UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA LA MOLINA Práctica N° 3: Deshidratación Profesor: Gutiérrez La Torre, Esteban Grupo: C* Curso: Tecnología de Alimentos I Alumnas: Ruiz Llacsahuanga, Blanca Martínez Quispialaya, Sofía Valverde Ayllón, Maria Claudia
Facultad: Industrias Alimentarias
Fecha de entrega: 29 de Abril
Lima-La Molina 2015
I)
INTRODUCCION La deshidratación o secado puede describirse como un método de conservación industrial que se utiliza para reducir el contenido o actividad de agua de los alimentos por contacto con aire caliente, con la finalidad de minimizar su deterioro bioquímico, químico o microbiológico. Es una de las técnicas más antiguamente utilizada para la conservación de alimentos. Aunque el principal objetivo de la deshidratación o secado de los productos alimenticios es la reducción de su contenido de humedad a un nivel que permita su conservación segura durante largos periodos de almacenamiento, otras de las grandes ventajas del empleo de dicha tecnología es la gran funcionalidad de los productos generados mediante su aplicación, además de minimizar los requerimientos de empaque y los costos de transportación En esta operación se da simultáneamente el transporte de calor y masa. Se debe aportar el calor sensible y el calor de sublimación necesario para la evaporación, o sublimación, mientras el agua o el vapor de agua se transportan por el interior del alimento hasta la superficie de evaporación donde el vapor de agua se transfiere desde el alimento a la atmósfera. Hoy en día la industria de alimentos deshidratados constituye un sector muy importante dentro de la industria alimentaria extendido por todo el mundo. El tamaño de las instalaciones varía desde simples secadores solares hasta grandes y sofisticadas instalaciones de secado. En el mercado puede encontrarse una amplia variedad de productos deshidratados (vegetales, frutas, carnes, pescados, cereales y productos lácteos) o formulados a partir de ingredientes deshidratados como es el caso de las salsas y sopas en polvo.
II)
OBJETIVOS Dar a conocer las operaciones unitarias y tratamientos que deben realizarse para la obtención cocona, perejil y champiñón deshidratado. Identificar los factores involucrados en la determinación de los parámetros del proceso de deshidratación. Familiarizar al estudiante con el adecuado uso de los equipos, accesorios y servicios.
III)
REVISION DE LITERATURA
Generalmente, se entiende por deshidratación a la operación mediante la cual se elimina total o parcialmente el de agua de la sustancia que la contiene. Esta definición puede ser aplicada a sólidos, líquidos o gases y tal como está expresada puede servir para describir varias operaciones unitarias como la evaporación, adsorción, entre otras. Sin embargo, su tratamiento teórico y la tecnología empleada las diferencian completamente. Galaviz et al. (2012) indican que la mayoría de productos agroalimentarios son sólidos por lo que se define mejor la deshidratación como la operación básica por la que el agua que contiene un sólido o disolución (generalmente concentrada) se transfiere a la fase fluida que lo rodea debido a los gradientes de actividad de agua (aw) entre ambas fases, lo que se puede observar en la Figura 1.
Figura 1. Esquema de las fases alimento fluido entre las que se produce el transporte de agua durante la deshidratación debido a un gradiente de aw
3.1. Clasificación de los métodos de secado Uno de los criterios de clasificación de tipos de secadores se basa en la manera de transmitir calor, fundamentalmente por conducción, convección y radiación. Los distintos mecanismos de transporte de calor implicados en el secado van a repercutir notablemente en la cinética del proceso (Galaviz et al., 2012) 3.1.1 Generación de aire caliente En el secado convectivo el calor se transfiere al sólido que se está secando mediante una corriente de aire caliente que además de transmitir el calor necesario para la evaporación del agua, es también el agente transportador del vapor de agua que se elimina del sólido (Cañizares et al., 2007). En los secadores convectivos, el aire es impulsado a través del secador por medio de ventiladores. Las fuentes de energía para calentar el aire son muy variadas, entre ellas el gas natural ofrece mayor flexibilidad y una respuesta más rápida a
menor costo, y también permite trabajar a temperaturas más altas (Galaviz et al., 2012) 3.1.2. Transporte de calor por conducción El transporte de calor por conducción o secadores indirectos son más apropiados para productos finos o sólidos muy húmedos (líquidos pastoso o viscosos). El calor de evaporación se proporciona a través de superficies calentadas (en reposo o en movimiento) colocadas directamente en contacto con el material a secar. El calentamiento de estas superficies se realiza normalmente mediante vapor. El agua evaporada se elimina mediante una operación de vacío o a través de una corriente de gas cuya función principal es la de eliminar agua. Para sólidos sensibles al calor se recomienda la eliminación de agua mediante una operación de vacío (Galaviz et al., 2012) 3.1.3. Utilización de energía radiante Energía solar: el secado solar al aire libre ha sido utilizado desde tiempos inmemorables para el secado de carne, pescado, y otros productos agrícolas como medio de conservación. Entre las ventajas que presenta el secado solar, la más destacable es la energía que utiliza (limpia, renovable y que no puede ser monopolizada). Calentamiento por infrarrojos: el calentamiento por infrarrojos (IR) durante el secado de productos, no es un método muy común, pero su aplicación se ha incrementado en los últimos años. Las aplicaciones más frecuentes del secado por IR son los procesos de secado de películas de recubrimiento y membranas, y para corregir perfiles de humedad en el secado de papel y tablas de madera.
3.3. Tratamientos previos al secado Los pretratamientos permiten conservar algunas características del alimento como el color, la textura y capacidad de rehidratación, componentes nutritivos, en definitiva mejorar la calidad del producto, facilitar el secado y la rehidratación en su caso, etc (Miranda, 2004). Estos pretratamientos se pueden citar de acuerdo a tratamientos químicos con compuestos inorgánicos (dióxido de azufre, cloruro de calcio, metabisulfito de potasio, cloruro de sodio, bicarbonato de sodio), orgánicos (sacarosa, glicerol, dextranos, almidón) o no químicos (osmosis, escaldado, congelado, altas presiones) (Marin et al.,2006). a) Tratamiento con Azufre Además de sus propiedades como antiséptico, es efectivo contra el pardeamiento no enzimático y contra los procesos enzimáticos, utilizándose
también como agente reductor y antioxidante. El sulfitado sirve principalmente para reducir o evitar la contaminación microbiana, conservar ciertas vitaminas e inhibir fenómenos de pardeamiento durante el secado y el almacenamiento. Khedkar y Roy (1983), citados por Miranda (2004), también inciden en que la presencia de SO2 en la fruta deshidratada es esencial para preservar su color y sabor naturales y para prevenir pérdidas nutricionales, como por ejemplo ácido ascórbico, durante el secado y almacenamiento. b) Tratamiento con NaOH La solución cáustica de NaOH al ponerse en contacto con la superficie de los frutos disuelve las ceras epicuticulares, penetra en la epidermis y se difunde en el fruto. Entonces, el NaOH reacciona con macromoléculas y ácidos orgánicos, dando como resultado la separación de la piel, esto favorece que la velocidad del secado se incremente. c) Tratamiento con Carbonato potásico Otro aditivo empleado comúnmente es el carbonato potásico. La inmersión en una solución de 7,0% de K2CO3 + 0,4% de aceite de oliva, se disminuye el tiempo de secado en un 30%, aproximadamente. d) Escaldado El escaldado o blanqueado es el proceso en que se calientan verduras y algunas frutas suficiente para inactivar sus enzimas. Este tratamiento de pre cocción también reduce el número de microorganismos causantes de deterioro en el producto, conservas o establece el color, comprueba los procesos de maduración y se coagula algunos de los componentes solubles ahorrando así el contenido de la vitamina. Además, suaviza las paredes del tejido para que la humedad se escape más fácilmente, ayuda a retardar indeseables cambios en el sabor durante el almacenamiento, y asegura la restauración satisfactoria del producto (Brennand, 1994). Se puede blanquear con vapor, agua caliente (hirviendo), o en un horno microondas. Cocinar al vapor es preferible a escaldar porque algunos de los nutrientes que son solubles en agua se puede perder en el agua de escaldado. Escaldar por medio de microondas ahorrará tiempo cuando pequeñas cantidades necesitan ser blanqueados.
3.4. Deshidratación en: 3.4.1. Perejil
Actualmente, las pérdidas poscosecha son altas debido a que el perejil presenta una tasa respiratoria muy alta. Una de las alternativas para disminuir estas pérdidas es transformar el perejil fresco en un producto deshidratado aumentando su vida útil. Con esto se reducen las reacciones químicas y se inhibe el crecimiento microbiano, y por ende prolonga la conservación de los materiales biológicos. El perejil, según varios autores, es una hierba rica en componentes volátiles como 1,3,8-p-Mentatrieno, Pineno, Myrceno, Felandreno y Apioles, los cuales se reducen al incrementarse la temperatura, como se da en el proceso de secado. Esto ocurre porque el calor provoca la perdida de algunos componentes volátiles del alimento, debido a la oxidación de los pigmentos, vitaminas, lípidos y a la reacción de Maillard. Los factores que afectan la aparición de sustancias volátiles son la temperatura del aire de secado y el contenido de humedad. La exposición del b caroteno a altas temperaturas puede generar productos de bajo peso molecular, los cuales influyen en el aroma del producto deshidratado por los volátiles resultantes (Mangkoltriluk et al., 2005).
3.4.3. Champiñón Macazaga (2008) menciona que el champiñón es un alimento considerado exótico que tiene una vida post-cosecha bastante corta debido a su alto contenido de agua que propicia un rápido deterioro microbiano, lo anterior debido a que después de colectado el hongo, este continua con los proceso de respiración y transpiración, los cuales producen cambios físicos y químicos irreversibles, por lo que se busca encontrar algún procedimiento que solucione este problema. El secado se presenta como una buena alternativa, este procedimiento tiene como objetivo disminuir la cantidad de agua del alimento para alargar su vida útil. Es necesario también tener especial cuidado en las operaciones preliminares a la deshidratación, como lo es la inactivación enzimática, ya que las enzimas naturales presentes en el alimento producen alteraciones en el sabor, aroma y color durante la deshidratación debido a la acción indirecta de un grupo de enzimas llamada polifenoloxidasa (PPO).
IV)
MATERIALES Y METODOS 4.1. MATERIALES 4.1.1. Muestra
Perejil (Petroselinum crispum), cocona (Solanum sessiliflorum) y champiñones frescos(Agaricus bisporus)
4.1.2. Materiales y equipos Cocina Cuchillos Bolsas de polietileno y polipropileno Balanza grande y pequeña Tinas Ollas Malla para escaldado Selladora de bolsas Secador de bandejas Medidor de Humedad por infrarrojo 4.2. MÉTODOS 4.2.1. Deshidratación por túnel de aire caliente del champiñón
4.2.3. Figura 1. Flujo de operaciones para deshidratar perejil Deshidratación por aire caliente del champiñón
túnel de
Figura 3. Flujo de operaciones para deshidratar champiñón. Descripción de operaciones de las 3 muestras
a) RECEPCIÓN: se verificó que la cocona, perejil y los champiñones estén en buenas condiciones para obtener al final un producto de buena calidad. b) SELECCIÓN: los tres productos fueron seleccionados de tal forma que se separó lo que está en buen estado de lo que está en mal estado.
Figura 4. Selección de champiñón y cocona. c) LIMPIEZA Y DESINFECCIÓN: la cocona y champiñón se sometió a un proceso de lavado y desinfección con 100 ppm de Cl; mientras que el perejil se sometió a un proceso de limpieza ligera sin agua, seguido de una desojado
Figura 5. Desojado del perejil. d) ENJUAGADO: la cocona y los champiñones rastros del cloro.
se enjuagaron para eliminar
Figura 6. Enjuagado cocona.
de champiñón y
e) CORTADO: la cocona cuatro partes y los champiñones se cortaron por la mitad.
se
cortó
en
Figura 7. Cortado de champiñón por la mitad f)
ESCALDADO: los champiñones fueron sometidos a un escaldado con agua a 95°C por 3 minutos para evitar el pardeamiento de éstos.
Figura 8. Escaldado del champiñón. g) EMBANDEJADO: la cocona, champiñón y perejil fueron colocados en bandejas para llevar al secador de bandejas.
Figura 9. Embandejado de champiñón, perejil y cocona. h) SECADO: los tres productos fueron secados en un secador de bandejas a una temperatura de 60ºC por un tiempo de 24 horas.
Figura 10. Secado de champiñón, perejil y cocona. i) ENVASADO: son embolsados en bolsas de polipropileno para evitar que gane humedad.
Figura 11. Envasado de perejil y cocona. V)
RESULTADOS Y DISCUSIONES Cuadro 1: Características de la materia prima antes y después del Secado Materia prima
W inicia
W1
W2
Cantidad de agua
Humeda d inicial
Humedad final
Perejil
l 1500g
Champiñones Cocona
1080g 1280g
540g 680g 1280 g
100.7 g 59.7g 306.9 g
perdida 439.3 g
82%
7.52%
620.3 g 973.1g
89.7% tabla
2.78% 66.27%
Se introdujeron las bandejas con materias primas, a las 12:25 de la tarde del Miércoles 22 de Abril y se retiraron al dia siguiente a las 12:55 de la tarde, a una temperatura constante de 60°C. Como se puede observar en el Cuadro 1, el proceso de deshidratado del perejil eliminó 439 g de agua en forma de vapor, asi como también están incluidos en esta cantidad los compuestos volátiles. Se tomó el valor del contenido de agua inicial del perejil de las Tablas peruanas de composición de alimentos (2009), que fue de 82 gramos de agua en 100 gramos de alimento, y se determinó con el equipo de infrarojos una humedad final de 7.52%. El rendimiento del proceso de deshidratado de perejil fue de 6.71%. Es decir que para obtener un Kg de perejil deshidratado, se necesitan 14.9 kg de perejil fresco. García et al. (2010), realizó una investigación en la que compara el efecto de tres tipos de tratamiento en el deshidratado de perejil (ver Cuadro 2 ), y encontró que al que no se le aplica ningún pre tratamiento, resultó mejor, pues presentó el menor tiempo de secado para alcanzar la humedad de equilibrio, la menor actividad de agua y contenido de humedad (4,3%), y un menor efecto en la disminución del contenido de vitamina C y carotenos. En nuestra práctica, no se aplicó un pre tratamiento al perejil y se obtuvo un contenido de humedad de 7.52%. Además Barbosa-Canovas y Vega-Mercado, 1996, citados por García et al. (2010), mencionan que en el proceso de secado lo que se pretende es disminuir la humedad del producto a valores por debajo de 10% para no permitir el crecimiento de bacterias y hongos y retrasar lo más posible el desarrollo de ácaros e insectos en el producto, este se logró pues el contenido de humedad final fue menor a 10% (7.52%).
Cuadro 2 :Contenido de Humedad y Aw de las hojas perejil después de aplicar los diferentes tratamientos de secado
Fuente: García et al. (2010) Con respecto a los cambios físicos, las hojas de perejil sufrieron un cambio en el color de verde brillante a un verde oliváceo opaco. En los procesos de deshidratación hay cambios y pérdidas de color, ya que se cambian las características de la superficie del alimento y por tanto su color y reflectancia. Asimismo, el pardeamiento enzimático, que se origina por la polifenol oxidasa, provoca un oscurecimiento rápido principalmente en la parte externa de las hojas. Otra de las razones por la cual se presenta un cambio de coloración es la foto-oxidación de los pigmentos por acción de la luz, que en combinación con el oxígeno, produce una grave decoloración, cuanto más largo el proceso de deshidratación y más elevada la temperatura mayores son las perdidas en los pigmentos. El pigmento principal que se altera en el secado con aire caliente es la clorofila, formándose la feofitina que es de un color pardo oliva (Lee y Schwartz, 2006). BLANQUITA DISCUTES AQUÍ PARA SEGUIR EL ORDEN PEREJIL-COCONACHAMPIÑON El rendimiento del proceso de deshidratado de cocona fue de 23.98%. Es decir para obtener 1 kg de cocona deshidratada se requieren 4.17 kg de cocona fresca.
El rendimiento del proceso de deshidratado de champiñón fue de 5.53%. Es decir para obtener 1 kg de champiñón deshidratado se requieren 18.09 kg de champiñón fresco.
Respecto al champiñón inicialmente tuvo una humedad de 89.7%, este valor se obtuvo de las tablas peruanas de composición de alimentos del Ministerio de Salud (2009), este valor es corroborado por Macazaga (2008) que menciona que el rango de humedad para un champiñón fresco (Pleurotus ostreatus) es 85-95% humedad. Juárez (1993) menciona que las muestras frescas del hongo Pleurotus ostreatus presentan una humedad elevada, con un valor de 90.3%. La humedad del champiñón deshidratado fue 2.78% para una temperatura de 60°C por 24 horas, este valor es muy cercano a los obtenidos por Macazaga (2008), en donde el secado se realizó en una estufa eléctrica a 60°C por 24 horas se obtuvo una humedad de 4.46%, mientras que Juárez (1993) obtuvo un contenido de humedad (base húmeda) entre 3.5 a 4%. Existen antecedentes de secado de champiñones como los mencionados por Komanovsky (1970) citado por Juárez (1993), en la que se realizó un deshidratado por aire caliente utilizando temperaturas entre los rangos de 51 a 61°C, sin embargo estos parámetros produjeron un producto con una apariencia, en tanto al color, nada buena. Gyorgy (1989) citado por Juárez (1993), menciona que deshidrató Pleurotus ostreatus colocando en mallas lonjas delgadas de hongo, las que expuso a una corriente de aire caliente por unas horas, y conservándolas posteriormente en envases bien sellados; concluyendo que si el hongo no ha sido deshidratado lo suficiente o, si no se realizó un buen sellado, las bacterias y las levaduras lo pueden deteriorar. VI)
CONCLUSIONES El deshidratado de hojas de perejil, asegura un producto de mayor vida útil, que puede ser utilizado en la Industria de sabores, o en la cocina. Se redujo la humedad de 82% hasta 7.52%. El deshidratado de champiñones cortados por la mitad, en el secado de bandejas, trabajando a una temperatura aproximadamente constante redujo el porcentaje de humedad de un valor promedio de 89.7% hasta 2.78%, asegurando así un periodo más largo para el consumo.
VII)
BIBLIOGRAFÍA BRENNAND, CH. 1994. Home drying of food. Utah State University. Disponible en: Fecha de consulta: 26 de Abril del 2015 CAÑIZARES, A.; BONAFINE, O.; LAVERDE, D. 2007. Deshidratación de productos vegetales. Revista Elaboración de productos agrícolas. Centro de Investigaciones Agrícolas del Estado Monagas. CONTRERAS, C. 2006. Influencia del Método de secado en parámetros de calidad relacionados con la estructura y el color de manzana y fresa deshidratadas.Tesis
doctoral. Universidad Politécnica de Valencia. Disponible en: . Fecha de consulta: 26 de Abril del 2015 CRUZ, S. 2009. Pérdida de nutrientes por diferentes procesos. Copyright: Dominio Público. Disponible en: Fecha de consulta: 26 de abril de 2015. DE TORRES,M. 2009. Deshidratación de productos derivados de la uva y Estudio de su calidad y estabilidad. Tesis doctoral. UNIVERSIDAD DE CASTILLA-LA MANCHA. Disponible en: . Fecha de consulta: 26 de Abril del 2015 FELLOWS, P. 1994. Tecnología del procesado de los alimentos: Principios y prácticas. Editorial Acribia, S. A. Zaragoza, España. GALAVIZ, J; MARTÍNEZ, R; CERVANTES, B; HERNANDEZ, J; MENNDOZA, E; PADILLA, A; VILLEGAS, d. 2012. Estrategia tecnológica sustentable para deshidratar frutas, verduras y legumbres. Copyright. España. GARCÍA, M. ; CORTES, M. ; RODRIGUEZ,E. 2010. Evaluación del secado de Perejil aplicando técnicas de Deshidratación Osmótica como Pre tratamiento. Revista Facultad Nacional de Agronomía. Universidad Nacional de Colombia. Disponible en: Fecha de consulta: 25 de Abril del 2015. JUAREZ, M. 1993. Métodos de inactivación enzimática y calidad champiñones ostra (Pleurotus ostreatus) deshidratados por aire. Tesis para optar al grado de Ingeniero en Industrias Alimentarias. Universidad Nacional Agraria La Molina. Lima-Perú. LEE, J.H. Y SCHWARTZ, S. 2006. Pigmensts in plant foods. Handbook of science, technology and engineering.1000 pp. MACAZAGA, R. 2008. Evaluación de las propiedades físico-químicas del hongo Pleurotus ostreatus deshidratado usando diferentes métodos y condiciones de secado. Tesis para obtener el grado de Maestra en Ciencias en Conservación y Manejo de Recursos Naturales. Dirigida por Dr. Héctor Eduardo Martínez Flores. Universidad Michoacana de San Nicolás de Hidalgo. México. MANGKOLTRILUK,W.; SRZEDNICKI,G.; CRASKE,J.2005. Preservation of flavour components in Parsley (Petroselinum crispum) by heat pump and cabinet drying. Polish Journal of food and nutrition sciences. Vol. 14/55, No 1, pp. 63–66. University of New South Wales, Australia. MARIN,E. ; LEMUS,R.; FLORES,V. ; VEGA,A. 2006. La rehidratación de alimentos deshidratados. Rev. Chilena de Nutrición, Vol. 33 , N° 3. Disponible en: Fecha de consulta: 25 de Abril del 2015. METER F. 2007. Tecnología del Procesado de los Alimentos: Principios y Prácticas. 2ª edición. Editorial Acribia. Zaragoza – España.
MINISTERIO DE SALUD. 2009. Tablas peruanas de composición de los alimentos. Centro Nacional de Alimentación y Nutrición. Instituto Nacional de Salud. Perú. MIRANDA,G. 2004. Influencia de la temperatura, el envase y la atmósfera en la conservación de uvas ,pasas y de albaricoques deshidratados.Tesis doctoral. Editorial: Universidad de Valencia. Disponible en:< http://www.tdx.cat/bitstream/handle/10803/9729/miranda.pdf;jsessionid=D1B80C96 A218433F1515F538B5DBB0E6.tdx1?sequence=1 > Fecha de consulta: 25 de Abril del 2015. RAZO, E. 2011. Diseño de una planta piloto para la industrializan de Stevia en la comunidad Cueva de los Monos, Cantón Sacha Provincia de Orellana. Proyecto previo a la obtención del Título de Ingeniero Agroindustrial. Escuela Politécnica Nacional. Quito-Ecuador. VIII)
CUESTIONARIO 1. Explique la atomización y su relación con el valor nutricional de los alimentos, en comparación con otros métodos de secado. Cite ejemplos. Según Cruz (2009) los nutrientes son ciertas sustancias contenidas en los alimentos que el organismo utiliza, transforma e incorpora a sus propios tejidos para cumplir 3 fines básicos: aportar la energía necesaria para que se mantenga la integridad y el perfecto funcionamiento de las estructuras corporales, proporcionar los materiales necesarios para la formación de estas estructuras y, por último, suministrar las sustancias necesarias para regular el metabolismo. El desarrollo de las investigaciones referidas a la Ciencia y Tecnología ha traído consigo el interés de aplicar los mejores métodos de conservación y/o transformación con el objeto de preservar las bondades del alimento, para lograr que la calidad inicial no se vea mayormente afectada. El proceso de atomización, según Razo (2011) es un proceso simple y ultrarrápido, que consigue secar los sólidos solubles, con la más alta calidad, preservando las características esenciales de los mismos. Este proceso también ofrece ventajas en la reducción de los pesos y volúmenes. Se caracteriza en pulverizar el fluido dentro de una cámara sometida a una corriente controlada de aire caliente; este fluido es atomizado en millones de micro gotas individuales mediante un disco rotativo o boquilla de pulverización. A través de este proceso el área de la superficie de contacto del producto pulverizado se aumenta enormemente y cuando se encuentra dentro de la cámara con la corriente de aire de secado produce una vaporización rápida del solvente del producto, generalmente agua, provocando frigorías en el centro de cada micro gota donde se encuentra el sólido, que seca suavemente sin
choque térmico, transformándose en polvo y terminando el proceso con la colecta del mismo (Razo, 2011). Fellows (1994) dice que la deshidratación por secado por atomización tiene mayor preferencia debido a su mayor rendimiento, homogeneidad en el producto, además por las características del alimento que se altera mínimamente sin ocasionar daños en su composición. En cuanto al proceso de secado, por aire caliente Meter (2007) menciona que las diferencias observadas en el valor nutritivo de los alimentos se deben a los distintos sistemas de preparación, a la temperatura durante el proceso y a las condiciones durante el almacenamiento. La solubilidad de las vitaminas en agua depende de la vitamina en cuestión. A medida que el proceso de secado avanza algunas (ejemplo: riboflavina) alcanzan su sobresaturación y precipitan. Otras (ejemplo: ácido ascórbico) se mantienen disueltas hasta que el contenido de agua del alimento es muy bajo y reacciona con los solutos a mayor velocidad a medida que el proceso progresa. Los nutrientes liposolubles (ejemplo: los ácidos grasos esenciales y las vitaminas A, D, E y K) se encuentra, en su mayor parte, en la materia seca del alimento, por lo que durante el secado no experimentan concentración alguna. Sin embargo, los metales pesados, que actúan como catalizadores de reacciones de oxidación de nutrientes insaturados, están disueltos en la fase acuosa del alimento. A medida que el aguase elimina, su reactividad aumenta y las reacciones de oxidación se aceleran. Las vitaminas liposolubles se pierden, ya que reaccionan con los peróxidos resultantes de la oxidación de las grasas. Para el caso del secado por liofilización según Meter (2007) se tuvo que los alimentos liofilizados, correctamente envasados, se conservan durante más de 12 meses sin apenas modificar su valor nutritivo y sus características organolépticas. Como los componentes del aroma no se encuentran ni en el agua pura, ni en los cristales de hielo, durante la sublimación no son arrastrados por el vapor de agua y quedan, por consiguiente retenidos en la trama del alimento. La liofilización apenas afecta a la textura de los alimentos, casi no provoca en ellos retracción alguna y no reduce su capa superficial. El efecto de la liofilización sobre las proteínas, almidones y otros carbohidratos es mínimo. Sin embargo, su estructura porosa los hace accesibles al oxígeno, lo que puede provocar alteraciones por oxidación de sus lípidos. Para evitarlas, se envasan en atmósferas de gases inertes. La liofilización afecta poco a la tiamina y ácido ascórbico y las pérdidas que provoca en otras vitaminas son despreciables.
2. Cite 3. Indique cuáles son los defectos o alteraciones que se presentan en los productos deshidratados, y cuáles son las causas que lo provocan.
Durante la deshidratación de alimentos por convección forzada de aire caliente, tienen lugar cambios que influyen en la calidad del producto final, como el color (pardeamiento enzimático y no enzimático), olor, flavor, textura, valor nutricional y vida útil. La rigurosidad de estos cambios depende de la composición del alimento y la temperatura del aire de secado. - El pardeamiento enzimático, se debe principalmente a la acción de la polifenoloxidasa (PPO) que cataliza la oxidación de compuestos fenólicos para producir pigmentos pardos-marrones sobre la superficie de frutas y vegetales durante su procesamiento Este tipo de pardeamiento no ocurre en células intactas, ya que los compuestos fenólicos (sustratos) se encuentran separados de la polifenoloxidasa; cuando el tejido es dañado por el corte, ambos son liberados y al entrar en contacto, traen consigo la formación de pigmentos oscuros alterando las características organolépticas y bioquímicas del mismo. Los factores que determinan este tipo de pardeamiento son: la presencia de PPO, concentración de compuestos fenólicos, pH, temperatura y disponibilidad de oxigeno. En la mayoría de los casos el pH óptimo de actividad de la enzima se encuentra entre 4 y 7; la resistencia de esta enzima a la temperatura varía según la especie y cultivar, temperaturas mayores a 50°C provocan una disminución notable de la actividad, a 80°C la enzima es inactivada totalmente (De Torres, 2009). - El pardeamiento no enzimático, puede ocurrir a través de diferentes mecanismos, principalmente por reacciones de tipo Maillard entre grupos carbonilos de aminoácidos libres o aminas y azúcares reductores, ácido ascórbico o dehidroascórbico. Depende de la composición química del producto, pH, disponibilidad de oxígeno, contenido de humedad, temperatura y tiempo de tratamiento. En el caso de la deshidratación, la temperatura y actividad acuosa tienen marcada influencia sobre la velocidad de pardeamiento. La velocidad máxima de pardeamiento ocurre típicamente en el rango de aw 0.5-0.75 (De Torres, 2009). - Higrocospicidad, esta es debida a que antes de la deshidratación el agua formaba interacciones con los solutos en forma de enlaces de hidrógeno que al ser eliminada quedan vacantes, pudiendo ser ocupados otra vez por el agua del aire que le rodea. La mayor o menor higroscopicidad de los alimentos depende de la estructura de los deshidratados, así un alimento líquido atomizado será menos higroscópico que uno liofilizado, debido a que durante la atomización, al eliminarse el agua de forma muy rápida, las partículas se encogen generando interacciones fuertes entre los solutos (puentes de hidrógeno) de manera que dejan pocas posiciones de interacción vacantes. Esto no ocurre en los alimentos liofilizados en los que durante la eliminación de agua no debe haber movimiento de los solutos, quedando muchas posiciones vacantes para interaccionar con el agua (De Torres, 2009). - Textura, el deshidratado dará como resultado cambios en la pared celular, particularmente en la lámina media (el inicio de la rotura de la pectina
conduce a la separación celular), así como otros cambios dependientes de la composición del producto como puede ser la gelatinización del almidón en el caso de que esté presente. En particular, en procesos de secado, la pérdida de agua y la exposición a altas temperaturas durante el proceso provocan el encogimiento celular y por consiguiente cambios en la textura de los productos obtenidos. Tal como se ha mencionado, los cambios en la estructura celular inciden directamente en la textura resultante de muchos productos. Al respecto existe un componente celular, la pectina, que juega un papel fundamental en las características mecánicas de los tejidos vegetales, no sólo por su evolución durante la maduración fisiológica, sino también por su comportamiento durante el procesado. No obstante, un aspecto que también puede ser decisivo en la textura del tejido vegetal es el estado físico de sus componentes y, en particular, el estado vítreo o gomoso en que se encuentre la fase líquida. En este sentido, a continuación se describen ciertos aspectos relacionados con las pectinas así como también con el estado físico en que se puede encontrar la fracción líquida del alimento (Contreras, 2006). 4. Influencia de la deshidratación sobre la actividad de agua en los alimentos. Durante el proceso de secado, se reduce la actividad del agua, se concentran los antioxidantes y se protegen los carotenoides. A actividades de agua intermedias se ejerce un efecto protector, el cual se pierde en los alimentos sujetos a secado (Badui, 2006). En el deshidratado, se retira el agua libre y disponible para el desarrollo de microorganismos. Las dos maneras más importantes de reducir la actividad de agua de los alimentos pasan por el secado y la incorporación de sal o azúcar para atrapar las moléculas de agua. El primer método es el más antiguo y, además de secar, también ayuda a formar aromas y sabores típicos en los alimentos procesados con este método. Según el tipo de alimentos, se utiliza uno u otro mecanismo de secado: para alimentos sólidos como vegetales, frutas o pescado, se utiliza el secado con aire caliente; para líquidos como la leche, el secado por aspersión; para mezclas pastosas líquidas, el secado al vacío; y para una amplia variedad de productos, el secado por congelación (De Torres, 2009).
IX)
ANEXO
