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UNAM FES - C Taller Multidisciplinario Procesos Tecnológicos de Frutas y Hortalizas DESHIDRATACION
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UNAM FES - C
Taller Multidisciplinario Procesos Tecnológicos de Frutas y Hortalizas
DESHIDRATACION
La deshidratación es un método de estabilización dealimentos que se basa en la reducción de laactividad del agua (aw) para controlar los procesosde deterioro a los que se ve sometido un alimento.
Sedistingue de la concentración o evaporaciónporque, aunque ambas operaciones se basan endisminuir la actividad del agua, la concentración uevaporación da productos líquidos, contienencantidades de hasta el 50% en agua.
Los productos de la deshidratación son sólidos conun contenido en agua inferior al 10%.
Utilizamos el término genérico “deshidratación”porque durante esta operación no solo se retira elagua que actúa como disolvente o inerte que diluyeel alimento, sino que se retira agua que entra en laconstitución de las estructuras y tejidos delalimento.
Por ello, la deshidratación provoca a menudoprofundos cambios en las cualidadesorganolépticas de los alimentos, por lo que no esadecuada para muchos alimentos.
Procesos de deshidratación
El secado por arrastre constituye uno de losmétodos que permite separar un líquido de unsólido. En la mayor parte de los problemasprácticos de secado, la humedad (o líquido aseparar) suele ser vapor de agua, y el gasempleado para el secado suele ser aire.
El secado consiste en eliminar la mayor cantidadposible de agua del alimento seleccionado bajocondiciones controladas de temperatura,humedad, velocidad y circulación del aire, con loque se obtiene un producto con menor riesgo decrecimiento y desarrollo microbiano.
(AB) Periodo deprecalentamiento: ocurreconforme el producto y elagua en él contenida secalientan ligeramentehasta alcanzar latemperatura del ambientesecante.
(BC) Periodo develocidad constante:se produce unareducción importantedel contenido de agua avelocidad de secadoconstante; siendo estaindependiente de lahumedad del sólido.
C: Es el punto crítico.Este punto marca elinstante en que elproducto alcanza lahumedad critica.
(CD) Periodo develocidad decreciente: Aldisminuir la humedad delsólido se alcanza un ciertovalor para el cual termina lavelocidad constante ycomienza a disminuir lavelocidad de secado.
100 Kg. MANZANAS ENTERAS
SELECCIÓN fruta de rechazo
LAVADO cáscara y semillas
PELADO Y
DESCORAZONADO
Cáscaras y corazones
30 Kg.
70 Kg.
RODAJADO
bisulfito sodio 0.2% SULFITADO
aire caliente SECADO aire húmedo (85% agua)
10 Kg.
EMPAQUE
ALMACENAMIENTO
CONTROL DE CALIDAD
En la materia prima
En la selección de fruta se recomienda controlar la madurez y que la fruta
esté sana
En el proceso
Los tiempos de secado, la humedad del aire y la temperatura deben estar
controlados, para evitar producto muy húmedo o quemado
En el producto final
Las especificaciones deseadas del producto final son:
•Humedad (%): 10
•Sulfito residual (ppm): 50
En el empaque verificar que el sellado sea bueno para evitar el contacto
con el oxígeno. El producto empacado en bolsas tiene una vida útil de 60
días a temperatura ambiente
Natural o solarConsiste en colocar los alimentos en recipientes ocharolas con amplia superficie de expuestas al sol.
Esta técnica requiere condiciones climatológicasóptimas, por lo que sólo puede llevarse a cabo enregiones muy favorecidas por el clima, ya que esnecesario un gran espacio al aire libre y se puede verafectada por elementos como el polvo, la lluvia yplagas.
Tipos de secado
Secado solar
Por contacto directo: el calor necesario para lavaporización del agua lo suministra el aire. Puede efectuarsede 2 modos:
•Modo discontinuo: una vez cargado el secadero, sehace circular el aire de secado y se supone que suscondiciones permanecen constantes con el tiempo. El airede secado puede circular sobre el objeto a secar o pasar através del mismo.
Secaderos de bandejas con corriente de aire. Secaderos de cama fluidizada. Secaderos con circulación a través del lecho
sólido.
Fig. Secador de charolas
•Modo continuo: tanto la alimentación del sólido a secar comoel aire entran continuamente en el secadero, variando a través delmismo las condiciones del aire y del alimento a secar.
Secaderos de túnel. Secaderos neumáticos. Secaderos ciclónicos. Secaderos de cama chorreada. Secaderos de cama vibratoria. Secadero de cama fluidizada. Secaderos sprays. Secaderos de tipo turbina. Secaderos rotatorios.
Fig. . Secador de túnel
Por contacto indirecto: el calor se suministra por una fuentetérmica a través de una superficie metálica en donde entra en contactocon el alimento a secar.
Equipos discontinuos.Secaderos de bandejas a vacío. Secaderos de bandejas a presión atmosférica. Secaderos por congelación.
Equipos continuos.Secaderos de tambor. Secaderos con circulación a
través del lecho.
Fig. . Secador de tambor
VentajasSe elimina la posibilidad de su deterioro biológico.
Produce a menudo otro alimento más apto para el
consumo.
Se reduce el peso hasta su quinta parte (raíces o
tubérculos) y hasta quince veces menor (vegetales de
hoja)
Los procesos de transferencia de materia y de calor
pueden ser optimizados.
Efecto conservante
Se reduce el volumen del alimentoAumenta la eficacia de los procesos de transporte y almacenaje
Desventajas
Afecta profundamente a las características delalimento.
Al rehidratarse no presentan las característicasdel producto fresco, ni en sabor ni en textura.
La eliminación del agua debe hacerse de modoque el perjuicio sobre su calidad sea mínimo
EFECTOS DEL SECADO
La deshidratación aumenta la duración de conservación delproducto pero modifica su calidad. Ligado principalmente a laduración y temperatura de secado. Hay dos tipos dealteraciones las cuales son:
ALTERACIONES DE NATURALEZA QUÍMICA:Las reacciones de oxidación de lípidos: cuando el agua se evapora, facilitael contacto con el oxigeno en el alimento y por lo tanto el enranciamiento
Reacciones de Maillard: Los productos mas afectados por las reacciones sonlas frutas y los productos cárnicos
Mas acido es el productoEs rico en acido ascórbico
Es rico en glúcidosEs rico en proteína
Bajar rápidamente la Aw (por debajo de 0,5)
Que la temperatura del producto permanezca aniveles inferiores a 50-55° C
Particularmente en frutas puede aparecer durante elalmacenamiento, puede ser aconsejable el empleo deanhídrido sulfuroso antes o después del secado paradisminuir la velocidad de estar reacciones
COMO LIMITAR LA APARICIÓN DE ESTAS
REACCIONES DE MAILLARD DURANTE EL
SECADO?
Otras de las reacciones de los constituyentes de los productos
Perdida de la tiamina ,rivoflamina y niacina.
Afecta a las proteínas produciéndose una desnaturalización,especialmente las de las membranas, lo cual reduce su rehidratabilidad
Los caroteno. Su estructura química insaturada los hace susceptiblesde los mismos tipos de degradación de los lípidos.
La clorofila en condiciones de calor húmedo, se transforman enfeofitina, por perdida de una parte de su magnesio.
ALTERACIONES DE NATURALEZA FÍSICA
Cambio de estructura: Este tipo de deformación plástica se produce, enmayor o menor medida, cuando se desecan tejidos vegetales o animales.
Formación de grietas y arrugamientoSi las condiciones iníciales de secado son rigurosas, las capas superficiales sesecaran hasta alcanzar una rigidez y resistencia mecánica, mientras el interiorde la pieza permanece húmedo y con poca resistencia. El resultado es que serompe internamente el tejido y se arruga.
Expulsión del jugo celularLa contracción de las capas superficiales comprime el interior de la pieza, lo cualprovoca la expulsión del jugo celular y el movimiento también a la superficie.
NORMA DEL CODEX PARA LOS HONGOS COMESTIBLES DESECADOS CODEX STAN 39-1981
Se entiende por hongos enteros desecados el producto obtenido de hongoscomestibles limpiados y desecados.
Hongos liofilizados 6%Hongos desecados (otros hongos desecados no liofilizados) 12%Hongos desecados Shii-ta-ke 13%
NORMA DEL CODEX PARA LAS UVAS PASAS CODEX STAN 67-1981
Las uvas pasas son el producto preparado con uvas secas sanas de variedadesque se ajustan a las características elaboradas en una forma apropiada paraobtener uvas pasas comercializables, con o sin recubrimiento con ingredientesfacultativos adecuados.
Contenido de humedad Máximo Tipo Moscatel Málaga 31% Forma de presentación sin pepitas 19% Todas las demás formas de presentación y tipos 18%
CODIGO INTERNACIONAL RECOMENDADO DE PRACTICAS DE HIGIENE PARA LAS FRUTAS Y HORTALIZAS DESHIDRATADAS
INCLUIDOS LOS HONGOS COMESTIBLES (CAC/RCP 5-1971)
NORMA DEL CODEX PARA LOS ALBARICOQUES SECOS CODEX STAN 130-1981
Se entiende por albaricoques secos el producto: (a) preparado con frutas sanasmaduras de variedades de Armeniaca vulgaria Lam. (Prunus armeniaca L.); y (b)tratado por secado al sol u otros métodos reconocidos de deshidratación - quepueden ir precedidos por sulfuración - a fin de obtener un producto secocomercializable.
Contenido de humedad: Como maximoa) Albaricoques secos sin sulfurar sin tratar con ácido sórbico - 20% b) Albaricoques secos sulfurados y/o tratados con ácido sórbico - 25%
Definición de Ósmosis: Fenómeno de difusión de dosdisoluciones de distinta concentración realizada a través de unamembrana permeable
La ósmosis es el paso de disolvente a través de una membranasemipermeable entre dos disoluciones con distinta concentración .
En el proceso de deshidratación osmótica haytres flujos continuos de masa
Un flujo de salida de agua desde el alimentohacia la soluciónUn flujo de soluto desde la solución hacia elalimentoUna lixiviación de solutos propios delalimento (azucares, ácidos orgánicos, vitaminas,minerales)
CONCENTRACION DE LA SOLUCION : Afecta lacinética de la deshidratación ya que si se mantiene elgradiente de concentración se favorece a la velocidad detransferencia
RELACION DE SOLUCION/ALIMENTO: Expresa lacantidad de solución requerida por unidad de peso delalimento.
TEMPERATURA DE LA SOLUCION: Cuanto mayorsea la temperatura mucho más rápido será la deshidratacióny en la solución osmótica disminuye la viscosidad.
AGITACION: La agitación es una operación física quehace a la solución sea mas uniforme.
TIEMPO DE INMERSION: La pérdida de agua yganancia de sólidos es mayor durante las primeras horasde proceso, luego disminuye drásticamente comoconsecuencia de la progresiva disminución de la presiónosmótica.
NATURALEZA Y GEOMETRIA DEL ALIMENTO: Siintrodujéramos los alimentos en forma entera, nolograríamos el producto con las características deseadas,por ello se deben de reducir de tamaño y facilitara la mayorvelocidad de deshidratación. La permeabilidad el tejidovaria con la madurez, estructura física, condiciones dealmacenamiento, espacios intercelulares.
TIPO DE SOLUCIÓN OSMOTICA: El tipo deagente osmótico afecta los parámetros de perdidade calidad y ganancia de sólidos. La selección desoluto o solutos para la solución osmótica estabasado en 3 factores importantes.
Características sensoriales del producto
El costo de los solutos
El peso molecular
Una solución con mayor peso molecular tendrámejor efecto osmótico que una solución con bajopeso molecular.
Una solución con bajo peso molecular favoreceráel ingreso de soluto al producto más que la salidade agua desde el producto. Este es el caso de la salcomún.
Cuando existe mayor madurez en el producto o seusan temperaturas más altas, se pueden usarsoluciones de sustancias de tamaño molecularmayor, porque el producto presenta una estructuramás abierta a nivel de la pared celular.
Solo se emplean las frutas que presentan estructura solida ypuedan cortarse en trozos
No se recomiendan las frutas que posen alto contenido desemillas de tamaño mediano como la guayaba
Algunas pueden perder su poca acidez como el mango, sepuede corregir este inconveniente ajustando la acidez deljarabe
La fruta confitada, fruta caramelizada o frutaglaseada es aquella que se sumerge y cocina en almíbarde forma que pierda su humedad interior y se logre asíconservarla.
El proceso continuo de sumergir la fruta en almíbarprovoca que ésta se sature de azúcar,, por lo que puedenmantenerse varios años en buen estado sin necesidad demedidas de preservación adicionales.
Dependiendo del tamaño y el tipo de fruta, el proceso deconfitado puede suponer de varios días a varios meses.
El proceso de obtención de frutas deshidratadas mediante ósmosis directa serealiza de la siguiente forma para la elaboración principal de fruta cristalizada
AGUA CLORADA
2ppm
FRUTA DE RECHAZO
AGUA SUCIA
CASCARA
T1= ºC
T1= ºC
SELECCION
LAVADO
EMPAQUE
DRENADO
PELADO
SECADO
CORTADO
DESHIDRATACIÓN OSMOTICA
ALMACENAMIENTO
KIWI
t= 6 h
Ajuste de la solución
t
t
33% de azúcar.23% de agua.
0.5% de accitrico.
t= 20min
T= hasta elp. de
ebullicion
T=60-65ºCt= 4 h
%Y= 36
fruta
Ajuste ºBrix
Solución 35
2 50
2 65
3 75
Selección
Consiste en eliminar la fruta que no este
en el grado de madurez adecuado o
presente golpes o magulladuras.
Lavado
Se sumerge la fruta respectivamente en un
baño de agua clorada. El agua se clora
agregando el cloro en el agua de lavado
en una proporción de 2ppm.
Pelado
La fruta se pelan para que permitan
separar la cáscara sin penetrar la pulpa, ni
provocar fisuras.
Cortado
Se parten en cuartos u octavos
(según el tamaño)
Deshidratación osmótica
Se preparan jarabes de azúcar al 35º ºBrix con 0.2%de ácido cítrico, y se calienta a ebullición.Seguidamente se sumergen los trozos de fruta (todosjuntos o por separado) en una relación fruta: jarabede 1:1 y se deja reposar durante 2 horas.Al final de esta etapa, se escurre el jarabe y seconcentra agregando más azúcar de modo que los °ºBrix suban hasta 50°. Además, se agrega 0.5% deácido cítrico y se calienta a ebullición. Se agrega denuevo el jarabe a la fruta y se deja en reposo por unnuevo período de 2 horas.
El proceso se repite con una concentración deljarabe de 65 ° ºBrix y dejando en reposo por 2horas; por último, el jarabe se concentra a 75 °ºBrix y se deja reposar durante 24 horas.
Drenado
Se saca la fruta del recipiente de
concentración y se pasa por un colador
para eliminar el exceso de jarabe.
Almacenamiento
Debe hacerse en lugares secos, con
buena ventilación, sin exposición a la luz y
sobre anaqueles
Empaque
Debe hacerse de preferencia en un
empaque de celofán polietileno con sellado
al vacío.
SecadoLa fruta se seca a una temperatura de 60-65 °C durante 4 horas, en un secador conaire caliente.
Los productos que son sometidos a DO por lo general son autoestables,ya que se pueden remover hasta 50% del contenido de agua de alimentoy presentar muy buena calidad. La DO se usa como un pretratamientopara frutas y vegetales que van a ser procesados por otro método comosecado, congelamiento o refrigeración. Las ventajas que ofrece estepretratamiento son:
Ayuda a evitar obscurecimiento enzimático
Ayuda a la retención de los compuestos de sabor y aroma que sepierden durante los procesos de secado
Reducción en el consumo de energía
Cuando ya se decidió que proceso se utilizará setendrá que poner mucha atención al empacado yalmacenado, ya que se tendrá que proteger de losrayos solares, de la humedad y de altastemperaturas. Se pueden usar envases de cerámica,vidrio, metal o plástico. Otra opción que es menoscostosa son las bolsas de polietileno selladas al caloro láminas de polipropileno.
Se deben almacenar en un lugar fresco y seco
Película de celulosa regenerada: Transparente Brillante Relativamente elástica Resistente al calor Insoluble en agua y grasasBiodegradableNo proporciona sabor ni aroma al alimentoPuede pigmentarse
En el producto final Las especificaciones deseadas en el producto final son:
Acidez (pH): 3-4 (depende de la fruta) Sólidos solubles mín. (°Brix): 85 Humedad máx. (%) 15 Azúcares reductores (%) 35-50
Los jarabes usados y resultantes de la DO pueden ser
utilizados como ingredientes de otros productos. Además
estos pueden haber retenido compuestos de la fruta que
conservan características de aroma, sabor y color. Estos se
pueden emplear como edulcorantes de productos
específicos, o ser reutilizados como jarabes para posteriores
DO si son llevados a concentraciones adecuadas para
regenerar su fuerza osmótica. Cabe agregar que las frutas
sumergidas en estos jarabes poseen característicassensoriales mejores que las DO en los jarabes iniciales.
