deshidratación osmótica de piña paola · deshidrataciÓn osmÓtica y secado con aire caliente,...

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INFLUENCIA DEL PROCESAMIENTO DE LA PIÑA VAR. CAYENA LISA COMBINANDO LAS OPERACIONES DE IMPREGNACIÓN A VACÍO,

DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA Y SECADO CON AIRE CALIENTE, SOBRE CARACTERÍSTICAS DE TEXTURA, COLOR Y PROPIEDADES FISICO-

QUÍMICAS EN UN PRODUCTO TIPO SNACK.

LUCIA PAOLA TORO GALLEGO

UNIVERSIDAD DE LA SABANA FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN AGROINDUSTRIAL SANTAFÉ DE BOGOTÁ, D.C.

2000

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INFLUENCIA DEL PROCESAMIENTO DE LA PIÑA VAR. CAYENA LISA

COMBINANDO LAS OPERACIONES DE IMPREGNACIÓN A VACÍO, DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA Y SECADO CON AIRE CALIENTE, SOBRE

CARACTERÍSTICAS DE TEXTURA, COLOR Y PROPIEDADES FISICO-QUÍMICAS EN UN PRODUCTO TIPO SNACK.

LUCIA PAOLA TORO GALLEGO

Proyecto de grado para optar el título de Ingeniero de Producción Agroindustrial

Director Dra. GLORIA EUGENIA GONZÁLEZ MARIÑO

Ingeniero de Alimentos

UNIVERSIDAD DE LA SABANA FACULTAD DE INGENIERÍA

INGENIERÍA DE PRODUCCIÓN AGROINDUSTRIAL SANTAFÉ DE BOGOTÁ, D.C.

2000

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A Dios, a quien debo lo que soy, lo que tengo y lo que he aprendido, quien ha sabido

guiar mis pasos y me ha dado la tenacidad para finalizar con éxito la

carrera que escogí para la vida

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AGRADECIMIENTOS

Quiero expresar mi agradecimiento a las personas que me acompañaron durante el desarrollo del presente proyecto. Quienes que me brindaron su apoyo incondicional y con quienes compartí momentos valiosos que me permitieron afianzar lazos de amistad. A la Doctora Gloria González por su dirección y confianza, pero especialmente por su amistad y preocupación personal. A mis padres quienes siempre me han acompañado y apoyado y de quienes he aprendido el valor del estudio y el trabajo. A mi hermana, quien a pesar de su ausencia siempre ha estado preocupada por el desarrollo de este proyecto. A Antonio Cuervo, Carolina Suarez, Martha Guerrero y Pilar Gómez, por su colaboración y amistad. A la facultad de ingeniería de la Universidad de la Sabana por su apoyo financiero. A todos mis amigos y compañeros, y en general a todos los que estuvieron presentes de alguna manera durante la realización de este trabajo. Sin el apoyo de cada una de estas personas este proyecto no hubiera sido posible. Nuevamente Gracias.

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GLOSARIO

Actividad de Agua: Relación entre la presión de vapor ejercida por el agua contenida en una sustancia y la presión de vapor de una superficie libre de agua a la misma temperatura. Agente Osmótico: Solución empleada en la deshidratación osmótica que se encuentra en contacto directo con el alimento. En frutas se emplea por excelencia la sacarosa. Claridad: Intensidad o amplitud con que las formas de onda RGB activan los receptores de los ojos. Cohesividad: Magnitud de la deformación de un material antes de romperse por la aplicación de una fuerza. Fracturabilidad: Fuerza con la cual un material se rompe, resulta de la combinación de un alto grado de dureza y de un bajo grado de cohesividad. Grados Brix: Expresión que indica la cantidad de sólidos solubles presentes en una solución. Gomosidad: Energía requerida para desintegrar un alimento. Resulta de la combinación de un bajo grado de dureza y alto grado de cohesividad; comportamiento contrario a la fracturabilidad. Saturación: Nivel en que predomina uno o dos de los tres colores RGB. A medida que se igualan las cantidades de RGB, el color es cada vez menos saturado y tiende hacia al gris o blanco. Tono: El color percibido cuando predomina uno o dos de los tres colores RGB de luz (color). Transición Vítrea: Fenómeno observado cuando se calienta un sólido amorfo y este empieza a fluir. Valor Q10: Número de veces que la velocidad de una reacción cambia con un cambio de temperatura de 10° C. Permeabilidad: Refiriéndose a una membrana, facilidad con que es atravesada por las moléculas de una sustancia determinada.

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RESUMEN

En el desarrollo de un producto tipo snack a partir de Piña Ananas Comosus Var. Cayena Lisa, se encontró que la deshidratación osmótica (OD) realizada con impregnación de vacío (VI) inicial, le confiere al producto en cuestión, características de calidad significativas y atractivas para su consumo. Iniciando con la aceleración de los mecanismos de transferencia de masa que se ven reflejados en mayor ganancia de sólidos y mayor pérdida de agua, la VI logra en el producto una reducción de cerca del 20% en las pérdidas de peso y de volumen, evitándose de esta manera el encogimiento y deformación drásticos en el tejido. La entrada masiva de azúcares durante la operación de OD con previa VI, genera cambios en la composición química de la materia prima, que ocasionan reducción de los fenómenos de pardeamiento y reacciones oxidativas, reducción en más del 30% de la acidez natural de la fruta y reducción en cerca de un 2% las pérdidas de vitamina C. Los mecanismos de transferencia de masa que se generan durante la VI, retiran parte del aire de la estructura eliminando la opacidad del producto e intensificando su color natural.

En relación con las características de textura, los productos snack elaborados empleando las operaciones de OD y VI, no presentaron características de fracturabilidad y su comportamiento se inclinó hacia el de un producto gomoso con alta cohesividad y baja dureza.

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CONTENIDO

1. OBJETIVOS ............................................................................................................. 20

1.1.GENERAL ............................................................................................................. 20

1.2.ESPECIFICOS....................................................................................................... 20

2. ANTECEDENTES .................................................................................................... 21

2.1. LA PIÑA................................................................................................................ 21 2.1.1. Generalidades...................................................................................................21 2.1.2. Descripción Botánica........................................................................................21

2.1.2.1. Cayena Lisa .................................................................................................22 2.1.2.2. Características Botánicas ..............................................................................22

2.1.3. Proceso de Maduración....................................................................................22 2.1.4. Caracterización fisico-química de la piña .........................................................24

2.2.OPERACIONES UNITARIAS INVOLUCRADAS EN EL PRESENTE ESTUD......25

2.2.1. Impregnación a Vacío...................................................................................25 2.2.1.1. La Operación ..............................................................................................25 2.2.1.2. Mecanismo de transferencia de Masa............................................................26 2.2.1.3. Parámetros que rigen la operación ................................................................26 2.2.1.4. Efectos positivos y negativos del proceso y sus variables sobre la calidad del producto final. ..........................................................................................................27

2.2.2. Deshidratación Osmótica..............................................................................27 2.2.2.2. Morfología del tejido vegetal.........................................................................28 2.2.2.3. Mecanismos de transferencia de masa............................................................29 2.2.2.4. Parámetros que rigen la operación .................................................................30 2.2.2.5. Efectos positivos y negativos del proceso y sus variables sobre la calidad del producto final...........................................................................................................31

2.2.2.5.1. Característica organolépticas ............................................................... 31 2.2.2.5.2. Características estructurales................................................................ 32 2.2.2.5.3. Características nutricionales................................................................ 32

2.2.3. Deshidratación osmótica previa impregnación a vacío..................................32 2.2.3.1. La operación ................................................................................................32 2.2.3.2. Mecanismos de transferencia de materia ........................................................32 2.2.3.3. Efectos del HDM en las propiedades de los materiales ....................................33 2.3.3.4. Equilibrio .....................................................................................................34 2.3.2.5. Efectos positivos y negativos del proceso y sus variables sobre la calidad del producto final...........................................................................................................35

2.2.4. Secado con Aire Caliente ..............................................................................35 2.2.4.1. La Operación ...............................................................................................35 2.2.4.2. Mecanismos de transferencia de Masa y Calor................................................36 2.2.4.3. Efecto de las variables de proceso en el producto final....................................36 2.2.4.4. Comportamiento de alimentos sometidos a secado con aire caliente con deshidratación osmótica previa ..................................................................................37

2.3.COLOR Y TEXTURA EN FRUTAS PROCESADAS............................................ 37 2.3.1. Textura.............................................................................................................37

2.3.1.1. Tratamiento térmico ....................................................................................38

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2.3.1.2. Deshidratación ............................................................................................38 2.3.1.3. Relación entre el contenido de humedad y la textura .......................................39

2.3.2. Color ............................................................................................................39 2.3.2.1. Generalidades .............................................................................................39 2.3.2.2. Efecto del procesamiento en el color de frutas................................................41

2.3.2.2.1. Carotenoides........................................................................................ 42

2.4.EMPAQUE DE PRODUCTOS TIPO SNACK ....................................................... 42 2.4.1. Pérdida de la textura crocante en el producto...............................................43 2.4.2. Pérdida de vitaminas ....................................................................................43 2.4.3. Daño mecánico .............................................................................................43 2.4.4. Pérdida de aroma y sabor.............................................................................43

3. DISEÑO EXPERIMENTAL...................................................................................... 45

3.1. Deshidratación de piña y caracterización fisico-química del producto final ........... 45

3.2. Textura ................................................................................................................. 46

3.3. Color...................................................................................................................... 47

4. MATERIALES Y METODOS.................................................................................... 48

4.1. PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA........................................................ 48 4.1.1. Fruta ................................................................................................................48 4.1.2. Solución Osmótica............................................................................................48

4.2. PROCESAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA.................................................. 49 4.2.1. Determinación del tiempo total de secado.....................................................49 4.2.2. Secado con aire caliente ...................................................................................49 4.2.3. Deshidratación osmótica y posterior secado con aire caliente .......................50 4.2.4. Deshidratación osmótica con previa impregnación a vacío y posterior secado con aire caliente.........................................................................................................50 4.2.5 Conservación de las muestras para ensayos posteriores................................51

4.2.METODOS ANALÍTICOS UTILIZADOS............................................................. 51 4.3.1. Determinación de Humedad .............................................................................51 4.3.2. Determinación de Sólidos Solubles....................................................................52 4.3.3. Determinación de Vitamina C ..........................................................................53 4.3.4. Determinación de Acidez..................................................................................55 4.3.5. Actividad de Agua ............................................................................................55 4.3.6. Determinación de volumen en muestras ............................................................56

4.4. DETERMINACIÓN DE PÉRDIDA DE PESO, PÉRDIDA DE AGUA Y GANANCIA DE SÓLIDOS.......................................................................................... 56

4.5. PRUEBAS DE TEXTURA..................................................................................... 57 4.5.1. Penetración.......................................................................................................57 4.5.2. Fracturabilidad ............................................................................................58

4.6. PRUEBAS DE COLOR......................................................................................... 60

4.7. PROPUESTA DE MATERIAL DE EMPAQUE................................................... 61

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN.................................................................................. 63

5.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA.............................................. 63 5.1.1. Humedad..........................................................................................................63 5.1.2. Sólidos Solubles ................................................................................................64 4.1.3. Acidez...............................................................................................................65 5.1.4. Actividad de Agua ...........................................................................................66

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5.2. DESARROLLO DE UN PRODUCTO TIPO SNACK........................................... 67 5.2.1. Determinación del tiempo total de secado.........................................................67 5.2.2. Características fisico-químicas del Producto Obtenido.....................................71

5.2.2.1. Humedad y Pérdida de Agua .........................................................................71 5.2.2.1.1. Humedad............................................................................................. 71 5.2.2.1.2. Pérdida de Agua .................................................................................. 71 5.2.2.1.3. Comparación entre los valores de pérdida de agua obtenidos durante los procesos de OD y PVOD..................................................................................... 73 5.2.2.1.4. Comparación entre los valores de pérdida de agua obtenidos durante los procesos de secado .............................................................................................. 73

5.2.2.2. Sólidos Solubles...........................................................................................74 5.2.2.2.1. Ganancia de sólidos durante los procesos de OD y PVOD ................... 75

5.2.2.3. Pérdida de Peso............................................................................................76 5.2.2.3.1. Comparación pérdida de peso en los productos sometidos a los procesos de OD y PVOD................................................................................................... 77 5.2.2.3.2. Comparación pérdida de peso en los productos sometidos a los procesos de secado con aire caliente.................................................................................. 78

5.2.2.4. Acidez.........................................................................................................78 5.2.2.4.1. Comparación entre la pérdida de acidez en la piña durante los diferentes procesos ............................................................................................. 79

5.2.2.5. Volumen......................................................................................................79 5.2.2.5.1. Comparación entre la pérdida de volumen en las muestras de piña sometidas a los diferentes tratamientos .............................................................. 81

5.2.2.6. Actividad de Agua ......................................................................................82 5.2.2.5.1. Productos tipo snack obtenidos empleando secado con aire caliente sin pretratamiento previo ........................................................................................ 83 5.2.2.5.2. Productos tipo snack obtenidos empleando OD y secado con aire caliente ............................................................................................................... 83 5.2.2.5.3 Productos tipo snack obtenidos empleando PVOD y secado con aire caliente ............................................................................................................... 84

5.2.3. Determinación de Vitamina C ..........................................................................84

5.3. PRUEBAS DE TEXTURA..................................................................................... 88 5.3.1. Secado sin pretratamiento de la materia prima ................................................89

5.3.1.1. Penetración ..................................................................................................89 5.3.1.2. Fracturabilidad .............................................................................................90

5.3.2. Secado con pretratamiento OD.........................................................................92 5.3.2.1. Penetración .................................................................................................92 5.3.2.2. Fracturabilidad .............................................................................................93

5.3.3. Secado con pretratamiento PVOD....................................................................94 5.3.3.1. Penetración ..................................................................................................94 5.3.3.2. Fracturabilidad .............................................................................................95

5.4. PRUEBAS DE COLOR......................................................................................... 97 5.4.1. Cambios de color generados en la materia prima por efecto del procesamiento............................................................................................................97

5.4.1.1. Características de color en la materia prima y en los productos tipo snack elaborados................................................................................................................98

5.4.1.1.1. Productos con humedad de 14%±1..................................................... 98 5.4.1.1.2. Productos con humedad de 8%±1 ...................................................... 98

5.4.1.2. Comparación de los valores L*a*b* del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados. ...............................................................................99 5.4.1.3. Cambios de color en la materia prima sometida a los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente para la obtención de un producto tipo snack.......................... 102

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5.4.3. Análisis de otros aspectos de apariencia en los snack de piña elaborados mediante los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente ............................... 104

5.4.3.1. Presencia de manchas en los snacks ............................................................. 105 5.4.4.1. Características de color de las manchas presentes en los diferentes snacks de piña elaborados ............................................................................................................. 106 5.4.4.2. Area de manchas en los snacks elaborados ................................................... 108

5.5. PROPUESTA DE MATERIAL DE EMPAQUE................................................. 109 5.5.1. Materiales de Empaque Empleados ................................................................ 109 5.5.2. Contenido de Humedad en el producto........................................................... 109 5.5.3. Contenido de Vitamina C ............................................................................... 110 5.5.3. Pruebas de Textura ........................................................................................ 112 5.5.4. Pruebas de Color............................................................................................ 117

5.5.4.1. Productos con humedad de 14%±1 .............................................................. 117 5.5.4.1. Productos con humedad de 8%±1 ................................................................ 118

6. CONCLUSIONES................................................................................................... 121

7. RECOMENDACIONES........................................................................................... 123

8. NOMENCLATURA................................................................................................. 124

8.1. Acrónimos............................................................................................................ 124

8.2. Variables.............................................................................................................. 124

9. BIBLIOGRAFIA..................................................................................................... 125

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LISTA DE TABLAS

Tabla 2.1. Países con mayor producción de piña........ ¡Error! Marcador no definido. Tabla 2.2. Características químicas de la piña ............ ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.1.1. Humedad inicial de la piña var. Cayena Lisa, empleada en los diferentes procesos desarrollados ............................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.1.2. Sólidos Solubles iniciales de la piña var. Cayena Lisa, empleada en los diferentes procesos desarrollados ................................ ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.1.3. Acidez inicial de la piña var. Cayena Lisa, empleada en los diferentes procesos desarrollados ............................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.1. Contenidos de humedad en base húmeda para muestras de piña fresca y tratadas con OD y PVOD de terminados a intervalos de tiempo de 20 minutos. ... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.2. Contenidos de humedad promedio, en base húmeda, para los lotes de piña fresca y tratada con OD y PVOD para intervalos de tiempo de 20 minutos ......... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.3. Tiempos de secado para la obtención de productos con contenidos de humedad del 14% a partir de piña fresca y pretratada... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.4. Contenidos de humedad en base húmeda para muestras de piña tratadas con OD y PVOD determinados a intervalos de tiempo de 20 minutos................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.5. Contenidos de humedad promedio, en base húmeda, para los lotes de piña tratada con OD y PVOD para intervalos de tiempo de 20 minutos¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.6. Tiempos de secado para la obtención de productos con contenidos de humedad del 8% a partir de piña fresca y pretratada. .... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.7. Contenido de humedad de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando secado con aire caliente. ...... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.8. Contenido de humedad de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando OD y secado con aire caliente.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.9. Contenido de humedad de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando PVOD y secado con aire caliente.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.10. Pérdida de agua en muestras de piña sometidas a secado sin pretratamiento previo ................................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.11. Pérdida de agua en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento OD..................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.12. Pérdida de agua en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento PVOD ................................................ ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.13. Comparación entre los valores de pérdida de agua obtenidos para los productos tipo snack durante los procesos de secado. ... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.14. Contenido de sólidos solubles de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando secado con aire caliente.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.15. Contenido de sólidos solubles de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando OD y secado con aire caliente.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.16. Contenido de sólidos solubles de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando PVOD y secado con aire caliente. ............ ¡Error! Marcador no definido.

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Tabla 5.2.17. Ganancia de sólidos en muestras de piña durante los procesos de OD y PVOD....................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.218. Pérdida de peso en muestras de piña sometidas a secado sin pretratamiento previo ................................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.19. Pérdida de peso en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento OD..................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.21. Comparación entre los valores de pérdida de peso para los productos sometidos a los procesos de secado con aire caliente. ... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.22. Porcentaje de acidez de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando secado con aire caliente. ...... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.23. Porcentaje de acidez de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando OD y secado con aire caliente.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.24. Porcentajes de acidez de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando PVOD y secado con aire caliente.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.25. Pérdida de acidez en la Piña sometida a los diferentes proceso de deshidratación. .......................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.26. Cambios en volumen de las muestras empleadas para la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, mediante secado con aire caliente............... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.27. Cambios en volumen de las muestras empleadas para la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, mediante OD y secado con aire caliente...... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.28. Cambios en volumen de las muestras empleadas para la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, mediante PVOD y secado con aire caliente. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.29. Valores de aw calculados a partir de la ecuación Generalizada de Norrish para piña deshidratada con aire caliente...................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.30. Valores de aw calculados a partir de la ecuación de Norrish para piña con pretratamiento OD y secado con aire caliente............... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.31. Valores de aw calculados a partir de la ecuación de Norrish para piña con pretratamiento PVOD y secado con aire caliente.......... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.2.32. Lecturas de absorbancia para concentraciones dadas de ácido ascórbico en la batería de calibración ......................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.3.1. Fuerza máxima, distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de penetración en muestras de piña secadas con aire caliente ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.3.2. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de fracturabilidad en muestras de piña secadas con aire caliente¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.3.3. Fuerza máxima, distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de penetración en muestras de piña pretratadas con OD y secadas con aire caliente . ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.3.4. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de compresión en muestras de piña pretratadas con OD y secadas con aire caliente . ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.3.5. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de penetración en muestras de piña pretratadas con PVOD y secadas con aire caliente................................................................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.3.6. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de compresión en muestras de piña pretratadas con PVOD y secadas con aire caliente................................................................................. ¡Error! Marcador no definido.

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Tabla 5.4.1. Valores RGB del color de la materia prima empleada para la elaboración de un producto tipo snack........................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.2. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.3. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.4. Valores RGB del color de la materia prima empleada para la elaboración de un producto tipo snack........................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.5. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.6. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.8. Indice de saturación (IS) promedio, del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.10. Valores L*a*b* obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de las manchas presentes en los snacks de piña.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.4.11. Porcentaje del área total ocupada por las manchas en los snacks elaborados ................................................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.1. Materiales de empaque empleados en las pruebas de vida útil......... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.2. Contenido de humedad de los productos tipo snack elaborados con contenido de humedad de 14%±1, empacados durante un período de dos meses.. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.4. Peso de producto y volúmenes de jugo empleados en la determinación de vitamina C ................................................................ ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.5. Lectura de absorbancia para las soluciones problema ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.6. Contenidos de Vitamina C en los productos empacados durante un período de 2 meses................................................................. ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.7. Pérdida de Vitamina C en los productos empacados durante un período de 2 meses..................................................................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.8. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 14±1% empacado en el material de empaque1.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.9. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 14±1% empacado en el material de empaque2.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.10. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 14±1% empacado en el material de empaque3.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.11. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 8±1% empacado en el material de empaque1.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.12. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 8±1% empacado en el material de empaque2.¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.13. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 8±1% empacado en el material de empaque3.¡Error! Marcador no definido.

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Tabla 5.5.14. Valores RGB del color de los productos snack empacados ........... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.15. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de los productos snack empacados...................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.16. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de los productos snack empacados...................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.17. Diferencia de Color (∆E*) entre el producto fresco y empacado.... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.18. Valores RGB del color de los productos snack empacados ........... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.19. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de los productos snack empacados...................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.20. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de los productos snack empacados...................... ¡Error! Marcador no definido. Tabla 5.5.21. Diferencia de Color (∆E*) entre el producto fresco y empacado.... ¡Error! Marcador no definido.

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LISTA DE FIGURAS

Figura 2.1. Tabla de color de la Piña Cayena Lisa...................................................23 Figura 2.2. Flujos de materia en un proceso de deshidratación osmótica. ..................27 Figura 2.3. Diagrama esquemático de una célula parenquimatosa simplificada..........28 Figura 2.4. Mecanismos de transferencia de masa dentro de los tejidos celulares........29 Figura 2.5. Situación de la estructura de muestras de fruta al inicio de diferentes procesos.................................................................................................................33 Figura 2.7. Modelo CIE Yxy..................................................................................40 Figura 2.8. Modelo CIE Lab...................................................................................41 Figura 4.1. Cortes realizados en la piña para experimentación..................................48 Figura 4.2. Montaje para la realización del ensayo de penetración en el texturómetro TA-TX2.................................................................................................................58 Figura 4.3. Montaje para la realización del ensayo de fracturabilidad en el texturómetro TA-TX2.................................................................................................................59 Figura 5.1.1. Humedad inicial de la piña empleada en el desarrollo de un producto tipo snack.....................................................................................................................64 Figura 5.1.2. Sólidos solubles iniciales en la piña empleada para el desarrollo de un producto tipo snack.................................................................................................65 Figura 5.1.3. Relación entre el contenido de sólidos solubles y la acidez de la piña var. Cayena Lisa empleada como materia prima en el desarrollo de un producto tipo snack66 Figura 5.2.1. Humedad en función del tiempo de secado para piña sin tratamiento osmótico previo y con pretratamientos OD y PVOD .................................................69 Figura 5.2.2. Humedad en función del tiempo de secado para piña pretratada con OD y PVOD....................................................................................................................70 Figura 5.2.3. Pérdida de agua en el producto deshidratado osmóticamente sin secado posterior.................................................................................................................73 Figura 5.2.4. Ganancia de sólidos en muestras de piña durante los procesos de OD y PVOD....................................................................................................................75 Figura 5.2.5. Pérdida de peso en el producto deshidratado osmóticamente sin secado posterior.................................................................................................................77 Figura 5.2.6. Pérdida de volumen en los trozos de piña sometidos a los procesos de OD y PVOD.................................................................................................................81 Figura 5.2.7. Pérdida de volumen en los trozos de piña durante los procesos de secado con aire caliente para reducción del contenido de humedad hasta 14%± 1..................81 Figura 5.2.8. Pérdida de volumen en los trozos de piña durante los procesos de secado con aire caliente para reducción del contenido de humedad hasta 8%± 1 ....................82 Figura 5.2.9. Curva de calibración para la determinación del contenido de Acido Ascórbico en la piña fresca y procesada. ..................................................................85 Figura 5.4.1. Comparación entre los valores de luminosidad L, obtenidos para la Materia prima y los productos tipo snack elaborados.................................................99 Figura 5.4.2. Comparación entre los valores de color a, obtenidos para piña fresca y procesada. ............................................................................................................ 100 Figura 5.4.3. Comparación entre los valores de color b, obtenidos para piña fresca y procesada. ............................................................................................................ 101 Figura 5.4.4. Diferencia de color promedio entre los trozos de piña fresca y procesada empleados en la elaboración de un producto tipo snack. .......................................... 103 Figura 5.4.5. Indice de Saturación promedio, del color de los trozos de piña fresca y procesada. ............................................................................................................ 104 Figura 5.4.6. Snacks de piña elaborados empleando secado con aire caliente sin tratamiento previo de la materia prima. .................................................................. 105

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Figura 5.4.7. Snacks de piña elaborados empleando OD y secado con aire caliente .. 105 Figura 5.4.8. Snacks de piña elaborados empleando PVOD y secado con aire caliente............................................................................................................................ 106 Figura 5.4.9. Comparación entre los valores de luminosidad obtenidos para el color de las manchas de los snacks elaborados..................................................................... 107 Figura 5.4.10. Comparación entre los valores de color b, obtenidos para las manchas de los snacks elaborados............................................................................................ 107 Figura 5.4.11. Porcentaje del área total ocupada por las manchas en los snacks elaborados ............................................................................................................ 108 Figura 5.5.1. Comparación entre los valores de Fuerza Máxima obtenidos para los productos snack empacados y para el producto snack fresco.................................... 116 Figura 5.5.2. Comparación entre los valores L* y b* del producto empacado y el producto fresco..................................................................................................... 117 Figura 5.5.3. Comparación entre los valores L* y b* del producto empacado y el producto fresco..................................................................................................... 119

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LISTA DE ANEXOS

Anexo 1. Fotografía de la materia prima empleada en la elaboración de un producto tipo snack.

Anexo2. Fotografías de los productos tipo Snack elaborados a partir de piña fresca y piña pretratada osmóticamente.

Anexo 3. Pérdida de peso, pérdida de agua y ganancia de sólidos durante los procesos de deshidratación llevados durante la elaboración de un producto tipo snack.

Anexo 4. Análisis de varianza para los valores de fuerza máxima obtenidos durante los tests de compresión y penetración durante el análisis de textura de los productos tipo snack.

Anexo 5. Análisis de varianza para los valores ∆E* para los procesos empleados en la elaboración de un producto tipo snack

Anexo 6. Empaques empleados para los ensayos de vida útil del producto snack final.

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INTRODUCCIÓN

La creciente demanda hacia el consumo de frutas frescas y de productos elaborados a

partir de estas, ha creado la necesidad de desarrollar procesos que permitan extender su vida de anaquel minimizando de manera considerable efectos secundarios que se puedan generar en el producto.

Desde hace varios años se han desarrollado técnicas y procesos para la conservación y

transformación de alimentos, sin embargo, algunos de estos procedimientos han generado características poco deseables que han influido negativamente en el consumidor. Debido a esto en el mercado de hoy día, la exigencia de productos procesados cuyas características sensoriales y nutricionales sean similares a las de los productos frescos es cada vez más significativa.

Uno de los procesos de mayor estudio en los últimos años para el procesamiento de

frutas ha sido la Deshidratación Osmótica (OD). Esta tecnología, empleada desde antiguo para la elaboración de gran variedad de productos, se considera actualmente de gran importancia por su definición como operación unitaria y por las notables características de calidad que le confiere a los productos finales.

La deshidratación osmótica ha sido tradicionalmente efectuada a presiones atmosféricas,

sin embargo, estudios realizados en torno a ella han permitido concluir que se obtienen resultados óptimos al aplicar vacío durante el proceso.

La solución osmótica que penetra en el producto durante los procesos de OD a presión

atmosférica o de vacío, le proporcionan al tejido del material vegetal tratado, cierta protección contra el deterioro o pérdida de pigmentos y sustancias nutritivas. Este comportamiento de los tejidos vegetales frente a las soluciones osmóticas, hace atractiva la operación de OD para su aplicación en el procesamiento de frutas ya sea como tratamiento previo para la obtención de productos deshidratados, o como etapa final para la obtención de productos mínimamente procesados.

Actualmente existe en el mercado gran variedad de productos snack bastante apreciados

por parte de los consumidores ya sea por su fácil consumo o por las características de las materias primas a partir de las cuales han sido elaborados. La combinación de las operaciones de OD y secado con aire caliente, ofrecen una alternativa para la obtención de productos tipo snack con características no sólo sensoriales sino nutricionales llamativas para los consumidores.

Con el presente proyecto se pretende desarrollar tres tipos de producto snack empleando

la operación de secado sin pretratamiento previo y con pretratamientos osmóticos a presión atmosférica y con pulsos de vacío aplicados a la materia prima, de tal manera que se permita hacer una comparación de los efectos del proceso sobre las características del producto final. La finalidad del proyecto es establecer el tipo de proceso que además de transformar la materia prima en un producto de baja humedad, le confiera a éste propiedades físicas y químicas atractivas para su consumo.

La caracterización de la materia prima es fundamental en el estudio no sólo por la

excelente calidad que esta debe presentar para la elaboración de productos de excelente calidad, sino porque la materia prima es el punto de comparación que permitirá establecer el grado de transformación que ha sufrido el producto ha través de los procesos a los que se le ha sometido.

La piña (Ananas Comosus) por ser una de las frutas tropicales, más apreciadas y

consumidas en el mercado mundial (González, 1999) se ha escogido como objeto de estudio.

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1. OBJETIVOS

1.1. GENERAL

Determinar el efecto del procesamiento de la piña var. Cayena Lisa, combinando las operaciones de impregnación a vacío, deshidratación osmótica y secado con aire caliente, sobre las características de textura, color y propiedades fisico-químicas del producto final.

1.2. ESPECIFICOS Ø Caracterizar la materia prima empleada de acuerdo con las propiedades fisico-químicas que

influyen en las operaciones planteadas. Ø Comparar las características fisico-químicas de los productos obtenidos a partir de la

deshidratación de piña empleando las diferentes operaciones involucradas en el presente estudio.

Ø Analizar el producto final obtenido en relación con sus características de apariencia, color y textura.

Ø Determinar los parámetros de proceso para obtener un producto tipo snack que satisfaga los requerimientos de los consumidores potenciales.

Ø Proponer un material de empaque que le proporcione al producto snack final un tiempo de vida útil adecuado.

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2. ANTECEDENTES

En este capítulo se presentan los tópicos de mayor importancia, considerados como base para el desarrollo y análisis del presente estudio.

2.1. LA PIÑA

2.1.1. Generalidades La piña Ananas Comosus L. Merr, es una de las frutas tropicales de mayor importancia

a nivel mundial. Económicamente resulta de interés, por los altos precios que alcanza en el mercado internacional como producto industrializado y como fruta fresca. (Peña, Díaz, Martínez, 1996)

Aunque los principales productores de esta fruta son Hawai, Filipinas y Formosa, su

origen es Sudamericano, de la Amazonía y Orinoquía, lugares desde los cuales se extendió por toda América y el mundo. (González, 1999)

Tabla 2.1. Países con mayor producción de piña

País Producción Anual

( T ) Tailandia 2776000 Filipinas 1190000 Brasil 975000 China 823000 India 820000 Colombia 378000 Estados Unidos 336000 Australia 315000 México 280000 Kenya 270000

Fuente: Peña, Díaz, Martínez ( 1996 )

2.1.2. Descripción Botánica Todas las variedades de piña que se cultivan en la actualidad están comprendidas en el

género Ananas, respondiendo dentro de las angiospermas a la siguiente clasificación: Clase: Lilitae (Monocotiledoneae) Orden: Farinosas Familia: Bromelíaceas. Género: Ananas Especie: Comosus La familia de las bromeliáceas está representada por 45 a 50 géneros y entre 1800 y

2000 especies localizadas fundamentalmente en zonas tropicales calientes y húmedas y en zonas subtropicales, sin embargo la mayor parte de estas especies no tiene importancia agrícola. De la especie comosus se derivan numerosas variedades comerciales que se han tratado de agrupar

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siguiendo las características de la única variedad bien definida y más conocida en el mundo: La Cayena Lisa. (González, 1999) Estos grupos son:

Spanish ( Española ) Queen ( Reina ) Cayenne ( Cayena )

2.1.2.1. Cayena Lisa "El nombre de esta variedad deriva de la ausencia de espinas en las hojas, las cuales son

anchas y moderadamente largas, de color verde oscuro con manchas pardorrojizas. Los pétalos de las flores son de un color azul pálido tendiendo a púrpura. El fruto tiene forma cilíndrica y posee un alto contenido de azúcares y ácidos, lo que le confiere buen sabor y aroma. La pulpa es de color amarillo pálido, de poca fibra y corazón (eje central) delgado; es la variedad con mejores posibilidades de industrialización por su sabor y el bajo desperdicio que se genera al acondicionarla en rodajas". (González, 1999)

En Colombia es una variedad muy cultivada especialmente en la región del Valle del

Cauca. González, 1999)

2.1.2.2. Características Botánicas Las especies de las bromeliáceas, familia a la que pertenece la piña, se divide en dos

grupos: Las terrestres, las cuales viven con la raíz en el suelo, y las epífitas que medran sobre otras plantas u objetos que le sirven de sostén, aunque contrario a la creencia general, no son parásitos. (González, 1999) La piña pertenece a la división terrestre de la familia, pero tiene algunas características de las epífitas, como son:

Ø Almacena pequeñas cantidades de agua en las axilas de las hojas. Ø Presenta tejidos acuíferos especiales en las hojas que le permiten almacenar agua. Ø Resiste períodos prolongados de sequía. La piña es una planta monocotiledónea, perenne, que tiene inflorescencia y fruto

terminales, continúa su crecimiento después de la fructificación por medio de una o más yemas axilares que se convierten en ramas vegetativas con un nuevo meristema apical. Estas ramas alcanzan el estado adulto y producen fruto cuando todavía se encuentran unidas a la planta madre, a través de la cual obtienen la mayor parte de la nutrición. (Peña, Díaz, Martínez, 1996)

2.1.3. Proceso de Maduración Los factores que inciden en los índices de madurez son: nutrición, tamaño del fruto,

efectos climatológicos y estacionales, posición del árbol, tipo de suelo, humedad del suelo, método de poda y empleo de hormonas y otras aspersiones de productos químicos. Los cambios pueden manifestarse en forma lenta. (González, 1999)

"El estado de maduración en que se debe cosechar la piña depende en gran parte de su

destino o uso final. Los frutos para uso doméstico, de ordinario se cosechan cuando se ha llegado a un 25% de amarillamiento del mismo. En esta etapa de maduración el fruto es alto en sólidos solubles totales (SST y bajo en acidez. Si la fruta se va ha vender comercialmente y en especial, si la zona de producción está alejada del mercado, de ordinario se cosecha cuando los ojos todavía están verdes y no muestran trazas de amarillo." (González, 1999)

"La piña sufre cambios durante su maduración y en la madurez. Cuando es inmadura,

los ojos son de color gris o verde claro y las pequeñas brácteas, que cubren la mitad de cada ojo, son grises o casi blancas, dando al fruto un aspecto grisáceo. A medida que ésta madura, el espacio que hay entre los ojos se llena y el color cambia en forma gradual, de verde claro a

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verde oscuro; los ojos cambian de puntiagudos a aplanados, con una ligera depresión en el centro. El fruto se vuelve más grande, menos macizo y más aromático. Aquellos de la variedad "Red Spanish" toman un color pardo rojizo, amarillo o anaranjado claro, mientras que los "Smooth Cayenne" y variedades similares, cuando maduros, presentan un color amarillo claro o amarillo dorado." (González, 1999)

Los siguientes colores de la corteza de la piña se usan en general para determinar las

diferentes etapas de maduración: No 0: Todos los ojos por completo verdes, sin trazas de amarillo No1: No más del 20% de los ojos están predominantemente amarillos. No2: No menos del 20%, pero más del 40% de los ojos están teñidos de amarillo en forma predominante. No3: No menos del 55%, pero más del 65% de los ojos tienen color amarillo predominante. No4: No menos del 65%, pero no más del 95% de los ojos están por completo amarillos No5: No menos del 90% de los ojos están por completo amarillos, pero no más del 20% de ellos tienen color anaranjado-rojizo. No6: Del 20% al 100% de los ojos tienen color predominantemente pardo-rojizo. Figura 2.1. Tabla de color de la Piña Cayena Lisa

Tomado de Revista del Centro Nacional de Investigaciones de Café. Volumen 47, N0 3, 1996 Las piñas con cortezas de los colores No2 al 4 se cosechan tanto para la empacadora

como para envío como fruta fresca a los mercados locales. Los frutos demasiado maduros

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(cortezas de los colores No6), tienen sabor a fermentado y requieren un manejo especial en la cocina o en la fábrica. La piña destinada a mercados lejanos debe cosecharse cuando la corteza tiene el color No0. En este punto toma de 2 a 3 semanas en madurar por completo. Sin embargo, en los embarques comerciales de Hawai, las piñas tiene cuando menos algo de color superficial al cosecharlas. Los frutos con la superficie ligeramente amarilla a mitad amarilla, tienen mejor vida de mostrador que aquellos con la superficie más coloreada y los frutos que no muestran nada de amarillo, pueden no estar lo suficientemente maduros para dar una calidad óptima. (González, 1999)

La representatividad de los ácidos en los frutos está dada en su mayoría por la presencia

de los ácidos málico y cítrico. Esto puede estar muy estrechamente relacionado con la fotosíntesis de estas plantas, ya que la intensidad del metabolismo ácido que se produce en las especies suculentas está influido por factores ambientales, principalmente por las condiciones hídricas y las temperaturas nocturnas. (Peña, Díaz, Martínez, 1996)

La mayor parte de los carbohidratos constituyentes en la piña son azúcares simples

como sacarosa, glucosa y fructosa. Los cambios en los carbohidratos ocurren durante los últimos 40 días de la maduración fisiológica. (Peña, Díaz, Martínez, 1996)

"Los frutos de piñas jóvenes tienen un bajo contenido de azúcares y pocos ácidos, lo

cual da una relación elevada de sólidos solubles totales (SST) ácido. Con el avance de la maduración los SST aumentan como resultado del aumento de los ácidos titulables. El almidón, los azúcares totales y azúcares no reductores muestran una tendencia decreciente en la etapa de premaduración, pero cuando el fruto llega a la madurez temprana, los azúcares totales aumentan, los no reductores disminuyen, mientras que el contenido de almidón permanece constante. En la maduración tardía, la sacarosa y los azúcares totales permanecen más o menos constantes. " (González, 1999)

Las condiciones del cultivo, influyen en los parámetros físicos y fisiológicos, así por

ejemplo piñas producidas a mayor altura sobre el nivel del mar, presentan un mayor contenido de ácido, lo cual alarga su período de almacenamiento; en cambio, piñas cultivadas en climas más calientes y húmedos contienen menos ácidos. El clima también influye en el color y la forma. (González, 1999)

"La piña es fruta no climatérica y por tanto no debe esperarse que su sabor mejore luego

de su recolección. En la piña Cayena lisa el contenido de sólidos solubles totales disminuye en la parte del fruto cercana al penacho y a la corteza, siendo mayor hacia la parte del corazón y la zona basal- Es costumbre analizar los SST de la piña en el tercio basal, siendo esta lectura un valor superior al promedio de la fruta." (González, 1999)

En este trabajo se realizarán todas las pruebas empleando la zona central del fruto.

2.1.4. Caracterización fisico-química de la piña Dentro de las características físicas de la piña, cabe resaltar que al ser esta una

infrutesencia, la estructura global del fruto es completamente heterogénea y por consiguiente características estructurales como la porosidad serán variables dentro de todo el fruto.

Las características químicas de la piña variedad Cayena lisa, se resumen a

continuación:

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Tabla 2.2. Características químicas de la piña

Característica Cantidad

° Brix 10.80-17.50 Acidez titulable (% ac. Cítrico) 0.60-1.62 Cenizas % 0.30-0.42 Agua % 81.20-86.20 Fibra % 0.30-0.61 Nitrógeno % 0.045-0.115 Extracto etéreo % 0.2 Esteres (ppm) 1.00-250 Pigmentos (ppm de carotenos) 0.2-2.5 Glucosa (% en peso) 1.00-3.20 Fructosa (% en peso) 0.6-2.3 Sacarosa (% en peso) 5.90-12.0 Almidón % < 0.002 Celulosa % 0.43-0.54 Hexosas % 0.10-0.15 Pentosas % 0.33-0.43

Fuente: Hulme, 1971 en González, 1999 Los ácidos, en porcentaje, que contiene la piña son: el ácido cítrico (0.32-1.22), ácido

málico (0.1-0.47) y ácido oxálico (0.05). Las principales vitaminas en µg/100g de fruta fresca son: el ácido ascórbico (10-25), ácido aminobenzico (17-22), niacina (200-280), ácido pantoténico (75-163), tiamina (69-125), riboflavina ((20-88), vitamina B6 (10-140) y vitamina A (0.02-0.04). Se han identificado gran cantidad de compuestos volátiles de los cuales los ésteres etil acetato y etil 1-3metilicio-propionato constituyen más del 80% de los mismos. (González, 1999)

2.2. OPERACIONES UNITARIAS INVOLUCRADAS EN EL PRESENTE ESTUDIO

A continuación se resumen los aspectos más importantes de cada una de las operaciones involucradas en la elaboración de un producto tipo Snack a partir de piña. Se hace énfasis en la definición de cada una de las operaciones, los mecanismos de transferencia de calor y materia que las gobiernan, los parámetros que las rigen y algunos aspectos relevantes de los efectos que se presentan al aplicarlas a frutas.

2.2.1. Impregnación a Vacío

2.2.1.1. La Operación "Se ha denominado impregnación a vacío (VI) a la entrada masiva de solución a una

estructura porosa, tras la aplicación de una presión subatmosférica a un sistema de un sólido poroso sumergido en una solución, y a la posterior restauración de la presión atmosférica. Al someter el sistema a vacío, el gas atrapado naturalmente en los espacios intercelulares e interstic iales del alimento (tejido) se expande y emigra hacia el entorno líquido que le rodea, arrastrando además la fase líquida que por naturaleza se puede también encontrar en estos espacios. De esta forma los denominados poros quedan vacíos en un determinado porcentaje y disponibles para que una vez restablecida la presión atmosférica en el sistema se llenen de la solución osmótica en la que se encuentran sumergidos." (González, 1999)

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El mecanismo que gobierna esta operación ha sido descrito por Fito (1994) y se ha

denominado Mecanismo Hidrodinámico (HDM). Este fenómeno de transferencia de masa consiste en la penetración de líquido externo a través de los poros capilares, y está controlado por la expansión-compresión del gas interno, debido a presiones de vacío, incrementando además la interfase de contacto sólido-líquido. (González, 1999)

2.2.1.2. Mecanismo de transferencia de Masa "Fito y col. (1996) han explicado de forma detallada la secuencia que sigue el proceso

de Impregnación a vacío cuando una fruta porosa, por ejemplo, es sumergida en un líquido y se le aplica una presión subatmosférica. El mecanismo se describe a continuación:

Ø Durante los primeros momentos, hay una expansión del gas atrapado en los poros

que sale parcialmente. La matriz sólida se puede deformar en alguna medida. Las frutas casi en general, pierden parte de su líquido nativo en esta primera fase.

Ø Cuando se alcanza la presión de equilibrio ya no sale más gas de los poros. Actúa el HDM y comienza a penetrar el líquido externo en los poros por efecto de la presión capilar.

Ø Al recuperarse la presión atmosférica en el sistema, las fuerzas generadas por las diferencias de presión hacen que los espacios intercelulares los ocupe parcialmente el líquido externo causando deformaciones en la matriz sólida. La impregnación depende de la cantidad de gas removido del material poroso y es reversible y controlable por la expansión o compresión del gas ocluido. En el equilibrio el mismo volumen de gas que ha salido ha sido ocupado por igual volumen de solución por efecto del HDM." (González, 1999)

La expansión del gas durante el vacío puede causar algunas deformaciones a la matriz

sólida, y al restaurar la presión atmosférica el gas residual comprimido permite la relajación e incluso la contracción del sólido deformado, dependiendo de las propiedades viscoelásticas del mismo. (González, 1999)

2.2.1.3. Parámetros que rigen la operación Son muchos los parámetros que influyen directamente sobre la operación de

impregnación a vacío, y por tanto son críticos para el control de la misma. Ø Estructura del tejido: Aunque depende exclusivamente de la naturaleza del tejido y,

en el caso de las frutas, varía de acuerdo a la variedad, a la especie, al cultivo, al grado de madurez, a las condiciones de cosecha, a la zona de la fruta que se esté trabajando, etc., se debe conocer por lo menos, el rango del tamaño de los poros y la distribución y conexión entre ellos dentro del tejido. (González, 1999)

Ø El tiempo de relajación de la matriz sólida: Este depende de las características viscoelásticas del tejido. Igualmente es variable de acuerdo a muchos de los factores indicados anteriormente. (González, 1999)

Ø La velocidad de transporte del HDM: Este parámetro presenta unas variables más o menos controlables. Aunque va ligado a los anteriores en función del tamaño y forma de los poros del sólido, depende igualmente de la viscosidad de la solución osmótica y de los gradientes de presión aplicados al sistema. (González, 1999)

Ø Tamaño y forma de la muestra: Aunque habrá tamaños y formas más favorables a la cinética del HDM, este parámetro lo controla la clase de producto que se desea obtener al final del proceso. (González, 1999)

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2.2.1.4. Efectos positivos y negativos del proceso y sus variables sobre la calidad del producto final.

"La impregnación a vacío puede ser aplicada en diferentes procesos de sistemas sólido-líquido, como pueden ser la deshidratación, el salado, la acidificación, la adición de preservantes, sustancias fortificantes, crioprotectores, etc. Entre otros se ha aplicado este proceso a la obtención de frutas mínimamente procesadas, introduciendo en ellas sustancias depresoras de la aw, ácidos que disminuyen su pH, conservantes, etc., aplicando así la tecnología de barreras." (González, 1999)

Se han realizado algunos estudios sobre el efecto de la impregnación a vacío en los

cambios estructurales de los productos tratados y como el nivel de impregnación que se logra afecta las propiedades viscoelásticas de las frutas. "En general, estos estudios, han permitido concluir que los efectos de la VI son positivos en cuanto hay menor pérdida de la estructura y al aumentar la superficie de contacto entre el sólido y la solución, y debido al HDM, los procesos de transferencia de masa se aceleran." (González, 1999)

2.2.2. Deshidratación Osmótica La deshidratación osmótica se podría definir como una operación unitaria en la que

existen combinados dos flujos de materia simultáneos y en contracorriente a través de una membrana semipermeable que, en el caso de los alimentos, en su mayoría tejidos vegetales o animales, son las membranas celulares. (González, 1999) Estas corrientes son:

Ø El agua del producto que migra en dirección a la solución osmótica en la cual se

encuentra sumergido. Ø Los sólidos que penetran al producto, provenientes de la solución osmótica que

generalmente está altamente concentrada. Existe un tercer flujo mucho menos intenso desde el producto a la solución osmótica,

comprendido por los sólidos solubles nativos como vitaminas, minerales, aromas o colorantes.

Figura 2.2. Flujos de materia en un proceso de deshidratación osmótica.

Fuente: Guilbert , Gontard, Rault-wack L. (1995) La deshidratación osmótica no es por si misma un proceso de preservación, pero puede

ser considerada como un pretratamiento para procesos posteriores. La razón principal del empleo de la deshidratación osmótica como pretratamiento está relacionada con las modificaciones en la composición química del material vegetal que se producen simultáneamente con la perdida de agua y ganancia de sólidos. Frutas y vegetales pueden ser transformados en nuevos productos con composiciones variadas de agua, sólidos solubles, sólidos insolubles, sales y ácidos. (Maguer M., Yao M., 1995)

Agua Solutos Otros solutos (Vitaminas, Minerales...)

Fruta

Solución Concentrada

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El objetivo de esta transformación o formulación directa antes de la aplicación de procesos tradicionales de preservación como la congelación, el secado con aire caliente, la liofilización, la aperitización o la aplicación de métodos combinados, es incrementar algunas propiedades nutricionales, sensoriales y funcionales, o mantener la estabilidad durante el almacenamiento. (Maguer M., Yao M., 1995)

La aplicación de la deshidratación osmótica a los procesos industriales es restringida

por problemas teóricos y prácticos. Estos problemas vienen dados especialmente por el gran número de parámetros de los que dependen directamente la pérdida de agua y la ganancia de sólidos durante el proceso. En la medida en que estos parámetros queden definidos para las materias primas a tratar, el diseño de los equipos y el control del proceso podrán llevarse a cabo y se podrá pensar en la industrialización de productos. (González, 1999)

2.2.2.2. Morfología del tejido vegetal Las células parenquimatosas son el tipo de células más comunes y pueden formar más

del 80% del total de las células del tejido de almacenamiento en las plantas. Una célula parenquimatosa consiste principalmente en una delgada y porosa pared, una membrana que delimita el citoplasma y una vacuola central. La pared celular rodea el citoplasma y el citoplasma encierra la vacuola. La pared celular está compuesta principalmente por celulosa y otros polisacáridos que se entrelazan para formar grandes intersticios. Estos polímeros le proporcionan rigidez a las células individuales. Otra membrana llamada tonoplasma separa el citoplasma de la vacuola central. La vacuola es simplemente una solución de iones inorgánicos, ácidos orgánicos y azúcares, que puede ocupar cerca del 90% del volumen de la célula. (Maguer M., Yao M., 1995)

Se ha aceptado que el órgano que controla el proceso de ósmosis es el plasmalema. El

plasmalema o membrana celular permite a las moléculas del solvente pasar, sin embargo algunas de estas moléculas no pueden atravesar la membrana o la atraviesan en menor grado, esto porque la membrana celular es una estructura diferencialmente permeable. (Maguer M., Yao M., 1995)

Para propósitos prácticos, en las estructuras celulares parenquimatosas se distinguen

tres partes: un volumen intracelular, un volumen extracelular y una membrana localizada entre los dos volúmenes.

Figura 2.3. Diagrama esquemático de una célula parenquimatosa simplificada.

Fuente: Mauguer, Yao, (1995) El volumen intracelular incluye el citoplasma y la vacuola. El volumen extracelular

contiene la pared celular y espacio libre entre las células cuando ellas forman un tejido. La membrana celular es considerada menos voluminosa pero de gran resistencia. Un tejido vegetal

Membrana celular

Volumen Extracelular

Volumen Intracelular

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puede ser visto, como un agregado de células parenquimatosas cercanas entre si, pero con cierta cantidad de espacio intracelular entre ellas. (Maguer M., Yao M., 1995)

2.2.2.3. Mecanismos de transferencia de masa Los mecanismos de transferencia de masa presentes en la deshidratación osmótica son

principalmente mecanismos de difusión, cuyas fuerzas impulsoras están definidas por los gradientes de concentración existentes entre la Fase Líquida del Alimento (FLP) y la solución osmótica (OS). (Maguer M., Yao M., 1995)

Existen tres mecanismos para la transferencia de masa en los tejidos celulares:

transporte apoplástico, transporte símplastico y transporte transmembranal. Figura 2.4. Mecanismos de transferencia de masa dentro de los tejidos celulares

Fuente: Mauguer, Yao, (1995)

El transporte apoplástico es externo a la membrana celular (plasmalema), y es

interpretado como el movimiento de material dentro del volumen extracelular. El transporte simplastico es interno a la membrana celular y se define como el transporte de material entre dos células vecinas a través de pequeños canales llamados plasmodesmos. El flujo de masa a través de la membrana celular es llamado flujo transmembranal. (Maguer M., Yao M., 1995)

Durante el proceso de ósmosis, el soluto se difunde dentro del volumen extracelular.

Dependiendo de las características del soluto, este puede o no pasar a través de la membrana celular y entrar al volumen intracelular. Este soluto crea una diferencia de potencial químico entre la membrana celular, que hace que esta deje salir agua del volumen intracelular al volumen extracelular. Posteriormente, el agua que ha salido del volumen intracelular, fluye hacia la solución osmótica a través del espacio extracelular. De lo anterior se puede decir que existen por lo menos dos flujos simultáneos en un proceso osmótico: los solutos de la solución, que se mueven hacia el interior del tejido y el agua del tejido, que fluye hacia la solución. (Maguer M., Yao M., 1995)

Existen dos modelos básicos para explicar los procesos osmóticos. Uno de ellos asume

que los tejidos son homogéneos y los flujos individuales que se presentan son independientes. Se asumen procesos difusivos basados en la segunda ley de Fick a través de los cuales se explica la pérdida de agua y la ganancia de solutos. Este modelo es llamado modelo macroscópico. El segundo modelo reconoce la heterogeneidad de los tejidos y está basado en la microestructura celular. Este modelo es llamado modelo microscópico. (Maguer M., Yao M., 1995)

Transporte Transmembranal Transporte Simplastico

Transporte Apoplástico

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2.2.2.4. Parámetros que rigen la operación Los parámetros que rigen la operación de deshidratación osmótica se han clasificado en

las siguientes categorías: Ø Primera categoría o parámetros dependientes de la materia prima: La complejidad

de los tejidos biológicos es el factor más determinante en el proceso y que en principio no parece de fácil control. En procesos de secado de alimentos, considerando estos como materiales porosos, la porosidad es uno de loas factores relevantes para modelar y entender los fenómenos de transporte. En la OD, la porosidad del tejido es igualmente relevante y define la cantidad de solución osmótica que puede penetrar en él. En el caso específico de la piña, al ser éste un tejido anisotrópico, y al ser considerado como una infrutesencia, su valor es muy variado. (González, 1999)

"El grado de madurez en las frutas y verduras parece influir sustancialmente en el transporte difusional, entre otros factores porque la composición del tejido respecto a los azúcares que posee y a la distribución del agua en los mismos es diferente según el estado de madurez en que hayan sido cosechadas. En la piña parece ser que a medida que la fruta madura, los poros se llenan de líquido nativo a diferencia de otras frutas." (González, 1999) Otros factores considerados de gran importancia son los referentes a la estructura y propiedades mecánicas del tejido. Parámetros más controlables respecto a la materia prima son el tamaño y la forma que determinan la superficie expuesta, la cual, según varios autores, limita la transferencia de sólidos al producto. (González, 1999) Un último factor a considerar en este grupo son los posibles tratamientos previos, térmicos o químicos, que pudiera haber sufrido la materia prima. Tratamientos que afecten las estructuras celulares permitirán una mayor pérdida de agua y una mayor ganancia de solutos, llegando más rápido al equilibrio. (González, 1999)

Ø Segunda categoría o parámetros dependientes del agente osmótico: El agente osmótico es generalmente una solución concentrada de solutos conocidos que le confiere las características deseadas al producto que se desea obtener. Los solutos deben ser sustancias comestibles, no tóxicas. (González, 1999)

En el caso de las frutas, las soluciones utilizadas son aquellas que contienen azúcares de diferentes tipos y en diferentes concentraciones. Se han utilizado por ejemplo, soluciones altamente concentradas de sacarosa, mezclas con glucosa y fructosa, mezclas con ácidos, algunos experimentos se han llevado a cabo utilizando mezclas de sacarosa y sal, jarabes de maíz con diferentes grados de polimerización, lactosa, glicerol y muchas otros, también se han utilizado aditivos en las soluciones como son ácidos, preservantes permitidos, algunos minerales y vitaminas, así como crioprotectores. (González, 1999) La variedad en los solutos se basa en que la eficacia de los solutos como agentes de deshidratación esté en relación directa con su poder depresor de la aw, siendo esta a su vez, mayor a medida que su fracción molar sea mayor en la solución y propicie mayores interacciones con el agua. El tamaño molecular del soluto tiene igualmente un efecto significativo en la relación entre la perdida de agua y la ganancia de sólidos, a mayor tamaño de la molécula, menor es la ganancia de sólidos por parte del producto. (González, 1999)

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El aumento en la concentración del agente osmótico aumenta la velocidad de pérdida de agua, al igual que la ganancia de sólidos, aunque el aumento en la perdida de agua es generalmente mayor que la ganancia de sólidos. Las concentraciones de soluciones de sacarosa más utilizadas son 50, 60 y 65°Brix.

Ø Tercera categoría o variables del proceso: Las variables que pueden y deben ser controladas por su influencia directa en la velocidad de transferencia y en la calidad del producto final son la temperatura, el tiempo, la relación producto-solución, el contacto entre fases (agitación), y en el caso de los procesos a vacío, la presión y el tiempo de aplicación de la misma. Otros parámetros que influyen y deben ser tenidos en cuenta con el pH de solución y producto, así como la viscosidad de la solución. (González, 1999) "La temperatura se podría decir que es la más importante de las variables anteriormente mencionadas, ya que la difusión es un fenómeno dependiente de ésta. A temperaturas altas de proceso la velocidad y pérdida de agua son mayores, la difusión de agua desde dentro del producto hacia la superficie es mayor, la viscosidad del medio osmótico disminuye y por lo tanto, su penetración en el producto se facilita. Sin embargo, al ser propuesta la OD como un método de conservación no térmico, la máxima temperatura a la que se debe trabajar para que las estructuras del tejido no sufran daños de pardeamiento o ablandamiento por cocción es de 49°C." (González, 1999) "La relación producto-solución debe ser alta si se quiere controlar los valores de difusividad. Cuando esta relación es baja el agua que sale del producto permanece alrededor de este diluyendo el agente osmótico y por tanto disminuyendo el gradiente de concentraciones (fuerza impulsora) en el proceso." (González, 1999) Para lograr que exista un mejor contacto en la interfase, se recomienda trabajar con agitación de la solución, esto a su vez permite una mayor velocidad de intercambio. Este mecanismo ayuda a mantener la solución concentrada en la superficie del producto, ya que por la alta viscosidad del agente osmótico, el agua que sale del producto tendería a permanecer en sus alrededores y formar un frente de solución diluida que debe ser removido. El tiempo del proceso está en relación directa al contenido final de sólidos y agua que se quieren lograr en el producto. Los tiempos para lograr el equilibrio son, en algunos casos, de varios días.

2.2.2.5. Efectos positivos y negativos del proceso y sus variables sobre la calidad del producto final

2.2.2.5.1. Característica organolépticas Los mayores desarrollos y la mayor cantidad de estudios hechos en los últimos años en

torno a la OD, han tenido como causa principal el haber considerado que la OD podría ser un proceso de conservación con el que se podrían preservar gran cantidad de cualidades organolépticas originales de los productos a procesar. La mayoría de estos estudios se han realizado en frutas con el propósito de preservar el color, el aroma, el sabor y la textura, lo más cercano a la fruta fresca. (González, 1999)

Ø Sabor: Se ha criticado de este método el que al aumentar la cantidad de sólidos

solubles, generalmente azúcares, las frutas cambian su sabor original llevándolas a

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niveles de dulzor poco atractivos para el consumidor. Aquí entra entonces en juego, el saber combinar los parámetros de proceso (condiciones iniciales de la materia prima, temperatura, concentración y tipo de la solución osmótica, tiempo) con los que se pueda lograr el nivel de azúcar y humedad deseados. (González, 1999)

Ø Color: Se han realizado varios estudios en frutas, empleando soluciones de sacarosa de diferentes concentraciones a diferentes temperaturas. Estos estudios han dejado como conclusión que los azúcares que penetran en los tejidos de las frutas tratadas protegen los carotenos responsables del color natural de las frutas frescas. (González, 1999)

2.2.2.5.2. Características estructurales Al someter la fruta a un proceso de deshidratación osmótica, la estructura del producto

sufre cambios notables. Los cambios estructurales están directamente relacionados con la concentración de la solución osmótica utilizada. A medida que las concentraciones de la OS son mayores, la recuperación del tejido en su paso al equilibrio es mucho más lento e irreversible. Esto se va mostrando en cambios de volumen que representan pérdidas en la calidad y en la economía final del producto. Va igualmente relacionado con la textura que él mismo adquiere. Adicionalmente esta pérdida irreversible de la estructura es la que da lugar al denominado encostramiento que se presenta en primer lugar en la interfase OS-producto. (González, 1999)

2.2.2.5.3. Características nutricionales En frutas el valor nutricional se ve representado especialmente por el contenido de

vitaminas y especialmente ácido ascórbico. Siendo la vitamina C hidrosoluble, el proceso de OD arrastra un alto contenido de ésta hacia la OS.

Se han realizado algunas investigaciones donde se enriquece la OS con sustancias

nutricionales que penetran la estructura del producto junto con los azúcares. En este proceso es importante tener en cuenta el tamaño molecular de los solutos con los que se desea enriquecer nutricionalmente el producto final. (González, 1999)

2.2.3. Deshidratación osmótica previa impregnación a vacío

2.2.3.1. La operación La deshidratación osmótica con previa impregnación a vacío consiste en combinar las

dos operaciones previamente descritas, con el fin de aprovechar las ventajas que presenta la impregnación a vacío, acelerando los mecanismos de transferencia de masa propios de la Deshidratación Osmótica. Inicialmente se pensó en la deshidratación osmótica desarrollada en su totalidad bajo vacío (VOD), sin embargo el alto costo de la operación, no le brindaba viabilidad industrial. Al describir el mecanismo hidrodinámico y realizar la experimentación correspondiente, se vio que el efecto más importante del HDM ocurría rápidamente y justo en el momento en que se restablecía la presión atmosférica. Esto permitió el desarrollo de un nuevo procedimiento que remplazó a la VOD y fue llamado deshidratación osmótica con pulsos de vacío (PVOD) o deshidratación osmótica previa impregnación a vacío. A través de este nuevo procedimiento, cortos periodos de vacío, llamados pulsos, son aplicados al producto mientras este se encuentra sumergido en la solución osmótica. Una vez realizado el pulso, el proceso de OD continúa a presión atmosférica. De esta forma los poros del producto tratado se llenan de la solución osmótica al inicio del proceso. (González, 1999)

2.2.3.2. Mecanismos de transferencia de materia Los diferentes mecanismos de transferencia de materia que ocurren en un proceso de

PVOD son los siguientes:

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Ø Mecanismos Pseudodifusionales (PDM): Estos se darán en función de los gradientes de actividad del sistema.

Ø Mecanismos Hidrodinámicos (HDM): Se presentan en función de los gradientes de presión a los que se a sometido el sistema.

Ø Mecanismos de transferencia de energía debidos a los fenómenos de deformación-relajación (DRP): Son generados por los fenómenos mecánicos desencadenados a nivel estructural y dan lugar a gradientes de presión en el sistema.

2.2.3.3. Efectos del HDM en las propiedades de los materiales Existen cambios importantes producidos en la composición y estructura de los

productos por efecto de los cambios de presión. Figura 2.5. Situación de la estructura de muestras de fruta al inicio de diferentes procesos.

Fuente: Fito, Chiralt, (1995) De acuerdo a con la figura 2.5, las condiciones de trabajo definen de gran manera la

evolución del producto, durante el inicio del proceso.

Estructura Sólida

Gas ocluido en los poros

Líquido (OS)

A B

C D

A. Fruta fresca B. OD: OS penetrando en el poro de acuerdo al HDM, cuando actúa únicamente la

capilaridad como fuerza impulsora. P = 1030 mbar C. VOD: Mayor penetración de OS. La capilaridad es más efectiva debido a que el

sistema se encuentra bajo condiciones de vacío. P = 110 mbar D. PVOD: Incremento dramático en la penetración de OS como consecuencia de la

combinación de capilaridad y presión externa como fuerzas impulsoras. P = 110 mbar por 5 minutos

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Ø En los procesos de OD, los cambios sufridos por la fracción de gas son muy

pequeños. Ø En los procesos de VOD, ocurre una penetración significativa de OS que supone un

15% de la fracción de gas inicial. Ø En los procesos de PVOD, los poros se llenan prácticamente de la OS. Únicamente

un 10% del volumen inicial de gas queda en los poros.

2.3.3.4. Equilibrio Un proceso de deshidratación osmótica llegaría a su fin en el momento que las

concentraciones de la fase líquida del producto (FLP) y la solución osmótica (OS) presenten la misma concentración de solutos, es decir que la fuerza impulsora (Yw

t) sea igual a cero: Yw

t = 1- Ysst = (zw

t - zwe) / (zw

o - zwe) = 0

zw

t = Fracción de sólidos en la fase líquida del producto en el tiempo t zw

e = Fracción de sólidos en el equilibrio zw

o = Fracción de sólidos en la fase líquida del producto en el tiempo 0 Este momento es el que algunos autores definen como el de equilibrio. Otros autores lo

han relacionado con la igualdad entre la aw del alimento y la aw de la solución osmótica. "En estudios realizados de sistemas que tienden al equilibrio se han observado dos

etapas. La primera de ellas se alcanza en tiempos cortos, al final de la cual se alcanza la igualdad de concentraciones entra la FLP y la OS. Como es de esperarse esta primera etapa es directamente dependiente de la concentración de lo OS: a menor concentración de la misma las concentraciones se igualan antes, que en soluciones más concentradas. Se ve igualmente la dependencia con la temperatura, por lo que a mayor temperatura, este estado se logra en tiempos menores. En esta etapa la pérdida de peso es notoria hasta alcanzar un valor final. Sin embargo en tiempos largos se observa que el verdadero equilibrio no se ha logrado, pues al finalizar la primera etapa el peso del alimento comienza a incrementarse, hasta estabilizarse" (González, 1999)

"La hipótesis de mayor validez hasta el momento es la que estudia los fenómenos de

deformación-relajación de las paredes celulares del tejido. Al iniciar el proceso de OD, las células sufren un encogimiento que se explica por la pérdida inicial de agua en la estructura, que luego da paso a una relajación de las mismas. Después del encogimiento inicial de las células, la energía almacenada en las células viscoelásticas deformadas se libera por la lenta relajación, recobrando parte del volumen perdido en la deformación. Las células más externas, las que están en contacto con la solución, succionan el líquido. Este efecto puede ser transmitido de célula a célula, lo cual implica el llenado de las células del tejido con la solución externa. Simultáneamente se puede dar la entrada de líquido por fuerzas capilares, en parte promovidas por los cambios de presión asociados con la relajación de las paredes celulares internas, en contra de la fase gaseosa de los espacios intercelulares. Solo una parte de la relajación celular acarrea la entrada de líquido en el producto, mientras que la otra, promueve los flujos internos de gas. La relajación celular caótica de las paredes celulares y su limitada efectividad en la promoción de la entrada de líquido en el tejido, puede hacer que los tiempos para el equilibrio tanto químico como mecánico sean muy largos." (González, 1999)

"Las curvas de ganancia de peso para las muestras tratadas con impregnación a vacío,

muestran un comportamiento distinto en su tendencia al equilibrio. La diferencia en la ganancia de peso se explica por la penetración masiva de solución osmótica al acabar el período de vacío, promovido por el HDM. Este efecto causa cambios en la composición y ganancia de peso en la muestra, e igualmente incrementa la superficie interfacial interna. No obstante, si se utilizan

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altas concentraciones de OS, las velocidades iniciales de deshidratación serán altas, pero siempre más bajas que las correspondientes en la OD." (González, 1999)

"Se observan generalmente dos comportamientos: El equilibrio mecánico en el caso de

PVOD se alcanza más rápido que para la OD; el peso final para PVOD es mayor que para OD cuando se utiliza una elevada concentración de OS. Esto puede sugerir que puede existir una menor deformación de la matriz celular en PVOD y que posiblemente como consecuencia de la mayor deformación inicial de la estructura con OD, la relajación es más irreversible." (González, 1999)

"Las diferencias en el potencial químico debido a las presiones pueden permanecer en el

sistema después de haber alcanzado actividades iguales para todos los componentes, por esto un flujo total de OS puede ingresar al tejido como consecuencia de estos gradientes de presión. El verdadero equilibrio se alcanza cuando no hay cambios ni en la actividad de agua, ni en términos de presión y la matriz sólida se relaja completamente." (González, 1999)

2.3.2.5. Efectos positivos y negativos del proceso y sus variables sobre la calidad del producto final

"En los diferentes estudios que se han llevado a cabo utilizando PVOD se han observado diferentes efectos sobre la materia prima a los observados cuando se realiza OD. Entre estos cabe destacar los siguientes:

Ø Al extraer el aire de la estructura, los mecanismos de transferencia de materia se

aceleran, ya que estos se llevan a cabo en la fase líquida del producto y al eliminar el gas, el paso tanto de solutos hacia el interior como del agua hacia el exterior, se acelera. (González, 1999)

Ø El color de las muestras se intensifica dando además un aspecto translúcido, debido igualmente a la ausencia de aire en la estructura. Al incrementar el contenido de azúcares dentro del producto, el efecto ya descrito en los procesos de OD de protección a los colorantes se acentúa. (González, 1999)

Ø Moreno (1999) reporta como el aroma en fresas se desarrolla con mayor intensidad en procesos de OD, mientras que en los procesos PVOD, el aroma permanece con intensidad similar al del producto fresco. Se cree que este efecto es debido a que en ausencia de aire los enzimas que actúan sobre las sustancias aromáticas, no se activan. (González, 1999)

Ø La estructura en las muestras PVOD se mantiene mejor. Este fenómeno puede ser debido a que en la operación VI, los fenómenos de deformación-relajación se dan en menor intensidad que en los procesos OD." (González, 1999)

2.2.4. Secado con Aire Caliente

2.2.4.1. La Operación La técnica de secado por aire caliente es una de las más antiguas que se han empleado

para conservar productos perecederos como las frutas. La remoción de agua de los tejidos, previene el crecimiento de microorganismos y minimiza las reacciones que deterioran los alimentos, ya que en su mayoría, están directamente relacionadas con el contenido de agua de los alimentos. Adicionalmente a esto, el secado reduce el volumen y el peso de los productos, lo que influye en una reducción drástica en los costos de empaque, almacenamiento y transporte. Los productos secos además permiten el ser almacenados a temperatura ambiente por largos períodos de tiempo. (González, 1999)

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2.2.4.2. Mecanismos de transferencia de Masa y Calor El secado requiere de calor para evaporar el agua y de algún medio para remover el

agua de la superficie del producto que se está secando. En el secado con aire caliente, es una corriente de aire, el medio utilizado tanto para transferir el calor al producto como para remover el vapor de agua que llega desde el interior a la superficie del mismo. (González, 1999)

A través de la operación de secado, se ven etapas o períodos diferentes de

comportamiento en la velocidad de la operación. Estas se han denominado período de inducción, período de velocidad de secado constante y período de velocidad de secado decreciente. (González, 1999)

"Al inicio del secado se presenta un período en el cual, las condiciones de la superficie

se van adaptando a las del aire de secado. La duración de este período es generalmente corta en relación con el tiempo total de secado. Durante el período de velocidad de secado constante, la superficie del sólido está saturada de agua y cuando esta se evapora es reemplazada por agua que ha migrado del interior a la superficie. La velocidad de evaporación del agua desde la superficie, balancea la velocidad de transferencia de calor desde la superficie hacia el aire, y por esto se da un período estacionario. A través de este período la temperatura de la superficie permanece constante en el valor que corresponde a la temperatura de bulbo húmedo del aire. Este estado estacionario se mantiene mientras el movimiento del agua hacia la superficie es suficiente para mantener las condiciones de saturación. El agua evapora a la corriente de aire como resultado del gradiente de presión de vapor entre la superficie del alimento y la corriente de aire." (González, 1999)

Si el secado continúa, se alcanza un punto en el que la velocidad de migración de la

humedad hacia la superficie ya no alcanza a mantener la superficie saturada. A partir de este punto la velocidad de secado es decreciente y va disminuyendo progresivamente a través del tiempo. El punto donde comienza este nuevo período de velocidad es denominado punto crítico. Durante este período la temperatura en la superficie del sólido aumenta y se aproxima al valor correspondiente a la temperatura de bulbo seco del aire. (González, 1999)

"Se han realizado muchos estudios tratando de definir los mecanismos internos de

transferencia de masa durante el secado, pero debido a la complejidad de las estructuras de los tejidos, no hay teorías generalizadas en este aspecto y por lo tanto hay teorías muy diversas sobre lo que ocurre al interior del sólido y porque se dan o no diferentes períodos de velocidad decreciente. Se han propuesto muchos modelos matemáticos y formas de estimar los coeficientes de transferencia de masa y de calor para el cálculo del período de velocidad constante. Para el cálculo del período de velocidad decreciente una gran parte de los modelos y ecuaciones propuestas están basadas en la segunda ley de Fick para la difusión." (González, 1999)

2.2.4.3. Efecto de las variables de proceso en el producto final En los productos alimenticios y especialmente en las frutas, el factor que más incide

sobre la calidad del producto final es la temperatura. Todos los demás parámetros influyen en la eficiencia de la operación.

Como se explicó anteriormente, durante el período de velocidad constante, la

temperatura en la superficie del alimento permanece constante y corresponde a la temperatura de bulbo húmedo del aire. Durante este período, la temperatura del aire no afecta a la calidad del producto. Sin embargo la mayoría de alimentos no presentan este período de velocidad. (González, 1999)

"En el período de velocidad de secado decreciente, la temperatura si es un parámetro

crítico, ya que la temperatura del alimento irá aumentando hasta alcanzar la temperatura de bulbo seco del aire, con lo cual se pueden desencadenar una serie de reacciones, inicialmente en

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la superficie y luego hacia el interior del alimento que lo afectarán sensiblemente en sus características organolépticas." (González, 1999)

"El color se ve afectado por reacciones de caramelización (Maillard), aceleración de

reacciones de oxidación y pardeamiento enzimático. En cuanto a su estructura, los productos secos presentan diferentes características de textura de acuerdo con la humedad final de los mismos. Productos muy secos con valores de aw muy bajos y con estructuras muy porosas son crocantes, mientras que productos con valores un poco más altos son gomosos." (González, 1999)

Si la temperatura es muy alta desde el inicio del proceso, las células de la interfase

pueden colapsar rápidamente y por este fenómeno y por formación de productos de caramelización en la superficie, se llega al denominado encostramiento, que además de afectar negativamente la calidad del producto, forma una capa impermeable que impide el paso del agua del interior a la superficie y la velocidad de secado se minimiza. (González, 1999)

La retención de aromas es generalmente muy baja, pues los compuestos químicos que

los producen (ácidos, ésteres, etc. ) son arrastrados con el agua que se evapora. Las vitaminas hidrosolubles, en especial la vitamina C en las frutas, se pierde al ser arrastrada por el agua que se evapora y es más sensible a la oxidación. (González, 1999)

2.2.4.4. Comportamiento de alimentos sometidos a secado con aire caliente con deshidratación osmótica previa

"Son varias las ventajas que parecen obtenerse de la aplicación de la OD como tratamiento previo a la deshidratación con aire caliente. En cuanto a las propiedades organolépticas se afirma que el color de las frutas se mantiene mejor, ya que los azúcares que penetran durante la OD tienen una acción protectora sobre los pigmentos que permiten abolir el uso de sustancias antioxidantes como sulfitos, mejorando presumiblemente el color del producto final. El sabor mejora debido a la remoción de ácido durante la OD, se minimiza la astringencia propia de frutas y se obtiene en el producto un sabor dulce diferente al logrado en frutas secas. En cuanto a la textura, se afirma que a medida que la concentración de sólidos es mayor, la estructura de los tejidos se mantiene mejor, permitiendo un producto de consistencia más firme." (González, 1999)

"Los cambios en la composición química de la superficie y estructura de los tejidos

deshidratados osmóticamente son factores determinantes en la cinética del secado por aire caliente de frutas y vegetales. Se ha observado que la difusividad efectiva del agua durante el secado con aire caliente de piña se reduce cuando se incrementa la ganancia de sólidos durante la OD. Este fenómeno puede deberse a capas de azúcares saturados formadas en la superficie del tejido, que pueden ocasionar una reducción en el coeficiente de difusión y un incremento en la retención de agua." (González, 1999)

2.3. COLOR Y TEXTURA EN FRUTAS PROCESADAS

2.3.1. Textura La textura es uno de atributos más importantes que afecta la aceptabilidad de los

alimentos ya sea frescos o procesados. El término textura involucra, entre otras, un sinnúmero de propiedades mecánicas y

geométricas, que contribuyen significativamente en la calidad de los productos. Estas propiedades texturales están normalmente sujetas a drásticos cambios como resultado de las operaciones de procesamiento. La respuesta textural a un proceso en particular, varía con el tipo

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de alimento, debido principalmente a las diferencias que estos presentan en relación con su estructura y composición química.

La textura en los tejidos vegetales está gobernada por la forma y el tamaño de las células, por el volumen de los espacios intercelulares, y principalmente, por la composición molecular de la pared celular, presión osmótica y tipo de solutos presente.

2.3.1.1. Tratamiento térmico Los productos alimenticios son expuestos a altas temperaturas en procesos diversos

como blanqueo, cocción, deshidratación, esterilización y pasteurización. En general, el calor genera daño en los tejidos vegetales, ocasionando pérdidas de turgor acompañadas de cambios texturales que afectan la aceptabilidad de los productos. (Seow C., Vasanti C., Lee B., 1995) Estos cambios texturales pueden ser atribuidos a los siguientes factores:

§ Desplazamiento de los gases intercelulares y vasculares por líquidos § Destrucción de la permeabilidad selectiva de las membranas celulares con la

consecuente pérdida de líquidos celulares, generación de presión interna y turgor. § Daño de las paredes celulares, ocasionado por el rompimiento y solubilización de

los polímeros que la forman. Se genera una pérdida de dureza en el tejido y un incremento en el número de células muertas.

§ Cambios físicos y químicos en los componentes citoplasmáticos como almidones y proteínas.

La principal porción comestible de frutas y vegetales frescos corresponde a tejidos del

parénquima. Estos tejidos, presentan mayor resistencia en la lamela y pared celular de las células que lo conforman. En frutas y vegetales frescos la lamela presenta mayor resistencia que la pared celular, por lo cual al aplicar un esfuerzo en este tipo de materiales, se presenta ruptura en la pared celular. A esto se debe la sensación de jugosidad que se genera al morder una fruta o vegetal fresco. En los productos tratados con calor esta sensación no se experimenta, pues el calor ocasiona un debilitamiento o rompimiento de la lamela celular, mientras que la pared celular generalmente permanece intacta. Por esto, cuando se aplica un esfuerzo a un material tratado térmicamente, la fractura ocurre en la débil lamela entre los espacios intercelulares, facilitando la separación celular. (Seow C., Vasanti C., Lee B., 1995)

2.3.1.2. Deshidratación La deshidratación o remoción de agua de los productos alimenticios ha sido una técnica

de preservación empleada desde hace ya varios años, sin embargo en lo que al tejido vegetal se refiere, la deshidratación produce la muerte de las células y, en algunos casos, ocasiona encogimiento drástico de los tejidos. El uso de altas temperaturas, acentúan los cambios texturales que se presentan durante la deshidratación, ya que se promueven las reacciones físicas y químicas de los componentes celulares: desnaturalización de proteínas, gelatinización de almidones, encogimiento de estructuras, fusión o redistribución de grasas, pardeamientos, daño a membranas celulares por la pérdida de turgor, y colapso estructural de las células. El material deshidratado, no puede ser rehidratado a su estado original. (Seow C., Vasanti C., Lee B., 1995)

Comúnmente, durante la deshidratación de productos alimenticios, se produce la

formación de costra. Este fenómeno puede ser deseable o no dependiendo del uso final que se le quiera dar al producto. Si el producto se desea rehidratar antes de su uso, la formación de costra es indeseable, pues se forma una capa impermeable en su superficie que impide su rehidratación. Sin embargo, en productos como cereales para desayunos y productos snack, la formación de costra es necesaria. Dada una gran variedad de requerimientos en calidad de los productos finales, se debe tratar de optimizar los procesos de deshidratación para lograr las características deseadas en los productos. (Seow C., Vasanti C., Lee B., 1995)

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2.3.1.3. Relación entre el contenido de humedad y la textura Existe una relación marcada entre el contenido de humedad y la textura de los

productos. De acuerdo a los estudios realizados por Kapsalis (1975), Segars (1976) y Bourne (1989), no ocurren cambios dramáticos en las diferentes propiedades texturales de productos que presentan iguales valores de aw. En estos estudios se intentó establecer relaciones entre las alteraciones en las características texturales y el contenido de agua, sin obtenerse una respuesta clara de como la aw puede afectar las propiedades mecánicas de los materiales. Debido a esto la ciencia polimérica propuso una teoría que explica y predice las propiedades funcionales de los alimentos de humedad baja e intermedia (LMF e IMF), enfatizando en el papel del agua como plastificante de las regiones vítreas o parcialmente cristalinas de los sistemas alimenticios. En esta teoría, las diferencias estructurales juegan un papel importante en la determinación de las propiedades mecánicas de LMF e IMF. (Seow C., Vasanti C., Lee B., 1995)

A pesar de las diferencias estructurales, el agua ejerce la misma influencia en la fase

sólida de los alimentos, ya sean amorfos o parcialmente cristalinos. El concepto general, se basa en la habilidad del agua para reducir la relajación estructural primaria o temperatura de transición vítrea (Tg) de un producto. Por debajo de Tg, la alta viscosidad del inestable estado vítreo, hace al producto duro y quebradizo. En estado elástico, a temperaturas por encima de Tg, el material es relativamente suave y flexible. Existe una amplia evidencia en la literatura recientemente estudiada por Slade y Levine (1994), que muestra que a una temperatura constante de almacenamiento, la transición del estado vítreo al estado elástico inducida por el incremento en el contenido de humedad, ocasiona cambios en forma o discontinuidad en las propiedades mecánicas del alimento. A contenidos críticos de humedad, la Tg de un producto se encuentra a la temperatura del lugar en el que se encuentra. A contenidos constantes de humedad, un incremento en la temperatura de almacenamiento por encima de la Tg del producto, se puede esperar que resulte en pérdida irreversible de la estructura crocante y quebradiza del alimento.

En contraste con LMF, los IMF son relativamente suaves y cauchosos, lo que sugiere

que estos productos se encuentran en un estado comprendido entre elástico y correoso. Productos con altos contenidos de humedad son suaves, jugosos y presentan una marcada tendencia a fluir. Productos con bajos contenidos de humedad son duros y presentan una marcada tendencia a la fractura. (Seow C., Vasanti C., Lee B., 1995)

2.3.2. Color

El color es una de las propiedades que definen la aceptación de un alimento por parte del consumidor. Da una idea global de las características de calidad de un producto mediante sus relaciones con composición química, grado de desarrollo o alteración, que permiten la utilización del color como referencia para detectar transformaciones naturales de los alimentos frescos o de cambios ocurridos en el proceso industrial. (Hutchings, 1994)

2.3.2.1. Generalidades El color, en el ámbito de la física óptica es un haz de radiaciones luminosas con una

determinada distribución espectral. Los objetos, y entre ellos los alimentos, transforman la luz que les llega de forma que la luz transmitida a su través (cuerpos transparentes) o reflejada en las capas superficiales (cuerpos opacos) tiene distinta distribución espectral.

Para la observación de los colores, existen dos tipos de receptores visuales en la retina,

los conos y los bastones. Su percepción visual es diferente y está influenciada por la intensidad de la luz. Con una intensidad débil la visión depende de los bastones, sensibles a la intensidad luminosa pero no a los colores. Con una intensidad luminosa fuerte entran en funcionamiento los fotoreceptores llamados conos responsables de la visión de los colores. Existen tres tipo de

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conos, sensibles al azul, al verde y al rojo (colores primarios); esta sensibilidad de los conos, permite la visualización de los diferentes colores que se forman a partir de adiciones de estos tres primarios. (Aguilera, 1997)

Con el fin de normalizar la medida del color y asemejarla a la percepción visual, la

Comisión Internacional de l'Eclaire (CIE) reunida en París en 1931, definió la sensibilidad espectral de los receptores visuales e introdujo diferentes métodos que describen objetivamente el color. El sistema basado directamente en la intensidad de las luces monocromáticas o colores primarios rojo(R), verde(G), y azul(B) fue encontrado matemáticamente inconveniente, por lo cual la CIE definió tres luces primarias artificiales X, Y y Z, que pueden ser empleadas como combinación de las luces monocromáticas inicialmente definidas. Cualquier color puede ser descrito como una combinación de los valores X, Y y Z. De los tres valores triestímulo, el parámetro Y fue escogido por la CIE como el valor que proporciona la claridad del color. (Segnini, Dejmek, Oste, 1999)

Todos los colores que tengan la misma claridad están en un plano aproximadamente

triangular. El eje horizontal x de la figura 2.5 muestra la cantidad de rojo de los colores y el eje vertical y indica la cantidad de verde de los colores. El eje Y, que representa el valor o claridad de los colores, sólo puede mostrarse en una representación tridimensional del modelo CIE Yxy, puesto que se sale de la página. Las longitudes de onda de luz pura se encuentran en los bordes curvados de la gama triangular de los colores visibles. El borde recto inferior representa los colores obtenidos mezclando las longitudes de onda roja y azul de ambos extremos del espectro.

Figura 2.7. Modelo CIE Yxy

Fuente: Hunt E. (1997)

ProcesoAnálisis Fresca14%8%FrescaOD14%8%FrescaPVOD14%8%Peso y dimensiones4 4 4°Brix 22222222222%Humedad 22222222222%Acidez 44444444444Total Muestras 12881288812888Total por proceso

Secada con pretratamiento PVOD

36

Secada sin pretratamiento

28

Secada con pretratamiento OD

36

42

Para un objeto en particular, la intensidad del color captada por un observador depende de la distribución espectral de la luz del iluminante y de la distribución espectral de la reflectividad del objeto. Debido a esto la CIE, definió las propiedades espectrales de diferentes tipos de iluminante. Dentro de este tipo de iluminantes el más común es el estándar D65, correspondiente a la radiación que emite un cuerpo negro cuando es calentado a 6500°K y que intenta representar la iluminación de la luz natural. (Segnini, Dejmek, Oste, 1999)

El sistema de visión humano, ha desarrollado la manera de corregir los efectos del

iluminante y preservar las diferencias en tono de un color en particular. Para permitir posibilidades similares en la medición objetiva del color, la CIE definió tres variables para medición del color que se relacionan más con la percepción humana y presentan menor dependencia del tipo de iluminación. Estas mediciones son L*a*b.

El modelo de color CIE Yxy no lineal fue transformado matemáticamente en 1976 para

obtener el modelo CIE L*a*b* uniforme, en el cual las distancias entre los colores se acercan más a lo que percibimos. Todos los colores con la misma claridad se encuentran en un plano circular, a través del cual cruzan los ejes a* y b*. Los valores a* positivos son rojizos; los valores a* negativos, verdosos; los valores b* positivos, amarillentos; los valores b* negativos, azulados. La claridad varía en la dirección vertical y corresponde al valor L.

Figura 2.8. Modelo CIE Lab

Fuente: Hunt E. (997)

La descripción de color L*a*b* es perceptivamente más uniforme que la XYZ y por

tanto más adecuada para la comparación directa con datos sensoriales.

2.3.2.2. Efecto del procesamiento en el color de frutas La aceptabilidad del color en un alimento está influenciada por diversos factores

relacionados directamente con aspectos culturales, geográficos y sociológicos de los consumidores. A pesar de esto, ciertos grupos de alimentos son aceptables o no, si se encuentran dentro de un rango de color especificado. (Robertson, 1993)

Los alimentos tanto en forma natural como procesada, presentan un color característico

y bien definido mediante el cual el consumidor los identifica; cualquier cambio que este sufra puede causar el rechazo de los productos. Los colores de los alimentos se deben a distintos

43

compuestos, principalmente orgánicos, algunos que se producen durante su manejo y procesamiento, y otros que son pigmentos naturales o colorantes sintéticos añadidos. Cuando se someten a tratamientos térmicos, los alimentos desarrollan tonalidades que van desde un ligero amarillo hasta un intenso café, mediante las reacciones de Maillard, caramelización, degradación de carotenoides y oxidación de ácido ascórbico (Badui, 1995)

La mayoría de alimentos vegetales deben su color a sus correspondientes pigmentos,

que son sustancias que tienen una función biológica muy importante en el tejido. La mayoría de los pigmentos vegetales se localizan en el protoplasma de las células, dentro de los organelos especializados llamados plastidios. Algunos de ellos son hidrosolubles y su separación y aislamiento se facilita considerablemente, pero existen otros que solo se solubilizan en disolventes orgánicos. Su identificación se basa en la propiedad que tiene cada pigmento de absorber una cierta longitud de onda del espectro visible. (Badui, 1995)

La piña presenta variedad de pigmentos, sin embargo los de mayor importancia por

encontrarse presentes en mayor cantidad, son los carotenoides.

2.3.2.2.1. Carotenoides Debido a su estructura insaturada, los carotenoides están sujetos a muchos cambios

químicos inducidos por las diferentes condiciones de procesamiento (principalmente altas temperaturas, radiaciones electromagnéticas y el oxígeno) que se dan en la industria. Su transformación, además de provocar cambios de color, reduce el valor nutritivo debido a que se destruye la actividad de provitamina A. Al ser insolubles en agua, no se pierden por lixiviación en el lavado, el remojo, etc., de los frutos que los contienen. (Badui, 1995)

Su oxidación se acelera con el calor mediante un mecanismo semejante al de la

autoxidación de las grasas. Estos compuestos son más estables en los alimentos con un cierto contenido de agua y muy inestables en los deshidratados que presentan una baja actividad acuosa. (Badui, 1995)

2.4. EMPAQUE DE PRODUCTOS TIPO SNACK

El término snack hace referencia básicamente a porciones de alimento o bebidas ligeros, suaves o rápidos. Se caracterizan por ser de fácil consumo, siendo su presentación generalmente en empaques pequeños de porciones personales que conserven sus características (textura, humedad, sabor). (González, 1999) Hasta los años 1970s, los alimentos snack comerciales consistían en papas fritas, almendras, maní, galletas y confites, sin embargo, hoy día los snacks están conformados por un variado y amplio grupo de productos que incluyen alimentos freídos, extruídos, frutos secos y frutas deshidratadas. Los productos snack presentan generalmente valores de aw muy bajos, comprendidos entre 0.2 y 0.4. (Robertson, 1993)

En la manufactura de los productos snack elaborados a partir de frutas secas se emplean

diferentes ingredientes como almendras, miel, azúcares o syropes. De esta forma se obtiene una composición infinitamente variada que permite el desarrollo de una amplia gama de sabores y texturas en el producto final. (Robertson, 1993)

Debido a su alto contenido de azúcar, las frutas secas tipo snack se encuentran

generalmente en la categoría de productos con humedad baja e intermedia. Por esto, cambios en su contenido de humedad ocasionados por interacciones entre el ambiente externo y el producto, pueden alterar drásticamente las características de textura y afectar la aceptabilidad del alimento. Un empaque adecuado que proporcione una barrera a la entrada de humedad es necesario para la conservación adecuada del producto. (Robertson, 1993)

44

A continuación se hace una descripción de los posibles empaques para los productos snack elaborados a partir de frutas secas teniendo en cuenta los aspectos que afectan directamente la calidad del producto.

2.4.1. Pérdida de la textura crocante en el producto Los materiales de empaque requeridos por los productos en cuestión deben proveer una

barrera adecuada al ingreso de vapor de agua proveniente de la atmósfera. Sin embargo es difícil especificar con precisión el tipo de barrera al vapor de agua adecuada, ya que no se tienen datos concretos sobre las isotermas de sorción y se desconoce el contenido crítico de agua que provoca el cambio de textura en el producto. (Robertson, 1993)

Para evitar la pérdida de crocancia, los cereales tipo snack son comúnmente empacados

en cajas de cartón plegables cubiertas en su parte interior por láminas delgadas de polietileno de alta densidad que provee cierta barrera a la humedad. Sin embargo para proporcionar una barrera más adecuada, estas láminas de polietileno son coextruidas con láminas de copolímeros como el etilen-vinil-acetato. (EVA). (Robertson, 1993)

En productos snack freídos, los materiales de empaque más comunes que proporcionan

una barrera a la humedad son básicamente polietilenos de alta y baja densidad, algunos cubiertos con copolímeros como el PVC y EVA y polipropilenos, sin embargo estos polímeros no protegen al producto de la acción de la luz. (Robertson, 1993)

En general, todos los materiales de empaque proporcionan una barrera a la transmisión

de vapor de agua. El grado de barrera está determinado por las características del polímero empleado. Los polímeros que contienen cloro proporcionan una barrera más potente a la transmisión de vapor de agua. Características como orientación, cristalinidad y otros, afectan considerablemente la entrada de humedad. La cantidad de vapor de agua capaz de atravesar la película depende directamente de la densidad del polietileno empleado y se incrementa con a temperatura y humedad relativa. (Robertson, 1993)

2.4.2. Pérdida de vitaminas Los productos snack elaborados a partir de frutas presentan un contenido bajo de

vitaminas, pues estas se pierden casi por completo durante el procesamiento. Los productos snack elaborados a partir de piña osmodeshidratada presentan contenidos significativos de ácido ascórbico, sin embargo este ácido por ser la vitamina más sensible en alimentos, presenta baja estabilidad y puede verse afectada por cambios en pH, temperatura y concentración de oxígeno. Es por esto necesario saber escoger un material de empaque y unas condiciones de almacenamiento que evite las interacciones oxígeno-producto y luz-producto, de tal manera que se proporcione una adecuada estabilidad y se evite la pérdida de nutrientes. (Robertson, 1993)

2.4.3. Daño mecánico Dependiendo del tipo de fruta empleado para la elaboración de los snacks y del

contenido final de agua en el producto, se obtendrán diferentes estructuras y características texturales en el producto final. El material de empaque más adecuado para evitar daño mecánico en el producto final es el cartón plegable, sin embargo la rigidez de este depende del grado de resistencia que se le quiera proporcionar al producto. (Robertson, 1993)

2.4.4. Pérdida de aroma y sabor El aroma y sabor son características fundamentales en la vida de anaquel de los

productos y constituyen un factor indispensable en la aceptación de estos por parte del consumidor. Durante el almacenamiento de productos alimenticios se generan un sinnúmero de reacciones que deterioran la calidad aromática de los productos, dando como resultado productos con características aromáticas poco deseables. Por esto es necesario proporcionarle al

45

producto un empaque que permita una adecuada retención de los volátiles característicos del producto fresco, y una barrera a la entrada del oxígeno ambiental. Pruebas realizadas por Brackett (1992) para evaluar el coeficiente de permeabilidad del d-limoneno en varios polímeros, han permitido concluir que el polímero que presenta una mayor retención de compuestos del tipo volátil, evitando al máximo la entrada de oxígeno es el polietileno de alta densidad. (Robertson, 1993)

46

3. DISEÑO EXPERIMENTAL

Para la realización del proyecto, fue necesario elaborar un diseño experimental que permitiera conocer el número de muestras con el que se debería trabajar para obtener datos estadísticamente significativos. En el presente apartado se presenta el diseño experimental llevado a cabo para el desarrollo de un producto tipo snack.

3.1. Deshidratación de piña y caracterización fisico-química del producto final Se realizaron 3 pruebas preliminares para cada una de las operaciones de

procesamiento: secado de piña fresca y de piña pretratada con OD y PVOD. Para cada una de las pruebas se emplearon 20 muestras de piña por operación de procesamiento realizada. Las pruebas se llevaron a cabo para determinar el número total de ensayos a realizar para obtener datos estadísticamente significativos. Para cada una de las pruebas se empleó una piña mediana de grado de madurez No 5 (No menos del 90% de los ojos están por completo amarillos, pero no más del 20% de ellos tienen color anaranjado-rojizoos). Cada piña fue pelada y cortada en rodajas de 0.5cm de espesor y posteriormente cada rodaja fue dividida en octavos de dimensiones similares. Las muestras de piña fueron agrupadas para cada uno de los tratamientos, al cabo de los cuales se pretendía obtener un producto con un 14% de humedad. El primer grupo fue sometido a secado con aire caliente, el segundo grupo fue sometido a dos horas de deshidratación osmótica y secado con aire caliente y el tercer grupo fue sometido a 10 minutos de impregnación a vacío, 2 horas de deshidratación osmótica y secado con aire caliente. El secado se llevó a cabo con aire caliente a 70°C. Se evaluó únicamente el contenido final de humedad de los productos con el fin de determinar el tiempo total de proceso. Los resultados obtenidos en las tres pruebas presentaron las siguientes desviaciones estándar respecto a la variable humedad.

Proceso Desviación Estándar Secado de piña fresca 3.571% Secado de piña pretratada con OD 3.545% Secado de piña pretratada con PVOD 4.268%

Para la determinación del número de ensayos se empleó la distribución normal con un

intervalo de confianza del 95% y un error del 5% n = ((Zα/2 * σ)/E)2

Donde: n = Número de ensayos Zα/2 = Valor z que deja un área de α/2 a la derecha de la curva normal σ = Desviación estándar E = Error o diferencia entre la media de la población y la media real. Tomado de WALPOLE. R. Probabilidad y estadística para ingenieros. Editorial Prentice Hall. México 1999

Para un intervalo de confianza del 95%, Zα/2 = 1.96 Aplicando la ecuación, se tiene:

Proceso n

Secado de piña fresca 2 Secado de piña pretratada con OD 2 Secado de piña pretratada con PVOD 3

47

De lo anterior se puede concluir que son necesarios tres ensayos por proceso para

obtener datos estadísticamente significativos. Los análisis fisico-químicos que se llevarán a cabo en cada uno de los ensayos tanto en

la materia prima como en el producto final serán los siguientes: Determinación de humedad (AOAC 20.013 de 1980), Acidez (Método Titulación), Sólidos Solubles (Método Refractométrico), Vitamina C (Determinación Espectrofotométrica por el método de Mohr). Se realizará la determinación de pérdida de peso y volumen de las muestras de piña a través de los diferentes procesos.

El número total de muestras de piña requeridas en cada uno de los ensayos teniendo en

cuenta que cada uno de los análisis fisico-químicos será realizado por duplicado y que para la determinación de acidez se requiere cerca de 5g de producto, es el siguiente.

Proceso Secada sin

pretratamiento Secada con pretratamiento

OD Secada con pretratamiento

PVOD Anális is Fresca 14% 8% Fresca OD 14% 8% Fresca PVOD 14% 8% Peso y dimensiones 4 4 4 °Brix 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 %Humedad 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 %Acidez 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 4 Total Muestras 12 8 8 12 8 8 8 12 8 8 8 Total por proceso 28 36 36

Para la realización de cada uno de los procesos de secado se empleará una piña a partir de la cual se obtendrá la cantidad de muestra requerida. La determinación de vitamina C no se incluye en la tabla ya que para su realización se requiere gran cantidad de muestra. Esta prueba será realizada al finalizar los ensayos con un lote de piña diferente.

3.2. Textura

Se realizó una prueba preliminar de fracturabilidad empleando un texturómetro TA XT2, para determinar el número de muestras necesario para obtener datos estadísticamente significativos. La prueba se llevó a cabo en 5 muestras de piña previamente deshidratada mediante los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente. Se evaluó la fuerza máxima de cada una de las curvas obtenidas para la determinación de la desviación estándar.

Proceso Desviación Estándar Secado de piña fresca 321.540 gf Secado de piña pretratada con OD 337.897 gf

Secado de piña pretratada con PVOD 322.182 gf

Para la determinación del número de muestras se empleó la distribución normal con un

intervalo de confianza del 95% y una diferencia entre la media muestral y la media real de 150gf n = ((Zα/2 * σ)/E)2

Para un intervalo de confianza del 95%, Zα/2 = 1.96. Aplicando la ecuación, se tiene:

Proceso n Secado de piña fresca 18 Secado de piña pretratada con OD 20 Secado de piña pretratada con PVOD 18

48

3.3. Color

Las pruebas de color a realizar serán llevadas a cabo mediante la digitalización de cinco imágenes de los trozos de piña de cada uno de los procesos. El número de imágenes fue escogido teniendo en cuenta antecedentes bibliográficos (Segnini, Dejmek, Oste, 1999) de trabajos de color realizados empleando la técnica de las imágenes digitalizadas

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4. MATERIALES Y METODOS

En este capítulo se describe la materia prima y los métodos analíticos utilizados para determinar los parámetros fisico-químicos, textura y color de la materia prima y de los productos obtenidos. Se realiza la secuencia experimental de los procesos llevados a cabo en el desarrollo de un producto tipo snack.

4.1. PREPARACION DE LA MATERIA PRIMA

4.1.1. Fruta Para la realización del proyecto se empleo Piña (Ananas Comosus), var. Cayena Lisa,

con grado de madurez No5. La piña empleada, marca Elixir procedente del Valle del Cauca, fue adquirida en los supermercados Carulla, esto para garantizar la calidad del fruto y evitar la posible variabilidad en el mismo debido a su lugar de origen.

Figura 4.1. Cortes realizados en la piña para experimentación

4.1.2. Solución Osmótica Se preparó una solución de azúcar al 65% en peso, empleando agua ozonizada y azúcar

comercial Manuelita alta pureza. A la solución se le adicionó Benzoato de Potasio en una

La piña fue pelada y cortada manualmente, en rodajas de aproximadamente 0.5cm de espesor. El corte fue realizado empleando únicamente la zona central del fruto (Zona2). Para el corte en rodajas se utilizó una prensa diseñada para tales fines.

Una vez obtenidas las rodajas, se procedió a

dividirlas en octavos de dimensiones similares. Cada uno de los trozos obtenidos presentó forma semejante a la de un trapecio.

Corte en Rodajas Corte en Trapecios

Zona 2

50

concentración de 2000 ppm. La solución se reutilizó reconcentrando después de cada proceso para ajustar nuevamente la concentración de azúcar establecida.

4.2. PROCESAMIENTO DE LA MATERIA PRIMA

Antes del procesado de la materia prima, esta fue analizada desde el punto de vista fisico-químico. Esta caracterización, que permite conocer los factores asociados a los cambios estructurales y químicos se explica en el numeral 4.3.

Una vez preparada la materia prima fue sometida a tres operaciones de procesamiento:

secado con aire caliente, deshidratación osmótica con posterior secado con aire caliente, y deshidratación osmótica con previa impregnación a vacío y posterior secado con aire caliente. El desarrollo de cada una de estas operaciones se describe a continuación.

4.2.1. Determinación del tiempo total de secado Para la obtención de un producto tipo snack con las características deseadas, fue

necesario establecer el tiempo total de secado requerido para obtener productos con humedades del 14%±1 y 8%±1. Estos valores de humedad, fueron escogidos teniendo en cuenta estudios realizados por González, 1999, en los cuales se estableció como valor de humedad final un 14%; el valor de humedad de 8% se escogió considerando que los productos de humedad de 14%, no presentaban las características texturales esperadas y que se retiraría mayor cantidad de humedad al producto para estudiar su comportamiento textural.

Para establecer el tiempo total de secado necesario para obtener un producto con un

14% de humedad, se tomaron muestras de piña fresca, muestras de piña tratada con OD y muestras de piña tratada con PVOD. Las muestras fueron sometidas a secado con aire caliente a una temperatura de 70°C. Se escogió esta temperatura de secado porque estudios realizados por González, 1999, permitieron establecer que la temperatura de secado con la que se obtienen características organolépticas más favorables, tanto en piña fresca como pretratada con OD y PVOD, es 70°C. A partir del minuto 100 de secado se tomaron dos muestras de piña de cada uno de los lotes: fresca, tratada con OD y tratada con PVOD, y se les determinó el contenido de humedad. Esta determinación se realizó posteriormente a intervalos de 20 minutos. Los datos de humedad para tiempos previos al minuto 100, no fueron tomados a consideración, ya que estudios preliminares realizados por González, 1999, permitieron establecer que antes del minuto 100, los productos no presentaron una reducción significativa en el contenido de humedad.

Para determinar el tiempo total de secado necesario para obtener un producto con un 8%

de humedad, se tomaron muestras de piña tratadas con OD y muestras de piña tratadas con PVOD. Las muestras fueron sometidas a secado con aire caliente a una temperatura de 70°C durante 13 horas. Al cabo de las 13 horas se tomaron 2 muestras de piña de cada uno de los lotes y se les determinó el contenido de humedad. Esta determinación se realizó posteriormente a intervalos de 20 minutos.

La determinación del tiempo total de secado se realizó gráficamente a partir de los datos

obtenidos.

4.2.2. Secado con aire caliente El lote de piña seleccionado para esta operación fue dividido en dos porciones, a uno de

ellos se le redujo el contenido de humedad hasta el 14±1% y al otro se le redujo el contenido de humedad hasta el 8±1%.

51

El lote completo fue secado con aire caliente durante un tiempo de 240 minutos para la primera porción y de 380 minutos para la segunda porción. La determinación del tiempo total de secado para las dos porciones se explica en detalle en el capítulo 5.

El secado se realizó en una estufa de secado WTB Binder con un arreglo que consiste en

la adecuación de unos ventiladores internos para lograr una velocidad de aire de 3.6 m/s. El secado se realizó a una temperatura de 70°C.

4.2.3. Deshidratación osmótica y posterior secado con aire caliente El lote de piña seleccionado para esta operación fue deshidratado osmóticamente

empleando solución de sacarosa de 65°Brix. Los trozos de piña fueron colocados en recipientes de vidrio que contenían 400ml de la

solución de sacarosa a 40°C. Una vez cargados los recipientes de vidrio con los trozos de piña, se colocaron en un baño maría marca Memmert a una temperatura de 40°C, durante dos horas.

Al cabo de las dos horas, el lote de fruta deshidratada obtenido se dividió en dos

porciones, a uno de ellos se le redujo el contenido de humedad hasta el 14±1% y al otro se le redujo el contenido de humedad hasta el 8±1% empleando aire caliente.

La primera porción del lote deshidratado fue secada durante un tiempo de 200 minutos,

iniciando el proceso de secado a las 11:30 de la mañana. El secado se realizó en la estufa de secado WTB Binder adecuada para tal fin a una temperatura de 70°C.

La segunda porción del lote deshidratado fue secada durante un tiempo de 785 minutos,

iniciando el proceso de secado a las 5:00 de la tarde. El secado se realizó en la estufa de secado WTB Binder adecuada para tal fin a una temperatura de 70°C.

La determinación del tiempo total de secado para las dos porciones se explica en detalle

en el capítulo 5.

4.2.4. Deshidratación osmótica con previa impregnación a vacío y posterior secado con aire caliente.

Al lote de piña seleccionado para esta operación se le efectuó un proceso similar al descrito en el numeral anterior.

Los trozos de piña fueron colocados en recipientes de vidrio que contenían 400ml de la

solución de sacarosa de 65°Brix a 40°C. Una vez cargados los recipientes de vidrio con los trozos de piña, se sometieron a un pulso de vacío efectuado a una presión de 20" de mercurio durante 10 minutos. Transcurridos los 10 minutos se restableció la presión atmosférica y los recipientes se colocaron en el baño maría a 40°C, durante dos horas.

Al cabo de las dos horas, el lote de fruta deshidratada obtenido se dividido en dos

porciones, a uno de ellos se le redujo el contenido de humedad hasta el 14±1% y al otro se le redujo el contenido de humedad hasta el 8±1% empleando aire caliente.

La primera porción del lote deshidratado fue secada durante un tiempo de 220 minutos,

iniciando el proceso de secado a las 11:30 de la mañana. El secado se realizó en la estufa de secado WTB Binder adecuada para tal fin a una temperatura de 70°C.

52

La segunda porción del lote deshidratado fue secada durante un tiempo de 840 minutos, iniciando el proceso de secado a las 5:00 de la tarde. El secado se realizó en la estufa de secado WTB Binder adecuada para tal fin a una temperatura de 70°C.

La determinación del tiempo total de secado para las dos porciones se explica en detalle

en el capítulo 5.

4.2.5 Conservación de las muestras para ensayos posteriores. Las muestras de piña deshidratada obtenidas mediante los procesos mencionados en los

numerales 3.2.1, 3.2.2, 3.2.3, fueron empacadas en bolsas plásticas con cierre hermético SelloPack. Los empaques fueron debidamente marcados y colocados en desecadores para evitar la entrada de humedad al producto.

4.2. METODOS ANALÍTICOS UTILIZADOS

Con el objeto de analizar la influencia de las operaciones de procesamiento en las características de la materia prima, se realizaron los siguientes métodos analíticos tanto en la piña fresca como en la piña procesada. Todas las determinaciones analíticas fueron realizadas por duplicado.

4.3.1. Determinación de Humedad

Método: Secado, de acuerdo con la norma AOAC No 20.013 de 1980 Materiales: § Estufa WTB Binder § Estufa a vacío § Balanza analítica Mettler § Desecadores § Cápsulas de porcelana § Varillas de vidrio § Arena lavada de mar § Pinzas para crisol. El contenido de humedad de cada muestra se determina evaluando el agua evaporada en

estufa a vacío por diferencia de peso, con el siguiente método: Ø Pesar cápsula de porcelana con una varilla de vidrio y arena lavada de mar de

0.2mm. Ø Secar cápsula a 100°C durante 1 hora, colocar en desecador durante media hora y

pesar. Ø Colocar muestra de piña en la cápsula y pesar. Ø Triturar y mezclar la muestra con ayuda de la varilla de vidrio. Ø Colocar la cápsula con muestra en estufa a 50°C durante 24 horas. Ø Colocar la cápsula con muestra en desecador durante 30 minutos. Luego pesar. Ø Introducir la cápsula con muestra en estufa a vacío (20 in Hg) a 70°C durante 24

horas. Ø Colocar la cápsula con muestra en desecador durante 30 minutos Ø Pesar la cápsula. Muestras:

53

Se toma una muestra de la piña a analizar: fresca, deshidratada osmóticamente y seca.

4.3.2. Determinación de Sólidos Solubles

Método: Refractométrico Materiales: § Refractómetro Polskic RL3 § Homogeneizador Ultraturrax § Termómetro § Espátula § Mortero § Algodón § Frascos plásticos § Agua La determinación de sólidos solubles se lleva a cabo mediante el siguiente método § Piña Fresca

Tomar un trozo de piña, macerar hasta obtener jugo y determinar directamente los grados Brix en el refractómetro, teniendo en cuenta la temperatura.

§ Piña Tratada Ø Pesar un frasco plástico. Ø Agregar un trozo de piña tratada y pesar. Ø Agregar aproximadamente 10 ml de agua destilada y pesar. (El agua debe

cubrir la muestra para que se homogeneice, el frasco debe ser angosto y alto de tal forma que no salpique el agua y quede completamente triturado).

Ø Homogeneizar Ø Tomar temperatura de medición. Ø Medir los datos en el refractómetro.

Aplicar fórmula: °Brix medidos * (Magua total) °Brix muestra = __________(100 - °Brix medidos)__________ (Mt * Xw) + °Brix medidos * (Magua total) (100 - °Brix medidos) Donde: °Brix medidos: Dato obtenido directamente en el refractómetro. Magua total: Masa de agua añadida + masa de agua de la muestra Magua añadida: Gramos de agua añadida al recipiente. Magua muestra: Agua contenida en la muestra (Mt muestra * Xw )

Mt: Masa de la muestra Xw: Fracción másica de agua en la muestra. ( Humedad determinada)

Complementando: °Brix medidos * (Magua añadida + Mt *Xw) °Brix muestra = _______________(100 - °Brix medidos)_____________

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(Mt * Xw) + °Brix medidos * (Magua añadida + Mt *Xw) (100 - °Brix medidos)

4.3.3. Determinación de Vitamina C

Método: Determinación espectrofotométrica de vitamina C (Acido Ascórbico) por el método de Mohr. Materiales: § Espectrofotómetro de haz sencillo § Cubetas portamuestras § Tubos de ensayo § Gradilla para tubos de ensayo § Pipeta graduada de 1ml § Pipeta graduada de 5ml § Micropipeta de 1000 µl § Matraces aforados de 100ml § Frasco lavador Reactivos: § 2-Nitroanlilina 0.15% (Acidificada con 5ml de ácido acético y 5ml de ácido

clorhídrico.) § Nitrito de sodio 0.08% en agua § Hidróxido de sodio 10% § Acido Oxálico 0.15% § Etanol Absoluto § Solución patrón de ácido ascórbico 0.1mg/ml

Preparación de reactivos: Ø 2-Nitroanilina

Se pesa 0.15g de 2-Nitroanilina en un beaker. Se agrega 5ml de ácido acético concentrado y 5ml de ácido clorhídrico concentrado. Se diluye en agua destilada, en un matraz aforado hasta completar 100 ml

Ø Nitrito de sodio 0.08% Se pesa 0.08g de nitrito de sodio en un beaker. Se diluyen en agua destilada, en un matraz aforado hasta completar 100ml

Ø Acido oxálico Se pesa 1.5g de ácido oxálico en un beaker. Se diluye en agua destilada, en un matraz aforado hasta completar 1000ml

Ø Patrón de ascórbico

Se toma una pastilla de vitamina C de 1g. Se diluye la pastilla en 100ml ácido oxálico al 0.15%. Se toma 1ml de la dilución anterior y se coloca en un matraz aforado de 100ml para completar el volumen con ácido oxálico al 0.15%.

Espectrofotómetro: Ø Se debe conectar el instrumento 30 minutos antes de iniciar las lecturas. Ø Sin introducir ningún tubo ajustar a 0 de transmitancia.

55

Ø Con el blanco ajustar a 100 de transmitancia y 0 de absorbancia. La determinación de vitamina C, se realiza siguiendo el método descrito a continuación: Ø Realizar la recta de calibración preparando la siguiente batería de tubos:

B

ml 1

ml 2

ml 3

ml 4

ml 5

ml 6

ml P ml

2-Nitroanilina 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 0.1 NO3Na 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2 0.2

Ø Mezclar bien, asegurarse que el medio sea ácido, ya que para que se verifique la

reducción el pH debe ser menor a 4.0. Dejar en reposo durante 10 minutos. Ø Añadir lo siguiente a cada tubo:

B ml

1 ml

2 ml

3 ml

4 ml

5 ml

6 ml

P ml

Etanol absoluto 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 3.8 Patrón de ascórbico - 0.1 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 -

Acido oxálico 1.0 0.9 0.8 0.6 0.4 0.2 - -

Ø Mezclar bien y dejar en reposo durante 30 minutos. Ø Para observar el color es necesario cambiar el pH básico, para lo cual se añade lo

siguiente:

B ml

1 ml

2 ml

3 ml

4 ml

5 ml

6 ml

P ml

NaOH 10% 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 Agua destilada 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7 3.7

Ø Mezclar bien el contenido de cada tubo, comprobar que el pH sea básico y leer en el

espectrofotómetro las absorbancias a una longitud de onda de 540nm. Ø Representar gráficamente los valores obtenidos de absorbancia frente a la

concentración de ácido ascórbico. Ø Preparar la solución problema con el jugo de frutas filtrado. Ø Tomar 1ml del filtrado y pesar, agregar 9ml de ácido oxálico al 0.15%. Ø Mezclar bien y filtrar por papel cuantitativo a fin de eliminar todas las partículas en

suspensión que puedan falsear el resultado. Ø Con el filtrado se hará la determinación espectrofotométrica, para lo cual se

preparan los mismos reactivos que para la curva patrón trabajando en las mismas condiciones experimentales, añadiendo 1ml del filtrado en lugar de la solución patrón.

Ø Determinar la absorbancia e interpolar la concentración. Preparación del jugo de fruta: La preparación del jugo de fruta, fue realizada teniendo en cuenta la estandarización realizada por Leon, 1999. Ø Piña Fresca

Se toma aproximadamente 80g de fruta, se macera en el mortero para obtener el jugo. El jugo obtenido se filtra empleando papel cuantitativo. Se toman 5ml del filtrado y se les agrega 5ml de ácido oxálico al 0.15%.

56

Ø Piña Deshidratada

Se toma aproximadamente 20g de la fruta deshidratada y se le agrega 10ml de ácido oxálico al 0.15%. Se homogeneiza para formar jugo empleando Ultraturrax. El jugo obtenido se filtra empleando papel cuantitativo. Se toma 1ml del filtrado y se le agrega 9ml de ácido oxálico al 0.15%.

4.3.4. Determinación de Acidez Método: Titulación Materiales: § Frascos Plásticos con capacidad para 50ml § Agua destilada § Pipeta de 10ml § Homogeneizador Ultraturrax Reactivos: § Hidróxido de sodio 0.1N § Fenolftaleina Mediante el método siguiente se obtiene la cantidad de ácido expresada en gramos de ácido cítrico por cada 100 gramos de fruta seca. Relación: 1ml de solución de NaOH 0.1N equivale a 0.07005 g de ácido cítrico. (Leon, 1999)

Ø Se toman 5g de la piña a analizar y se coloca en el frasco plástico. Ø Se agrega 10ml de agua destilada. Ø Se homogeneiza hasta formación de jugo. Ø Se agrega 3 gotas de fenolftaleina. Ø Se titula con NaOH 0.1N con agitación constante.

Aplicar fórmula: % Acidez = V * N * E * 100_

100ml Pm - (Pm * Xw) Dónde: V = Volumen en litros de NaOH empleado en la titulación N = Normalidad del NaOH E = Equivalentes de ácido cítrico en gramos. Pm = Peso de la muestra Xw = Fracción másica de agua en la muestra

4.3.5. Actividad de Agua

Método: Predicción de la aw con la Ecuación Generalizada de Norrish Metodología: Aunque la medición de la aw metodológicamente es sencilla, Norrish propuso una ecuación predictiva de los valores de aw para soluciones en función de las fracciones molares del solvente y de los solutos disueltos. Para el caso en estudio, siendo la

57

fracción líquida del alimento una solución que se concentrará además en mayor o menor medida de acuerdo a los procesos de deshidratación que se le realicen, es una buena herramienta predictiva y de ajuste a los valores experimentales. La ecuación de Norrish para un soluto es: aw = X1 exp (-k(X2)2) Dónde X1 es la fracción molar del agua y X2 es la fracción molar del azúcar. k es la constante propia de cada azúcar, para el caso en cuestión se utilizará el valor k de la sacarosa (6.47).

4.3.6. Determinación de volumen en muestras

Materiales: § Hilo de diferentes colores § Calibrador La determinación de volumen se lleva a cabo basándose en la medición de las muestras de piña. Las muestras de piña se aproximan a trapecios y se aplica la siguiente fórmula para la determinación de su volumen. V = (1/2 * (B + b) * h ) * e

4.4. DETERMINACIÓN DE PÉRDIDA DE PESO, PÉRDIDA DE AGUA Y GANANCIA DE SÓLIDOS

Preparación del producto: Para la determinación de pérdida de peso, pérdida de agua y ganancia de sólidos en las muestras de piña procesada es necesario marcar cada uno de los trozos a analizar. Para tal fin se empleo hilo de diferentes colores. Metodología: Después de ser marcadas, las muestras de piña frescas fueron pesadas en una balanza Mettler con aproximación a 0.1mg. Posteriormente la piña fue sometida a cada uno de los tratamientos y pesadas nuevamente. Las determinaciones de pérdida de peso, pérdida de agua y ganancia de sólidos se realizaron de la siguiente manera:

§ Fracción Pérdida de Peso

∆P = Pi - Pf Pi

Dónde: B = Base mayor b = Base menor h = altura e = espesor

h

B

e

b

58

Dónde: ∆P = Fracción Pérdida de peso Pi = Peso inicial Pf = Peso final

§ Fracción Pérdida de Agua

∆W = Pi * Xwi - Pf * Xwf Pi Dónde: ∆W = Fracción Pérdida de agua Pi = Peso inicial Pf = Peso final Xwi = Fracción másica de agua inicial Xwf = Fracción másica de agua final

§ Fracción Ganancia de Sólidos

∆X = Pf * Xsf - Pi * Xsi Pi Dónde: ∆X = Fracción Ganancia de sólidos Pi = Peso inicial Pf = Peso final Xsi = Fracción másica de sólidos inicial Xsf = Fracción másica de sólidos final

4.5. PRUEBAS DE TEXTURA

Las pruebas fueron realizadas en un texturómetro TA XT2 de la compañía Stable Micro System. La adquisición de datos se realizó en el software proporcionado por la compañía. El equipo trabajó en compresión y penetración.

4.5.1. Penetración Las pruebas de penetración fueron realizadas para determinar la firmeza de muestras de

piña deshidratada mediante los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente. Accesorios del texturómetro para la realización de la prueba: § Plataforma (Heavy Duty Platform) § Soporte para fractura § Sonda esférica P/0.25S Configuración del Texturómetro: Modo del ensayo: Medición de fuerza en compresión Velocidad de pre-ensayo: 2.0 mm/s

59

Velocidad del ensayo: 0.1 mm/s Velocidad de post-ensayo: 10.0 mm/s Distancia: 15 mm Fuerza: 60N Tiempo: 5s Tipo de Trigger: Auto Velocidad de adquisición de datos: 200pps Preparación de las muestras: Las muestras de piña deshidratada mediante OD, PVOD y secado con aire caliente fueron sacadas de su empaque inmediatamente antes de la realización de la prueba. Las muestras fueron seleccionadas teniendo en cuenta su uniformidad en términos de tamaño y forma. Ensayo: Figura 4.2: Montaje para la realización del ensayo de penetración en el texturómetro TA-TX2

La plataforma debe ser ajustada al equipo de tal forma que la sonda atraviese el centro del anillo para soporte. La muestra debe ser colocada sobre el anillo en forma centrada. Una vez colocada la muestra, se dará inicio al ensayo a partir del cual se obtendrá una gráfica de fuerza en función de la distancia o el tiempo.

4.5.2. Fracturabilidad Las pruebas de fracturabilidad fueron realizadas para determinar el comportamiento

frente a la ruptura, de muestras de piña deshidratada mediante los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente.

60

Accesorios del texturómetro para la realización de la prueba: § Plataforma (Heavy Duty Platform) § Soporte plano § Sonda cilíndrica P/5S Configuración del Texturómetro: Modo del ensayo: Medición de fuerza en compresión Velocidad de pre-ensayo: 2.0 mm/s Velocidad del ensayo: 0.1 mm/s Velocidad de post-ensayo: 10.0 mm/s Distancia : 3 mm Fuerza: 60N Tiempo: 5s Tipo de Trigger: Auto Velocidad de adquisición de datos: 200pps Preparación de las muestras: Las muestras de piña deshidratada mediante OD, PVOD y secado con aire caliente fueron sacadas de su empaque inmediatamente antes de la realización de la prueba. Las muestras fueron seleccionadas teniendo en cuenta su uniformidad en términos de tamaño y forma. Ensayo: Figura 4.3: Montaje para la realización del ensayo de fracturabilidad en el texturómetro TA-TX2

La muestra debe ser colocada sobre el soporte plano en forma centrada. Una vez colocada la muestra, se dará inicio al ensayo a partir del cual se obtendrá una gráfica de fuerza en función de la distancia o el tiempo.

61

4.6. PRUEBAS DE COLOR

Producto: Se seleccionaron muestras de piña fresca y procesada de dimensiones aproximadamente similares. Equipo para análisis de imágenes: El sistema para análisis de imágenes está integrado por tres secciones. § Iluminante: Las muestras fueron iluminadas empleando dos lamparas paralelas

fluorescentes con temperatura de color de 6300°C y un índice de rendimiento de color de más del 90% (Philips, Natural daylight). Estas lámparas fueron empleadas como reemplazo del iluminante D65. Ambas lámparas fueron ubicadas a 12cm de las muestras. La distancia entre las lámparas fue de 10cm. (Segnini, Dejmek, 1999)

§ Cámara digital: Las imágenes fueron capturadas por una cámara digital Nikon

Coolpix 950. La cámara fue localizada a una distancia de 18cm de la muestra, y las imágenes fueron capturadas con un zoom x 3

Se adecuo un cuarto oscuro para la toma de imágenes con el fin de evitar la reflexión de la luz presente.

§ Análisis de imágenes: Las imágenes captadas por la cámara fueron almacenadas en el disco duro de un PC como formato *.jpeg para su análisis. El programa UTHSCSA Image Tool 1.27, University of Texas Health Science Center, San Antonio, U.S.A., fue empleado para extraer los valores de las señales R, G, B, segmentar las imágenes e identificar y analizar otras características de la apariencia de los snacks de piña.

§ Transformación de resultados: En 1976 CIE recomendó el uso de los imaginarios

XYZ, para la descripción del color. Recientemente la Unión Internacional de Telecomuniación (ITU) recomendó el uso de los siguientes coeficientes para la transformación de los valores RGB al sistema XYZ:

El sistema XYZ puede ser transformado al sistema CIE Lab empleando las siguientes ecuaciones: L* = 10 Y1/2

a* = 17.5 (1.02 X-Y) Y1/2

b* = 7.0 (Y-0.847 Z) Y1/2 La comparación entre coordenadas L*a*b* de los colores de dos muestras de piña fresca y procesada se realizó empleando la diferencia de color (∆E*ab) y el índice de saturación (IS) propuestos por CIE en 1976: ∆E*ab = [(∆L*)2 + (∆a*)2 + (∆b*)2]1/2

X 0.21708 0.13640 0.07705 R Y = 0.11178 0.28197 0.03073 * GZ 0.01007 0.05185 0.40646 B

62

IS = (a2 + b2)1/2

Análisis de Manchas en la superficie del producto: Las manchas presentes en la superficie del producto fueron evaluadas como porcentaje de área de manchas presentes en relación con el total del producto. Se realizó la medición del color de las manchas mediante los valores RGB. El porcentaje de área de manchas fue calculado mediante programa Image Tool.

4.7. PROPUESTA DE MATERIAL DE EMPAQUE Producto: Se seleccionaron muestras de piña procesada con PVOD y secado con aire caliente, con contenidos de humedad de 14 y 8%. Material de empaque: Para el análisis del material de empaque, se seleccionaron tres materiales comerciales de empaque con características diferentes: 1. Polipropileno Metalizado con laminado interno de polietileno 2. Papel bond con aluminio y laminado interno de polietileno 3. Prolan 500: Tres capas: nylon, poliester y polietileno Los materiales se escogieron, teniendo en cuenta que los productos snack son empacados comercialmente en este tipo de materiales. En cada uno de los empaques se colocó una cantidad aproximadamente igual de producto (15g). Una vez cargados los empaques, fueron sellados empleando una selladora de bolsas. Pruebas de vida útil: Las pruebas de vida útil para el producto fueron realizadas para un tiempo de dos meses. El tiempo fue seleccionado teniendo en cuenta referencias bibliográficas sobre vida útil para productos similares. La prueba para dos meses de vida útil fue realizada en condiciones aceleradas, teniendo en cuenta el valor Q10 para el producto.

Tiempo de vida útil para frutas deshidratadas

Valor Q10 para frutas deshidratadas

2 meses a 20°C 2.8

Tomado de .Labuza, 1982

Teniendo en cuenta la relación: Q10: θsT

θsT+10

Dónde: θsT: Vida útil a temperatura T°C θsT+10: Vida útil a temperatura (T+10)°C

63

Tomado de Robertson, 1993 Se realizó la prueba de vida útil acelerada empleando una temperatura de almacenamiento de 30°C Q10: θsT

θsT+10

2.8 = 8 semanas a 20°C Semanas a 30°C Semanas a 30°C = 2 semanas, 6 días, 29 minutos

La prueba fue realizada por duplicado para cada material de empaque y para cada uno

de los productos.

Una vez finalizado el tiempo de almacenamiento, las muestras fueron evaluadas en relación con su humedad, vitamina C, textura y color.

64

5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

A continuación se presentan los resultados obtenidos teniendo en cuenta cada uno de los objetivos planteados. Los resultados serán analizados y discutidos a medida que se van presentado.

5.1. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

Se incluye en este primer apartado del capítulo de resultados la caracterización de la materia prima. Esta caracterización es fundamental en el desarrollo de productos alimenticios, ya que no se pueden obtener productos de buena calidad sino se parte de materias primas de buena calidad. (González, 1999)

A continuación se presentan los resultados que definen las características de calidad de

la Piña, var. Cayena Lisa, materia prima escogida para el desarrollo de un producto tipo snack.

5.1.1. Humedad "La aw es el factor limitante en la conservación de alimentos. Su valor depende de

diversos factores entre los que la cantidad de agua juega un papel importante. En un proceso de deshidratación se pretende eliminar la mayor cantidad de agua posible del alimento y para esto es de suma importancia conocer el contenido inicial de la misma. Los tejidos vegetales presentan valores de humedad muy altos y se clasifican como alimentos de alta humedad. Cuando las células pierden agua por acción del calor o de la presencia de sustancias hipertónicas a su alrededor, estas pierden su turgencia y llegan al estado de plasmólisis, con lo cual se pierde su estructura natural y con ella su textura. Es por esto importante definir a qué niveles de agua se desea llegar en función del producto final que se desea obtener." (González, 1999)

En este apartado se reporta la humedad determinada por el método gravimétrico, para

todas las muestras utilizadas en los diferentes procesos. Tabla 5.1.1. Humedad inicial de la piña var. Cayena Lisa, empleada en los diferentes procesos desarrollados

Secado sin

pretratamiento Secado con

pretratamiento OD Secado con

pretratamiento PVOD Ensayo 1 81.01% 81.22% 80.48% Ensayo 2 85.43% 83.63% 81.47% Ensayo 3 80.48% 82.47% 81.77%

En la tabla 5.1.1. Se observa que el contenido de humedad se encuentra dentro del rango

esperado teóricamente para la piña: 80.20 - 86.20%

65

Figura 5.1.1. Humedad inicial de la piña empleada en el desarrollo de un producto tipo snack

Como se observa en la figura 5.1.1. existe variabilidad en el contenido de humedad de la materia prima empleada en el desarrollo del producto. Esta variabilidad se debe principalmente a la influencia de factores de cultivo en las características botánicas de la fruta, así como a la variabilidad en la escogencia de la piña con el grado de madurez adecuado.

5.1.2. Sólidos Solubles "Según lo reportado en la literatura, la cantidad de sólidos solubles totales en la piña

aumenta a medida que aumenta su grado de madurez. Estos sólidos están representados mayoritariamente en azúcares, algunos reductores como la glucosa y la fructosa, pero el mayor porcentaje es la sacarosa, azúcar no reductor." (González, 1999)

En este apartado se reporta el contenido de sólidos solubles determinado por el método

refractométrico y expresado en °Brix, para todas las muestras utilizadas en los diferentes procesos.

Tabla 5.1.2. Sólidos Solubles iniciales de la piña var. Cayena Lisa, empleada en los diferentes procesos desarrollados

Secado sin

pretratamiento Secado con pretratamiento

OD Secado con pretratamiento

PVOD Ensayo 1 17.470% 17.100% 16.500% Ensayo 2 15.550% 16.142% 17.385% Ensayo 3 15.500% 15.570% 17.520%

Como se observa en la figura 5.1.2. existe variabilidad en el contenido de sólidos

solubles de la materia prima. Al igual que en el caso de la humedad, esta variabilidad se debe principalmente a la influencia de factores de cultivo en las características botánicas de la fruta y a la variabilidad en la escogencia de la piña con el grado de madurez adecuado. También se observa que el contenido de sólidos solubles se encuentra dentro del rango esperado teóricamente para la fruta: 10.8 - 17.5%

78.00%

79.00%

80.00%

81.00%

82.00%

83.00%

84.00%

85.00%

86.00%H

umed

ad d

e la

Mat

eria

P

rim

a (%

)

Secado OD PVOD

Proceso

Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3

66

Figura 5.1.2. Sólidos solubles iniciales en la piña empleada para el desarrollo de un producto tipo snack

4.1.3. Acidez "La acidez es una característica de los productos que contienen ácidos orgánicos y da

razón del porcentaje que de ellos posee. En las mediciones de acidez de frutas, por ser muy difícil la separación de los diferentes ácidos que ellas puedan contener (cítrico, málico, ascórbico) se calcula solamente el porcentaje del ácido que presenta la mayor proporción. En el caso de la piña, se calcula la acidez teniendo en cuenta los miliequivalentes del ácido cítrico en el resultado de la titulación de la muestra." (González, 1999)

Tabla 5.1.3. Acidez inicial de la piña var. Cayena Lisa, empleada en los diferentes procesos desarrollados

Secado sin

pretratamiento Secado con pretratamiento

OD Secado con pretratamiento

PVOD Ensayo 1 1.028% 0.970% 0.916% Ensayo 2 0.890% 1.108% 1.009% Ensayo 3 0.929% 1.115% 1.000%

De acuerdo a la información presentada en la tabla 5.1.3, los rangos de acidez obtenidos

se encuentran dentro de los rangos esperados para piña: 0.6-1.6% de ácido cítrico. Aunque el porcentaje de los ácidos es bajo, su concentración y la combinación de los mismos le confiere las características propias de sabor y aroma a la fruta.

Existe una relación directa entre el contenido de sólidos solubles y la acidez. A mayor

contenido de sólidos solubles, mayor es la acidez de la fruta. Esta tendencia se observa en la figura 5.1.3.

14.000%

14.500%

15.000%

15.500%

16.000%

16.500%

17.000%

17.500%

18.000%Só

lidos

Sol

uble

s en

la

Mat

eria

Pri

ma

(%)

Secado OD PVOD

Proceso

Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3

67

Figura 5.1.3. Relación entre el contenido de sólidos solubles y la acidez de la piña var. Cayena Lisa empleada como materia prima en el desarrollo de un producto tipo snack

5.1.4. Actividad de Agua El parámetro que predice con más certeza los comportamientos de deterioro de un

alimento es la actividad de agua (aw). Este valor es de vital importancia ya que permite predecir la vida útil o de anaquel de los productos.

Para la determinación de la actividad de agua inicial en la materia prima, se aplicó la

ecuación generalizada de Norrish. Para la determinación de la fracción molar de agua y azúcar, se efectuaron los cálculos que se presentan a continuación.

Muestra de Cálculo: Cantidad de Agua presente en la fruta: 80.48g de Agua/100g de fruta Cantidad de Azúcar presente en la fruta: 16.50g de Azúcar/100g de fruta Peso Molecular del Agua: 18.0152g Peso Molecular del Azúcar: 342.2992g Moles de agua presente en la fruta: 80.48g/18.0152g = 4.4673moles Moles de azúcar presente en la fruta: 16.50g/342.2992g = 0.04820moles Fracción Molar de Agua: 4.4673g/(4.4673g + 0.04820g) = 0.98932 Fracción Molar de Azúcar: 0.04820g/(4.4673g + 0.04820g) = 0.01068

Los resultados de aw obtenidos para piña fresca, aplicando la ecuación generalizada de Norrish, se presentan en la tabla 5.1.4.

R2 = 0.7975

12%

13%

14%

15%

16%

17%

18%

19%

20%

0.85% 0.90% 0.95% 1.00% 1.05% 1.10%

Acidez (%)

Só

lido

s S

olu

ble

s (

°Bri

x)

68

Tabla 5.1.4. Valores de aw calculados a partir de la ecuación generalizada de Norrish para piña fresca

Fracción Másica de Agua

Fracción Molar de Agua

Fracción Másica de Azúcar

Fracción molar de Azúcar

aw Norrish

0.8543 0.99051 0.1555 0.00949 0.9899 0.8363 0.98994 0.1614 0.01006 0.9893 0.8247 0.99016 0.1557 0.00984 0.9895 0.8177 0.98885 0.1752 0.01115 0.9881 0.8147 0.98889 0.1739 0.01111 0.9881 0.8122 0.98904 0.1710 0.01096 0.9883 0.8101 0.98878 0.1747 0.01122 0.9880 0.8048 0.98997 0.1550 0.01003 0.9893 0.8048 0.98932 0.1650 0.01068 0.9886

Como se observa en la tabla 5.1.4. la piña fresca presenta valores de actividad de agua

bastante altos. Estos valores corresponden a los esperados para frutas y dan idea de la poca estabilidad y alta susceptibilidad del alimento ya sea por crecimiento microbiano o por aceleración de las reacciones químicas y enzimáticas.

5.2. DESARROLLO DE UN PRODUCTO TIPO SNACK

"En los últimos tiempos el desarrollo de productos tipo snack se ha centrado en la obtención de productos enriquecidos con vitaminas y minerales, con un alto contenido de fibra y con un contenido bajo de sustancias químicas añadidas. Productos de este tipo obtenidos a partir de frutas y secadas al sol o por aire caliente presentan problemas de pardeamiento, encostramiento y dureza que en ocasiones no los hacen agradables al paladar durante la masticación." (González, 1999)

En el presente apartado se presentan los resultados obtenidos en el desarrollo de tres

tipos de producto tipo snack, elaborados empleando las operaciones de OD, PVOD y secado con aire caliente. Se pretende realizar una comparación de los productos obtenidos para determinar el tipo de proceso que permite obtener los mejores resultados en el producto final.

Se presenta inicialmente la determinación del tiempo total de secado, y posteriormente

la caracterización de los productos obtenidos.

5.2.1. Determinación del tiempo total de secado Para la obtención de un producto tipo snack con el contenido de humedad esperado se

determinó el tiempo total de secado requerido por las muestras de piña fresca y tratadas con OD y PVOD.

Preparación de la materia prima: Las rodajas de piña de 0.5 cm de espesor fueron

troceadas en ocho segmentos. Un primer grupo de muestras fue deshidratado osmóticamente durante dos horas, al segundo grupo de muestras se le realizó impregnación a vacío (10 minutos a 20" de Hg) y al tercer grupo no se le hizo ningún tipo de tratamiento previo.

Contenido de humedad del 14%: Se le realizó el seguimiento de las muestras de piña

fresca y pretratadas con OD y PVOD. Los resultados obtenidos se resumen en las tablas 5.2.1 y 5.2.2

69

Tabla 5.5.1. Contenidos de humedad en base húmeda para muestras de piña fresca y tratadas con OD y PVOD determinados a intervalos de tiempo de 20 minutos.

Tiempo (minutos)

Piña Fresca Piña tratada con OD

Piña tratada con PVOD

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2

100 39.156 40.233 29.154 29.456 32.136 33.014 120 34.788 35.678 24.992 23.394 28.123 28.963 140 30.002 29.786 20.682 19.897 23.937 22.134 160 26.789 27.011 17.345 17.005 18.833 17.940 180 21.345 22.877 15.530 15.420 16.390 16.098 200 18.256 19.041 13.612 14.067 15.752 15.897 220 15.764 16.234 12.789 12.456 13.658 14.198 240 13.980 14.023 10.234 9.234 10.691 11.098

Los porcentajes de humedad obtenidos para cada una de las muestras de los tres lotes de

piña, fueron promediados para realizar las gráficas de humedad en función del tiempo y determinar posteriormente el tiempo total de secado.

Tabla 5.2.2. Contenidos de humedad promedio, en base húmeda, para los lotes de piña fresca y tratada con OD y PVOD para intervalos de tiempo de 20 minutos

Tiempo

(minutos) Piña Fresca Piña tratada con

OD Piña tratada con

PVOD

100 39.695% 29.305% 32.575% 120 35.233% 24.193% 28.543% 140 29.894% 20.290% 23.036% 160 26.900% 17.175% 18.387% 180 22.111% 15.475% 16.244% 200 18.649% 13.840% 15.825% 220 15.999% 12.623% 13.928% 240 14.002% 9.734% 10.895% 340 9.345%

Los resultados de la tabla 5.2.2 fueron representados gráficamente.

70

Figura 5.2.1. Humedad en función del tiempo de secado para piña sin tratamiento osmótico previo y con pretratamientos OD y PVOD

El tiempo total de secado requerido para obtener productos con un contenido de

humedad del 14% se determinó gráficamente con la información presentada en la figura 5.2.1. Los resultados se presentan en la tabla 5.2.3.

Tabla 5.2.3. Tiempos de secado para la obtención de productos con contenidos de humedad del 14% a partir de piña fresca y pretratada.

Fresca Pretratada con OD Pretratada con PVOD

240 minutos 200 minutos 220 minutos

Contenido de humedad del 8%: Debido a la complejidad del secado para los productos

deshidratados osmóticamente por presentar ganancia de azúcares, fue necesario realizar el proceso de secado como un proceso a parte al realizado anteriormente, para esto se le hizo seguimiento a muestras de piña pretratadas con OD y PVOD una vez finalizado un período de secado comprendido entre las 5:00 pm y las 8:00 am del día siguiente. Para piña fresca, el tiempo de secado requerido para obtener en los productos una humedad del 8%, se determinó a partir de los datos de la figura 5.2.1 y no fue necesario la realización de un proceso a parte.

Tabla 5.2.4. Contenidos de humedad en base húmeda para muestras de piña tratadas con OD y PVOD determinados a intervalos de tiempo de 20 minutos.

Tiempo (Minutos)

Piña tratada con OD Piña tratada con PVOD

Muestra 1 Muestra 2 Muestra 1 Muestra 2

780 7.924 8.367 9.456 9.878 800 7.897 7.345 9.023 8.976 820 6.897 6.497 8.765 8.675 840 6.090 5.805 7.756 8.034

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

45%

80 130 180 230 280 330 380Tiempo (minutos)

Hum

edad

bh

(%)

Secado Fresca Secado OD Secado PVOD

71

Los porcentajes de humedad obtenidos para cada una de las muestras de los dos lotes de piña, fueron promediados para realizar las gráficas de humedad en función del tiempo y determinar posteriormente el tiempo total de secado.

Tabla 5.2.5. Contenidos de humedad promedio, en base húmeda, para los lotes de piña tratada con OD y PVOD para intervalos de tiempo de 20 minutos

Tiempo

(Minutos) Piña tratada con

OD Piña tratada con

PVOD

780 8.146 9.667 800 7.621 8.999 820 6.697 8.720 840 5.948 7.895

Los resultados de la tabla 5.2.5 fueron representados gráficamente para determinar el

tiempo total de secado.

Figura 5.2.2. Humedad en función del tiempo de secado para piña pretratada con OD y PVOD

El tiempo total de secado requerido para obtener productos con un contenido de

humedad del 8% se determinó gráficamente con la información presentada en las gráficas 5.2.1 y 5.2.2. Los resultados se presentan en la tabla 5.2.6

Tabla 5.2.6. Tiempos de secado para la obtención de productos con contenidos de humedad del 8% a partir de piña fresca y pretratada.

Fresca Pretratada con OD Pretratada con PVOD

380 minutos 785 minutos 840 minutos

5%

6%

7%

8%

9%

10%

760 770 780 790 800 810 820 830 840 850Tiempo (minutos)

Hum

edad

bh

(%)

Secado OD Secado PVOD

72

5.2.2. Características fisico-químicas del Producto Obtenido Se elaboró tres tipos de productos siguiendo la metodología descrita en el capítulo 4.

Los productos fueron caracterizados y analizados.

5.2.2.1. Humedad y Pérdida de Agua En este apartado se reporta la humedad determinada a las muestras de piña sometidas a

los diferentes tratamientos y la pérdida de agua durante los procesos de deshidratación.

5.2.2.1.1. Humedad Tabla 5.2.7. Contenido de humedad de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando secado con aire caliente.

Producto Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio SD

Fresco 81.007% 80.480% 85.427% 82.30% 0.0222 Secado 14%±1 13.806% 13.933% 13.679% 13.81% 0.0010 Secado 8%±1 7.899% 7.803% 8.026% 7.91% 0.0009

Tabla 5.2.8. Contenido de humedad de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando OD y secado con aire caliente.


Fresco 82.470% 83.627% 81.216% 82.44% 0.0098 OD 65.752% 65.363% 65.231% 65.45% 0.0022 Secado 14%±1 13.980% 14.714% 14.896% 14.53% 0.0040 Secado 8%±1 8.393% 8.442% 8.754% 8.53% 0.0016

Tabla 5.2.9. Contenido de humedad de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando PVOD y secado con aire caliente.

Producto Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio SD Fresco 80.478% 82.473% 81.770% 81.57% 0.0083 PVOD 61.890% 63.230% 62.850% 62.66% 0.0056 Secado 14%±1 13.656% 14.148% 13.612% 13.81% 0.0024 Secado 8%±1 8.555% 8.410% 8.117% 8.36% 0.0018

5.2.2.1.2. Pérdida de Agua Las pérdidas de agua que se presentaron en el producto durante los diferentes procesos

de deshidratación, se calcularon teniendo en cuenta los valores de humedad alcanzados por los productos y el peso de los mismos al inic iar y finalizar el proceso.

Muestra de Cálculo: En el anexo 3 se presentan los valores de peso iniciales y finales obtenidos por los

productos durante los diferentes procesos.

73

Secado de piña fresca: (Pi) Peso Inicial del trozo: 4.4961 (Pf) Peso Final del trozo: 0.9028 (Hi) Humedad Inicial del trozo: 81.007% (Hf) Humedad Final del trozo: 13.806%

Pérdida de agua: (Pi * Hi) - (Pf * Hf) * 100 Pi Pérdida de agua: (4.4961 * 0.81007) - (0.9028 * 0.13806) * 100 4.4961 Pérdida de agua: 78.2348 %

Los datos reportados a continuación corresponden a los valores promedio de pérdida de

agua obtenidos para las muestras analizadas en cada uno de los ensayos. Los datos completos se presentan en el anexo 3.

Tabla 5.2.10. Pérdida de agua en muestras de piña sometidas a secado sin pretratamiento previo

Proceso Ensayo 1 Ensayo 2 Ensayo 3 Promedio SD

Secado14%±1 77.904% 81.896% 82.282% 80.694% 0.0242 Secado 8%±1 79.368% 83.521% 83.786% 82.225% 0.0248

Tabla 5.2.11. Pérdida de agua en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento OD


OD 30.550% 30.288% 29.952% 30.263% 0.0024

Secado14%±1 61.141% 60.212% 59.979% 60.444% 0.0050

Secado 8%±1 63.160% 62.584% 62.334% 62.693% 0.0035

Tabla 5.2.12. Pérdida de agua en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento PVOD


PVOD 30.963% 30.710% 30.763% 30.812% 0.001334 Secado14%±1 55.550% 57.467% 56.752% 56.590% 0.009688

Secado 8%±1 58.418% 60.485% 59.360% 59.421% 0.010348

74

5.2.2.1.3. Comparación entre los valores de pérdida de agua obtenidos durante los procesos de OD y PVOD

Figura 5.2.3. Pérdida de agua en el producto deshidratado osmóticamente sin secado posterior.

Como se observa en la figura 5.2.3, al comparar los procesos de deshidratación

osmótica, se observa que el proceso realizado con pulso inicial de vacío (PVOD), reducen en cerca de un 1% más, el contenido de humedad del producto. Durante la VI, se presenta una aceleración en los mecanismos de transferencia de masa que se ven reflejados en mayor ganancia de sólidos y mayor pérdida de agua, sin embargo la diferencia que se presentó en pérdida de agua durante los procesos osmóticos no es significativa y puede deberse a que durante la VI, la solución osmótica que penetra, no solo incrementa el contenido de sólidos en el producto sino que compensa parte del agua que sale del producto. A pesar de que la diferencia sea menor al 1%, se considera que la operación de PVOD, acelera el fenómeno de pérdida de agua.

5.2.2.1.4. Comparación entre los valores de pérdida de agua obtenidos durante los procesos de secado

Tabla 5.2.13. Comparación entre los valores de pérdida de agua obtenidos para los productos tipo snack durante los procesos de secado.

Secado sin

pretratamiento Secado con OD Secado con PVOD

14%±1 80.694% 60.444% 56.590% 8%±1 82.225% 62.693% 59.421%

Como se observa en la tabla 5.2.13, durante los procesos de secado se presentan pérdidas considerables de agua por parte del producto. Las mayores pérdidas se registran durante los procesos de secado que no presentan pretratamiento previo de la materia prima. Esto ocurre porque el producto fresco contiene mayor cantidad de agua en su estructura, mientras que los productos pretratados han reducido en cerca de un 20% su contenido de humedad durante la deshidratación osmótica. Los procesos de secado para los productos deshidratados previamente no presentan diferencias considerables en su reducción del contenido

29.5% 30.0% 30.5% 31.0%

Pérdida de Agua (%)

PVOD

OD

Proc

eso

75

de agua, sin embargo existen diferencias ocasionadas por la mayor cantidad de agua que se logra reducir durante la operación de PVOD que se representa en pérdidas menores de agua durante el secado.

5.2.2.2. Sólidos Solubles Durante los diferentes procesos de deshidratación de la materia prima se presenta un

incremento del contenido de sólidos solubles como consecuencia de la ganancia de azúcares durante los procesos de deshidratación osmótica y la pérdida de agua durante el proceso de secado con aire caliente. En este apartado se reporta el contenido de sólidos solubles de las muestras de piña sometidas a los diferentes tratamientos.

Tabla 5.2.14. Contenido de sólidos solubles de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando secado con aire caliente.



Tabla 5.2.15. Contenido de sólidos solubles de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando OD y secado con aire caliente.



Tabla 5.2.16. Contenido de sólidos solubles de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando PVOD y secado con aire caliente.



Como se observa en las tablas anteriores, en los procesos osmóticos, los productos

presentan un incremento en el contenido de sólidos solubles. Este incremento es debido a la ganancia de solución osmótica durante los procesos.

En relación con los procesos de secado con aire caliente, el aumento en el contenido de

sólidos soluble, es debido a la reducción del contenido de agua en la fruta. Entre mayor sea la reducción de agua en el producto, mayor será su contenido de sólidos solubles.

76

5.2.2.2.1. Ganancia de sólidos durante los procesos de OD y PVOD La ganancia de sólidos se presenta únicamente durante los procesos de impregnación a

vacío y deshidratación osmótica, por lo cual este aspecto fue evaluado únicamente en los procesos de OD y PVOD. Los resultados se presentan en la tabla 5.2.17.

Muestra de Cálculo: Secado con pretratamiento OD (Pi) Peso Inicial del trozo: 5.0490g (Pf) Peso Final del trozo: 3.7575g (Si) Sólidos Iniciales del trozo: 17.100% (Sf) Sólidos Finales del trozo: 34.155%

Ganancia de Sólidos: (Pf * Sf) - (Pi * Si) * 100 Pi Ganancia de Sólidos: (3.7575 * 0.34155) - (5.0490 * 0.17100) * 100 5.0490 Ganancia de Sólidos: 8.318 % Los datos reportados a continuación corresponden a los valores promedio de ganancia

de sólidos, obtenidos para las muestras analizadas en cada uno de los ensayos. Los datos completos se presentan en el anexo 3.

Tabla 5.2.17. Ganancia de sólidos en muestras de piña durante los procesos de OD y PVOD


OD 9.614% 12.036% 9.742% 10.464% 0.01363

PVOD 18.654% 15.649% 15.428% 16.577% 0.01802

Figura 5.2.4. Ganancia de sólidos en muestras de piña durante los procesos de OD y PVOD

0.00% 5.00% 10.00% 15.00%

Ganancia de Sólidos (%)

PVOD

OD

Pro

duct

o

77

La figura 5.2.4 muestra que existe una diferencia de cerca del 6% entre la ganancia de sólidos durante los procesos de OD y PVOD. Esta diferencia, como se mencionó en el apartado de humedad, se debe a la aceleración de los mecanismos de transferencia de masa durante la impregnación a vacío. La impregnación a vacío permite que los poros del material vegetal reemplacen su contenido de aire por solución osmótica, incrementándose de esta manera el contenido de sólidos solubles en el producto.

El incremento en el contenido de azúcar por parte del producto durante las operaciones de deshidratación osmótica afecta la operación de secado ya que se presenta una disminución en la difusividad del agua presente en el producto hacia el aire de secado, generándose un aumento en los tiempos de proceso. Este comportamiento se puede ver claramente en el apartado 5.2.1, en el cual se observa que al comparar los dos procesos osmóticos, el producto que requiere un mayor tiempo de secado es el que ha sido sometido a la operación de PVOD. El comportamiento del tejido vegetal, que ha ganado azúcares durante los procesos de deshidratación osmótica, frente a la operación de secado se debe principalmente a la afinidad que presentan los azúcares por el agua. Esta afinidad genera una competencia entre el aire de secado y los azúcares presentes que retarda el tiempo en el que se desarrolla la operación.

5.2.2.3. Pérdida de Peso Se realizó el seguimiento de la pérdida de peso en el producto a través de los diferentes

procesos a lo que fue sometida la piña. Los resultados obtenidos se presentan a continuación

Muestra de Cálculo: Secado Fresca (Pi) Peso Inicial del trozo: 5.0490g (Pf) Peso Final del trozo: 3.7575g Pérdida de Peso: (Pf) - (Pi) * 100 Pi Pérdida de agua: (4.4961) - (0.9028) * 100 4.4961 Pérdida de agua: 79.9200% Los datos reportados a continuación corresponden a los valores promedio de pérdida de

peso, obtenidos para las muestras analizadas en cada uno de los ensayos. Los datos completos se presentan en el anexo 3.

Tabla 5.2.218. Pérdida de peso en muestras de piña sometidas a secado sin pretratamiento previo


Secado14%±1 77.524% 78.761% 77.006% 77.764% 0.009017 Secado 8%±1 79.251% 82.899% 79.550% 80.567% 0.020254

78

Tabla 5.2.19. Pérdida de peso en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento OD


OD 20.326% 16.866% 21.412% 19.535% 0.0237

Secado14%±1 67.021% 64.998% 64.742% 65.587% 0.0102 Secado 8%±1 69.119% 67.085% 66.904% 67.703% 0.0100

Tabla 5.2.20. Pérdida de peso en muestras de piña sometidas a secado con pretratamiento PVOD


PVOD 20.005% 18.933% 15.662% 18.200% 0.02262 Secado14%±1 53.162% 54.805% 55.212% 54.393% 0.01085 Secado 8%±1 59.332% 59.962% 57.027% 58.774% 0.01545

5.2.2.3.1. Comparación pérdida de peso en los productos sometidos a los procesos de OD y PVOD

Figura 5.2.5. Pérdida de peso en el producto deshidratado osmóticamente sin secado posterior.

En la figura anterior, se observa que existe una mayor pérdida de peso, cercana 1.5% en

la fruta tratada con OD. Durante los procesos de deshidratación osmótica las estructuras celulares presentan pérdidas de agua y sustancias solubles, que se reflejan en reducción del peso del material tratado. Las mayores pérdidas se presentan durante los procesos de deshidratación osmótica realizados a presión atmosférica, esto porque durante esta operación, el líquido que pierde el tejido es reemplazado en menor proporción por solución osmótica. Durante los procesos de impregnación a vacío penetra una cantidad mayor de azúcares que compensa en mayor cuantía, las pérdidas de agua responsables de la reducción de peso en el producto.

17.0% 18.0% 19.0% 20.0%

Pérdida dePeso (%)

PVOD

OD

Pro

ceso

79

5.2.2.3.2. Comparación pérdida de peso en los productos sometidos a los procesos de secado con aire caliente

Tabla 5.2.21. Comparación entre los valores de pérdida de peso para los productos sometidos a los procesos de secado con aire caliente.

Secado sin


14%±1 77.764% 65.587% 54.393% 8%±1 80.567% 67.703% 58.774%

En la tabla 5.2.21, se observa que durante la operación de secado, existen pérdidas

considerables en el peso del producto tratado con deshidratación osmótica y en el peso del producto fresco. Las mayores pérdidas se registran para el producto fresco, esto porque este producto no presentó ganancia de sólidos por no haber sido sometido a un tratamiento previo. Los productos con tratamiento previo presentaron las menores pérdidas, en especial los productos con pretratamiento PVOD, esto se debe a la entrada de azúcares que compensan en cierta proporción las pérdidas generadas por la reducción de agua en el tejido.

5.2.2.4. Acidez Durante los procesos de deshidratación, solutos presentes en las materias primas como

azúcares, ácidos orgánicos, minerales y otros, pueden ser arrastrados junto con el agua. Es por este motivo que se considera de vital importancia determinar el contenido de acidez en el producto final, para establecer de esta manera el nivel de afección que genera el proceso en los ácidos titulables de la materia prima. En este apartado se reporta el contenido de acidez de las muestras de piña sometidas a los diferentes tratamientos.

Tabla 5.2.22. Porcentaje de acidez, en base seca, de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando secado con aire caliente.



Tabla 5.2.23. Porcentaje de acidez, en base seca, de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando OD y secado con aire caliente.



80

Tabla 5.2.24. Porcentajes de acidez, en base seca, de la materia prima y de los productos obtenidos a partir de piña, empleando PVOD y secado con aire caliente.


Fresco 5.371% 5.316% 5.124% 5.27% 0.0011 PVOD 2.169% 2.349% 2.343% 2.29% 0.0008 Secado 14%±1 1.953% 2.173% 2.118% 2.08% 0.0009 Secado 8%±1 1.489% 1.482% 1.421% 1.46% 0.0003

Existe una reducción en más del 40% de la acidez titulable durante los procesos de OD,

PVOD y secado. Esto se debe a la ganancia de sólidos durante los procesos osmóticos y al arrastre de parte de los ácidos orgánicos titulables durante los procesos.

5.2.2.4.1. Comparación entre la pérdida de acidez en la piña durante los diferentes procesos

Tabla 5.2.25. Pérdida de acidez en la Piña sometida a los diferentes proceso de deshidratación.

Secado sin

Pretratamiento Secado con OD Secado con PVOD

Proceso Osmótico 52.222% 56.546% Secado 14%±1 36.033% 55.079% 60.531% Secado 8%±1 42.645% 57.301% 72.296%

En la tabla 5.2.25, se observa que existe una mayor reducción en el porcentaje de acidez

en la piña que ha sido sometida a los procesos osmóticos, esto se debe a que los azúcares que penetran durante estos procesos generan pérdidas en más del 50% de la acidez de la fruta. Al compara los dos procesos de deshidratación osmótica, se observa que los procesos realizados con pulso inicial de vacío, generan pérdidas mayores en el contenido de acidez, esto se presenta porque durante la VI, la aceleración de los mecanismos de transferencia de masa, genera un incremento en la cantidad de sólidos responsables de la reducción de la acidez de la fruta.

En la tabla también se observa que durante los procesos de secado de piña sin

pretratamiento previo existe una menor pérdida de ácido. Según Lee, 1994, esta menor pérdida se debe a que durante la operación de secado, se genera en la superficie del tejido expuesto al aire de secado una capa o costra que impide el paso de sustancias de alto peso molecular como ácidos. Durante las operaciones de deshidratación osmótica esta costra no se forma o se forma en menor grado en la superficie del producto y los poros del tejido no presentan barrera para el paso de las sustancias que se solubilizan junto con el agua.

5.2.2.5. Volumen Teniendo en cuenta que durante los procesos de deshidratación existen variaciones en

las estructuras celulares de la materia prima ocasionados por la pérdida de agua, se considera como característica importante la determinación del volumen inicial y final de los trozos de piña. Esta determinación da una idea general de la influencia del proceso en los cambios físicos estructurales de la materia prima durante la obtención de un producto tipo snack. En este

81

apartado se reportan los cambios en volumen de las muestras de piña sometidas a los diferentes tratamiento.

Tabla 5.2.26. Cambios en volumen de las muestras empleadas para la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, mediante secado con aire caliente.

Producto Ensayo 1

cm3 Pérdida

% Ensayo 2

cm3 Pérdida

% Ensayo 3

cm3 Pérdida

%

Fresco 3.690 4.245 4.007 Secado 14%±1 1.007 72.710% 1.138 73.192% 1.120 72.049% Secado 8%±1 0.894 75.772% 0.997 76.514% 0.985 75.418%

Tabla 5.2.27. Cambios en volumen de las muestras empleadas para la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, mediante OD y secado con aire caliente.

Producto Ensayo 1

cm3 Pérdida

% Ensayo 2

cm3 Pérdida

% Ensayo 3

cm3 Pérdida

% Fresco 3.829 3.897 4.313 PVOD 2.874 24.941% 2.891 25.815% 3.254 24.554% Secado 14%±1 1.360 64.482% 1.375 64.716% 1.548 64.109% Secado 8%±1 1.288 66.362% 1.316 66.230% 1.474 65.824%

Tabla 5.2.28. Cambios en volumen de las muestras empleadas para la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, mediante PVOD y secado con aire caliente.

Producto Ensayo 1

cm3 Pérdida

% Ensayo 2

cm3 Pérdida

% Ensayo 3

cm3 Pérdida

% Fresco 3.886 4.199 3.992 PVOD 3.185 18.039% 3.411 18.766% 3.311 17.059% Secado 14%±1 1.705 56.125% 1.927 54.108% 1.722 56.864% Secado 8%±1 1.558 59.907% 1.667 60.300% 1.550 61.172%

82

5.2.2.5.1. Comparación entre la pérdida de volumen en las muestras de piña sometidas a los diferentes tratamientos

Figura 5.2.6. Pérdida de volumen en los trozos de piña sometidos a los procesos de OD y PVOD

Figura 5.2.7. Pérdida de volumen en los trozos de piña durante los procesos de secado con aire caliente para reducción del contenido de humedad hasta 14%± 1

0% 5% 10% 15% 20% 25% 30%

Pérdida de Volumen (%)

OD

PVOD

Prod

ucto

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%


Secado Fresca

Secado OD

Secado PVOD

Prod

ucto

83

Figura 5.2.8. Pérdida de volumen en los trozos de piña durante los procesos de secado con aire caliente para reducción del contenido de humedad hasta 8%± 1

Como se observa en la figura 5.2.6, existe una menor pérdida de volumen en los trozos

de piña sometidos al proceso de deshidratación osmótica con impregnación a vacío. Esta menor pérdida de volumen del material tratado durante los procesos de PVOD es debida a que durante el proceso, el aire y el líquido nativo que salen desde el interior del tejido hacia la OS son reemplazados por la OS que penetra al interior del tejido durante la impregnación a vacío, ocasionando menor intensidad en los fenómenos de deformación-relajación y menor pérdida de la estructura. Durante el proceso de OD se presenta una mayor deformación de la estructura del material tratado, esto porque durante el proceso las estructuras celulares liberan parte del agua presente en ellas y únicamente las células que se encuentran en contacto con la solución osmótica permiten la entrada de la misma en el tejido.

Durante los procesos de secado con aire caliente la deformación de las estructuras del

material vegetal tratado es mayor en comparación con la deformación presentada durante los procesos de OD y PVOD. Sin embargo esta mayor deformación depende del tipo de pretratamiento al que haya sido sometido el producto, figuras 5.2.7 y 5.2.8. En las gráficas se observa claramente que existe una mayor pérdida de volumen en los trozos de piña que no presentan ningún tipo de pretratamiento previo, esto se presenta porque las estructuras celulares del tejido de la piña están formadas en mayor proporción por agua que se retira durante el proceso de secado y ocasiona el encogimiento de las estructuras celulares. Durante el secado de piña pretratada con OD y PVOD este fenómeno también se presenta, sin embargo en este tipo de productos la mayor cantidad de sólidos solubles presentes en las estructuras celulares evita el encogimiento drástico del tejido presentándose una menor deformación.

5.2.2.6. Actividad de Agua La característica más importante de la deshidratación, es aumentar el contenido de

sólidos y disminuir la actividad de agua, logrando una inhibición parcial de las actividades químicas, enzimáticas y microbiológicas, responsables del deterioro de los alimentos.

En este apartado se reporta la actividad de agua determinada por la ecuación

generalizada de Norrish para las muestras de piña sometidas a los diferentes tratamientos.

0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80%


Secado Fresca

Secado OD

Secado PVOD

Pro

duct

o

84

5.2.2.5.1. Productos tipo snack obtenidos empleando secado con aire caliente sin pretratamiento previo

Los resultados obtenidos al aplicar la ecuación generalizada de Norrish para la determinación de la aw se presentan en la tabla 5.2.29.

Tabla 5.2.29. Valores de aw calculados a partir de la ecuación Generalizada de Norrish para piña deshidratada con aire caliente.

Producto Fracción Másica de

Agua

Fracción Molar de

Agua

Fracción Másica de

Azúcar

Fracción Molar de Azúcar

aw Norrish

Ensayo 1 Secado 14%±1 0.1381 0.75415 0.8552 0.24585 0.5101 Secado 8%±1 0.0790 0.62329 0.9071 0.37671 0.2489 Ensayo 2 Secado 14%±1 0.1393 0.75672 0.8511 0.24328 0.5160 Secado 8%±1 0.0780 0.62091 0.9052 0.37909 0.2450 Ensayo 3 Secado 14%±1 0.1368 0.75351 0.8502 0.24649 0.5086 Secado 8%±1 0.0803 0.62703 0.9071 0.37297 0.2549

Como se observa en la tabla 5.2.29, durante los procesos de secado que se realizaron, se presenta una reducción considerable en la actividad de agua. Esta reducción está directamente influenciada por la cantidad de agua que se retira durante el proceso. Entre mayor sea la cantidad de agua retirada en el producto (Secado 8%±1), menores son los valores de aw, entre menor sea la cantidad de agua retirada al producto (Secado 14%±1), mayores con los valores de aw.

5.2.2.5.2. Productos tipo snack obtenidos empleando OD y secado con aire caliente Los resultados obtenidos al aplicar la ecuación generalizada de Norrish para la

determinación de la aw se presentan en la tabla 5.2.30. Tabla 5.2.30. Valores de aw calculados a partir de la ecuación de Norrish para piña con pretratamiento OD y secado con aire caliente.

Producto Fracción

Másica de Agua

Fracción Molar de

Agua


Azúcar


aw Norrish

Ensayo 1 OD 0.6575 0.97539 0.3152 0.02461 0.9716

Secado 14%±1 0.1398 0.75372 0.8680 0.24628 0.5091 Secado 8%±1 0.0839 0.63462 0.9182 0.36538 0.2675

Ensayo 2

OD 0.6536 0.97343 0.3390 0.02657 0.9690 Secado 14%±1 0.1471 0.76259 0.8704 0.23741 0.5296 Secado 8%±1 0.0844 0.63704 0.9139 0.36296 0.2716

Ensayo 3

OD 0.6523 0.97318 0.3416 0.02682 0.9687 Secado 14%±1 0.1490 0.76491 0.8699 0.23509 0.5349 Secado 8%±1 0.0875 0.64534 0.9141 0.35466 0.2860

85

5.2.2.5.3 Productos tipo snack obtenidos empleando PVOD y secado con aire caliente Los resultados obtenidos al aplicar la ecuación generalizada de Norrish para la

determinación de la aw se presentan en la tabla 5.2.31. Tabla 5.2.31. Valores de aw calculados a partir de la ecuación de Norrish para piña con pretratamiento PVOD y secado con aire caliente.

Producto Fracción

Másica de Agua

Fracción Molar de

Agua


Azúcar


aw Norrish

Ensayo 1

PVOD 0.6189 0.96398 0.4395 0.03602 0.9559 Secado 14%±1 0.1366 0.74657 0.8811 0.25343 0.4927 Secado 8%±1 0.0856 0.63855 0.9201 0.36145 0.2742

Ensayo 2


Ensayo 3


En los productos elaborados mediante los dos procesos anteriores: secado con OD y secado con PVOD, los valores de actividad de agua son muy similares, en especial durante el secado. Las diferencias en los productos se presentan durante los procesos de deshidratación, en los cuales se observa claramente que los productos en los que se logra una mayor reducción en el contenido de agua y una mayor ganancia de sólidos, se presentan valores de aw menores. Es decir que durante el proceso de PVOD se presenta una reducción mayor en la actividad de agua del producto.

Los productos obtenidos inmediatamente después de los procesos de deshidratación osmótica, a pesar de los cambios en composición que presentaron, siguen siendo productos de alta humedad, susceptibles a deterioros químicos, enzimáticos y microbiológicos.

En general los productos obtenidos mediante secado, presentaron valores de actividad

de agua bajos, lo cual los clasifica como alimentos de alta estabilidad y poco susceptibles a deterioro microbiano.

5.2.3. Determinación de Vitamina C La vitamina C clasificada como vitamina hidrosoluble, se pierde fácilmente durante los

procesos de deshidratación. En los procesos llevados a cabo para la obtención de un producto tipo snack se retiran cantidades considerables de agua del material vegetal, por esto se considera de vital importancia determinar el nivel en que el proceso afecta el contenido de vitamina C en el producto.

Se realizó la determinación espectrofotométrica de la vitamina C siguiendo el procedimiento descrito en el capítulo 4. Para esta determinación fue necesario realizar inicialmente la curva de calibración a partir de la cual se obtuvieron los valores de vitamina C del producto snack elaborado.

86

Tabla 5.2.32. Lecturas de absorbancia para concentraciones dadas de ácido ascórbico en la batería de calibración

Tubo Absorbancia Concentración de ácido

ascórbico (mg/ml) Blanco 0 0

1 0.027 0.01 2 0.063 0.02 3 0.200 0.04 4 0.309 0.06 5 0.470 0.08 6 0.592 0.10

Figura 5.2.9. Curva de calibración para la determinación del contenido de Acido Ascórbico en la piña fresca y procesada.

A partir de la curva anterior se realizaron las determinaciones de vitamina C en la piña

fresca y procesada. Para esta determinación fue necesario especificar las cantidades de producto empleadas para la elaboración del jugo problema y tomar las lecturas de absorbancia de las soluciones obtenidas.

y = 6.1294x - 0.0342R2 = 0.9908

-0.2

-0.1

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1 0.12

Concentración de ácido ascórbico (mg/ml)

Abs

orba

ncia

87

Tabla 5.2.33. Cantidad de piña fresca y procesada empleada para la determinación espectrofotométrica de vitamina C.

Tipo de Piña Cantidad Utilizada (g)

Cantidad de Jugo Empleada (ml)

Fresca 90.4185 65 Procesada: OD 64.2827 22 PVOD 47.9856 18 Seca 14% 12.6338 2.5 Seca 8% 11.8215 2.5 Seca 14% con pretratamiento OD

15.8550 3.2

Seca 8% con pretratamiento OD

15.4931 3.5

Seca 14% con pretratamiento PVOD

16.6618 4.0

Seca 8% con pretratamiento PVOD

13.9722 3.5

Tabla 5.2.34. Lecturas de absorbancia para las baterías preparadas con los jugos de piña fresca y procesada.

Tipo de piña Absorbancia Concentración de ácido ascórbico (mg/ml)

Fresca M1 0.863 0.14264 Fresca M2 0.855 0.14506 OD M1 0.137 0.02792 OD M2 0.130 0.02678 PVOD M1 0.158 0.03135 PVOD M2 0.161 0.03184 Secado 14% M1 0.081 0.01878 Secado 14% M2 0.078 0.01829 Secado 8% M1 0.065 0.01617 Secado 8% M2 0.067 0.01650 OD y Secado 14% M1 0.086 0.01960 OD y Secado 14% M2 0.087 0.01977 OD y Secado 8% M1 0.071 0.01715 OD y Secado 8% M2 0.069 0.01683 PVOD y Secado 14% M1 0.071 0.01750 PVOD y Secado 14% M2 0.074 0.01764 PVOD y Secado 8% M1 0.064 0.01601 PVOD y Secado 8% M2 0.066 0.01634

88

Los cálculos para la determinación del contenido de vitamina C en el producto se realizaron como se muestra a continuación.

Piña Fresca: 0.14264 mg * 10ml * 65ml * 100g = 20.508mg/100g de piña fresca ml 5ml 90.418g

Piña Procesada: 0.0175 mg * 10ml * 4ml * 100g = 4.20mg/100g de piña procesada ml 1ml 16.662g Teniendo en cuenta el procedimiento anterior, los contenidos de ácido ascórbico en la

piña fresca y procesada se presentan en la tabla 5.2.35.

Tabla 5.2.35. Contenido de ácido ascórbico en piña fresca y procesada.

Tipo de piña Acido ascórbico (mg/100g)

Promedio Pérdida %

Fresca M1 20.508 20.682 Fresca M2 20.856 OD M1 9.555 9.360 54.743% OD M2 9.165 PVOD M1 11.760 11.852 42.697% PVOD M2 11.943 Secado 14% M1 3.712 3.666 82.277% Secado 14% M2 3.619 Secado 8% M1 3.419 3.454 83.299% Secado 8% M2 3.489 OD y Secado 14% M1 3.956 3.973 80.790% OD y Secado 14% M2 3.990 OD y Secado 8% M1 3.874 3.838 81.443% OD y Secado 8% M2 3.802 PVOD y Secado 14% M1 4.201 4.218 79.605% PVOD y Secado 14% M2 4.235 PVOD y Secado 8% M1 4.010 4.052 80.411% PVOD y Secado 8% M2 4.093

Se observa que las pérdidas de vitamina C en piña fueron bastante altas durante los

diferentes procesos a los que fue sometida la materia prima. El ácido ascórbico por ser una vitamina hidrosoluble, se pierde fácilmente por lixiviación durante los procesos de deshidratación osmótica, por esto durante las operaciones de OD y PVOD se presentaron pérdidas del 54.743% y 42.697% respectivamente. A pesar de que durante la operación de PVOD se retiró de la fruta cerca de un 1% más de agua con respecto a la operación de OD,

89

durante la operación de PVOD se retuvo cerca de un 12% de la vitamina, lo cual puede deberse a la acción que ejercen los azúcares que han penetrado durante la operación, que evita en cierta proporción, pérdidas de ácido ascórbico.

Durante los procesos de secado se presentaron pérdidas comprendidas entre el 80 y

83%, es decir que la fruta pierde casi en su totalidad la vitamina C presente. La vitamina C es inestable y lábil y se degrada fácilmente en presencia de oxígeno, por esto durante los procesos de secado se presentan pérdidas considerables. El oxígeno presente en el aire de secado, oxida el ácido ascórbico a ácido dehidroascórbico y este a su vez se transforma en ácido 2,3-dicetoglucónico que no tiene actividad biológica, por esto durante la determinación espectrofotométrica de vitamina C, el ácido ascórbico que se ha oxidado no es capaz de producto coloración naranja para su lectura. Los procesos de secado con pretratamiento osmótico previo presentaron cerca de un 2 y 3% de retención de vitamina C, esto según Badui, 1995, puede deberse a la inactivación de las enzimas dañinas, que genera la entrada de solución osmótica durante las operaciones de OD y PVOD.

5.3. PRUEBAS DE TEXTURA

Un producto tipo snack posee como característica principal la textura. Por esta razón se reporta a continuación los resultados obtenidos al aplicar un test de compresión y un test de penetración empleando un texturómetro TA XT2 sobre las muestras obtenidas después de cada proceso. Las gráficas reportadas corresponden a una curva tipo para cada una de las muestras y se reporta el análisis estadístico realizado para un número de 5 muestras en cada caso.

Las curvas tipo presentadas para cada uno de los ensayos realizados, representan los

siguientes valores:

Test de Penetración

90

El contenido de humedad en un producto tipo snack es un factor determinante en sus

características de calidad, esta influye directamente en la dureza del producto y determina su fragilidad a la rotura y crujencia durante la masticación.

Durante la preparación de la materia prima se presentaron variaciones en el corte de los

trozos, por esto se puede decir que las muestras presentaron diferencias en su contenido final de humedad. Los valores de humedad calculados para las muestras de piña sometidas a los diferentes procesos, son valores promedio y se considera que en general las muestras que fueron sometidas a los tests de fracturabilidad y penetración presentaron una variación cercana al 1% en el contenido de humedad. Por esto, a lo largo del presente análisis se observan diferencias en las curvas de fuerza-deformación obtenidas como respuesta al test, para los productos tipo snack elaborados.

5.3.1. Secado sin pretratamiento de la materia prima

5.3.1.1. Penetración Tabla 5.3.1. Fuerza máxima, distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de penetración en muestras de piña secadas con aire caliente

Secado 14%±1 Secado 8%±1

Fuerza (g) Distancia (mm)

Tiempo (Seg.)


Tiempo (Seg.)

1 2038.912 9.21 4.605 2796.411 9.175 4.585 2 1962.753 8.105 4.055 2732.889 11.605 5.795 3 1917.090 8.535 4.265 2763.254 10.360 5.180 4 1861.663 8.043 4.025 2680.181 6.240 3.120 5 1926.840 6.91 3.455 2589.911 6.335 3.170

Media 1941.452 8.161 4.081 2712.529 8.743 4.370 SD 65.432 0.840 0.420 75.961 2.758 1.376

Test de Fracturabilidad

91

Gráfica Modelo Secado 14%±1:


5.3.1.2. Fracturabilidad Tabla 5.3.2. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de fracturabilidad en muestras de piña secadas con aire caliente

Secado 14%±1 Secado 8%±1 Fuerza (g) Distancia

(mm) Tiempo (Seg.)


Tiempo (Seg.)

1 362.665 1.993 1.000 1248.636 2.003 1.005 2 359.704 2.000 1.005 1455.615 2.008 1.010 3 369.004 2.005 1.005 1377.066 2.005 1.005 4 378.865 2.000 1.005 1330.618 1.980 0.995 5 317.528 1.998 1.000 1436.741 2.000 1.010

Media 357.553 1.999 1.003 1369.735 1.9992 1.005 SD 23.548 0.004 0.003 83.836 0.0111 0.0061

Fuerza Máxima: 1926.840 gf Distancia a F máx: 6.91 mm


92

Gráfica Modelo Secado 14 %±1:


Como se observa en las tablas 5.3.1 y 5.3.2, los productos snack elaborados mediante la

operación de secado de piña sin tratamiento previo, presentaron valores de fuerza máxima altos, es decir que el producto elaborado a partir de piña fresca requiere de la aplicación de una fuerza considerable para generar la ruptura (dureza). Este comportamiento, se explica como consecuencia del encostramiento que se presenta en la superficie del producto, ocasionado por la caramelización de azúcares, y es deseable en los productos snack ya que incrementa su crujencia, sin embargo, el producto sufre un daño estructural mayor y se genera una deformación permanente del tejido.

El encogimiento o colapsamiento que sufre el material vegetal secado sin pretratamiento

osmótico, es generado por la aplicación de calor durante el proceso de secado. Durante el secado con aire caliente, se supone que al ser la temperatura de secado mayor a la temperatura de transición vítrea del material tratado, el material entra en el estado plástico en el cual el encogimiento de la estructura es inevitable. Este fenómeno que se presenta en mayor grado durante el secado de piña fresca es indeseable en el producto final, ya que se pretende obtener



93

un producto que presente la menor cantidad de cambios físicos en relación con la materia prima a partir de la cual se ha elaborado.

Las gráficas modelo para los tests de penetración muestran claramente un incremento en

fuerza, hasta el momento en que se presenta la ruptura del producto. De acuerdo a las gráficas de fracturabilidad, el producto que contiene mayor cantidad de agua presenta menor firmeza y un grado de cohesividad mayor que el producto que contiene menor cantidad de agua. En general se puede decir que entre menor cantidad de agua presente el producto, mayor es la fuerza de fractura que se requiere durante su masticación.

5.3.2. Secado con pretratamiento OD

5.3.2.1. Penetración Tabla 5.3.3. Fuerza máxima, distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de penetración en muestras de piña pretratadas con OD y secadas con aire caliente


(mm) Tiempo (Seg.)


Tiempo (Seg.)

1 1240.352 10.733 5.370 2007.918 6.210 3.110 2 1173.923 10.310 5.160 2126.204 6.268 3.135 3 1268.724 9.828 4.915 2058.465 9.370 4.690 4 1257.298 7.965 3.985 2004.333 6.500 3.255 5 1173.558 9.190 4.595 1951.566 7.688 3.845

Media 1222.771 9.605 4.805 2035.142 7.207 3.607 SD 51.751 1.015 0.508 74.767 1.419 0.711




94

5.3.2.2. Fracturabilidad

Tabla 5.3.4. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de compresión en muestras de piña pretratadas con OD y secadas con aire caliente


(mm) Tiempo (Seg.)


Tiempo (Seg.)

1 283.146 3.000 1.505 614.379 2.003 1.005 2 295.375 2.978 1.490 616.372 1.995 1.000 3 356.967 3.000 1.505 620.545 2.000 1.000 4 300.108 3.000 1.505 631.043 2.005 1.000 5 293.489 3.000 1.505 674.283 2.003 1.010

Media 305.817 2.996 1.502 631.324 2.001 1.003 SD 30.449 0.011 0.008 24.862 0.004 0.004






95

Para el caso de los productos snack elaborados mediante secado de piña con

pretratamiento osmótico previo, la firmeza de las muestras sometidas a los tests, es para los productos de 14 y 8% de humedad, un 37 y 25% menor respectivamente que para el caso del secado de piña sin pretratamiento. En el caso de la fracturabilidad, los valores de fuerza máxima indican una diferencia del 14.5 y 54% para los productos de 14 y 8% de humedad respectivamente, en relación con los valores obtenidos para secado de piña sin pretratamiento.

Durante los procesos osmóticos penetra al interior del tejido vegetal azúcares que

modifican el comportamiento estructural y mecánico del producto. Por esto, el comportamiento de este tipo de productos frente al test de penetración, no presenta tendencia a la fractura como se esperaría en un producto tipo snack, sino que se presenta un comportamiento similar al de un producto gomoso con bajo grado de dureza y alto grado de cohesividad. Esto se puede observar en las gráficas modelo para penetración, en las cuales se ve que a pesar de presentarse un punto de fuerza máxima, hay diferentes picos que indican las rupturas o deformaciones que se generan a medida que la sonda va penetrando al interior del producto.

En el secado de piña pretratada osmóticamente, el fenómeno de encostramiento no se

presenta o se presenta en menor grado, así mismo el colapsamiento o encogimiento de las estructuras celulares. Esto se debe a la presencia de azúcares en el interior del tejido, los cuales se cree que retardan de alguna manera los fenómenos de pardeamiento. Los azúcares además ocupan los espacios inicialmente agua o líquido nativo, generándose una menor deformación en el tejido.

Al igual que para el caso de los snack elaborados a partir de piña fresca, existen

diferencias significativas entre los productos con contenidos de humedad del 14%± 1 y 8%± 1% Como se observa en las gráficas de fracturabilidad, entre mayor sea el contenido de humedad, menor es la fuerza que se requiere aplicar al producto para generar su fractura o rompimiento, entre menor sea el contenido de humedad, el producto tiende a disminuir su gomosidad y a aumentar su fracturabilidad.

5.3.3. Secado con pretratamiento PVOD

5.3.3.1. Penetración

Tabla 5.3.5. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de penetración en muestras de piña pretratadas con PVOD y secadas con aire caliente


(mm) Tiempo (Seg.)


Tiempo (Seg.)

1 762.062 9.320 9.945 1387.844 9.320 92.835 2 776.016 11.620 5.810 1198.351 8.445 90.630 3 750.847 9.710 4.850 1293.443 9.835 98.060 4 839.513 12.008 6.005 1483.604 8.115 80.885 5 853.539 9.762 4.880 1369.147 5.300 52.935

Media 796.395 10.484 6.298 1346.478 8.203 83.069 SD 46.886 1.234 2.105 106.985 1.761 17.959

Gráficas Modelo Secado 14%±1:

96


5.3.3.2. Fracturabilidad

Tabla 5.3.6. Fuerza máxima y distancia y tiempo a fuerza máxima para un test de compresión en muestras de piña pretratadas con PVOD y secadas con aire caliente


(mm) Tiempo (Seg.)


Tiempo (Seg.)

1 175.215 3.008 1.505 575.717 1.43 0.720 2 170.503 3.030 1.505 523.441 3 1.500 3 169.642 3.000 1.505 504.270 3 1.505 4 166.443 2.008 1.000 488.150 3 1.505 5 178.234 2.003 1.000 491.973 3 1.510

Media 172.007 2.610 1.303 516.710 2.686 1.348 SD 4.687 0.552 0.277 35.740 0.7021 0.351



97



Al igual que en el caso anterior, productos sometidos a pretratamiento OD, los

productos sometidos a pretratamiento PVOD presentan un comportamiento gomoso, resultado de la entrada de azúcares. Estos productos son más blandos que los anteriormente estudiados y no presentan tendencia a la fractura.

En general para el estudio en cuestión se puede decir que los productos con mayor cantidad de azúcar (productos pretratados con PVOD) y mayor contenido de agua (productos con 14%± 1 de humedad) son más gomosos y blandos que los productos con menor contenido de azúcar (productos sin pretratamiento previo) y menor contenido de humedad (productos con 8%± 1de humedad).

Los productos con contenidos bajos de humedad 8%± 1 y en especial los que presentan

altos contenidos de azúcar (PVOD) son bastante inestables y muy higroscópicos. Este aspecto genera cierta dificultad durante el almacenamiento, ya que para mantener las características texturales del producto fresco se requiere la menor interacción de este con la humedad del ambiente. Este aspecto será analizado con más detalle en el apartado de vida útil.



98

En el anexo 4 se presenta el análisis de varianza realizado a los resultados de fuerza máxima obtenidos durante los tests de penetración y fracturabilidad para los productos obtenidos a partir de los diferentes procesos. En este análisis se observa la gran variabilidad que existe entre las características texturales de los productos obtenidos a partir de piña fresca y osmodeshidratada con humedades del 14%± 1 y 8%± 1 tanto en los tests de compresión como en los de penetración. (F crítico< F, en todos los casos)

5.4. PRUEBAS DE COLOR

El color es un factor determinante que define la calidad de cualquier tipo de alimento y es considerado como el aspecto que influye directamente en la impresión sensorial del consumidor. Para el caso de los productos tipo snack, el color es un parámetro importante que debe ser controlado junto con la textura, durante el procesamiento.

El color de las muestras analizadas está caracterizado por tres coordenadas en el espacio

del color, las cuales se obtuvieron matemáticamente a partir de los valores RGB del color de una muestra en particular. Estas coordenadas son L* a * y b*.

El valor L es la aproximación matemática, no lineal del blanco - negro. Un blanco

perfecto tiene un valor L=100, mientras que un negro perfecto tiene un L=0. Los valores a y b identifican la tonalidad y el croma (Color) del material. Un valor positivo de a indica una tendencia al rojo; mientras que un valor negativo, indica una tendencia al verde. El valor b es un parámetro que junto con los dos anteriores, explican claramente el color de los alimentos. Una tendencia positiva orienta hacia el color amarillo; mientras que una tendencia negativa orienta hacia el azul.

Existen otras medidas derivadas de las tres coordenadas L*a*b*, que permiten estipular

las variaciones que atraviesa el color. Entre esas medidas se encuentra la diferencia de color (∆E*) que es el parámetro que se utiliza como indicador de los cambios de color en los productos alimenticios; el índice de saturación (IS), indica el grado de saturación del color y es proporcional a la intensidad de este.

Teniendo en cuenta los parámetros anteriores, se presentan en este apartado, los

resultados obtenidos en la medición de color empleando análisis de imágenes computarizadas para piña fresca y procesada.

5.4.1. Cambios de color generados en la materia prima por efecto del procesamiento. El propósito del presente proyecto es transformar la materia prima (Piña) de tal forma

que se obtenga un producto de baja humedad, con características de textura similares a las obtenidas por los productos tipo snack y cuyas características nutricionales y organolépticas sean similares a las del producto fresco. Sin embargo durante los diferentes procesos a lo que es sometida la fruta, se generan un sinnúmero de reacciones que se ven representadas en cambios de color que afectan directamente la apariencia del producto final.

El color de una muestra de piña en particular es variable a lo largo de su superficie, esto

por la presencia de alteraciones estructurales o cambios en la composición química del tejido; a pesar de esto se puede decir que la piña presenta un color característico que puede verse afectado en mayor o menor grado por el tipo de proceso al que sea sometida durante su transformación.

A continuación se presentan los resultados obtenidos en relación con los cambios de

color presentes en el producto final como consecuencia del procesamiento de la materia prima

99

5.4.1.1. Características de color en la materia prima y en los productos tipo snack elaborados.

5.4.1.1.1. Productos con humedad de 14%±1 Se presentan a continuación los valores RGB, XYZ y L*a*b* promedio, del color de la

materia prima y de los productos tipo snack elaborados, obtenidos a partir de 5 muestras del producto, en cada caso.

Tabla 5.4.1. Valores RGB del color de la materia prima empleada para la elaboración de un producto tipo snack

Materia Prima Secado sin


R 144 140 156 156 G 141 132 148 123 B 69 57 82 16

Tabla 5.4.2. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.



X 55.81 52.79 60.37 51.87 Y 57.97 54.62 61.69 55.61 Z 36.81 31.42 42.57 14.45

Tabla 5.4.3. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.



L* 76.141 73.906 78.542 72.534 a* -2.413 -1.840 -0.249 0.725 b* 24.756 26.590 22.841 38.961

5.4.1.1.2. Productos con humedad de 8%±1 Se presentan a continuación los valores RGB, XYZ y L*a*b* promedio, del color de la

materia prima y de los productos tipo snack elaborados, obtenidos a partir de 5 muestras del producto, en cada caso.

Tabla 5.4.4. Valores RGB del color de la materia prima empleada para la elaboración de un producto tipo snack



R 144 132 156 156 G 141 115 123 115 B 69 41 24 0

100

Tabla 5.4.5. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.



X 55.81 47.50 52.49 49.55 Y 57.97 48.44 52.86 49.86 Z 36.81 23.96 17.70 7.53

Tabla 5.4.6. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.



L* 76.141 69.600 72.703 70.615 a* -2.413 0.021 1.644 1.678 b* 24.756 28.312 36.455 43.105

5.4.1.2. Comparación de los valores L*a*b* del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.

Teniendo en cuenta que lo que se desea lograr en el producto, es un color que de la apariencia de un producto fresco, con baja opacidad, alta intensidad en el color amarillo y que presente homogeneidad en la superficie, se presenta a continuación la comparación de los valores de color L*a*b* obtenidos para los productos tipo snack elaborados.

Figura 5.4.1. Comparación entre los valores de luminosidad L, obtenidos para la Materia prima y los productos tipo snack elaborados.

Como se observa en la figura 5.4.1. el parámetro L* o luminosidad es variable en las

diferentes muestras de piña que se analizaron.

65

68

71

74

77

80

Val

or L

*

Fresca Secado 14%Secado 8% S-OD 14% S-OD 8% S-PVOD14%

S-PVOD8%

Producto

101

Las muestras de piña que fueron sometidas al proceso de secado con aire caliente sin pretratamiento de la materia prima y cuya humedad final fue de 14%±1, presentaron una variación de 2.235 con respecto al valor L obtenido para la materia prima; en el caso de los productos sometidos al proceso de secado con aire caliente y cuya humedad final fue de 8%±1, la variación fue mayor e igual a 6.541. Estas variaciones son debidas a los fenómenos de pardeamiento, ya sean enzimáticos o no enzimáticos, que pudieron presentarse durante el secado, en especial en los productos de 8%±1 de humedad, que fueron sometidos a un mayor tiempo de secado.

Las muestras de piña que fueron sometidas a los procesos de OD y secado con aire

caliente presentaron característic as de color diferentes a las obtenidas en el caso anterior. Los valores de L* para las muestras con contenidos de humedad de 14%±1, presentaron 2.401 puntos por encima del valor L* obtenido para la fruta fresca, en este caso el producto final presentó un valor de luminosidad más cercano al blanco (100). Esta variación en el valor de luminosidad se debe a los fenómenos de encostramiento que se presenta en las paredes celulares que se encuentran en contacto con la solución osmótica, las cuales evitan la entrada de azúcares haciendo que parte de estos se queden en la superficie del producto y al secarse generen un color blanquecino. Los valores de L* obtenidos para los productos con humedad de 8%±1, presentaron una diferencia de 3.438 puntos por debajo del valor L* de la fruta fresca. A pesar de que en este tipo de productos también se presenta el fenómeno de encostramiento, la reducción en el valor de luminosidad puede deberse al ligero pardeamiento que sufre el producto al ser sometido a un mayor tiempo de secado.

Las muestras de piña que fueron sometidas a los procesos de PVOD y secado con aire

caliente presentaron valores de luminosidad que difieren significativamente de los obtenidos en los casos anteriores. Tanto en el producto de 14%±1 como en el de 8%±1 de humedad, se produjo una reducción en los valores de luminosidad: 3.607 y 5.526 puntos por debajo de los valores L* de la fruta fresca respectivamente. Esta reducción en los valores de luminosidad se debe principalmente a los cambios de presión a los fue sometida la fruta durante el proceso de VI, durante el cual se retira parte del aire (responsable de la opacidad de los cuerpos) del interior del tejido vegetal. Los fenómenos de pardeamiento o degradación de carotenoides son solo responsables de parte del descenso en los valores de L* en los productos de 8%±1 de humedad, ya que según Shahab y col, 1990, la piña secada con aire caliente que ha sido previamente tratada con OD o PVOD presenta una buena retención del color amarillo.

Figura 5.4.2. Comparación entre los valores de color a, obtenidos para piña fresca y procesada.

-3

-2

-1

0

1

2Fresca

Secado 14%

Secado 8%

S-OD 14%S-OD 8%

S-PVOD 14%

S-PVOD 8%

102

Los valores de color a, presentaron variaciones considerables entre los productos que se

analizaron. En la mayoría de los casos los valores de a son negativos, esto indica que el color del producto presenta una tendencia hacia el color verde; los valores positivos de a, indican que el color del producto tiene una mayor tendencia hacia el rojo. En la figura 5.4.2 se puede observar que los valores de a, no son altos, pues tanto la fruta fresca como procesada presenta como color característico el amarillo y los colores rojo-verde se encuentran presentes en baja proporción.

Se puede decir en términos generales que la fruta fresca presenta un mayor contenido de

color verde que la fruta procesada. El procesamiento de la materia prima genera una reducción del color verde ocasionado por las reacciones que se presentan en el material vegetal ya sea por pardeamientos, oxidación de carotenoides, o variaciones de presión en el sistema. Las reducciones en el color verde son mayores en los productos de 8% de humedad, esto porque se considera que el mayor tiempo de proceso y los valores de aw menores, hace al producto más susceptible a presentar algún tipo de pardeamiento.

Para el caso de productos tipo snack elaborados a partir de piña, el valor a, no es un

indicador significativo de color, ya que, como se mencionó anteriormente, el color característico de este tipo de producto es el amarillo.

Figura 5.4.3. Comparación entre los valores de color b, obtenidos para piña fresca y procesada.

El valor de color b, expresa las tonalidades de Amarillo a Azul y se considera como el

parámetro que da una mayor idea sobre el color del producto en cuestión. Para todos los casos el valor b es positivo, es decir que se inclina hacia el color amarillo. Como se observa en la figura 5.4.3, en la mayoría de los productos elaborados existen variaciones considerables entre el valor b y el valor b obtenido para la materia prima. Los productos elaborados con pretratamiento PVOD son los que presentan las mayores diferencias comprendidas entre 14 y 18 puntos.

15

20

25

30

35

40

45

Val

or b

*

Fresca Secado 14% Secado 8% S-OD 14% S-OD 8% S-PVOD14%

S-PVOD8%

Producto

103

Los productos elaborados mediante secado con aire caliente sin pretratamiento de la materia prima, presentan aumento en el valor b, ocasionado por el pardeamiento leve, del material vegetal durante el secado.

Los productos elaborados mediante OD y secado con aire caliente presentan un

comportamiento opuesto frente al parámetro de color b. Los productos con humedad de 8%±1 incrementan su valor b durante el proceso, esto por la entrada de azúcares al interior del tejido, los cuales se cree que protegen los pigmentos presentes en la fruta fresca y reavivan su color, haciéndolo más intenso. Sin embargo los productos con humedad de 14%±1 presentan un descenso en el valor b, esto puede deberse a la mayor intensidad que se presentó en los fenómenos de encostramiento.

Los productos elaborados mediante PVOD y secado con aire caliente presentan un

mayor valor de color b que los productos anteriores. Este comportamiento se debe a los cambios de presión generados en la fruta durante su deshidratación osmótica y a la entrada de azúcares provenientes de la solución osmótica que evitan la degradación de carotenoides durante el secado y reavivan el color del producto. La salida de aire de las estructuras celulares del producto durante la impregnación a vacío, elimina la opacidad del producto, haciendo más intenso el color amarillo.

5.4.1.3. Cambios de color en la materia prima sometida a los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente para la obtención de un producto tipo snack.

Para la determinación de los cambios de color en la materia prima durante los diferentes procesos a los que fue sometida, se realizó el cálculo de los valores de ∆E* e IS, obtenidos del color de los trozos de piña iniciales (piña fresca) y finales (piña procesada). Los resultados obtenidos se presentan a continuación.

Tabla 5.4.7. Diferencia de color (∆E*) entre los trozos de piña fresca y procesada empleados en la elaboración de un producto tipo snack

PVOD y

Secado 8% PVOD y

Secado 14% OD y

Secado 8% OD y

Secado 14% Secado 8% Secado 14%

1 18.275 16.327 10.227 8.407 4.340 3.032 2 18.066 13.262 11.445 6.391 3.826 3.210 3 21.427 17.392 15.118 7.205 6.398 5.489 4 19.123 14.546 13.004 6.080 7.037 3.396 5 17.903 13.376 11.317 6.383 5.029 2.558

Promedio 18.959 14.980 12.222 6.893 5.326 3.537

SD 1.457 1.827 1.898 0.944 1.359 1.135

En el anexo 4 se presenta el análisis de varianza (ANOVA) realizado para los valores de ∆E* calculados para los diferentes productos. Este análisis muestra que el tipo de proceso empleado en la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña, afecta significativamente su color final. (F>Fcrítico)

104

Figura 5.4.4. Diferencia de color promedio entre los trozos de piña fresca y procesada empleados en la elaboración de un producto tipo snack.

El parámetro de diferencia de color (∆E*) calculado entre la materia prima y el producto

final, muestra como el procesamiento afecta considerablemente el color original de la materia prima. Como se esperaba, las mayores diferencias de color se presentan en los productos sometidos a PVOD y secado con aire caliente, ya que, como se dijo anteriormente, las diferencias de presión, la entrada de azúcares y la salida de aire, afectan considerablemente el color del tejido. Para el caso de los productos con pretratamiento OD, se puede decir que existen diferencias considerables debidas principalmente a la entrada de azúcares que se cree que ejercen un efecto protector de pigmentos y a los fenómenos de encostramiento que se presenta en mayor grado durante la deshidratación osmótica y que se ven reflejados en cambios en el color de la superficie del producto durante el secado. Los productos que menor diferencia de color presentaron con respecto a la materia prima, fueron los que se sometieron a secado con aire caliente sin tratamiento previo de la materia prima. En estos productos las diferencias de color se presentaron principalmente por fenómenos de pardeamiento y oxidación de carotenoides durante el secado.

Tabla 5.4.8. Indice de saturación (IS) promedio, del color de la materia prima y de los productos tipo snack elaborados.

Producto IS

Materia Prima 24.873 Secado Fresca14% 26.654 Secado Fresca8% 28.312 Secado-OD 14% 22.842 Secado-OD 8% 36.492 Secado-PVOD 14% 38.968 Secado-PVOD 8% 43.138

2

5

8

11

14

17

20D

ifer

enci

a de

Col

or

Secado-PVOD 8%

Secado-PVOD 14%

Secado-OD8%

Secado-OD14%

Secado-Fresca 8%

Secado-Fresca 14%

Producto

105

Figura 5.4.5. Indice de Saturación promedio, del color de los trozos de piña fresca y procesada.

El índice de saturación (IS) o croma indica el grado de saturación del color y es proporcional a la intensidad de este. Como se observa en la figura 5.4.5 el valor IS varía con el tipo de proceso. Los productos que mayor índice de saturación presentan son los que fueron sometidos a tratamiento PVOD. Es decir que estos productos presentan una mayor intensidad en el color amarillo, lo cual les da una apariencia de frescura atractiva para el consumidor. Los productos con pretratamiento OD y cuya humedad final fue de 14%±1 presentaron el menor índice de saturación en el color amarillo, esto como se explico anteriormente, es debido al fenómeno de encostramiento durante la OD que se refleja durante el proceso de secado.

Los productos elaborados mediante secado con aire caliente sin pretratamiento previo

de la materia prima presentan valores de IS similares a los de la fruta fresca. Las diferencias en el IS entre los productos de 8%±1 y 14%±1 se deben a los tiempos de secado y a la actividad de agua en el producto; entre mayor sea el tiempo de secado y menor sea la actividad de agua en el producto (productos con humedad de 8%±1) mayor es la degradación de su color y por ende el índice de saturación es menor.

5.4.3. Análisis de otros aspectos de apariencia en los snack de piña elaborados mediante los procesos de OD, PVOD y secado con aire caliente

A parte del color, existen otras características de apariencia en el producto, que pueden generar sensaciones de agrado o desagrado en el consumidor.

Al finalizar los diferentes procesos empleados en la elaboración de un producto, en algunos casos, se observa que el producto presenta en su superficie sectores cuyo color no corresponde al color general del producto, ya sea por errores durante el proceso o por reacciones químicas entre los constituyentes del mismo. Este aspecto de apariencia es necesario tomarlo a consideración durante el análisis de un producto en particular, sin embargo las técnicas de análisis convencionales no abarcan este aspecto y se limitan al análisis general de los cambios de color en el producto.

El análisis de imágenes digitalizadas empleando el programa Image Tool, ofrece la

posibilidad de evaluar las características de superficie y demás atributos sensoriales de los

15

20

25

30

35

40

45In

dice

de

Satu

raci

ón

Materia Prima SecadoFresca14%

SecadoFresca8%

Secado-OD14%

Secado-OD8%

Secado-PVOD 14%

Secado-PVOD 8%

Producto

106

snacks de piña. En este apartado se presentan los resultados obtenidos al evaluar la apariencia de los snack de piña.

5.4.3.1. Presencia de manchas en los snacks

Figura 5.4.6. Snacks de piña elaborados empleando secado con aire caliente sin tratamiento previo de la materia prima. Ø 14% de humedad

Ø 8% de humedad

Figura 5.4.7. Snacks de piña elaborados empleando OD y secado con aire caliente Ø 14% de humedad

Ø 8% de humedad

107

Figura 5.4.8. Snacks de piña elaborados empleando PVOD y secado con aire caliente Ø 14% de humedad

Ø 8% de humedad

5.4.4.1. Características de color de las manchas presentes en los diferentes snacks de piña elaborados

Tabla 5.4.10. Valores L*a*b* obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de las manchas presentes en los snacks de piña.

Producto L* a* b* Secado-OD 14% 80.597 0.705 14.926 Secado-OD 8% 83.081 1.768 12.577 Secado-PVOD 14% 78.129 -1.358 19.975 Secado-PVOD 8% 81.767 4.684 16.215 Secado Fresca 14% 62.031 0.383 34.746 Secado Fresca 8% 54.476 4.584 33.324

108

Figura 5.4.9. Comparación entre los valores de luminosidad obtenidos para el color de las manchas de los snacks elaborados.

Como se observa en la tabla 5.4.10 y en la figura 5.4.9, los valores de luminosidad de

las manchas presentes en los diferentes productos indican la variación que genera el tipo de proceso en las características de apariencia del producto final. Los productos secados con aire caliente sin pretratamiento de la materia prima presentan manchas con valores de L bajos, esto indica que estas manchas son ocasionadas por pardeamientos y reacciones de oxidaciones generadas en ciertos sectores de la muestra, durante el secado. Como es de esperarse las manchas más oscuras se presentan para el caso de los productos sometidos a mayor tiempo de secado.

Para el caso de los productos con pretratamiento OD y PVOD, se observa que las

manchas generadas durante el secado presentan valores de L altos. Esto indica que durante estos procesos no se presentaron los fenómenos de pardeamiento o reacciones de oxidación; esto se debe principalmente, a la presencia de azúcares que se cree que ejercen una acción protectora en los pigmentos y otros constituyentes del producto. Las manchas presentes en este tipo de productos son consecuencia de los fenómenos de encostramiento que se presentan durante la deshidratación osmótica y que se reflejan durante el secado del producto.

Figura 5.4.10. Comparación entre los valores de color b, obtenidos para las manchas de los snacks elaborados.

40

45

50

55

60

65

70

75

80

85L

umin

osid

ad L

*

OD 14 OD 8 PVOD 14 PVOD 8 Secado 14 Secado 8

Producto

10

15

20

25

30

35

Val

or d

e C

olor

b*

Secado-OD14%

Scado-OD 8 Secado-PVOD 14%

Secado-PVOD 8%

SecadoFresca 14%

SecadoFesca 8%

Producto

109

Los valores de color b, para las manchas indican que la cantidad de amarillo es más significativa para las muestras secadas sin pretratamiento previo, que para los casos en que se realizó pretratamiento. Los menores valores de color b, se encuentran en las manchas de los productos sometidos a pretratamiento OD y son más notorias que para el caso de los productos sometidos a pretratamiento PVOD. Las manchas de los productos con pretratamiento PVOD, presentan mayores contenidos de amarillo y menor variación con respecto al color general del producto.

5.4.4.2. Area de manchas en los snacks elaborados Los productos analizados presentaron mayor o menor cantidad de manchas en su

superficie y de mayor o menor tamaño dependiendo del proceso y las condiciones en que se llevó a cabo. En el presente apartado se pretende determinar la mayor o menor presencia de manchas en el producto. Se expresará la cantidad de manchas presentes en el producto o su tamaño, como porcentaje del área total.

Tabla 5.4.11. Porcentaje del área total ocupada por las manchas en los snacks elaborados

Producto Area %

Secado-OD 14% 22.874% Secado-OD 8% 15.520% Secado-PVOD 14% 10.876% Secado-PVOD 8% 8.282% Secado Fresca 14% 11.293% Secado Fresca 8% 15.620%

Figura 5.4.11. Porcentaje del área total ocupada por las manchas en los snacks elaborados

En la figura 5.4.11, se observa que los productos con pretratamiento OD y en especial

los de humedad 14%±1, registraron los mayores porcentajes de área total, es decir presentaron mayor cantidad de manchas o manchas de tamaño considerable. Mientras que los productos con

0%

5%

10%

15%

20%

25%

% d

e A

rea

de M

anch

as e

n lo

s Sn

acks

Secado-OD14%

Seado-OD8%

Sead-PVOD14%

Secado-PVOD 8%

SecadoFresca 14%

Secado Freca8%

Producto

110

pretratamiento PVOD, registraron los porcentajes más bajos. Los porcentajes para los productos elaborados mediante secado sin pretratamiento de la materia prima, son también considerables.

Un producto que presente una superficie más homogénea en cuanto a su color, y

presente menor cantidad de imperfecciones, será más atractivo y apreciado por los consumidores. Por esto se considera que los procesos de secado con aire caliente sin pretratamiento previo de la materia prima y con pretratamiento OD, no ofrecen una apariencia visual llamativa del producto para el consumidor.

5.5. PROPUESTA DE MATERIAL DE EMPAQUE

Los productos tipo snack elaborados a partir de frutas, son en general, productos con bajos contenidos de humedad y alta cantidad de azúcar. Sus características de calidad, en especial características texturales como la fracturabilidad que se genera durante la masticación, dependen en gran parte del mantenimiento del contenido de humedad del producto y de la barrera que se le proporcione a la entrada de oxígeno.

En este apartado se proponen tres materiales de empaque para el producto tipo snack

elaborado, de los cuales se pretende escoger, el material que presente características más apropiadas para la conservación del producto. Las pruebas fueron realizadas para el producto tipo snack elaborado con pretratamiento PVOD, ya que se considera que este producto presenta características organolépticas más atractivas para el consumidor.

5.5.1. Materiales de Empaque Empleados Para el desarrollo de las pruebas de vida útil, se escogieron tres materiales de empaque,

proporcionados por la compañía Proempaques S.A. Los materiales fueron escogidos teniendo en cuenta los materiales en que son empacados los productos tipo snack que se encuentran comercialmente en el mercado.

Tabla 5.5.1. Materiales de empaque empleados en las pruebas de vida útil

Material de Empaque Permeabilidad al O2 a 30°C

Perrmeabilidad al H2O a 30°C

Px10-11[m L (STP) cm cm-2 s -1 (cm Hg-1)] Polipropileno metalizado con laminado interno de polietileno

23 680 Empaque 1

Papel bond con aluminio y laminado interno de polietileno

55 800 Empaque 2

Prolan 500: Tres capas: nylon, poliester y polietileno.

0.38 130 Empaque 3

Coeficientes de permeabilidad tomados de las fichas técnicas del proveedor. Proempaques S.A., 1987

5.5.2. Contenido de Humedad en el producto Los productos tipo snack elaborados mediante secado con aire caliente y pretratamiento

PVOD, son productos con contenidos de azúcar elevados, que presentan una marcada tendencia a la absorción de humedad del ambiente. Es por esto, de vital importancia, proporcionarle al producto una barrera a la absorción de vapor de agua mediante un empaque que se adecue a este requerimiento.

111

A continuación se presentan los contenidos de humedad, después de un período de dos

meses, en los productos tipo snack empacados en los materiales propuestos. Tabla 5.5.2. Contenido de humedad de los productos tipo snack elaborados con contenido de humedad de 14%±1, empacados durante un período de dos meses.

Empaque Humedad Inicial

(%) Humedad Final

(%) Humedad Absorbida

Empaque 1 14.325% 15.713% 1.388% Empaque 2 14.123% 15.911% 1.788% Empaque 3 14.091% 14.711% 0.620%

Tabla 5.5.3. Contenido de humedad de los productos tipo snack elaborados con contenido de humedad de 8%±1, empacados durante un período de dos meses.

Empaque Humedad Inicial (%)

Humedad Final (%)

Humedad Absorbida

Empaque 1 7.986% 9.305% 1.319% Empaque 2 8.034% 9.915% 1.881% Empaque 3 8.344% 8.899% 0.555%

En las tablas 5.5.2 y 5.5.3, se observa que el contenido de humedad inicial de los

productos empacados, se incrementó durante la prueba de vida útil. El incremento que se presentó durante la prueba no es significativo, sin embargo se ve claramente que el comportamiento que presentaron los productos empacados, es el esperado de acuerdo a la permeabilidad de los materiales. El producto empacado en el material 3, presentaron un menor incremento en el contenido de humedad, dada la menor permeabilidad del material de empaque.

5.5.3. Contenido de Vitamina C Durante el almacenamiento se generan reacciones de oxidación que afectan

considerablemente el contenido de ácido ascórbico en el producto. Estas reacciones como su nombre lo indica, son debidas a las interacciones oxígeno-producto que se suceden por la baja permeabilidad del material de empaque al gas O2. Para el caso de la piña y aún en los productos tipo snack elaborados, la reacción de oxidación que ocurre principalmente, es la degradación de ácido ascórbico, por esto se evaluó el contenido de este ácido después del período de almacenamiento.

Tabla 5.5.4. Peso de producto y volúmenes de jugo empleados en la determinación de vitamina C

Material de

Empaque Producto Cantidad de

Producto (g) Volumen del

jugo (ml)

Empaque 1 14±1% 15.2934 3.0 8±1% 15.7645 2.8

Empaque 2 14±1% 15.6844 3.0 8±1% 15.5775 2.8

Empaque 3 14±1% 14.4500 3.0 8±1% 14.8181 2.8

112

Tabla 5.5.5. Lectura de absorbancia para las soluciones problema

Material de

Empaque Producto Absorbancia Concentración de Acido

Ascórbico (mg/ml)

Empaque 1 14±1% 0.062 0.0157 8±1% 0.061 0.0155

Empaque 2 14±1% 0.058 0.0150 8±1% 0.057 0.0149

Empaque 3 14±1% 0.065 0.0162 8±1% 0.064 0.0160

Tabla 5.5.6. Contenidos de Vitamina C en los productos empacados durante un período de 2 meses.

Material de

Empaque Producto Contenido de

Vitamina C mg/100g de producto

Empaque 1 14±1% 3.079

8±1% 2.755 Empaque 2 14±1% 2.869

8±1% 2.678 Empaque 3 14±1% 3.363

8±1% 3.024

Teniendo en cuenta que los productos snack empacados presentaban los siguientes

contenidos de Vitamina C: 8%±1 = 4.052 mg/100g de producto; 14%±1= 4.218 mg/100g de producto, se calculó las pérdidas de la vitamina en el producto.

Tabla 5.5.7. Pérdida de Vitamina C en los productos empacados durante un período de 2 meses.

Material de

Empaque Producto % de Vitamina C

que se pierde

Empaque 1 14±1% 27.003% 8±1% 32.009% Empaque 2 14±1% 31.982% 8±1% 33.909% Empaque 3 14±1% 20.270% 8±1% 25.370%

Las pérdidas de ácido ascórbico se presentaron en los productos son debidas a variaciones en la estabilidad de la vitamina en relación con las condiciones ambientales: pH, concentración de oxígeno y con la naturaleza del material de empaque. (Badui, 1995). Parte de la oxidación de la vitamina C que se presentó durante la prueba de vida útil, es debida a la presencia de oxígeno en el interior del producto, pues este no fue retirado durante el empacado del mismo; es decir que la vitamina C presente, se oxida hasta el momento en que se agota el oxígeno del interior del empaque. A pesar de este hecho, los productos presentaron pérdidas variables y dependientes del material de empaque en el que fueron empacados. De acuerdo a la

113

tabla 5.5.1, el empaque 3: Prolan 500, presenta el menor valor de permeabilidad al gas oxígeno, por esto se considera que en este tipo de material, el producto registra las menores pérdidas de Vitamina C, seguidas por el material de empaque 1.

5.5.3. Pruebas de Textura Los cambios estructurales y químicos que se presentan en un producto tipo snack

durante periodos de almacenamiento, ocasionan variaciones en su textura que se ven reflejados en pérdida de fracturabilidad o endurecimiento inadecuado del producto.

En este apartado se presentan los resultados obtenidos al aplicar un test de penetración

al producto snack empacado.

Tabla 5.5.8. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 14±1% empacado en el material de empaque1.

Ensayo Fuerza Máxima

(gf) Tiempo a F máx

(Seg) Distancia a F máx

(Seg) 1 1193.424 2.700 8.092 2 1201.328 4.805 14.410 3 1106.022 3.410 10.213 4 1085.465 2.960 8.863 5 1072.281 2.670 8.000

Promedio 1131.704 3.309 9.9156 SD 61.208 0.887 2.664

Gráfica Modelo:





(mm) 1 1377.445 3.350 10.033


114

2 1347.725 3.770 11.303 3 1317.655 3.790 11.363 4 1294.732 2.975 8.915 5 1354.449 3.470 10.403

Promedio 1338.4012 3.471 10.4034 SD 32.428 0.336 1.010

Gráfica Modelo:





(mm) 1 979.337 3.560 10.668 2 925.949 3.745 11.220 3 878.183 2.485 7.435 4 959.564 1.900 5.683 5 969.391 3.140 9.410

Promedio 942.4848 2.966 8.8832 SD 41.176 0.768 2.306

Gráfica Modelo:



115

Tabla 5.5.11. Fuerza máxima obtenida al aplicar un test de penetración al producto tipo snack de humedad 8±1% empacado en el materia l de empaque1.




(mm) 1 1623.322 3.045 9.120 2 1649.813 2.900 8.688 3 1645.915 3.220 9.640 4 1699.430 3.510 10.518 5 1716.488 3.945 11.828

Promedio 1666.994 3.324 9.959 SD 39.206 0.415 1.248

Gráfica Modelo


116





(mm)

1 2231.872 3.670 10.998 2 2411.503 3.240 9.703 3 2485.480 3.235 9.690 4 2398.992 3.175 9.515 5 2222.567 3.250 9.738

Promedio 2350.083 3.314 9.929 SD 116.973 0.201 0.604

Gráfica Modelo:





(mm)

1 1349.311 2.905 8.695 2 1476.775 1.860 5.575 3 1383.183 3.730 11.170 4 1461.902 2.795 8.370 5 1506.142 3.080 9.233

Promedio 1435.463 2.874 8.609 SD 66.251 0.673 2.014

Gráfica Modelo:



117

Figura 5.5.1. Comparación entre los valores de Fuerza Máxima obtenidos para los productos snack empacados y para el producto snack fresco

Como se observa en los resultados anteriormente presentados, los valores de fuerza máxima obtenidos para los productos snack empacados, son mayores que los valores de fuerza máxima obtenidos para los productos snack frescos. Esta diferencia se debe al endurecimiento del producto durante la prueba de vida de útil, en la cual se presentó un incremento en el contenido de humedad por parte del producto. Teóricamente, se esperaría que un material presentara ablandamiento como consecuencia de la absorción de humedad, sin embargo ciertos materiales al incrementar su contenido de humedad incrementan su dureza. Según Harris y Peleg, el incremento en la dureza de los productos como consecuencia del incremento moderado de humedad, es debido a la reducción de su habilidad para propagar el rompimiento, es decir que la pérdida de fragilidad del producto permite su plastificación parcial para soportar un esfuerzo o deformación, haciendo que la fuerza que se le deba aplicar para generar su rompimiento sea mayor.

0

500

1000

1500

2000

2500

Fu

erza

Máx

ima

(gf)

14% 8%Producto

Fresco Empaque 3 Empaque 1 Empaque 2

118

En los productos que presentaron mayor absorción de humedad, el incremento en la dureza fue mayor. Es decir que los productos snack empacados en el material de empaque tres, preservaron de mejor manera la textura de los productos frescos.

5.5.4. Pruebas de Color Los productos tipo snack elaborados a partir de piña pueden presentar cambios de color

durante el periodo de vida de anaquel, principalmente por interacciones oxígeno-producto. En este apartado se presentan los cambios en color en el producto durante las pruebas de vida útil.

5.5.4.1. Productos con humedad de 14%±1

Tabla 5.5.14. Valores RGB del color de los productos snack empacados

Empaque R G B

Empaque 1 140 99 0 Empaque 2 148 90 0 Empaque 3 156 123 16

Tabla 5.5.15. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de los productos snack empacados

Empaque X Y Z

Empaque 1 43.895 43.564 6.543 Empaque 2 44.404 41.921 6.157 Empaque 3 51.874 52.612 14.452

Tabla 5.5.16. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de los productos snack empacados

Empaque L a b


Con los datos de la tabla 5.5.16, se realizó la comparación entre los valores L*a*b* del

producto empacado y los valores Lab del producto fresco. Figura 5.5.2. Comparación entre los valores L* y b* del producto empacado y el producto fresco

119

Tabla 5.5.17. Diferencia de Color (∆E*) entre el producto fresco y empacado

Empaque ∆E*

Empaque 1 7.118 Empaque 2 11.468 Empaque 3 0.000

5.5.4.1. Productos con humedad de 8%±1 Tabla 5.5.18. Valores RGB del color de los productos snack empacados

Empaque R G B

Empaque 1 140 99 0 Empaque 2 140 98 0 Empaque 3 157 115 3

Tabla 5.5.19. Valores XYZ obtenidos matemáticamente a partir de los valores RGB del color de los productos snack empacados

Empaque X Y Z


Tabla 5.5.20. Valores Lab obtenidos matemáticamente a partir de los valores XYZ del color de los productos snack empacados

Empaque L a b

Empaque 1 67.690 0.170 41.289 Empaque 2 62.266 10.221 38.195

20

30

40

50

60

70

80

L* b*


120

Empaque 3 70.759 2.301 42.188

Figura 5.5.3. Comparación entre los valores L* y b* del producto empacado y el producto fresco

Tabla 5.5.21. Diferencia de Color (∆E*) entre el producto fresco y empacado

Empaque ∆E*

Empaque 1 3.763 Empaque 2 12.915 Empaque 3 1.118

El análisis de color realizado a los productos snack empacados, muestra los cambios

que se presentaron en el producto durante la prueba de vida útil. En el empaque 3 los productos no presentaron cambios significativos en su color, mientras que en los empaques 1 y 2, los cambios fueron considerables.

Los productos que fueron empacados en los materiales 1 y 2 presentaron una

disminución en sus valores de luminosidad, L*, lo cual indica que durante la prueba de vida útil, estos productos presentaron un ligero pardeamiento ocasionado principalmente por la oxidación del ácido ascórbico presente. Los productos empacados en el material de empaque 3 preservaron considerablemente su color inicial, esto confirma la mayor barrera a la entrada de oxígeno que le confiere el material de empaque al producto.

De los materiales de empaque estudiados se considera que el material de empaque 2:

Papel bond-aluminio con laminado interno de polietileno, no es un material adecuado para la preservación del producto ya que no presenta una barrera adecuada a la entrada de oxígeno y

20

30

40

50

60

70

80

L* b*


121

vapor de agua. El material de empaque 2: Polipropileno metalizado con laminado interno de polietileno, proporciona una mejor barrera a la entrada de oxígeno y vapor de agua, sin embargo los resultados obtenidos durante el estudio permiten proponer el material de empaque 3: Prolan 500, como el material más adecuado para la conservación del producto durante un período de dos meses.

122

6. CONCLUSIONES

En el presente proyecto se ha estudiado la influencia del procesamiento de la piña var. Cayena Lisa, combinando las operaciones de impregnación a vacío, deshidratación osmótica y secado con aire caliente, sobre características de textura, color y propiedades fisico-químicas en un producto tipo snack, obteniéndose como resultado productos con características de calidad marcadamente diferentes. Las conclusiones obtenidas en base al estudio realizado se presentan a continuación.

§ El tiempo de secado empleado en la elaboración del producto snack en cuestión, está

influenciado directamente por el tipo de pretratamiento que presenta la materia prima. Productos pretratados, con contenidos altos de azúcar, requieren mayor tiempo para alcanzar un porcentaje de humedad preestablecido.

§ La deshidratación osmótica aplicando un pulso de vacío inicial tiene ventajas sobre

la deshidratación efectuada a presión atmosférica, ya que se logra una aceleración de los fenómenos difusivos que se reflejan en una mayor ganancia de sólidos y una mayor pérdida de agua.

§ Los procesos de deshidratación osmótica reducen notablemente el contenido de

acidez inicial de la fruta, no solo por la solubilización del ácido cítrico que se presenta durante el proceso, sino por la entrada de azúcares que reducen la astringencia del producto.

§ En todos lo productos elaborados, se aprecian cambios en dimensiones y volumen,

sin embargo en los productos secos sin pretratamiento las reducciones de volumen son más significativas. En los productos elaborados con pretratamientos osmóticos los cambios de volumen son menores y están directamente influenciados por la entrada de azúcares durante la deshidratación osmótica. Entre mayor sea la cantidad de azúcar que entre al producto durante la OD, menor es la pérdida de la estructura inicial del producto; por esto, el proceso en el que se presenta una reducción menor de volumen es el secado con pretratamiento osmótico y pulso inicial de vacío.

§ Durante los procesos de deshidratación que se llevaron a cabo para la elaboración de

un producto tipo snack, se generó una reducción de cerca del 80% en el contenido inicial de vitamina C. La reducción que se presentó fue mayor, cercana al 3 y 4% en los procesos de secado sin pretratamiento de la materia prima en relación con los procesos que se desarrollaron con pretratamiento osmótico. Lo anterior permite concluir, que el incremento en el contenido de sólidos solubles durante los procesos de deshidratación osmótica ejerce un efecto protector en el ácido ascórbico.

§ La pérdida de agua en los productos snack elaborados, genera pérdidas de peso en el

producto. Las pérdidas de peso dependen directamente del tipo de proceso que se llevó a cabo para la elaboración del producto. Productos que no presentaron pretratamiento previo, tienen pérdidas de peso mayores que los productos con pretratamiento osmótico. El incremento del contenido de sólidos solubles que se presenta en el producto como consecuencia de la entrada de azúcares durante la deshidratación osmótica, compensa parte de las pérdidas de peso ocasionadas por la reducción de agua. Entre mayor sea la entrada de azúcares en el producto, menor será su pérdida de peso.

123

§ Los valores de actividad de agua obtenidos para los productos sometidos a procesos de deshidratación osmótica sin secado posterior, indican que a pesar de la pérdida de agua y ganancia de sólidos que se generan durante el proceso, el producto es aún un producto de alta humedad, susceptible a un sinnúmero de fenómenos deteriorativos. Las diferencias encontradas en los valores de actividad de agua para los productos cuya deshidratación osmótica fue realizada con pulso inicial de vacío y los productos cuya deshidratación osmótica fue realizada a presión atmosférica son pequeñas y debidas a las diferencias en ganancia de sólidos y pérdida de agua que se presentan en los productos durante los dos procesos.

§ El comportamiento textural de los productos snack elaborados está influenciado

directamente por el incremento del contenido de azúcares durante los procesos OD y PVOD. La fracturabilidad de los productos secos que no han sido sometidos a procesos de deshidratación osmótica previa, fue mayor debido a los fenómenos de encostramiento que se presentaron durante el secado. En general los productos con pretratamientos osmóticos y en especial los que fueron sometidos a pulso inicial de vacío, presentaron menor dureza y mayor cohesividad, lo cual se vio reflejado en el comportamiento gomoso, totalmente opuesto al comportamiento fracturable característico de los productos snack.

§ Las diferencias en color de los productos tipo snack elaborados fueron considerables.

Los valores de L, luminosidad, indican que los procesos de secado con aire caliente sin pretratamiento de la materia prima ocasionan deterioro en la coloración del producto por reacciones de pardeamiento que se presentan durante el proceso; en los procesos de secado con pretratamientos osmóticos, la entrada de azúcares al interior del tejido, genera un efecto protector en los pigmentos que evita que se presenten reacciones de pardeamiento u oxidación.

§ Los cambios de presión a los que se ve sometida la Piña durante la deshidratación

osmótica con impregnación a vacío generan cambios favorables en el color del producto final. Estos cambios que se reflejan en menor luminosidad, mayor saturación en el color amarillo y en la presencia de una superficie más homogénea, con menor presencia de manchas por efectos de encostramiento o pardeamientos no enzimáticos, generan un producto visualmente más fresco, más atractivo para el consumidor.

124

7. RECOMENDACIONES

Para estudios posteriores o desarrollo de productos tipo snack a partir de frutas cabe anotar algunos aspectos relevantes.

§ Los procesos osmóticos podrían proporcionarle una mayor calidad al producto si se

enriquece la solución osmótica con las vitaminas que se pierden por efecto del procesamiento.

§ Para una mayor confiabilidad en el análisis de color empleando imágenes

digitalizadas, las ecuaciones propuestas por La Unión Internacional de Telecomunicación para la conversión de los valores RGB en valores XYZ, se podrían corregir mediante relaciones entre los valores RGB obtenidos del programa Image Tool y valores RGB leídos en un colorímetro convencional.

§ Si se desea realizar la comercialización de un producto tipo snack a partir de fruta

osmodeshidratada, es necesario estimar el tiempo de vida de anaquel y determinar el valor Q10 para el producto, de tal manera que se pueda efectuar un test de vida útil que proporcione resultados de mayor confiabilidad.

§ Los tests de color y textura que se realizaron durante el estudio, son mediciones

objetivas que proporcionan cierta información sobre el comportamiento de los productos frente a determinado proceso; sin embargo, los resultados de un panel sensorial se podrían relacionar de mejor manera, con la respuesta del consumidor frente al producto.

125

8. NOMENCLATURA

8.1. Acrónimos FLP: Fase líquida del producto HDM: Mecanismo Hidrodinámico gf: Gramos fuerza OD: Deshidratación osmótica a presión atmosférica OS: Solución osmótica PDM: Mecanismos pseudodifusionales PVOD: Deshidratación osmótica con pulso de vacío SD: Desviación estándar TSS: Sólidos solubles totales VI: Impregnación a vacío

8.2. Variables

aw: Actividad de agua Bmenor: Base menor Bmayor: Base mayor °Brix: Gramos de sacarosa en 10 gramos de disolución e: Espesor R2: Coeficiente de correlación T: Temperatura (°C)

126

9. BIBLIOGRAFIA Anales del I Congreso Ibero-Americano de Ingeniería de Alimentos. Equipos y procesos para la industria de alimentos. Editado por E. Ortega, E. Parada, P. Fito. Tomos I y II. Valencia, España 1996 Badui S., Química de los Alimentos. Facultad de Química. Universidad Nacional Autónoma de México. Editorial Alhambra Mexicana, S.A. Tercera Edición. México 1995. Cyted., Programa Iberoamericano de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo. Temas en tecnología de alimentos. Instituto Politécnico Nacional. Editado por José Miguel Aguilera. Volumen 1. 1997. 337p Eskin N.A., Biochemestry of Foods. Second Edition. Academic Press, Inc. San Diego, California 1990. 557 p. Fito P., Chiralt A., An Update on Vacum Osmotic Dehydration. Isopow Practicum II, Food preservation by moisture control. Fundamentals and applications. Edited by Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Jorge Welti-Chanes. United States of America 1995 Gontard N., Guilbert S., Raoult-Wack A. L., Superficial Edible Films and Osmotic Dehydration : Aplication of Hurdle Technology Without Affecting the Food Integrity. Isopow Practicum II, Food preservation by moisture control. Fundamentals and applications. Edited by Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Jorge Welti-Chanes. United States of America 1995 Gonzalez G.E. Viabilidad de la piña colombiana variedad Cayena lisa para su industrialización combinando las operaciones de deshidratación osmótica, impregnación a vacío y secado por aire caliente. Universidad Politécnica de Valencia, departamento de Tecnología de Alimentos. Valencia, España 1999 Hutchings J.B., Food Colour and Appearance. Firs Edition. Blackie Academic and Professional. Great Britain 1994. 513 p. Isopow Practicum II, Food preservation by moisture control. Fundamentals and applications. Edited by Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Jorge Welti-Chanes. United States of America 1995. 874 p. Journal of Texture Studies. Editor in Chief: M.C. Bourne. Editor: M.A. Rao. Food and Nutrition Press, Inc. Trumbull, Connecticut 06611 USA. Volumen 28, Número 5, Noviembre 1997. Volumen 29, Números 3, Agosto 1998. Volumen 29, Números 5, Noviembre 1998. Volumen 29, Números 6, Diciembre 1998. Labuza T.P. Shelf Life Dating of Foods. Food and Nutrition Press Inc. Westport, Conecticut 1982 Lee B. S., Seow C.C., Vasanti Nair C. K., Effects of Processing on Textural Properties of Food Phytosystems. Isopow Practicum II, Food preservation by moisture control. Fundamentals and applications. Edited by Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Jorge Welti-Chanes. United States of America 1995

127

Leon M.Y., Obtención de Mermelada de piña (Ananas Comosus, va. Cayena Lisa) a partir de fruta deshidratada osmóticamente con impregnación. Universidad de la Sabana. Facultad de Ingeniería de Producción Agroindustrial. Santafé de Bogotá, D.C. 1999. Maguer Le. M., Yao Z-M., Mass Transfer During Osmotic Dehydration at the Cellular Level. Isopow Practicum II, Food preservation by moisture control. Fundamentals and applications. Edited by Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Jorge Welti-Chanes. United States of America 1995 Peña H., Díaz J.A., Martinez T., Fruticultura Tropical. Primera parte. Instituto Colombiano para el fomento de la educación superior, ICFES. Editorial Féliz Valera. Bogotá 1996. 234 p. Rao M.A., Rizvi S.S.H., Engineering Propertis of Foods. Marcel Dekker, Inc. New York 1986. 398 p. Robertson G.L., Food Packaging. Principles and Practice. Marcel Dekker, Inc. New York 1993. 676 p. Segnini S., Dejmek P., Oste R., A low cost video technique for colour measurement of potato chips. Department od Food Engineering, Chemical Center, P.O. Box 124, Lund University, 22100 Lund (Sweden). Academic Press 1999 Treybal. R.E. Operaciones de transferencia de masa. Segunda edición. México: McGraw Hill 1997. 858 p. Torregani. D. Technological Aspects of Osmotic Dehydration in Foods. Isopow Practicum II, Food preservation by moisture control. Fundamentals and applications. Edited by Gustavo V. Barbosa-Cánovas, Jorge Welti-Chanes. United States of America 1995 Universidad del Valle, departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Memorias del Seminario Textura y Reología de Alimentos. Cali: La Universidad 1995

128

ANEXOS

129

Anexo 1. Fotografía de la materia prima empleada en la elaboración de un producto tipo snack.

Anexo2. Fotografías de los productos tipo Snack elaborados a partir de piña fresca y piña pretratada osmóticamente.

130

Anexo2. Fotografías de los productos tipo Snack elaborados a partir de piña fresca y piña pretratada osmóticamente. Fotografía 1. Producto elaborado a partir de piña sin pretratamiento previo

Fotografía 2. Producto elaborado a partir de piña pretratada con OD

Fotografía 3. Producto elaborado a partir de piña pretratada con PVOD

131

Anexo 3. Pérdida de peso, pérdida de agua y ganancia de sólidos durante los procesos de deshidratación llevados durante la elaboración de un producto tipo snack.

Secado sin pretratamiento de la materia prima Ensayo 1

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 4.4961 3.8373 3.8396 5.1666 5.2829 4.736 4.0976 Peso 2 0.9028 0.8431 0.8983 1.1678 1.3244 1.0242 0.9254

8%

M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 Peso 1 4.0915 4.0801 4.0401 4.661 4.7328 5.1108 4.6953 Peso 2 0.8992 0.8534 0.8078 0.9847 0.9396 1.0964 0.9353

14%

Pérdida de peso

79.920% 78.029% 76.604% 77.397% 74.930% 78.374% 77.416%

Pérdida de agua

78.234% 77.973% 77.777% 77.886% 77.545% 78.021% 77.889%

8%

Pérdida de peso

78.023% 79.084% 80.005% 78.874% 80.147% 78.547% 80.080%

Pérdida de agua

79.271% 79.355% 79.427% 79.338% 79.439% 79.312% 79.433%

Ensayo 2

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6

Peso 1 4.8854 5.1362 4.4921 5.3209 5.3508 5.2162 Peso 2 0.9911 1.1522 0.9808 1.1154 1.1096 1.1048

8%

M11 M12 M13 M14 M15 M16 Peso 1 5.486 4.5854 4.6517 5.5336 4.4015 4.0652 Peso 2 0.9303 0.7304 0.7938 0.9645 0.7843 0.7076

14%

Pérdida de peso

79.713% 77.567% 78.166% 79.037% 79.263% 78.820%

Pérdida de agua

82.029% 81.730% 81.814% 81.935% 81.966% 81.905%

8%

Pérdida de peso

83.042% 84.071% 82.935% 82.570% 82.181% 82.594%

Pérdida de agua

83.532% 83.613% 83.524% 83.496% 83.465% 83.497%

132

Ensayo 3

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 5.0063 4.997 4.7474 5.0192 4.8102 4.8407 4.7743 Peso 2 1.1664 1.1934 1.1026 1.1393 1.071 1.1301 1.0619

8%

M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 Peso 1 4.7694 4.4651 4.8287 4.5335 3.8975 4.3345 4.7500 Peso 2 0.9822 0.9212 0.8801 0.9357 0.8352 0.9099 0.9802

14%

Pérdida de peso

76.701% 76.118% 76.775% 77.301% 77.735% 76.654% 77.758%

Pérdida de agua

82.240% 82.161% 82.250% 82.322% 82.382% 82.234% 82.385%

8%

Pérdida de peso

79.406% 79.369% 81.774% 79.360% 78.571% 79.008% 79.364%

Pérdida de agua

83.775% 83.772% 83.965% 83.771% 83.708% 83.743% 83.771%

Secado con pretratamiento OD Ensayo 1

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 4.962 4.9327 4.801 5.3901 4.8653 4.7667 4.721 Peso 2 3.8726 3.9971 3.7625 4.3719 3.8155 3.714 3.767 Peso 3 1.2129 1.3481 1.1987 1.4747 1.354 1.2672 1.1531

8%

M11 M12 M13 M14 M15 M16 M17 Peso 1 5.3603 4.1445 5.5737 4.6488 5.0915 4.3925 5.4136 Peso 2 4.4091 3.3011 4.5129 3.586 4.1787 3.5189 4.2527 Peso 3 1.4237 1.0205 1.3159 1.1683 1.2735 1.1337 1.2135

14%

Pérdida de peso OD

21.955% 18.967% 21.631% 18.890% 21.577% 22.084% 20.208%

Pérdida de agua OD

31.621% 29.656% 31.408% 29.606% 31.373% 31.706% 30.472%

Ganancia de Sólidos OD

9.101% 10.042% 9.203% 10.067% 9.220% 9.060% 9.651%

Pérdida de peso Secado

68.680% 66.273% 68.141% 66.269% 64.513% 65.880% 69.389%

Pérdida de agua Secado

61.373% 61.037% 61.298% 61.036% 60.791% 60.982% 61.472%

133

8% Pérdida de peso OD

17.745% 20.350% 19.032% 22.862% 17.928% 19.888% 21.444%

Pérdida de agua OD

28.853% 30.566% 29.699% 32.217% 28.973% 30.262% 31.285%


10.428% 9.607% 10.022% 8.815% 10.370% 9.752% 9.262%


67.710% 69.086% 70.841% 67.421% 69.524% 67.783% 71.465%


63.042% 63.157% 63.305% 63.017% 63.194% 63.048% 63.357%

Ensayo 2

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 4.4288 5.0917 4.2948 5.1379 5.0770 4.5231 4.0376 Peso 2 3.9234 4.1304 3.6501 4.1255 4.2288 3.9097 3.1784 Peso 3 1.3975 1.4756 1.2875 1.3378 1.5099 1.3661 1.1227

8%


14%

Pérdida de peso OD

11.412% 18.880% 15.011% 19.705% 16.707% 13.561% 21.280%

Pérdida de agua OD

26.723% 31.604% 29.076% 32.144% 30.184% 28.128% 33.173%


13.885% 11.354% 12.665% 11.074% 12.090% 13.156% 10.540%


64.380% 64.275% 64.727% 67.572% 64.295% 65.059% 64.677%


60.122% 60.106% 60.173% 60.591% 60.109% 60.221% 60.165%

8%

Pérdida de peso OD

16.917% 15.441% 16.615% 20.702% 14.239% 18.848% 16.811%

Pérdida de agua OD

30.321% 29.357% 30.124% 32.795% 28.571% 31.584% 30.252%


12.019% 12.519% 12.122% 10.736% 12.927% 11.365% 12.055%


67.777% 66.824% 67.033% 64.465% 68.911% 68.144% 66.442%


62.643% 62.562% 62.580% 62.363% 62.738% 62.674% 62.530%

134

Ensayo 3

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 5.0490 5.0278 6.0142 5.0401 5.7222 5.2689 5.3231 Peso 2 3.7575 3.9855 4.8288 3.9244 4.4369 3.9400 4.1724 Peso 3 1.2675 1.4402 1.5973 1.4489 1.5948 1.4386 1.4386

8%


14%

Pérdida de peso OD

25.579% 20.731% 19.710% 22.136% 22.462% 25.222% 21.617%

Pérdida de agua OD

32.671% 29.508% 28.842% 30.425% 30.637% 32.437% 30.086%


8.318% 9.974% 10.323% 9.494% 9.383% 8.441% 9.672%


66.267% 63.864% 66.921% 63.080% 64.056% 63.487% 65.521%


60.206% 59.848% 60.304% 59.732% 59.877% 59.792% 60.095%

8%

Pérdida de peso OD

18.739% 18.571% 21.384% 19.422% 18.566% 22.827% 22.799%

Pérdida de agua OD

28.209% 28.099% 29.934% 28.654% 28.096% 30.875% 30.857%


10.655% 10.712% 9.751% 10.421% 10.714% 9.259% 9.268%


67.160% 67.296% 65.524% 67.417% 68.077% 68.296% 64.559%


62.356% 62.368% 62.213% 62.379% 62.437% 62.456% 62.129%

Secado con pretratamiento PVOD Ensayo 1

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 5.0427 4.2338 4.5608 4.3745 4.8521 4.9169 4.4308 Peso 2 4.041 3.3733 3.6665 3.5569 3.895 3.9062 3.5068 Peso 3 1.9009 1.6284 1.7671 1.6383 1.8798 1.7134 1.6191

8%


135


19.864% 20.325% 19.608% 18.690% 19.725% 20.556% 20.854%

Pérdida de agua OD

30.876% 31.161% 30.718% 30.150% 30.790% 31.304% 31.489%


18.716% 18.513% 18.828% 19.232% 18.777% 18.412% 18.281%


52.960% 51.727% 51.804% 53.940% 51.738% 56.136% 53.830%


55.473% 55.304% 55.315% 55.606% 55.306% 55.906% 55.591%

8%

Pérdida de peso OD

19.887% 19.759% 18.975% 19.423% 20.692% 21.863% 19.844%

Pérdida de agua OD

30.890% 30.811% 30.326% 30.604% 31.389% 32.114% 30.864%


18.706% 18.762% 19.107% 18.909% 18.352% 17.837% 18.725%


61.529% 63.465% 61.722% 55.997% 54.902% 55.828% 61.882%


58.606% 58.772% 58.623% 58.133% 58.039% 58.118% 58.636%

Ensayo 2

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 5.6319 5.1934 6.0798 4.8827 6.2596 5.7336 6.1366 Peso 2 4.4795 4.0704 4.9647 3.8555 4.9821 4.7198 4.9105 Peso 3 1.9984 1.877 2.3427 1.8468 2.1611 2.1579 2.0357

8%


14%

Pérdida de peso OD

20.462% 21.624% 18.341% 21.038% 20.409% 17.682% 19.980%

Pérdida de agua OD

31.686% 32.428% 30.332% 32.054% 31.652% 29.911% 31.379%


15.026% 14.553% 15.890% 14.791% 15.048% 16.159% 15.222%


55.388% 53.887% 52.813% 52.100% 56.623% 54.280% 58.544%


57.549% 57.337% 57.186% 57.085% 57.724% 57.393% 57.995%

136


16.636% 17.960% 17.499% 19.048% 17.808% 19.017% 17.559%

Pérdida de agua OD

29.243% 30.089% 29.795% 30.783% 29.991% 30.763% 29.832%


16.585% 16.046% 16.233% 15.602% 16.108% 15.615% 16.209%


60.331% 58.309% 61.507% 60.232% 59.790% 59.597% 59.966%


60.516% 60.346% 60.615% 60.508% 60.471% 60.455% 60.486%

Ensayo 3

14% M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7

Peso 1 5.631 6.3347 6.0287 4.3429 6.5161 5.1558 5.1249 Peso 2 4.6345 5.2078 4.9662 3.5513 5.2925 4.1881 4.1778 Peso 3 1.9425 2.2821 2.1919 1.7051 2.1773 1.9777 1.975

8%


14%

Pérdida de peso OD

17.697% 17.789% 17.624% 18.227% 18.778% 18.769% 18.480%

Pérdida de agua OD

32.042% 32.100% 31.996% 32.375% 32.721% 32.716% 32.534%


14.633% 14.597% 14.662% 14.426% 14.211% 14.214% 14.327%


58.086% 56.179% 55.864% 51.987% 58.861% 52.778% 52.726%


57.143% 56.884% 56.841% 56.313% 57.249% 56.421% 56.414%

8%

Pérdida de peso OD

10.499% 13.058% 16.665% 17.703% 6.780% 12.603% 14.589%

Pérdida de agua OD

27.518% 29.126% 31.393% 32.045% 25.181% 28.841% 30.089%


17.445% 16.446% 15.036% 14.631% 18.898% 16.623% 15.847%


58.371% 57.462% 55.749% 54.630% 60.023% 56.957% 55.997%


59.469% 59.396% 59.256% 59.166% 59.603% 59.355% 59.277%

137

Anexo 4. Análisis de varianza para los valores de fuerza máxima obtenidos durante los tests de compresión y penetración durante el análisis de textura de los productos tipo snack.

Fracturabilidad 14%

Secado Fresca


2038.912 1240.352 762.062 1962.753 1173.923 776.016 1917.090 1268.724 750.847 1861.663 1257.298 839.513 1926.840 1173.558 853.539

Resumen

Grupos Cuenta Suma Promedio Varianza Columna 1 5 9707.258 1941.452 4281.372 Columna 2 5 6113.855 1222.771 2105.232 Columna 3 5 3981.977 796.395 2198.319

Análisis de Varianza

Origen de las variaciones

Suma de cuadrados

Grados de libertad

Promedio de los cuadrados

F P Valor crítico para F

Entre grupos 3349086.1 2 1674543.049 585.1687 1.093E-12 3.8852 Dentro de los grupos 34339.694 12 2861.641148

Total 3383425.8 14

Compresión 14% Secado Fresca


362.665 283.146 175.215 359.704 295.375 170.503 369.004 356.967 169.642 378.865 300.108 166.443 317.528 293.489 178.234

Resumen




Suma de cuadrados

Grados de libertad



Entre grupos 91681.479 2 45840.739 96.004 0.000 3.885 Dentro de los grupos 5729.871 12 477.489

Total 97411.350 14

138

Fracturabilidad 8%

Secado Fresca


2796.411 2007.918 1387.844 2732.889 2126.204 1198.351 2763.254 2058.465 1293.443 2680.181 2004.333 1483.604 2589.911 1951.566 1369.147

Resumen




Suma de cuadrados

Grados de libertad



Entre grupos 4665241.2 2 2332620.59684

313.62435 4.376E-11 3.88529

Dentro de los grupos 89251.510 12 7437.62586

Total 4754492.7 14

Compresión 8% Secado Fresca


1248.636 614.379 575.717 1455.615 616.372 523.441 1377.066 620.545 504.27 1330.618 631.043 488.15 1436.741 674.283 491.973

Resumen


Análisis de varianza


Suma de cuadrados

Grados de libertad




Total 2179093.5 14

Anexo 4. Análisis de varianza para los valores Lab obtenidos del color de las muestras de piña estudiadas para cada uno de los procesos empleados en la elaboración de un producto tipo snack a partir de piña.

139

Anexo 5. Análisis de varianza para los valores ∆E* para los procesos empleados en la elaboración de un producto tipo snack

Resumen

Grupos Cuenta Suma Promedio Varianza Columna 1 5 94.794 18.959 2.124 Columna 2 5 74.902 14.980 3.337 Columna 3 5 61.111 12.222 3.601 Columna 4 5 34.466 6.893 0.891 Columna 5 5 26.629 5.326 1.847 Columna 6 5 17.686 3.537 1.288

Análisis de varianza


Suma de cuadrados

Grados de libertad




Total 965.6552 29

140

Anexo 5. Empaques empleados para los ensayos de vida útil del producto snack final. Empaque 1: Polipropileno metalizado con laminado interno de polietileno

Empaque 2: Papel bond - Aluminio con laminado interno de polietileno

Empaque 3: Prolan 500

deshidratación osmótica de piña paola · deshidrataciÓn osmÓtica y secado con aire caliente,...

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