TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

INTRODUCCIONEl proceso de deshidratacin osmtica es frecuentemente aplicado para conservar la calidad y estabilidad de frutas y hortalizas, sin tener prdidas considerables en compuestos aromticos; adems de que puede ser utiliza-do como una operacin previa en el secado y la liofilizacin, reducindose as los costos energticos. La deshidratacin osmtica de alimentos incluye dos tipos de transferencia de masa: la difusin del agua del alimento a la solucin y la difusin de solutos de la solucin al alimento. En el primer tipo, la fuerza con-ductora de la transferencia de masa es la diferencia de presin osmtica, mientras en la segunda es la diferencia de concentraciones (Barbosa-Canovas, 2000). Es un tratamiento de eliminacin parcial de agua, donde se sumerge la materia prima en una solucin hipertnica que tiene una alta presin osmtica y baja actividad de agua, siendo la fuerza impulsora para que el agua del alimento se di-funda en el medio, originndose as una transferencia de masa desde la regin de mayor concentracin hacia la de menor concentracinEn los productos deshidratados osmticamente la mayor resistencia a la transferencia de masa se localiza en la membrana celular semipermeable la cual depende de las caractersticas y morfologa de los productos; y a travs de la cual es posible la transferencia de agua, sales, y azucares naturales (glucosa y fructosa). Las variables de proceso, que son: la concentracin de la solucin osmtica, el tipo de soluto, la temperatura, la presin, los tiempos de residencia, la geometra y el tipo de tejido, han sido estudiadas extensamente, ya que todas tienen una considerable influencia en la velocidad de la transferencia de masa. El aumento de la temperatura en el sistema va a producir cambios en la permeabilidad de la membrana celular y en la fluidez de la solucin osmtica. Cuando se aplica una presin de vaco se favorece el proceso de transferencia de masa ya que permite retirar los gases ocluidos en espacios intracelulares, caractersticos del tejido parenquimatoso, y ser ocupados por la solucin osmtica, incrementando el rea disponible para a transferencia de masa. La concentracin de la solucin afecta a la cintica de la deshidratacin, ya que si se mantiene el gradiente de concentraciones, se favorece la velocidad de transferencia.

OBJETIVO: El objetivo principal es deshidratar osmticamente frutos de papaya, fresa, pera, pia fresca usando agentes osmodeshidratantes tales como: sacarosa, miel de abejas, azcar invertido.

MARCO TEORICO:DESHIDRATACIN OSMOTICA

La Deshidratacin Osmtica (DO) es una tcnica que aplicada a productos frutihortcolas permite reducir su contenido de humedad (hasta un 50-60 % en base hmeda) e incrementar el contenido de slidos solubles. Si bien el producto obtenido no es estable para su conservacin, su composicin qumica permite obtener, despus de un secado con aire caliente o una congelacin, un producto final de buena calidad organolptica.

FUNDAMENTOS DE LA DESHIDRATACIN OSMOTICA DIRECTACon el objeto de definir la smosis, es preciso definir antes la difusin. Esta ltima es el acto por el cual, dos cuerpos en contacto, se van mezclando lentamente por s mismos. Este fenmeno es debido a la energa cintica que tienen las molculas, por la cual se hallan en continuo movimiento.Un ejemplo es el caso cuando se colocan en un recipiente cristales de sal de cocina y suavemente se aade agua que los cubra. Al poco rato los cristales espontneamente forman una solucin cada vez ms homognea, es decir, la sal termina por repartirse uniformemente entre las molculas de agua.La OSMOSIS es el fenmeno de difusin de lquidos o gases, a travs de una sustancia permeable para alguno de ellos.Si un compartimento de agua pura se separa de una disolucin acuosa por medio de una membrana rgida permeable al agua, pero impermeable a los solutos, habr un paso espontneo de agua desde el compartimento que contiene agua pura hacia el que contiene la disolucin.La transferencia de agua se puede detener aplicando a la disolucin una presin, adems de la presin atmosfrica. El valor de esta presin adicional necesaria para detener el paso de agua recibe el nombre de PRESION OSMOTICA de la disolucin.De lo anterior se puede deducir que a mayor concentracin de solutos en un compartimento, que puede ser una clula, mayor ser la presin osmtica que posea, es decir mayor ser su capacidad de absorber agua de la solucin ms diluida, de la cual est separada por la membrana permeable al agua.2.2.3. EMPLEO EN LA DESHIDRATACION OSMOTICA EN FRUTAS.La aplicacin del fenmeno de smosis en la deshidratacin de frutas se puede lograr debido a que un buen nmero de frutas, como es el caso de la fresa, papaya, mango o meln entre otras, cuentan con los elementos necesarios para inducir la osmosis.Estos elementos corresponden a la pulpa, que en estas frutas consiste en una estructura celular ms o menos rgida que acta como membrana semipermeable. Detrs de estas membranas celulares se encuentran los jugos, que son soluciones diluidas, donde se hallan disueltos slidos que oscilan entre el 5 a 18% de concentracin. Si esta fruta entera o en trozos se sumerge en una solucin o jarabe de azcar de 70%, se tendra un sistema donde se presentara el fenmeno de smosis.Los jugos en el interior de las clulas de la fruta estn compuestos por sustancias disueltas en agua, como cidos, pigmentos, azcares, minerales, vitaminas, etc. Algunas de estas sustancias o compuestos de pequeo volumen, como el agua o ciertos cidos, pueden salir con cierta facilidad a travs de orificios que presenta la membrana o pared celular, favorecidos por la presin osmtica que ejerce el jarabe de alta concentracin donde se ha sumergido la fruta.La presin osmtica presente ser mayor en la medida que sea mayor la deferencia de concentraciones entre el jarabe y el interior de los trozos de la fruta. El efecto de esta diferencia se ve reflejado en la rapidez con que es extrada el agua de la fruta hacia el jarabe. El valor de esta diferencia en el ejemplo anterior permite que los trozos de fruta se pierdan cerca del 40% del peso durante cerca de 4 horas de inmersin.FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE DESHIDRATACION.La reduccin del peso de la fruta sumergida en la solucin o jarabe concentrado durante un tiempo determinado, puede ser tomado como indicador de la velocidad de deshidratacin.

Curva A: Reduccin porcentual de peso (% WR) en funcin del tiempo , de las muestras de manzana en cubos sumergidos en una solucin de sacarosa de 60 Bx.Curva B: Variacin de la concentracin ( en o Bx) del jarabe durante el proceso osmtico ( de Lerici et al ., 1977).

La velocidad de prdida de peso de una determinada fruta sucede inicialmente de manera ms acelerada con un progresivo retardo a medida que avanza el tiempo de contacto con el jarabe.Las investigaciones adelantadas han determinado que existen varios factores que influyen en la velocidad de deshidratacin. Estos factores estn estrechamente relacionados con las caractersticas propias de la fruta y del jarabe, y de las condiciones en que se pongan en contacto estos componentes de la mezcla. Los factores que dependen de la fruta son: la permeabilidad y caractersticas estructurales de las paredes o membranas celulares: la cantidad de superficie que se ponga en contacto con el jarabe y la composicin de los jugos interiores de la pulpa. La pulpa entera con cscara, de caractersticas cerosas como la breva, al ser sumergida en el jarabe sufrir una deshidratacin ms lenta que una fruta sin cscara. Lo anterior se presenta por el " obstculo " que constituye para la salida del agua, la cscara que contiene sustancias de carcter aceitoso o ceroso. En recientes investigaciones se ha visto como con pretratamientos son sustancias que disuelven las ceras o la accin del calor (escaldado), se aumenta la permeabilidad de las paredes.CARACTERISTICAS Y USOS DE LAS FRUTAS Y LOS JARABES OBTENIDOS.Las frutas obtenidas mediante esta tcnica pueden tener diferentes caractersticas segn el grado de estabilidad que almacenen. Este grado de estabilidad depender del nivel de deshidratacin alcanzado durante la inmersin en el jarabe o por la aplicacin de tcnicas complementarias de conservacin.Cuando se necesita un producto derivado de una fruta lo ms parecido a la fruta fresca pero de alta estabilidad, se debe recurrir a complementar el producto mediante otras tcnicas de conservacin como el fro (refrigerado, congelado), el calor (escaldado, pasterizado) o los aditivos (sulfitado, sorbato, benzoato, cido ascrbido).

Generalmente mediante esta tcnica se obtienen frutas que han perdido cerca del 40% de su contenido en agua, lo que las convierte en productos semi elaborados que no son estables a temperatura ambiente. En estas condiciones estas frutas pueden servir de materias primas semi elaboradas empleadas por otras industrias como pueden ser, la de pastelera, la lctea, la de pulpas para obtener concentrados.Tambin se pueden emplear como productos estables a condiciones ambientales cuando han llegado a perder cerca del 70 % del agua, semejante a las uvas pasas, pudindose emplear como pasabocas solo o mezclados.Los jarabes usados y resultantes de la deshidratacin tambin pueden ser utilizados como ingredientes de otros productos. En otros jarabes, luego de haber sido retirada la fruta, permanecen compuestos extrados de la misma, que conservan las caractersticas de aroma, sabor y algo de color genuinos.VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA OSMOSIS.Despus de adelantar una serie de investigaciones durante los ltimos aos a nivel de laboratorio y algunos ensayos en Planta piloto, se ha logrado comprobar ciertas ventajas del proceso de deshidratacin osmtica aplicado principalmente a frutas. Algunas de las ventajas logradas estn relacionadas con la conservacin de la calidad sensorial y nutricional de las frutas.El agua que sale de la fruta al jarabe de temperatura ambiente y en estado lquido, evita las prdidas de aromas propios de la fruta, los que si se volatilizaran o descompondran a las altas temperaturas que se emplean durante la operacin de evaporacin que se practica durante la concentracin o deshidratacin de la misma fruta mediante otras tcnicas.La Ausencia de oxgeno en el interior de la masa de jarabe donde se halla la fruta, evita las correspondientes reacciones de oxidacin (pardeamiento enzimtico) que afectan directamente la apariencia del producto final.

La deshidratacin de la fruta sin romper clulas y sin poner en contacto los sustratos que favorecen el oscurecimiento qumico, permite mantener una alta calidad al producto final. Es notoria la alta conservacin de las caractersticas nutricionales propias de la fruta.La fruta obtenida conserva en alto grado sus caractersticas de color, sabor y aroma. Adems, si se deja deshidratar suficiente tiempo es estable a temperatura ambiente (18 C) lo que la hace atractiva a varias industrias.La relativa baja actividad de agua del jarabe concentrado, no permite el fcil desarrollo de microorganismos que rpidamente atacan y daan las frutas en condiciones ambientales.Esta tcnica tambin presenta interesantes ventajas econmicas, teniendo en cuenta la baja inversin inicial en equipos, cuando se trata de volmenes pequeos a nivel de Planta piloto, donde solamente se requieren recipientes plsticos medianos, mano de obra no calificada, sin consumo de energa elctrica y adems los jarabes que se producen, pueden ser utilizados en la elaboracin de yogurts, nctares, etc.) a fin de aprovechar su poder edulcorante y contenido de aromas y sabores de la fruta osmodeshidratada.Por otra parte el uso de azcar (sacarosa) o jarabes y melazas tan disponibles en nuestro medio rural, con la posibilidad de su reutilizacin bien sea en nuevos procesos o para edulcorar otros productos la hace una tcnica interesante.Entre las limitaciones que presenta esta tcnica de smosis est que no a todas las frutas puede aplicarse. Por ahora solo se emplean las frutas que presentan estructura slida y pueden cortarse en trozos. Tampoco se recomiendan las frutas que poseen alto nmero de semillas de tamao mediano como la mora o guayaba. Algunas frutas pueden perder su poca acidez como el mango o la pia, aunque se puede corregir este inconveniente ajustando la acidez del jarabe a fin de que la relacin de sabor cido-dulce sea agradable al gusto.

Una caracterstica en la operacin de inmersin de la fruta en el jarabe es la flotacin. Esto es debido a la menor densidad de la fruta que tendr 5 a 6 veces menos brix que el jarabe y adems 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 circulacin del jarabe a travs de cada trozo, con lo que se obtiene la smosis parcial de la fruta. MATERIALES Y METODOSMuestra 3 lt de agua hervida fra sin turbidez. 1 kg de duraznos en estado fisiolgico. 10 gramos de cido ctrico. Agua destilada.

Materiales y equipos

Cuchillos.

Tablero de picar.

Secador de bandejas.

Balanza.

Refractmetro.

Vasos de precipitacin (1000ml).

Colador.

Pipetas

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL

Seleccin y clasificacin.- Se selecciona los duraznos que no presentan daos fsicos, magulladuras u otros, tampoco deben estar malogrados.

Acondicionamiento: Para ello utilizaremos NaOH (soda caustica) (durazno: lcali ; 1:3), luego pasaremos a lavarlo con abundante agua fra, para luego agregarle cido ctrico al 1% + NaHSO3 0.01%. una vez neutralizado, procedemos a cortar, a sacar la pepa, cortar en trozos.

duraznoalcaliPelado Quimico(1:3)

LAVADO

NEUTRALIZACION Acido ctrico 1%NaHSO3 0.01.%

TROCEADO

Pesado : Luego del troceado, procedemos a pesar.

Preparacin del Jarabe: para la preparacin del jarabe procedemos a la preparacin en una proporcin de fruta : jarabe (1: 2.5 3) , de la cual del jarabe un 80% es azcar.

Ejemplo: W fruta = 679 g Jarabe = 679 x 2.5 = 1697,51697,5 100% X . 80% X= 1358 g de azcar WH2O = 1697,5 1358 =339,5g

Pesado del azcar

azcaraguaAc, citricoSorbatoK0.08%T = 80 85 Ct = 5 10 min

Inmersin de fruta en el Jarabe: Luego de preparar el Jarabe en este caso de sacarosa, procedemos a aadir las frutas troceadas, y mantenemos en refrigeracin.

Agregamos la fruta troceada

Filtrado : Pasado un tiempo( en este caso el Tiempo de inicio fue mircoles y tiempo final Lunes) , procedemos a medir el Brix (66 brix) y luego empezamos a filtrar.

Secado: una vez ya filtrado se procede al secado, lo llevamos a una estufa a una Temperatura de 55 C por un tiempo de 12 horas.

Determinacin de Humedad:

M1 = Masa inicial del jarabe = 1696.74 gM2 = Masa final del jarabe = 1780g Mf = Masa final del durazno = 101Ci = Concentracin inicial del jarabe = 80 brixCf = Concentracin final del jarabe = 66 brix% P.P = Porcentaje de prdida de masa de la fruta.

%P.P = =

FLUJO DE DESHIDRATACION OSMOTICA(DURAZNO)

RESULTADOS: PROCESO

BALANCE DE MATERIA Y MOVIMIENTO (%) OPERACION (%) PROCESO

ENTRADA GANANCIA PERDIDA SALIDA

RECEPCION 825 -------- --------- 825 100 100

ESCALDADO 825 3000 3002 823 21.52 99.76

DESPEPADO 823 ------- 146 677 82.26 82.06

NEUTRALIZACION 677 2525 2525 677 21.14 82.06

PREPARACION DE JARABE 677 1696.74 ------ 2373.74 100 287.73

FILTRADO 2373.74 --------

1780 593.74 25.01 71.79

LAVADO 593.74 ------- 401.71 192.03 32.34 23.28

SECADO 192.03 ------- 91.03 101 52.60 12.24

EMPACADO

101 ------ -------- 101 100 12.24

El rendimiento del proceso de deshidratacin osmtica es 12.24 %DISCUSIONESEn la prctica realizada de la osmodeshidratacion se observaron que facilita un menor tiempo para el deshidratado. La influencia de la concentracin y la temperatura de la solucin osmtica en el proceso de deshidratacin osmtica son muy importantes, aunque se puede decir que la variacin en los valores de los coeficientes dependen tambin de los cambios en las propiedades del alimento por la aplicacin del vaco y el cambio en temperaturas.

CONCLUSIONES

Se puede observar que la prdida de agua y la ganancia de slidos aumentan al incrementar el tiempo y la concentracin de la solucin osmtica.

Se tiene una mejora en la deshidratacin de un alimento, como es el caso del durazno y se observa que es relativamente menor el tiempo, lo cual nos permite dar una solucin en cuanto al deshidratado de un alimento en menor tiempo.

BIBLIOGRAFIA

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EXTRACCION DE ALMIDON DE CAMOTEPgina 14