INTRODUCCIÓN:

Como consecuencia de la demanda y el valor comercial de alimentos deshidratados de origen natural, se han desarrollado nuevos productos, procesos y tecnologías de deshidratación y secado que conducen a productos mejores y más diversos. La producción nacional de arándanos es comercializada en forma de producto fresco o congelado casi exclusivamente. Sin embargo, el arándano es un tipo de fruta que tanto por su pequeño volumen como por el tipo de piel que presenta (mecánicamente resistente y con una capa cerosa), puede ser sometido a muy diversos procesos de secado con distintos resultados en cuanto a calidad y cualidades del producto. En el caso de los arándanos, una alternativa al producto natural o congelado es la producción de pasas de arándano confitadas, para las que existe un mercado exterior significativo. Este producto deshidratado de humedad intermedia requiere introducir una etapa previa al secado, en la que se realiza la deshidratación osmótica en soluciones de diversos azucares. Esta etapa de osmosis, produce una importante reducción de la cantidad de agua a eliminar en la etapa de secado que es energéticamente muy costosa, a la vez que altera las características de la fruta sometida al secado, modificando las características del producto deshidratado y resaltando su sabor. La introducción de azucares en la fruta permite obtener un producto final con mayor humedad pero con igual capacidad de conservación debido a la incidencia del contenido de azucares en la fruta sobre la actividad de agua. Esta etapa de osmosis puede dejarse transcurrir hasta alcanzar distintas concentraciones en el producto que luego será sometido a secado. Estas variaciones en el proceso de deshidratación osmótica incidirán sobre las características del producto final (pasas de arándano) que se obtiene después de la etapa siguiente de secado. Este producto puede obtenerse con humedades que van entre el entre el 10 y el 40%, y sus cualidades diferirán dependiendo de su contenido de humedad final pero también de las condiciones de cada etapa del proceso de producción, por lo cual disponer de modelos predictivos de cada etapa del proceso en función de las variables operativas, resulta de mucha utilidad para la determinación de las mismas y el control del proceso.

DESHIDRATACION DE ARANDANOS

OBJETIVOS

Aprender una nueva técnica de conservación de alimentos: por deshidratación osmótica.

Elaborar arándanos deshidratados con un adecuado porcentaje de humedad final. Aprender el funcionamiento de los equipos y materiales para la elaboración del

deshidratado.

MARCO TEORICO

Arándanos

El nombre arándano rojo hace referencia a un grupo de arbustos enanos perennes del género Vaccinium, subgénero Oxycoccus, aunque algunos botánicos consideran Oxycoccus un género aparte. Crecen en turberas de carácter ácido en las zonas más frías del Hemisferio Norte

El arbusto del arándano rojo es bajo, con tallos de 10 cm o menos, con tallos finos y pequeñas hojas perennes. Las flores son de color rosa oscuro, con distintivos pétalos "reflejados" que dejan el estilo y los estambres completamente expuestos, apuntando hacia delante. El fruto es una baya auténtica de tamaño superior al de las hojas. Es inicialmente blanco, pero se vuelve rojo intenso al madurar. Es comestible, con un sabor ácido que puede enmascarar su dulzor. Se considera de mucha importancia la conservación de alimentos pues esto nos permite alargar la vida útil de las frutas y poder tener acceso a mercados más distantes, otra de las importancias de conservar frutas deshidratadas es debido a que podremos contar con frutas en épocas que normalmente no se producen, logrando así mejores precios. Por medio del calor se elimina el agua que contienen algunos alimentos mediante la evaporación de esta. Esto impide el crecimiento de las bacterias, que no pueden vivir en un medio seco, por ejemplo a las piñas, manzanas y banano. El principio básico consiste en eliminar la elevada concentración de agua del alimento (en las frutas frescas supera el 90% del peso), para impedir que se desarrollen microorganismos y procesos que se nutren de la humedad. Esto da como resultado un alimento concentrado (en frutas pasas, el azúcar pasa del 6-8% al 50% del peso) y de sabor más intenso

Composición química del arándano. La composición química del arándano, según la NORTH AMERICAN BLUEBERRY COUNCIL y según SENSER y SCHERZ (1999) se muestra en el CUADRO 1. Se aprecia que existen diferencias en los datos reportados en ambas publicaciones, en relación a los componentes principales para 100 g de porción comestible. En relación a los microelementos presentes en la estructura interna de la fruta, estos se presentan en el CUADRO 1. Aquí, destaca por su importancia relativa el hierro en los minerales, el triptófano en los aminoácidos, el ácido linolénico y linoleico en los ácidos grasos, y el ácido málico y cítrico como ácidos orgánicos presentes en el arándano.

MÉTODOS DE DESHIDRATACIÓN Antiguamente la deshidratación se hacía al aire libre, tanto al sol (rapidez), como a la sombra; este método, aunque más lento, era apreciado por su capacidad de preservar el aspecto original del alimento secado. Durante el siglo pasado se desarrollaron técnicas industriales de alta eficiencia (bajo tiempo y buen aspecto), pero que suelen perjudicar la calidad nutricional, dada las temperaturas utilizadas.

Deshidratadores solares, que aprovechan el principio de ascenso del aire caliente, evitando el uso de resistencias y ventiladores eléctricos. La contra de estos equipos es que debemos sacarlo al patio todos los días, dependemos enteramente del sol, y aún en lugares de alta insolación anual, podemos ver interrumpidos los procesos de secado por nubosidad o insuficientes horas de sol.

Deshidratadores eléctricos Por otra parte, en el mercado se puede adquirir deshidratadores eléctricos. Estos son electrodomésticos de tamaños medianos, que se accionan mediante electricidad para emitir un calor constante en el interior. Si bien se trata de elementos altamente efectivos y de consumo energético leve (suelen contar con tecnología de consumo inteligente), su contra principal es el alto costo de estos artefactos.

El proceso de deshidratación osmótica es frecuentemente aplicado para conservar la calidad y estabilidad de frutas y hortalizas, sin tener pérdidas considerables en compuestos aromáticos; además de que puede ser utiliza-do como una operación previa en el secado y la liofilización, reduciéndose así los costos energéticos. La deshidratación osmótica de alimentos incluye dos tipos de transferencia de masa: La difusión del agua del alimento a la solución.

DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA.

La remoción de humedad de los productos alimenticios es uno de los métodos de preservación más antiguos (SINGH y HELDMAN, 1992).

El proceso de deshidratación se define como la aplicación de calor bajo condiciones controladas para remover la mayoría del agua presente normalmente en un alimento.Esta definición excluye otras operaciones unitarias como separaciones mecánicas, concentración por membranas y evaporación. El principal objetivo de la deshidratación es extender la vida útil de los alimentos, a través de una reducción de la actividad de agua (FELLOWS, 1998).En la actualidad, la inmensa mayoría de la producción alimentaria se conserva mediante sistemas que incluyen varios métodos simultáneamente, lo que se denomina tecnología de obstáculos o métodos combinados. Además, la creciente demanda del consumidor por productos lo más parecido a alimentos frescos, ha llevado a una reducción en la severidad de los tratamientos de conservación dando lugar a alimentos con un mínimo deterioro de los atributos sensoriales en comparación a la materia prima(GARCIA, 1994).La deshidratación osmótica es, en la actualidad, uno de los procedimientos más usados en la tecnología de obstáculos. El proceso consiste en eliminar parte del agua que contiene un alimento, poniéndolo en contacto directo con una solución altamente concentrada del soluto apropiado, con lo que el alimento puede perder hasta el 50% de su peso original (Salunke y col. 1973; citados por MATA, 1992). La inmersión del fruto provoca una depresión de la actividad de agua y un aumento de la concentración de azúcares al pasar estos de la solución al fruto, obteniéndose un producto semielaborado con tiempos de conservación mayor y características organolépticas aceptables por el consumidor (COSENTINO et al. 1994).Los flujos de masa que se originan en el proceso son principalmente dos y en sentido contrario: uno de agua de la fruta a la solución y otro de sólidos (azúcar) de la solución a la fruta, hasta alcanzar el equilibrio termodinámico. El agente osmótico, además de contribuir a la reducción de peso, tiene un función importante en la protección de algunas propiedades del producto tales como color, aroma, textura, etc (ROSELL yLLUCH, 1994).Esta etapa de osmosis puede dejarse transcurrir hasta alcanzar distintas concentraciones en el producto que luego será sometido a secado. Estas variaciones en el proceso de deshidratación osmótica incidirán sobre las características del producto final (pasas de arándano) que se obtiene después de la etapa siguiente de secado. Este producto puede obtenerse con humedades que van entre el entre el 10 y el 40%, y sus cualidades diferirán dependiendo de su contenido de humedad final pero también de las condiciones de cada etapa del proceso de producción, por lo cual disponer de modelos predictivos de cada etapa del proceso en función de las variables operativas, resulta de mucha utilidad para la determinación de las mismas y el control del proceso.

PRINCIPIOS BASICOS DEL SECADO

Se considera deshidratación como la expulsión del agua bajo condiciones controladas de temperatura, humedad y aire, hasta un punto final determinado en cierto tiempo. Al secarse un sólido operan dos procesos fundamentales:

o Transferencia de calor para evaporar el líquido y o Transferencia de masa como vapor líquido interno.

Ambos actúan simultáneamente y de los factores que rigen la velocidad de cada uno depende la velocidad de secado.

La finalidad principal es suministrar calor necesario en forma eficiente. Se puede efectuar la transferencia de calor por convección, conducción o radiación, o por una combinación de estos

medios. Es necesario que el calor fluya primero a la superficie exterior de sólido y luego al interior en él. La transferencia de masa en el proceso se secado se efectúa en forma de flujo de líquido o vapor o de líquido y vapor dentro del sólido, y en forma de flujo de vapor de las superficies externas húmedas. (Huarcaya, 1971).

Fases de desecación:

a) Primera fase, evaporación a velocidad constante:

En la cual el vegetal pierde agua libre de inhibición y la contenida en el complejo coloidal de los tejidos especialmente membranas. Durante este periodo, la vida de las células continua desarrollándose quedando en actividad las vitaminas, las enzimas y proteínas, permitiendo que las propiedades químicas y el valor metabólico sean casi iguales al de las frutas frescas. Esta velocidad constante de evaporación en la superficie del sólido mantiene la superficie a temperatura constante, que a falta de otros efectos del calor es muy próxima a la temperatura del aire sobre el bulbo húmedo. Siendo la temperatura del bulbo húmedo la indicada por un termómetro cuyo bulbo está cubierto por una mecha saturada de agua y sujeta a circulación de aire. (Brener, 1965).

b) Segunda fase, periodo de velocidad decreciente:

Se inicia con el contenido critico de humedad, Kirk et al. (1961); por ello si el contenido critico de humedad es menor que el contenido de humedad final que se requiere, la primera fase sería todo el periodo de secamiento, más si el contenido de humedad inicial es menor que el contenido critico de humedad, no habrá primera fase y todo el periodo de secamiento sería la segunda fase. En esta segunda fase se pierde el agua de saturación de los estratos superficiales y el material comienza a absorber el calor del aire, teniendo su temperatura que hacerse igual a la del bulbo seco del aire. Desnaturalizando el complejo del tejido vegetal, especialmente con temperaturas superiores a 50°C, se alteran las características organolépticas, enzimáticas y vitamínicas. Actúan los mecanismos de difusión, capilaridad y los gradientes de presión a causa del encogimiento. Se produce el endurecimiento de la cubierta si la extracción del agua se realiza demasiado rápido, haciendo que la humedad extraída de la superficie sea más rápido de los que el agua puede difundirse del interior húmedo del alimento, originando en la superficie un extracto más seco que formara una capa impermeable. (Huarcaya, 1971).

c) Tercera fase, evaporación a velocidad reducida:

Donde la humedad interna se desplaza hacia los estratos exteriores buscando el equilibrio higrométrico, el cual es la humedad combinada con el vapor del agua del aire circulante. Fase de gran importancia en el secado porque es la humedad final límite para condiciones específicas de humedad y temperatura del aire. (Huarcaya, 1971).

VENTAJAS DEL DESHIDRATADO

La deshidratación va a favor de tu salud y de tu economía considérala como un buen método para incorporar a tus hábitos de alimentación

Permite conservar todos los alimentos (frutas, verduras, carnes, pescados, setas, hierbas, especias), comidas (purés, comidas), elaboraciones de dieta cruda (crackers, galletas, pizza, rollitos, tartas, crepes, snacks, barritas, granola) y otras aplicaciones (fermentar pan, secar flore).

Conservación durante meses o años: la conservación es más larga cuanto menos agua retengan y alimentos totalmente deshidratados se conservan perfectamente durante años en envases cerrados.

Mantiene las propiedades nutricionales de los alimentos: mejor conservación cuanto menor sea la temperatura de deshidratado.

Los sabores se intensifican, al concentrarse. ¡Las frutas se convierten en verdaderas golosinas!

Reduce el espacio de almacenaje, manipulación y transporte. Son por ello ideales para cuando viajamos, hacemos excursiones (ocupan poco, no manchan, son nutritivos y deliciosos).

EXPERIMENTACION

Materias primas, utensilios y equipos

Arandanos (Vaccinium myrtillus) 150g

Taper de plástico Recipiente de acero

Azúcar Estufa

En la figura observamos a los arandanos(150g) comprados de la tienda Wong lo cual nos indica que solo tiene un tiempo de vida útil de 19 dias.

Metodología

l.-Se recepciona los arándanos de Wong y se inspecciona visualmente.

En la figura observamos a los arándanos los cuales serán inspeccionados visualmente y eliminaran los que no tengan buen aspecto.

ll.-Se sumerge en una solución azucarada en el 1er dia y el 2do dia en refrigeracion hasta una humedad intermedia del 18% al 40% ya que así se comentó en un trabajo similar.

En las figuras observamos el inicio y el final de la deshidratacion osmotica.

Lll.-Después de 2 dias de deshidratar osmóticamente mediante la perdida de agua se procede a llevar a la estufa a 60°C en el 3er y 4to dia para realizar el secado.

En la figura observamos a los arandanos colocados sobre un recipiente de acero el cual se colocara en la estufa a 60°C al costado de las frambuesas.

En la figura observamos el control de secado cada hora mediante una inspección visual del proceso de secado.

En las figuras observamos como va quedando el proceso de secado en la estufa hasta el secado final en el lado derecho hasta que obtuvo un aspecto rugoso.

RESULTADOS

Al inicio

150g de arándanos

Solución azucarada de

Al final

77g de arándanos deshidratados con una humedad aprox de 10% al 15%

Características de nuestros arándanos deshidratados:

a) Tener características varietales semejantes a los arándanos frescos

b) Tener buen color

c) Estar exentos de sabores y olores extraños

d) Estar limpios, en buen estado y prácticamente exentos de mohos y otras materias perjudiciales extrañas.

e) Estar exentos de arena y tierra

f) Estar exentos de materias vegetales extrañas

g) Estar exentos de variedades de bayas comestibles distintas a los arándanos

h) Estar exentos de arándanos no desarrollados o momificados

DISCUSIONES

Según Huarcaya 1971:

“El descerado se hace con la finalidad de conservar el color y sabor natural del fruto, prolongar su conservación retardar la perdida de vitaminas y contrarrestar el desarrollo de microorganismos. Reduce la velocidad de respiración del fruto y prevé su oscurecimiento”. Este proceso acelera el proceso de secado, hace que lleve menor tiempo, ya que hay menor tiempo, ya que hay menor proporción de cascara que proteja o impida la salida del agua contenida en el arándano.

Los arándanos obtenidos en el laboratorio después del secado se obtuvo con una buena calificación tanto en el color u sabor del fruto.

Según Instituto nacional de promoción industrial y Banco industrial del Perú, 1965:

La suavidad de la película o piel, condición requerida por el deshidratado utilizadas en confituras y pastelería, es una característica propia de la variedad. Otras de las condiciones que deberá observarse es el contenido de humedad de las pasas que debe oscilar entre 10 y 15% ya que un porcentaje mayor dará lugar a que los arándano se descompongan durante el almacenaje. En la misma forma si la humedad baja del 10% existe riesgo de azucarado que sobrepasa la película, deteriorando de esta forma su aspecto y calidad.

No se midió con exactitud la humedad final del arándano, pero por la suavidad de su piel se puede decir que debe estar variando entre 10 a 15% de humedad final.

Según RAMASWAMY y NSONZI, 1998.

Cinética de la deshidratación osmótica. El modelamiento del proceso de deshidratación osmótica puede ser realizado mediante el estudio de la influencia que factores extrínsecos tales como: temperatura, concentración de la solución osmótica y tiempo de contacto; e intrínsecos como: tipo de alimento, tamaño y forma tienen sobre el fenómeno de transferencia de masa (pérdida de humedad y ganancia de sólidos). Todas las condiciones anteriores, influencian las características del producto final y por tanto su calidad Tanto para el deshidratado osmótico como el secado por estufa del arándano se debe tener en cuenta la temperatura, y la concentración de soluciones en las que está en contacto el fruto, este parámetro se tomó en cuenta a la hora del deshidratado.

CONCLUSIONES

Se realizó el deshidratado osmótico en el arándano, para luego realizar el secado en estufa a una T de 60°C.

Los arándanos deshidratados en el laboratorio deben tener una humedad final que varía entre 10% a 40% en la etapa de destilación osmótica. Luego en la etapa de secado deben tener una humedad final de 10% a 15%.

El deshidratado se realizó primero por osmosis, con azúcar luego se realizó el secado por estufa teniendo en cuenta las temperaturas adecuadas para la obtención de productos de buena calidad.