UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA DE LA SELVA
FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
Departamento Académico Académico de Ciencia, Tecnolo!a Tecnolo!a e Inenier!a Inenier!a de alimento"
DES#IDRATACION OSMOTICA
CURSO
$ INGENIERIA DE LOS ALIMENTOS II%
DOCENTE
$ In% &olanda &olanda Ramire' Tr()illo
ALUMNOS
$ Mano"al*a Marin, +o"e L(i" Sin Le*ea(, L(i" Da*id Soto A"t((aman, A"t((aman, Ro-al Villa.(erte" Flore", +oel%
CICLO
$ /012 3 I
Tino Mar!a 3 4er5
I%
INTRODUCCION%
La deshidratación osmótica es una técnica que, aplicada a productos frutales y hortícolas, permite reducir su contenido de humedad hasta un 50-6 50-60% 0% e incr increm emen enta tarr el cont conten enid ido o de sóli sólido doss solu solubl bles es.. i bien bien el producto obtenido no es estable para su conser!ación, su composición química permite obtener, después de un secado con aire caliente o tempe temperat ratura ura fría, fría, un produc producto to final final de buena buena calida calidad d or"ano or"anolép léptic tica. a. #ediante esta técnica, la fruta es puesta en contacto con una solución conc concen entr trad ada a de sale saless ó a$c a$car ares es,, esta establ blec ecié iénd ndos ose e una una dobl doble e transf transfere erenci ncia& a& a"ua a"ua desde desde el produc producto to hacia hacia la soluc solución ión,, 'unto 'unto con sustan sustancia ciass natura naturales les (a$ca (a$cares res,, !itami !itaminas nas,, pi"men pi"mentos tos)) y en sentid sentido o opue opuest sto, o, solu soluto toss de la solu soluci ción ón haci hacia a la frut fruta. a. *n cons consec ecue uenc ncia ia el producto pierde a"ua y "ana sólidos solubles (pia$$i et al., +00). l"unos factores como la naturale$a del alimento a deshidratar, deshidratar, tamao del alimento, solución osmó- tica utili$ada, condiciones de operación, tratamiento pre!io al proceso de deshidratación (escaldado), pueden influir en el tiempo necesario para que el producto alcance el equilibrio osmótico con la solución osmoacti!a (*spinosa et al., +006).
II%
O6+ETIVOS%
*l ob'eti!o de este traba'o fue estudiar y modelar la cinética de proceso de la deshidratación osmótica de la papaya papaya y e!aluar la influencia influencia de la conc concen entr trac ació ión n y temp temper erat atur ura a de la solu soluci ción ón sobr sobre e la ciné cinétitica ca de transferencia de materia (a"ua y solutos).
II III% I%
REVIS EVISIO ION N 6I6L 6I6LIO IOGR GRA AFICA FICA$$
7%1% 4A4A&A% La papaya es considerada una fruta e/quisita, tanto desde el punto de !ista nutriti!o como or"anoléptico. *n su composición destaca su rico contenido en !itamina y . dem1s aporta fibra, la cu1l me'ora el transito intestinal. *l contenido proteico es relati!amente ba'o y también lo es su contenido en "rasas, lo que la hace una fruta muy aconse'able para personas con problemas circulatorios. *sta fruta contiene una en$ima di"esti!a conocida como papaína, la cu1l ayuda a di"erir las proteínas, lo que la con!ierte en un "ran di"esti!o. dem1s también se e/trae un alcaloide denominado carpaína, utili$ado como acti!ador cardíaco. La papaya se consume principalmente como fruta fresca, adem1s de utili$arse para preparar batidos, mermeladas y como fruta en almíbar. Las papayas se pueden encontrar en el mercado con distintas tonalidades de piel, que !an desde el amarillo hasta el naran'a. u pulpa puede ser de un color naran'a hasta tonalidades casi ro'as.
7%1%/% CLASIFICACION TA8ONOMICA% 2*34 L47* 89 2*:4 72;*9:47 8*2<:=::4 *2#7;37 <:=::4 #>4L:;37:4 L* #>4L:7* 89 L* <:LL*44::<* 2<*4 =:LL* 89 2<*4 2:4::4** ?#:L: 2:** >*4*2 2: **:* 2: 3 L:44 ?uente& mederos (@@).
7%1%7% DESCRI4CION 6OTANICA% La papaya es una planta herb1cea de crecimiento relati!amente r1pido y de !ida corta (no interesa comercialmente tenerlo culti!ado m1s de A aos porque comien$a a disminuir su producción). 7iene
un tallo erecto con una coloración que !a desde el !erde claro, en la pro/imidad del 1pice al !erde "ris1ceo en el resto de su lon"itud. Las ho'as son palmatilobuladas y se presentan dispuestas en espiral a lo lar"o del tallo. *n la $ona terminal se presenta las ho'as tiernas y en la parte inferior ho'as !ie'as y secas que se caen a medida que la planta crece. *l sistema radicular es pi!otante con una raí$ principal bastante desarrollada, mientras que las raíces secundarias son fle/ibles y se locali$an en los primeros A0 cm del suelo. *l fruto es una baya cuya forma !a a depender del tipo de flor que lo ori"ina. 4ormalmente, los frutos femeninos son m1s redondeados, mientras que los hermafroditas suelen tener una forma m1s piriforme ó cilíndrica. *n el culti!o de la papaya hay tres tipos de plantas, dependiendo de su estado se/ual, el cu1l se determina con la primera flor. La planta femenina (sólo flores femeninas), la m asculina (flores predominantemente masculinas) y hermafroditas (tiene ambos se/os en la misma flor).
7%1%9%
COM4OSICION :UIMICA DE LA 4ARTE COMESTI6LE DEL FRUTO;100< A(a @0 4rote!na" 0.5 Gra"a" 0. car=oidrato" B. Fi=ra 0.B Ceni'a" 0.5 OTROS COM4ONENTES;m< Calcio +5 Fo".oro + #ierro 0.A tiamina 0.0A ri*o.la*ina 0.0+ niacina 0.A Vitamina A C00 8: >cido a"c?r=ico 0.C5 calor!a" A0
COM4OCICION FISICA & :UIMICA DE LA 4A4A&A%
7%/% ACTIVIDAD DE AGUA EN LOS ALIMENTOS% ;*?7*L (@BD), refiere que el sistema m1s f1cil para para tener una medida de la mayor o menor disponibilidad del a"ua en los di!ersos alimentos es la acti!idad de a"ua (E), definida por el descenso de la presión parcial del !apor de a"ua.
9*4*?:: <* L 3 "ili$a cicatriciones *liminan los paracitos que se e/ternas e internas
instalan en el intestino y calma la
?acilita la di"estión, así
diarrea. #e'ora el ritmo cardiaco
como el buen funcionamiento del hí"ado y p1ncreas.
9<8: (@BD), indica que la acti!idad de a"ua (E) determina el "rado de interacción del a"ua con los dem1s constituyentes de los alimentos, y en una medida indirecta del a"ua disponible para lle!ar a cabo las diferentes reacciones a las que est1n su'etas.
7%7% ISOTERMAS DE #UMEDAD% 722* (@@), reporta que la isoterma de humedad de un alimento es la representación "r1fica o analítica de los !alores de su E en función de su contenido de humedad. La comple'idad de esta cur!a es un manifestación directa de los !arios mecanismos por los cuales la molécula de a"ua interacciona con el resto de las moléculas presentes en el alimento (proteínas, polisac1ridos, a$ucares sales, !itaminas y otros) #433 (@@), menciona que los !alores de humedad de equilibrio del alimento
de humedad intermedia, pueden ser
a'ustados al modelo de isotermas de sorcion de >u""enhein, rderson y de 9oer (>..9)&
E H;8 F Lf I E+ J 9etIE E F acti!idad de a"ua ;8 F humedad de equilibrio en base seca Lf, 9et, >am 9*L:7*G
(@BB)
F par1metros ,menciona
que
la
isoterma
de
absorción
correspondiente a un proceso de desecación, ocupa una posición al"o mas alta que la absorción, de decisi!a importancia para la conser!ación de los alimentos susceptibles de tomar humedad.
7%9% ALIMENTOS DE #UMEDAD INTERMEDIA% 722* (@@), sostiene que los alimentos de humedad intermedia (;:) pueden ser definidos como productos microbiolo"icamente estables a temperatura ambiente y de suficiente plasticidad como para que pueda ser consumidos sin necesidad de rehidratación en "eneral posee una acti!idad de a"ua entre 0.65 y 0.B5 y contiene entre 5 y A0% de humedad. 9:> et al(@C@),citado por #433(@@+), reporta que en los ltimos aos se ha obser!ado un reno!ado interés por los alimentos conser!ados por reducción de acti!idad acuosa(E) y adición de al"unos casos, de ciertos a"entes antimicrobianos específicos. *stos productos se han dado de llamar alimentos de humedad intermedia (;:) pues pueden in"erirse sin pre!ia rehidratación y, a pesar de ello son estables sin necesidad de refri"eración esterili$ación. 7ípicamente la humedad de estos alimentos oscila entre el +0 y 50% y su acti!idad acuosa entre 0.6 y 0.@+.
92=*2#4 (@B0), afirma que la estabilidad m1/ima de los alimentos se obser!a a ni!eles de humedad intermedia. L98G et al (@B0), citado por #433 (@@+), refiere que los alimentos de humedad intermedia con un contenido de +0 a D0% de humedad, se locali$a dentro de la
isoterma adsorcion, a una E
superior a 0.5.
7%2% DES#IDRATACION 4OR OSMOSIS% :47> et al (@66) ,mencionado por ?L2* (@CC) ,menciona que el proceso de osmosis puede ser usado para remo!er a"ua de una solución diluida contenido dentro de una membrana semipermeable, rodeando esta, con una solución m1s concentrada. *l a"ua difunde a tra!és de la membrana desde la solución diluida hacia la concentrada hasta alcan$ar un equilibrio en la concentración. *l principio puede aplicarse a cualquier tipo de te'ido animal o !e"etal, que puede ser sumer"ido en soluciones concentradas de a$car o sal. La transferencia de a"ua por osmosis es aplicable a peda$os de fruta, dado que ellos contienen a$ucares y otros solutos en soluciones diluidas, y la estructura de su superficie celular acta como una eficiente membrana semipermeable. umer"iendo peda$os de fruta en soluciones concentrados de a$car, el a"ua puede ser e/traída en m1s del 50% del peso ori"inal de la fruta, :47> et al (@66).
K#:*44 y K99*2(@CC), menciona que las concentraciones altas de a$car
e'erce un efecto inhibidor en el crecimiento de muchos
microor"anismos , efecto que se debe casi por completo a la disminución de la acti!idad acuosa por las altas presiones osmóticas.
L*2:* et al (@CC), define la deshidratación por osmosis como proceso de remoción de a"ua el cual esta basado en colocar el alimento (pie$a de fruta o !e"etal) en una solución tiene una alta presión osmótica y, por lo tanto una ba'a acti!idad de a"ua, sur"e una fuer$a impulsadota entre la solución y el alimento, actuando la pared celular como una membrana semipermeable. omo el alimento es solo parcialmente selecti!a, siempre e/iste una filtración de soluto desde la solución al alimento y !ice!ersa siendo la deshidratación por osmosis por lo tanto un proceso de difusión simultanea de a"ua y soluto. G8#>22#82<: y L8:4 (A@), destaca que. *l equilibrio osmotico se alcan$a cuando la presión de ambos lado de la membrana se i"uala. 92*84<23 y L#:# (@@0), seala que el flu'o osmotico es un fenómeno natural causado por el a"ua al interior alcan$ar un equilibrio (concentraciones apro/imadamente i"uales) en
ambos lados de la
membrana. 7ermodin1micamente se alcan$a el equilibrio cuando se i"ualan las fu"as molares parciales de a"ua en cada lado de las membranas. ?L2* (@CC) , citado por M4;*G (AC), indica que para una adecuada deshidratación por osmosis los tro$os de fruta blanqueados, deben ser inmersos en una solución a$ucarada con concentraciones superiores ha los 50N9ri/ terminando proceso de secado se en'ua"a los tro$os de fruta en a"ua fría por +5 a A0 se"undos, como recomienda ?2O y LG2(@6@), para eliminar la película residual de 'arabe.
7%@% CONFITADO% G4;*G(AB),
menciona que el proceso de confitado consiste
esencialmente en inprenar lentamente a la fruta con 'arabes hasta que la concentración de a$car en la ruta sea suficiente para e!itar alteraciones microbioló"icas por eso la conser!ación se consi"ue
mediante la inmersión de 'arabes muy concentrados consi"uiendo que la fruta confitada ten"a una consistencia.
7%% VENTA+AS DE LA DES#IDRATACIBN 4OR OSMOSIS% e"n :47> et al (@66) citado por ?L2* (@CC), son las si"uientes& a. las frutas deshidratadas por osmosis no est1n su'etas a altas temperaturas, durante periodos lar"os de tiempo, por lo tanto el dao producido en el color y sabor es minimi$ado. b. utili$1ndose a$car en forma sólida, o 'arabe como a"ente osmotico se pre!iene muchas de las pérdidas del sabor de la fruta como ocurre comn mente con otros métodos de secado. c. la alta concentración de a$car que lo rodea los peda$os de fruta, pre!iene la decoloración de esta por o/idación en$im1tico. por lo tanto puede obtenerse un buen color en el producto seco, aun sin nin"n tratamiento químico tal como el sulfitado. d. omo el a"ua es remo!ida por osmosis, al"o del acido de la fruta sale 'unto con ella. *sta disminución en el contenido del acido, combinado con la cantidad de a$car adicionado ha la fruta por el bao osmotico, produce un producto mas blando y dulce que el obtenido por otros metodos de secado.
7%% DESVENTA+AS DE LA DES#IDRATACIBN 4OR OSMOSIS% 47:4> *7 L (@66), citado por flores (@CC), menciona las si"uientes& .-el decremento en acide$, qui$1s pueda ser una des!enta'a en ciertos productos. i esto es el caso, la acide$ puede ser mantenida por adición de 1cido a la fruta en 'arabe. 9.-el residuo de a$car que queda en la superficie de los productos después del secado osmótico puede ser indeseable. *ste puede ser reducido mediante un li"ero en'ua"ue con a"ua al finali$ar la osmosis. c. las frutas tratadas con a$car o 'arabe que han sido secadas a contenidos
ba'os
de
humedad,
mostraron
una
tendencia
al
enranciamiento después de !arias semanas de almacenamiento a temperatura ambiente. *sto qui$1s, fue causado por la "ran retención de aceites esenciales en la fruta tratada, pudiendo ser necesario adicionar un antio/idante. 2OL4< et al mencionado por 47:4> (@66), mostró que la rancide$ en !arios productos fue mayor a contenidos ba'os de humedad que a altos. d. el costo del secado osmótico combinado con aire o al !ació es m1s caro que estos ltimos solos, pero es mucho menos caro que el liofili$ado. Los productos deshidratados por osmosis y al !ació, tienen m1s sabor a fruta que el mismo producto liofili$ado.
7%% DES#IDRATACIBN EN +ARA6ES% FLORES ;1<, menciona que los 'arabes son m1s f1ciles para traba'ar y !ol!erse a utili$ar que los a$ucares en forma sólida.
47:4> et al (@66) citado por ?L2* (@CC), utili$o 'arabes en baos est1ticos, a"itados mec1nicamente, y circulando por bombeo reconcentrando estos mediante un e!aporador.
7%%1% CONCENTRACIBN DEL +ARA6E% ?2O et al (@6@) ,menciona que la concentración del 'arabe osmotico tiene un efecto notable sobre la !elocidad de osmosis , así como los ni!eles de reducción de peso de la fruta. e estableció que a una mayor concentración del 'arabe usado como medio osmótico, mayor es la !elocidad de la osmosis y mayor es la pérdida de peso en man$anas. e ensayó con 'arabes de sacarosa a 50, 60, C0,C5N 9ri/ como medio osmótico.
7%%/% EFECTO DE LA TEM4ERATURA% 47:4> et al (@66), menciona que en los traba'os efectuados en deshidratación osmótica de man$anas se obser!o que la temperatura afecta marcadamente la !elocidad de la osmosis. dicionalmente se noto que el incremento de la !elocidad de la osmosis tiene qui$1 un limite en los D@N sobre esta temperatura se !erifica deterioros en el sabor y te/tura obteniéndose frutas mas pobres. ?2 3 LG2 (@6@), reali$aron un traba'o bastante completo sobre deshidratación por osmosis , pero sobre roda'as de man$ana, lle"ando
a
correlacionar
datos
para
el
tiempo,
temperatura
concentración y reducción del peso, los cuales fueron "raficados en un mono"rama 7ambién presentaron la si"uiente ecuación empírica para la perdida de peso con el tiempo de peda$os de man$ana >oleen
7%%7% EFECTO DE TRATAMIENTO EN LA FRUTA% R8:474 (@BB), menciona que el pre tratamientos que se efectan en la fruta que lue"o !a ser puesta en contacto con el medio osmotico, tiene la finalidad principal de ayudar a la osmosis de forma que el intercambio de materiales entre fruta y medio osmotico se facilite 47:4> (@66), menciona que el escaldado como etapa posterior a la deshidratación osmótica de buenos resultados, de esta manera por efecto de la alta temperatura se inacti!a completamente la polifenolo/idasa y se obtiene un beneficio adicional cuanto la fruta deshidratada se rehidrata, debido a la muerte de al"unos células que permiten una mayor permeabilidad del te'ido en relación al a"ua que absorber1.
7%10% 4ROCESOS COM4LEMENTARIOS A LA DES#IDRATACIBN 4OR OSMOSIS% ?L2* (@CC), refiere que una !e$ que el a"ua ha sido remo!ido en m1s del 50%, mediante el proceso de osmosis, la fruta si se desea, puede ser sometida a los si"uientes procesamientos adicionales& ecado al !ació
ecado por aire caliente
7%11% EFECTO DE LA DES#ITRATACION SO6RE LOS ALIMENTOS% 7%11%1% TE8TURA% felloEs (@@D), menciona que en los alimentos adecuadamente escaldados la perida de te/tura estan pro!ocados por la "elatini$acion del alimento, la cristali$acion de la celulosa y por tensiones internas pro!ocadas por !ariaciones locali$adas en el contenido de a"ua durante la deshidrtacion.estas tenciones dan lu"ar a roturas y compresiones que pro!ocan distorsiones permanentes en las celulas , relati!amente ri"idas , confiriendo al alimento un aspecto arru"ado. en la rehidratación estos alimentos absorben a"ua mas lentamente y no lle"an a adquirir de nue!o la te/turafirme caracteristica de la materia prima ori"inal. el "rado de contracción e/perimentado !aria mucho de unos alimentos a otros. la temperatura y la !elocidad de deshidrtacion e'erce un efecto determinante sobre la te/tura de los alimentos. por lo "eneral,las !elocidades de deshidrtacion rapidas y las temperaturas mas ele!adas pro!ocan mayores cambios, que !elocidades de deshidrtacion mas lentas y temperaturas mas ba'as.
7%11%/% 6OU:UET & AROMA% felloEs (@@D), menciona que el color no solo pro!oca el paso del a"ua a !apor durante la deshidratación, sino tambien la perdida de al"unos componentes !olatiles del alimento, la !elocidad con que esta perdida se produce depende de la temperatura y de la concentración de solidos en el alimento. una se"unda causa importante de las perdidas de aroma debidas a la deshidratacion
la constituye la o/idación los pi"mentos , !itaminas y
lipidos durante el almacenamiento. estas o/idaciones se producen, por la presencia de o/i"enoi, como consecuencia de la estructura porosa que se desarrolla durante la deshidratacion . la !elocidad a la que estos
componente se deterioran dependen de la acti!idad de a"ua en el alimento y de la temperatura de almacenamiento . el contenido lipidito de la mayor parte de frutas y !erduras es ba'o, pero en ellos tambien se desarrollan aromas a rancio y otros olores desa"radables. estos compuestos se forman como consecuencia de la o/idación de
de los acidos "rasos insaturados, que dan lu"ar ha
hidropero/idos
que
posteriormente
sufren
polimeri$aciones
,deshidrtaciones y o/idaciones que los transforman en aldehidos, cetonas y acidos. al"unos alimentos(e'em& apaya) desarrollan en ocaciones un aroma Sa !ioletasT del que es responsable la o/idación de los carotenos. estos cambios pueden reducirse mediante el en!asado ha !acio o en atmosferas especiales , almacenado el producto a ba'as temperaturas, prote"iendolo de la lu$ ultra!ioleta !isible, reduciendo su contenido en a"ua, adicionandole antio/idantes sinteticos o procurando que en el proceso de elaboración los antio/idantes naturales no se destruyan.. para prote"er ha los alimentos deshidrtados contra la o/idación se utili$a tambien la en$ima tecnico S"lucosa o/idasaT para ello se coloca sobre el alimento deshidratado y de su en!ase, un se"undo en!ase permeable al o/i"eno, pero no al !apor de a"ua,que contiene "lucosa y el en$ima. ommo consecuencia de la reaccion en$ima sustrato se consume, durante el almacenamiento, el o/i"eno del espacio de cabe$a. Los cambios en el aroma de los alimentos debido a o/idaciones o a hidrólisis en$imatica se e!ita en la fruta mediante la utili$ación de anhídrido sulfuroso, acido ascórbico o acido citrico. *n la leche o $uno de frutas, se e!ita pasteuri$andolos y en las !erduras , por escaldado.
7%11%7% COLOR% ?*LLU (@@D), #*4:4 que la deshidratación cambia la superficie del alimento y por tanto su color y reflactancia. los cambios quimicos e/perimentados por los pi"mentos deri!ados, el caroteno y la clrofila, estan producidos por el calor y la o/idación que tiene lu"ar durante la deshidrtacion. or lo "eneral, cuanto mas lar"o es el proceso
de deshidratación y mas ele!ada la
temperatura, mayores son la
perdidas en estos pi"mentos.. por otra parte, la o/idacio y la acti!idad en$imatica residual fa!orecen el desarrollo del emparedamiento durante su almacenamiento. *llo puede e!itarse me'orando los sistemas de escaldado y tratando la fruta con acido ascórbico o anhídrido sulfuroso. La !elocidad de emparedamiento durante el almacenamiento de la fruta y !erdura con un contenido no muy ele!ado en compuestos sulfurados, es in!ersamente proporcional a su contenido residual en anhídrido sulfuroso. im embar"o, el anhídrido sulfuroso decolora las antocianinas y ademas es
responsable tambien, en su mayor parte, de las
modificaciones que en el color e/perimenta durante el almacenamiento las frutas y !erduras deshidrtadas.
7%11%9% VALOR NUTRITIVO% ?*LLU (@@D), #*4:4 que las diferencias obser!adas en el !alor nutriti!o de los alimentos deshidratados se deben a los distintos sistemas de preparación, a la temperatura durante el proceso y las condiciones durante el almacenamiento. Las pérdidas de !alor nutriti!o que se producen durante la preparación de frutas y !erduras son "eneralmente mayores que las que ocasionan el propio proceso de deshidratación, así por e'emplo *scher y4euVom(@C0) obser!aron que las pérdidas de !itamina durante la preparación de escamas de man$ana (apples flaVes) eran del B% durante el corte en roda'as, del 6+% durante el escaldado, del 0% durante su reducción a puré y del 5% durante la deshidratación por un sistema de rodillos. La solubilidad de las !itaminas en a"ua.
temperaturas ba'as y durante el almacenamiento. *l contenido de a"ua y la concentración de o/i"eno deben también mantener ba'os para e!itar posibles pérdidas que, de lo contrario, podrían lle"ar a ser importantes. La tiamina es también sensible al calor. tras !itaminas liposolubles son m1s estables al calor y la o/idación, por lo que sus pérdidas durante la deshidratación (sin contar con la que se producen durante el escaldado) rara !e$ son superiores al 5- 0% Los nutrientes liposolubles (e'e& los 1cidos "rasos esenciales y las !itaminas < * y O) se encuentran, en su mayor parte, en la materia seca del alimento, por lo que durante la deshidratación no e/perimentan concentración al"una. in embar"o, los metales pesados, que actan como catali$adores de reacciones de o/idación de nutrientes insaturados, est1n disueltas en la fase acuosa del alimento. medida que el a"ua se elimina, su reacti!idad aumenta y las reacciones de o/idación se aceleran. Las !itaminas liposolubles se pierden, ya que reaccionan con los peró/idos resultantes de la o/idación de las "rasas. Las pérdidas que se producen durante el almacenamiento pueden reducirse almacenando a los productos al abri"o de la lu$, en refri"eración y con ba'as concentraciones de o/í"eno en el medio la deshidratación no cambia sustancialmente el !alor bioló"ico y la di"estibilidad de las proteínas de la mayor parte de los alimentos.
IV%
MATERIALES & METODOS$
Locali$ación. La in!esti"ación fue reali$ada en el Laboratorio de in"eniería de alimentos adscrito al
de la
8ni!ersidad 4acional "raria de la el!a, 7in"o #aría a una temperatura de +CW y humedad relati!a ambiental de CC.5 %.
a% Materiale"$ •
•
roducto !e"etal& ?rutos de papaya. "entes edulcorantes& 'arabe de sacarosa
•
9alan$a de precisión 0,0 ".
•
2efractómetro.
•
otenciómetro #*7*2, c"-BD0b.
•
•
ristalería de laboratorio.
•
2eacti!os& ;idró/ido de sodio 0, 4, ?enolftaleina, a"ua destilada.
=% Metodolo!a$ Los frutos de papaya fueron inicialmente caracteri$ados química y físicamente determinando el contenido de sólidos solubles totales e/presados como "rados 9ri/, p;, acide$ y el contenido de humedad. 8na !e$ se obtu!o el producto fresco seleccionado y caracteri$ado se procedió a pelarlo y trocearlo en cubos de un centímetro de lado, sumer"iéndolos en el a"entes edulcorante& sacarosa, a C@ N9ri/ y +C N (temperatura ambiente del Laboratorio de :n"eniería), durante +A horas, con a"itación, consistente en un masa'e manual cada hora. ara cada periodo de tiempo de una hora se determinaron los sólidos solubles totales (N9ri/ ) en cada reactor ('arabeHfruta). on estos !alores y a partir de los si"uientes balances de masas se determinaron& la masa final del a"ente edulcorante, la cantidad de a"ua retirada durante el proceso (liberada por la fruta), la masa final de la fruta y el porcenta'e de pérdida de masa de la fruta& # F #++ 2 F #+ X # #f F #i X 2 ( M i M f ) % . F M i −
∗100
<ónde& # F #asa inicial de 'arabe (V") #+ F #asa final 'arabe (V") #f F #asa final de la papaya (V") #i F #asa inicial de la papaya (V") 2 F érdida de masa de a"ua del producto (V") F oncentración inicial del 'arabe (N9ri/) + F oncentración final de 'arabe (N9ri/) % . F orcenta'e de pérdida de masa de la fruta.
De"idrataci?n% ara la osmodeshidratacion de la papaya se dispuso de un a"ente a"entes edulcorantes con una concentración de sólidos solubles, en i"ual cantidad (sistema 'arabeHfruta) y con una relación 'arabeHfruta +& respecti!amente. 8na !e$ completado el proceso de deshidratación osmótica, para un tiempo de +A horas, muestras del producto fueron seleccionadas para determinar su contenido de humedad, a su !e$ fue hallada la concentración alcan$ada por el a"ente osmoacti!o. 8na !e$ concluida esta etapa, los frutos de papaya fueron sometidos a un proceso de secado con aire caliente por con!ección for$ada, en un equipo secador de bande'as <:* modelo <-DB0-? con flu'o de aire de ,+ mHs y humedades relati!as de equilibrio entre A5- D0 %, durante + horas a una temperatura de 55 Y.
V%
RESULTADOS & DISCUSIONES%
Caracter!"tica" .!"ico(!mica" 4 (medad H6
p(lpa 2% 0
Tiemp o ;#ORA S<
4e"o m(e"t ra
#(med ad
0 1 / @ 1/ /7
00 BB 6@ 50 AC A5
C+ 6B.@
[email protected] DD +D,A+ +0
Fr(ta de"idratada 9% 11 0 S?lid o" "eco " +B A.B D0.6 56 C5,6C B0
La ?i"ura , indica una mayor pérdida de sólidos solubles totales, representados por los "rados 9ri/ de los 'arabe de sacarosa durante las primeras 5 horas, y por lo tanto un aumento en la eliminación de a"ua de los frutos de papaya, indicando que la !elocidad de deshidratación es mHs pronunciada en el ran"o comprendido entre las cinco y seis primeras horas del proceso, lo cual est1 de acuerdo con lo e/puesto por 9arbosa ano!as y =e"a #ercado (+000), quienes concluyeron, que la mayor pérdida de a"ua por parte del alimento, en el proceso de secado osmótico ocurre en las primeras 6 horas, siendo las + iniciales las de mayor !elocidad de eliminación de a"ua. *sta tendencia cinética también fue reportada por 4oEaVunda, ndrés y ?ito (+00D) en osmodeshidratacion de roda'as de banano.
?i". . 7endencia cinética del edulcorante utili$ado para la deshidratación osmótica de papaya
Fi(ra /. omportamiento del Y 9ri/ del edulcorante sacarosa y el peso de frutos de papaya , sometidos a deshidratación osmótica.
La ?i"ura +, muestra el comportamiento de la deshidratación osmótica de frutos de papaya en 'arabe de sacarosa, donde se obser!a la disminución de los sólidos solubles para el 'arabe y la pérdida de masa para el producto. 8n an1lisis cinético de la ?i"ura + re!ela que son las primeras cuatro horas las que tienen mayor incidencia en la deshidratación del fruto, periodo en el cual la transferencia de soluto desde el a"ente osmodeshidratante hacia el fruto y la transferencia de a"ua desde este son altas. in embar"o, se puede obser!ar que a medida que ocurre el proceso simult1neo de transferencia de masa, la !elocidad de intercambio tiende a disminuir de forma pro"resi!a hasta
alcan$ar un equilibrio cinético en el cual no hay transferencia de soluto ni de a"ua y en donde se alcan$a la m1/ima deshidratación del fruto.
Fi(ra 7% *fecto del a"ente osmodeshidratador en la pérdida de masa en frutos de papaya.
En la Fi(ra 7, se obser!a que el a"ente de menor capacidad osmodeshidratante es el 'arabe de sacarosa, lo cual de acuerdo a #oreira $oubel y Zidieh #urr (+000) se debe a que la sacarosa permite la formación de una capa sub-superficial de a$car, la cual interfiere con los "radientes de concentración a tra!és de la interface a"ente edulcorante-fruto actuando como una barrera física contra la remoción de a"ua del fruto. *sta formación de subcapa concentrada ba'o la superficie de la fruta en procesos de osmodeshidratacion ha sido reportada por (La$arides, +00 Lenart y >orecVa, @B@) La$arides (+00) e/presa que la !elocidad de penetración del soluto a la fruta es directamente proporcional al ni!el de concentración e in!ersamente al tamao molecular del a$car, por lo tanto de acuerdo a las ?i"uras + y D se podría inferir que la sacarosa es el soluto de mayor peso y tamao molecular por su menor capacidad osmodeshidratante.
VI%
CONCLUSIONES%
*l proceso cinético de transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de frutos de papaya presentó !arios periodos de !elocidad de fase, caracteri$ados inicialmente por una alta tasa de transferencia se"uido por una etapa de disminución pro"resi!a y por ltimo una etapa de equilibrio cinético.
or ltimo, se ha demostrado que con una concentración del 60% y una temperatura de A0 Y de la solución osmótica, se puede acelerar la salida de humedad y la "anancia de sólidos solubles ocurridas durante la deshidratación osmótica de la papaya.
VII%
6I6LIOGRAFIA%
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929, > ;.=*>&
(@66), *l escaldado como tratamiento alternati!o, *ditorial torres. 92*84<23 y L#:# (@@0), ?lu'os osmóticos "enerados, *ditorial mayonue!a sc.
