atacan y dañan las frutas en condiciones ambientales.

❏ Esta técnica también presenta interesantes ventajas económicas, teniendo en cuenta la baja inversión inicial en equipos, cuando se trata de volúmenes pequeños a nivel de Planta piloto, donde solamente se requieren recipientes plásticos medianos, mano de obra no calificada, sin consumo de energía eléctrica y además los jarabes que se producen, pueden ser utilizados en la elaboración de yoghurts, néctares, etc.) a fin de aprovechar su poder edulcorante y contenido de aromas y sabores de la fruta osmodeshidratada.

❏ Por otra parte el uso de azúcar (sacarosa) o jarabes y melazas tan disponibles en nuestro medio rural, con la posibilidad de su reutilización bien sea en nuevos procesos o para edulcorar otros productos la hace una técnica interesante.

SUS DESVENTAJAS

● Una característica en la operación de inmersión de la fruta en el jarabe es la flotación. Esto es debido a la menor densidad de la fruta que tendrá 5 a 6 veces menos brix que el jarabe y además a los gases que esta puede tener ocluidos. Cuando se intenta sumergir toda la masa de fruta dentro del jarabe se forma un bloque compacto de trozos que impiden la circulación del jarabe a través de cada trozo, con lo que se obtiene la ósmosis parcial de la fruta.

● También se presentan inconvenientes con el manejo de los jarabes. Algunos de estos inconvenientes están relacionados con el almacenamiento de los altos volúmenes que se necesitan, su reutilización una vez se hayan concentrado de nuevo; el enturbiamiento que se genera por el desprendimiento de solutos y partículas de las frutas allí sumergidas; el riesgo de contaminación microbiana cuando ha descendido a niveles inferiores a 60°Bx; la resistencia de los microorganismos a los tratamientos térmicos higienizantes; la necesidad de conservar los jarabes almacenados bajo condiciones que eviten su fermentación, y si ya avanzó un poco esta contaminación puede transmitirse a la nueva fruta allí sumergida. Finalmente está la presencia de insectos que se puede generar en los sitios donde se manejan estos jarabes debido a la atracción que estos tienen por los aromas frutales que con el tiempo se pueden tornar difíciles de erradicar.

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❏ DISPONIBLE EN : http://www.scielo.br/pdf/cta/v28n1/35.pdf

8. ADICIONALESANEXO 1Gráficos : Brix vs Tiempo y Ganancia / perdida de Brix VS. tiempo

ANEXO 2 fuente :https://books.google.com.pe/books?id=fskmF1i7swMC&pg=PA21&dq=manzana&hl=es&sa=X&ei=BYqQVPmbCpG1sQSnsoC4DQ&ved=0CDAQ6AEwBA#v=onepage&q=manzana&f=false

ANEXO 3

Deshidratación: Secado por aire caliente

Fuente: http://web.udl.es/usuaris/w3511782/Procesos_e_instalaciones/13._Secado_files/Deshidratacion.pdf

ANEXO 4

fuente :unal.edu

ver animacion : http://www.virtual.unal.edu.co/cursos/agronomia/2006228/teoria/obfrudes/p3.htm