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V Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica XVI Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica VI Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular Mar del Norte No. 5, Col. San Álvaro Azcapotzalco C. P. 02090, México, D. F. Tel. y Fax: 5623 3088 email: [email protected], [email protected] Clave: 1462703 ASPECTOS CINÉTICOS SOBRE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DEL ZAPOTE MAMEY (Pouteria sapota) AUTORES: Hilda, Cortes-Aguilar; Adolfo, Amador-Mendoza; Cecilia Eugenia, Martínez-Sánchez; Erasmo, Herman-Lara DIRECCIÓN DE AUTORES Laboratorio de Ciencias en Alimentos. Instituto Tecnológico de Tuxtepec. Calzada Dr. Víctor Bravo Ahuja s/n, Col. 5 de Mayo. C. P. 68360. Tuxtepec, Oaxaca, México. CORREO ELECTRÓNICO [email protected] [email protected]
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Mar del Norte No. 5, Col. San Álvaro Azcapotzalco C. P. 02090, México, D. F. Tel. y Fax: 5623 3088 email: [email protected], [email protected]
Clave: 1462703
ASPECTOS CINÉTICOS SOBRE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DEL ZAPOTE MAMEY (Pouteria sapota) AUTORES: Hilda, Cortes-Aguilar; Adolfo, Amador-Mendoza; Cecilia Eugenia, Martínez-Sánchez; Erasmo, Herman-Lara DIRECCIÓN DE AUTORES Laboratorio de Ciencias en Alimentos. Instituto Tecnológico de Tuxtepec. Calzada Dr. Víctor Bravo Ahuja s/n, Col. 5 de Mayo. C. P. 68360. Tuxtepec, Oaxaca, México. CORREO ELECTRÓNICO [email protected] [email protected]
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INTRODUCCIÓN
El zapote mamey conocido con el nombre científico de (Pouteria sapota) es una fruta
originaria de América Central y el sur de México. Se adapta a gran variedad de suelos,
principalmente de clima cálido y húmedo, es una fruta de libre polinización produciéndose
principalmente por semillas o injertos, se consume como fruta fresca, en mermeladas,
dulce, batidos, confitería, helados y cocinado. Debido a su alto contenido de humedad
inicial (65-70%) es considerado un producto altamente perecedero (SAGARPA, 2005). Es
por ello que en el Municipio de Santa María Jacatepec la mayor parte de su producción es
vendida en fresco, por lo que se tienen grandes pérdidas del producto. Por otro lado, los
productores reciben poco beneficio económico por no darle un valor agregado a este fruto.
Debido a la anterior es empleada la deshidratación en las frutas para aumentar su vida de
anaquel. El secado tradicional aplicando calor trae en algunos casos deterioro de la fruta
disminuyendo su calidad y aumento del costo de proceso. La deshidratación osmótica es
una técnica que consiste en sumergir frutas y hortalizas en trozos o enteras en una solución
hipertónica compuesta por solutos capaces de generar una presión osmótica alta, la cual
permite aumentar la vida de anaquel, es por ello que la aplicación de osmosis permite la
reducción del contenido de humedad de las frutas y de los costos de energía utilizada. Por
lo que la deshidratación osmótica podría ser una alternativa que posibilite la
comercialización del producto y la reducción de los altos índices de desperdicio (Reyes, et
al., 2005). Es por ello que el presente trabajo tuvo como objetivo Evaluar los efectos de la
deshidratación osmótica sobre la calidad y aspectos cinéticos del zapote mamey (Pouteria
sapota) en función de dos edulcorantes (sacarosa y jarabe de alto contenido de fructosa)
variando la temperatura y concentración de los edulcorantes.
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MATERIALES Y MÉTODOS Materia Prima
Zapote mamey en fresco.
Equipo Empleado
Parrillas con calentamiento y agitación magnética marca Cimarec Barnstead/Thermolyne.
Balanza analítica marca Sartorius TE4101.
Refractómetro Manual ATAGO
Equipo Soxhlet Yamato. Para determinación de grasas
Equipo Kjeldahl Eseve. Para determinación de proteínas
Mufla. Lindberg SD. Para determinación de cenizas.
Horno de secado Binder. Para la determinación de humedad.
Programa Tastel Versión 2007. Para evaluación sensorial.
Métodos Empleados
Método de la estufa para la determinación de la humedad (AOAC, 1995).
Método par determinación de cenizas (AOAC, 1995).
Método para determinación de proteínas (AOAC, 1995).
Método para determinación de grasas (AOAC, 1995).
Método para determinación de fibra cruda (Tejeda, 1992).
Método para determinación de carbohidratos (AOAC, 1995).
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DESARROLLO
El zapote mamey fue proporcionado por los productores del municipio de Santa María
Jacatepec, Oax. Todos los reactivos y solventes utilizados fueron de grado reactivo
analítico.
Preparación de las Muestras.
La composición química del zapote mamey en fresco fue determinada según las técnicas
descritas por la AOAC (1995) a través de análisis químico proximal. Los frutos de zapote
mamey frescos se seleccionaron retirando los que presentaron daños físicos, una vez
seleccionados los frutos de zapote mamey se lavaron con agua clorada. Posteriormente se
procedió a pelarlos y trocearlos en cubos de 1.0 cm de lado para sumergirlos en los dos
agentes edulcorantes utilizados: sacarosa y jarabe de alto contenido de fructosa, a dos
concentraciones: 50 y 60 °Bx con una relación másica producto-solución de 1/5. Para tal
efecto se pesaron 100 g de zapote mamey y 500 g de la solución. Se utilizó como reactor un
vaso de precipitado de 1.0 litro. Las temperaturas utilizadas fueron 45 y 50°C. El
tratamiento osmótico se mantuvo en agitación mecánica utilizando para ello una parrilla
eléctrica con agitación mecánica.
Cinéticas del Secado Osmótico.
Las cinéticas realizadas del % humedad (AOAC, 1995), % de pérdida de agua y % de
ganancia de sólidos se determinaron en función del tiempo empleado en el secado osmótico
de zapote mamey. Las muestras se retiraron del baño osmótico en tiempos determinados de
30, 60, 90, 120, 150 y 180 minutos, para ser drenadas, lavadas, pesadas en Balanza analítica
y posteriormente analizadas. Para cada período de tiempo de media hora se determinaron
los sólidos solubles totales (ºBrix) mediante un refractómetro portátil, la humedad y el peso
de cada muestra (Pereira et al., 2006). A las muestras en el tiempo inicial de cero se le
realizaron los mismos análisis. Con estos valores y a partir de los siguientes balances de
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masa se determinó: el % de humedad (H), la pérdida de agua (PA) del fruto, y ganancia de
sólidos (GS) a partir de las ecuaciones 1, 2 y 3 utilizadas por Barat et al., en 1998.
(1) ⎟⎞
−=
AAH ((100(%)⎠
⎜⎝⎛ −−−
×ABCB ))
(2) ⎟⎟= 100PA f
⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅−⋅×
0
00(%)w
wMwM f
(3) ⎟⎟×=w
GS⎠
⎞⎜⎜⎝
⎛ ⋅−⋅
0
00100(%)wSwS ff
En donde:
A = Peso de la charolilla seca y limpia (g).
B = Peso de la charolilla + muestra húmeda (g).
C = Peso de la charolilla + muestra seca (g).
W0 = Peso inicial de la muestra.
Wf = Peso final de la muestra.
M0 = Contenido de humedad inicial de la muestra.
Mf = Contenido de humedad final de la muestra.
S0 = Contenido inicial de sólidos totales de la muestra.
Sf = Contenido final de sólidos totales de la muestra.
Evaluación Sensorial.
Una vez obtenido el deshidratado osmótico del zapote mamey se determinaron las pruebas
sensoriales, para lo cual se realizó una prueba hedónica para comprobar la aceptación de
los tratamientos. Esta prueba se realizó con 80 personas las cuales indicaron el grado de
satisfacción que provocó en los consumidores los cubos de zapote mamey deshidratado
osmóticamente. Para tal efecto, se utilizó una escala hedónica de 9 puntos. Prueba utilizada
por Castillo y Cornejo en el 2007. Los resultados obtenidos se analizaron con el programa
Tastel Versión 2007.
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RESULTADOS
La composición química proximal del mamey en base seca presentó un contenido de
humedad de 9.04±0.02%, carbohidratos de 82.19±0.07%, fibra 3.38±0.06%, proteína
0.89±0.10%, cenizas 3.51±0.17% y grasas 0.96±0.02%.
FIGURA 1. Cinéticas de % de humedad del zapote mamey sometido a deshidratación osmótica. En esta figura se detallan las condiciones del secado osmótico con dos edulcorantes a 50 y 60 °Bx y a temperaturas de 40 y 50 °C.
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FIGURA 2. Cinéticas % de pérdida de agua del zapote mamey sometido a deshidratación osmótica. En esta figura se detalla el % de pérdida de agua en función del tiempo utilizando dos edulcorantes, dos concentraciones de 50 y 60 °Bx y dos temperaturas de 40 y 50 °C.
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FIGURA 3. Cinética % ganancia de sólidos de zapote mamey sometidos a deshidratación osmótica. En esta figura se muestra el porcentaje de ganancia de sólidos con respecto al tiempo, utilizando dos edulcorantes con dos concentraciones de 50 y 60 °BX y dos temperaturas de 40 y 50 °C.
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Tabla I. Calificaciones asignadas en la prueba hedónica realizada en el zapote mamey deshidratado osmóticamente.
TRATAMIENTO N MEDIA DESV. ST Fructosa 60°Bx-50°C 80 6.60
a 2.04 Fructosa 60°Bx-40°C 80 6.70
a 2.18
Fructosa 50°Bx-50°C 80 6.47a 2.05
Fructosa 50°Bx-40°C 80 6.57a 2.09
Sacarosa 60°Bx-50°C 80 6.57a 2.29
Sacarosa 60°Bx-40°C 80 6.40a 2.47
Sacarosa 50°Bx-50°C 80 7.16ab
2.44 Sacarosa 50°Bx-40°C 80 7.91
b 2.21
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DISCUSIONES
La Figura 1 muestra la cinética de % de humedad, en donde a medida que incrementa el
tiempo de inmersión disminuye el porciento de humedad en cada uno de los tratamientos,
tomando en cuenta que todos los tratamientos inician con humedades distintas que van de
66 a 71 % de humedad. El agente osmo-deshidratante con el cual se obtuvo un contenido
de humedad final de 53.62% fue con el jarabe de alto contenido de fructosa con
tratamiento de 60°Bx-40°C. En la Figura 1 se aprecia que al utilizar el tratamiento con
sacarosa 50°Bx-50°C aparentemente se obtuvo una mayor disminución del contenido del %
de humedad final hasta un 52.12%. Y podría pensarse que este tratamiento fue el mejor
para obtener una mayor disminución del % de humedad. Sin embargo, lo cual no es
correcto debido a que se debe tomar en cuenta el contenido inicial de humedad que tenían
los cubos de zapote mamey en el tiempo cero de la cinética. A medida que se incrementó la
concentración se obtuvo una mayor pérdida del % de humedad. Por lo que los tratamientos
que presentaron una mayor disminución del porciento de humedad, fueron las muestras que
obtuvieron una mayor salida del agua de los espacios extracelulares hacia la solución
deshidratante.
La Figura 2 muestra la cinética del % de pérdida de agua para un tiempo de 3 horas y en
donde se puede apreciar que a medida que transcurre el tiempo de la cinética la pérdida de
agua es cada vez mayor en todos los tratamientos, pasando desde un 5.65% de pérdida de
agua a las 0.5 h hasta un 24.67% al finalizar la cinética. El agente osmo-deshidratante con
el cual se obtuvo una mayor pérdida de agua de 24.67% fue el de jarabe de fructosa con
tratamiento de 60°Bx-40°C. Caso contrario al utilizar sacarosa con tratamiento de 50°Bx-
40°C se obtuvo una pérdida de agua final de 13.69%. Esto último podría ser debido al
tamaño de esta molécula (sacarosa), la cual no permitió la entrada del soluto hacia el
interior de las paredes celulares tan fácilmente como lo hizo la fructosa de bajo peso
molecular. Lo anterior podría propiciar que existiera un rápido equilibrio entre la entrada y
salida de solutos. Por tanto, se obtuvo un menor porcentaje de la entrada de soluto al
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utilizar este jarabe (sacarosa 50°BX-40°C). También se apreció que medida que se
incrementó la concentración el edulcorante, se obtuvo una mayor disminución del % de
pérdida de agua, lo cual está de acuerdo con los resultados obtenidos de Li y Ramaswamy
(2006) y Pereira et al. (2006).
En la Figura 3 se muestra la cinética del porciento de ganancia de sólidos de zapote mamey
sometido a deshidratación osmótica durante tres horas, en donde la primer determinación
realizada a las 0.5 horas mostró valores del porciento de ganancia de sólidos comprendidos
entre 0 a 1.82 % y a las 3 horas del tratamiento osmótico presentaron valores que van de
2.62 % a 7.76 %. En todos los tratamientos existió un buen % de ganancia de sólidos, lo
cual fue más notoria en los tratamientos en los que se utilizó como edulcorante a la
fructosa. Siendo el tratamiento con fructosa a 60°Bx-40°C el que presentó el porcentaje
más alto de ganancia de sólidos desde las 0.5 horas hasta las 3 horas del tratamiento
osmótico, en donde presentó valores del % de ganancia de sólidos de 1.82 y 7.76
respectivamente. Mientras que en el tratamiento con el que se obtuvo un menor % de
ganancia de sólidos, al final de la deshidratación osmótica fue en el que se utilizó sacarosa
a 60°BX-40°C, con un porcentaje de 2.62 %. Por lo que a medida que se incrementó el
tiempo de inmersión o contacto fruta-solución aumentó el contenido de ganancia de
sólidos, es por lo que se puede decir que la notable ganancia de sólidos al utilizar jarabe de
alta concentración de fructosa se debió a su peso molecular, ya que al tener menor peso
molecular que el de la sacarosa le facilitó el acceso de este edulcorante (fructosa) hacia el
interior de los espacios extracelulares y de esta forma obtener una mayor ganancia de
sólidos. Caso contrario al utilizar sacarosa la cual baja la incorporación neta de sólidos, esto
se debió a que la salida de solutos naturales de la fruta no puede ser contrabalanceada por la
entrada del soluto de la solución debido al tamaño de su molécula que impide su difusión
en los espacios extracelulares. Resultados similares se presentaron al utilizar polietilen
glicol de mayor peso molecular en Spiazzi y Mascheroni (2001) de la cual puede llegar a
formar una capa de azúcar que rodea la superficie del producto y forma una barrera física
que impidió la entrada de los solutos de esta solución.
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En la Tabla 1 se muestran los resultados que se obtuvieron al realizar el análisis sensorial
mediante una escala hedónica de 9 puntos con 80 consumidores como catadores. En ella se
reportaron las calificaciones asignadas por los consumidores a cada tratamiento,
estableciendo que los tratamientos en los que se utilizó fructosa a 60°Bx a-40°C, sacarosa a
50°Bx-50°C y sacarosa a 50°Bx-40°C, fueron los tratamientos a los cuales los
consumidores les asignaron las mayores calificaciones de 6.70, 7.16 y 7.91
respectivamente. Siendo los dos últimos tratamientos los que presentaron diferencias
estadísticas a un nivel de significancia P (< 0.05) con respecto a los demás tratamientos.
De esta forma se demuestra el gusto o costumbre de la cultura mexicana por el azúcar de
mesa. Dichos resultados no demostraron que los demás tratamientos hayan sido rechazados,
sino todo lo contrario, ya que todas las calificaciones se presentaron por arriba de la
calificación promedio de la escala hedónica que los consumidores pudieron haber asignado
a los productos. Lo cual significó que sigue siendo del agrado de los consumidores solo
que con una calificación mas baja.
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CONCLUSIONES
De los agentes edulcorantes utilizados en la deshidratación osmótica el de mayor
poder osmótico fue el jarabe de alto contenido de fructosa.
A mayor concentración de edulcorante fue mayor el poder osmótico en los dos tipos
de azúcares empleados.
La concentración de jarabe de fructosa a 60 °Bx-40 °C fue la más adecuada para
obtener una mayor deshidratación osmótica, debido a que proporcionó a las
muestras una mayor pérdida de agua y ganancia de sólidos.
Los resultados de la prueba hedónica, mostraron que todos los tratamientos fueron
aceptados, obteniendo calificaciones por arriba de la calificación media.
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REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Osmótica en la Obtención de Trozos Secos de Carambola (Averroha carambola L.) Revista Tecnológica ESPOL, Vol. 20, N. 1, 183-188, (Octubre, 2007), ISSN: 0257-1749.
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sardina mediante la metodología de superficie de respuesta. Revista Científica. 15(4): 377-384.
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