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Agronoma Trop. 55(1): 117-132.2005

EFECTOS DE LA CONCENTRACIN DE SOLUTO

y LA RELACIN FRUTA/JARABE

SOBRE LADESHIDRATACIN OSMTICA

DE MANGO EN CILINDROS

Anne Valera*, Judith Zambrano**,

Willian Materano** e Ibis Quintero**

RESUMEN

El objetivo del presente trabajo consisti en estudiar el efecto de la concentracin del

agenteosmtico (glucosa en eljarabe aSO,60 Y70 p/p) y la relacin fruta/jarabe(1:2,

1:3y 1:4)sobre ladeshidratacin osmtica de frutosde mango,

ngifer indic

L.,en

cilindros. Para el estudio, se obtuvieron los mangos tipo bocado del mercado local, se

seleccionaron, pelaron, cortaron en formade cilindrosy se introdujeronen un recipiente

de vidrio de 500 mI de capacidad conteniendo 300 mi de la solucin osmtica. Los

trozos fueron sacados despus de 30, 60, 90, 120, ISO, 180, 240, 300 Y360 min para

realizar determinaciones de ganancia de soluto (GS), prdida de agua (PA) y Brix.

Determinaciones de actividad de agua (a) fueron realizadas en la relacin fruta/jarabe

1:4.En todas las concentracionesdel agenteosmtico (50, 60Y70 p/p) la ganancia de

slidos fue ms notable en el caso de la relacin fruta/jarabe 1:4.En todos los casos se

observ que la PAesms importanteque laGS. Sealcanz elmximodegradosBrix en

menor tiempo en los trozos de mango tratados con el jarabe a 50 Brix comparado con

los jarabes a 60 y 70 Brix. Lasobservaciones del presente trabajo en trminosde GS y

PApermitenconcluirque laconcentracindeljarabe y particularmente la relacinjarabel

fruta influyende una manera directa en el proceso de osmodeshidratacin de mango.

Palabras Clave:

ngifer indic

L.; deshidratacin osmtica; concentracin;

gluco1Ja.

Trabajo financiado por el Consejo de Desarrollo Cientfico, Humanstico y Tecno]gico de ]a

Universidad de Los Andes.

Ingeniero Qumico asociada a la investigacin. Actividad privada.

..

Profesores. Ncleo Universitario Rafael Rangel. ULA. Grupo de Investigacin de Fisiologa

de Postcosecha. Trujillo. Venezuela. E-mail: juditz@cantv.net

RECIBIDO: septiembre 24, 2004.

.

117

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Vol.55-2005

AGRONOMA TROPICAL No. I

INTRODUCCIN

El agua es uno de los componentes primordiales en la mayora de los

productos alimenticios. Su importancia radica en que sirve de vehculo

para sustanciasreaccionantescomo los sistemas enzima-sustrato,adems

de ser clave en el desarrollo de microorganismos, principales agentes de

deterioro de los alimentos. La disminucin del agua presente en un

alimento ha sido una estrategia utilizada desde la antigedad para

conservar la calidad durante los perodos de almacenamiento.

En el proceso de deshidratacin se disminuye la actividad acuosa aw)

la cual es una medida de la disponibilidad del agua para las reacciones

qumicas y bioqumicas y para el desarrollo de microorganismos. Existen

varios procesos de deshidratacin tal como la exposicin del producto

alimenticio a una corriente de aire caliente, sin embargo, este mtodo y

otros similares tienen el inconveniente de someter el producto a altas

temperaturas que pueden alterar sus propiedades organolpticas y

nutricionales Saravacos y Charm, 1962; Newman

el al. 1996 .

Una tcnica que se utiliza con baja temperatura y sin requerimiento de

energa es la denominada deshidratacin osmtica DO). Este es el

proceso de remocin de agua en el cual los alimentos tales como frutas

y vegetales) son colocados en una solucin concentrada de slidos

solubles donde ocurre deshidratacin parcial del agua del producto, y

simultneamente se presenta en menor cantidad, la entrada de soluto

desde la parte externa hasta el interior del producto a deshidratar Levi

el al.

1983;Lerici

el al.

1985; Welti

el al.

1995; May

el al. 1999 .

La DO es un mtodo no trmico de deshidratacin mediante el cual se

logra obtener productos de humedad intermedia con muy buena calidad

organolptica Reppa

el al.

1999; Tapia

el al.

1996; Barat

el al.

2001).

Los solutos que se utilizan en la elaboracin de los jarabes son de bajo

costo y el consumo energtico involucrado es mnimo Palou

el al. 1993 .

La posibilidad de desarrollar esquemas de procesamiento mnimo de

frutas, que permitan generar productos con caractersticas sensoriales

similares a la materia prima de origen y al mismo tiempo obtener una

vida comercial razonable del producto, plantea hoy en da amplias

perspectivasde aplicacin industrial en la fabricacinde materiasprimas

pre-procesadas para ser utilizadas posteriormente.

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3/15

VALERA

el al.

- Relacin fruta/jarabe demango

En tal sentido, uno de los mayores retos que enfrenta el procesamiento

mnimo de alimentos es el poder combinar adecuadamente distintos

factores a fin de generar productos inocuo s, pero que al mismo tiempo

garanticen las caractersticas sensoriales de frescura que desea el consu-

midor. A pesar de los numerosos estudios (Lerici

el al.

1985; Alzamora

el al.

1993; Tapia

el al.

1997), la aplicacin de estos procesos en la

industria de alimentos esta todava restringida debido a que el mecanismo

que controla la transferencia de masa a contracorriente no esta total-

mente dilucidado, y no se pueden establecer reglas acerca de las variables

que afectan el proceso (Waliszewski el al. 2002 .

La cintica de los procesos osmticos normalmente se expresa en

trminos de la prdida de agua ( PA), prdida de peso ( PP),

disminucin de actividad acuosa ( aw) y la ganancia de slidos (GS;

Levi

el al.

1983;Lenart y Flink, 1984;Lerici

el al.

1985).La velocidad

de deshidratacin o de transferencia de agua de la fruta a la disolucin

osmtica depende de las caractersticas de la materia prima, la compo-

sicin y concentracin del agente osmtico (Palou

el al.

1993;May

el

al. 1999),de la temperatura (Panades el al. 1996), la agitacin (Palou

el al. 1993), la relacin fruta/jarabe (Lerici el al. 1985;Reppa el al.

1999;Zapata-Montoya el al. 2002) y lapresin externa (Escriche el al.

1999;Castro

el al. 1997 .

Tomando en cuenta las consideraciones sealadas y con el inters de

proponer nuevas alternativas para el uso de una fruta tropical de gran

aceptacin como el mango, el propsito del presente trabajo se funda-

ment en la evaluacin del efecto de la concentracin de glucosa en el

jarabe (50,60 y 70 p/p) y la relacin fruta/jarabe (1:2,1:3 y 1:4) en la

DO de frutos de mango en cilindros.

MATERIALESYMTODOS

Los experimentos se realizaron utilizando mangos tipo Bocado

. compradas en el mercado local. El proceso se efectu mediante el procedi-

miento que se muestra en la Figura l. Los mangos previamente se lec-

,cionados por criterios de homogeneidad, se lavaron con solucin al 0,1

de hipoclorito de sodio y luego fueron cortados en dos lminas paralelas

a la semilla. Muestras aproximadas de 250 g de mango en lminas fueron

utilizadas para cada tratamiento. De cada lmina se obtuvieron muestras

en forma de cilindros extrados con un sacabocado de acero inoxidable.

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Vol.55 2005

AGRONOMATROPICAL

No. I

Sus dimensiones fueron de 2 cm de dimetro y 1 5 cm de altura. Para

llevar a cabo la inactivacin enzimtica o escaldado las muestras ciln

dricas de mango se mantuvieron en contacto con vapor de agua saturado

a 98C durante 1 0 min. suspendidas sobre una rejilla en un recipiente

cerrado con agua a ebullicin. Transcurrido el minuto las muestras fueron

sumergidas en agua con hielo para su enfriamiento.

Agua Residual

Solucin de

HipocIorito de Sodio

Conchas y Semillas

Troceado en cilindros 2 cm de dimetro y 1 5 cm altura

Escaldado con vapor saturado a 98C / I min

Inmersin en solucin de Glucosa de 50 60 Y 70 Brix

relacin 1:2 1:3 1:4 cido ctrico O IM

Deshidratacin osmtica durante 30 60 90 120

150 180 240 Y300 min

Empaque en bolsas de polietileno

FIGURA 1

Diagrama de flujo del proceso de deshidratacin

osmtica de Mango.

12

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5/15

VALERAel al. - Relacin fruta/jarabe de mango

Deshidratacin Osmtica DO

Como agente osmtico, se emplearon soluciones de glucosa, obtenidas

a partir de glucosa comercial de grado alimentario (Indelma@Alfonso

Rivas, Venezuela) yagua destilada para alcanzar distintas concen-

traciones: 50, 60 Y70 Brix, y el pH fue ajustado a 4 con un ph-meter

marf''> T'MS po Q '1 1f fdl 111' ;- ~ las t'l ~e

reall, IJor iIl' flerSi ' llta IJ ,m vdPl'lle f VIl>llv ~ _'v ni '~

Cal- ' iad cont. nir-:-ndo30' .111c., la solrcin osmtica, t'n 'd.,clOnt:S

frllta jarabe 1:2 1:3 y l . [ nn se akanz por agitaci0 d, 1.

e r 'n liD rao COI t '>t r;: c t o a ~

a

25 l C (

' 28300). La amplHud U~ ,a:> ..i,dCIOIi':S fue aproxim

di>. ron una frecuencia de 60 por minuto. Los trozos fueron sacados

f '} ;(\, T

.s a 1 '- :ar peso CL la Q\

fue d Le.Lun

' ual\., un refra~t'-H '';llu ' T

...~, , ,., .uu los'Bnx. La lJ;:)

y

la . ,

L 'r ~ l del dldmlt:IHu O li1vtic cakularon de la sigUiente torma.

m-m

o

GS=

M

o

(M -m ) -(M-m)

o

PA=

M

o

Donde:

Mo: masa inicial del producto fresco (g)

M: masa del producto a tiempo t del tratamiento osmtico (g)

m: materia seca del fruto a tiempo t del tratamiento osmtico (g)

mo: materia seca del fruto fresco (g)

121

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Vol. 55-2005

AGRONOMATROPICAL No. 1

Los valoresdeGSy PAsonel promediode tresdeterminacionesindepen-

dientes. La actividad de agua (aw) se determin mediante anlisis

gravimtrico. Se coloc 1g de la muestra en la unidad de prueba utili-

zando soluciones estndar de H2SO4 realizando las pesadas a las 26 h

una vez alcanzado el equilibrio.

Para evaluarel efectode lasvariables(concentracindel agenteosmtico

y relacin fruta/jarabe) se realiz anlisis de varianza del efecto de los

tratamientos sobre los parmetros medidos durante la DO. Los datos

fueron analizados usando el General Lineal Model (Proc GLM) del

SAS (SAS, Inc. Cary, 1989).

RESULTADOS Y DISCUSIN

El Cuadro 1muestra las caractersticas iniciales de los frutos de mango

antes de ser sometidas al proceso de deshidratacin.

Se condujo un anlisis de varianza (ANOVA) para evaluar la significancia

de los efectos de las variables independientes sobre lo parmetros eva-

luados (Cuadro 2). La concentracin del jarabe afect los Brix del fruto

y del jarabe a nivel del 95 , mientras que la relacin fruta/jarabe afect

slo los Brix del fruto. La PA y GS fueron afectadas por la relacin

fruta/jarabe a 95 .

La evolucin de GS y PA fue observada como funcin del tiempo de la

DO en las diferentes condiciones de la relacin fruta/jarabe y a las

variadas concentraciones de la solucin osmtica.

CUADRO 1. Caractersticas de los frutos de mango antes del proceso

de deshidratacin.

Producto

Fresco

f: Peso fresco

2 aw: actividad de agua medida.

122

Contenido de humedad

Brix a 2

pH

(g x 100 g-IpP)

87,35:i:O,35

15,5:i:O,5

O,98:i:O,OO3 3,70:i:0,05

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7/15

VALERA el l - Relacin fruta/jarabe de mango

CUADRO 2. Anlisis de varianza mostrando la significancia de los

efectos de las variables: concentracin del soluto y

relacin fruta/jarabe sobre cada una de las respuestas.

Variables Prdida

de agua

Suma de Cuadrados

Ganancia Brix fruto

de solutos

Brix Jarabe

Concentracin

Fruta/jarabe

0,0054 N.S.

0,0241*

0,00178 N.S.

0,0048*

10,814*

28,777*

45,757*

13,87N.S.

*: Significante a 0,05

N.S.: No significante

Los resultados se muestranen las Figuras2 y 3, sealandoque el azcar

es transferido de la solucin a la muestra de mango y viceversa, en un

modo dinmico. Durante la DO la GS tiende a aumentar debido a la

transferencia de azcar del jarabe al fruto. En las condiciones opera-

cionales de esta investigacin elmximo cambio se alcanz aproxima-

damente a las dos horas. Se observ en todas las concentraciones del

agente osmtico 70, 60 Y50 o Brix que la GS fue ms importante en el

caso de relacin fruta/jarabe 1:4, an cuando la relacin fruta/jarabe

afect en forma significativa los parmetros GS y PA a la concentracin

osmtica de 50 Brix, observndose diferencias significativas en el caso

de la relacin fruta/jarabe 1:2 con respecto a 1:3 y 1:4.

Se observa en todos los casos Figuras 2 y 3 que la PAes ms substancial

que la ganancia de azcar. Este fenmeno es esencialmente debido a las

diferencias en la difusin entre el agua y el azcar, producto de la dife-

rencia en masa molecular as como la presencia de las membranas vege-

tales. Raoult- Wack el l 1989 describieron un efecto antagonista de la

transferencia del agua y el soluto, probablemente debido a la penetracin

del azcar por difusin y el transporte del azcar por la salida del agua,

en funcin de la tasa del flujo de agua.

La mxima GS y PA se alcanz en los frutos tratados con jarabe a

70 Brix comparados con 60 y 50 Brix. Lenart y Flink 1984 observaron

en la DO de papa, que la GS y la PAacrecent rpidamente con el incre-

mento de la concentracin de la sacarosa en el jarabe y relacin papa/

jarabe 1:4. Estos resultados confirman que el proceso osmtico es

afectado por la concentracin del soluto. La GS y PA son mayores para

3

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Vol.55-2005 AGRONOMATROPICAL No. 1

la solucin osmtica a 70 Brix, aprecindose un efecto marcado de la

concentracin. Le Maguer 1988) seal como regla general, que para

el mismo tiempo de contacto, el incremento de la concentracin de la

solucin osmtica resulta en una DO ms efectiva.

Heng

el l

1990) explicaron que el uso de soluciones altamente concen-

tradas favorables a mayor PApueden reducir la GS, probablemente debido

a una capa de azcar que se puede formar en la periferia de las piezas del

fruto como una barrera. Sin embargo, Panagiotou

el l

1999) encon-

traron que a medida que se increment la concentracin del agente

osmtico durante la DO de banana, manzana y kiwi se acentu la GS.

Es de hacer notar que a relacin fruta/jarabe baja, se puede presentar

dilucin del jarabe por el agua que sale de la fruta y esto podra repercutir

en la velocidad de deshidratacin. Para observar el comportamiento de

la actividad de agua aw) se realizaron las mediciones a relacin frutal

jarabe 1:4), observadas en la Figura 4 que los frutos tratados con solu-

ciones de azcar ms concentradas presentaron menores valores de aw

que las muestras tratadas con soluciones menos concentradas. El valor

de a vari desde 0,986 hasta 0,963 en las muestras tratadas con solucin

osm6tica a 70 Brix y de 0,985 hasta 0,964 con el agente osmodeshi-

dratante a 60 Brix, mientras que a 50 Brix el awdescendi slo a 0,968.

Dado que la concentracin osmtica es un proceso simultneo de difusin

de agua y de solutos, el contenido de slidos solubles eBrix) disminuy

en funcin del tiempo en el jarabe, mientras que el contenido de slidos

solubles aument en la fruta Figuras 5 y 6). No se observaron diferencias

marcadas debidas a la relacin fruta/jarabe con las diferentes concentra-

ciones del agente osmtico. A 70 Brix la concentracin de slidos eBrix)

del jarabe disminuy aproximadamente 18 en la relacin frutaljarabe

1:2, mientras que disminuy alrededor de 12 con las relaciones frutal

jarabe 1:3 y 1:4.

El comportamiento de la evolucin de grados Brix en el fruto observado

en la Figura 6, muestran que aproximadamente se duplic el valor inicial

15,5 Brix) en el tratamiento con jarabe a 50 Brix, se triplic con el

jarabe a 60 Brix y alcanz 48 Brix con el jarabe a 70 Brix. En cuanto

a los grados Brix de los trozos de mango es importante sealar que el

mximo se alcanz a 300 min jarabe 1:2, 1:3, 1:4) con el jarabe a

50 Brix, mientras que con los jarabes a 60 y 70 Brix el tiempo de

deshidratacin fue mayor.

4

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VALERA

el l

- Relacin fruta/jarabe demango

70 o Brix

100

200

Tiempo (min)

300

400

60 o Brix

100

200

Tiempo (min)

300 400

50 o Brix

100

200

Tiempo (min,

300

400

-.-

Fnna:jarabe1:2___ Fnna:jarabe1:3 F~,ta:jarabe1:4

FIGURA 2

Efecto de la concentracin del soluto y la relacin frutal

jarabe sobre la prdida de agua durante la DO de mango

en cilindros.

25

2,0

Oi

1,5

-'

=

t))

1,0

1:1

1:1

0,5

:c

.

Q...

0,0

O

---

2,0

t))

--

t))

'-'

1,5

=

t))

1,0

1:1

1:1

:c

0,5

.

Q...

0,0

O

2,0

t))

'-'

1,5

t))

1:1

1,0

1:1

:c

0,5

.

Q...

0,0

O

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,-.

0,6

OJ)

0,5 I

70

o

Brix

Ob

-

=

0,4

OJ)

Qi

0,3

O

0,2

O

:a

0,1

.

Qi

=--

0,0

O

100

200 300 400

Tiempo (mio)

0,6

,-.

OJ)

0,5 j

60 o Brix

Ob

-

0,4

OJ)

0,3

Qi

O

0,2

O

:a

0,1.

Qi

=--

0,0

O 100 200 300 400

Tiempo (mio)

0,6

,-.

0,5 I

50 Brix

J)

--

OJ)

-

0,4

OJ)

Qi

0,3

O

0,2

O

:a

0,1

.

Qi

=--

0,0

O

100 200 . 300 400

Tiempo (mio)

Fruta:jarabe:2_ Fruta:jarabe:3 ..........Fruta:jarabe1:4

FIGURA3.

Efecto de laconcentracin del solutoy la relacin frutal

jarabe sobre la ganancia de slidos durante la DO de

mango en cilindros.

6

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11/15

VALERA el al - Relacin fruta/jarabe de mango

-.- 70Brix

_

60 Brix

50 Brix

100 150 200 250 300 350 400

Tiempo mio

FIGURA

4. Variacin del aw de los cilindros de mango durante la

deshidratacin osmtica en funcin del tiempo

frutal

jarabe 1:4 .

CONCLUSIN

En conclusin, las condiciones utilizadas en la presente investigacin

permiten obtener trozos de mango minimamente procesados. De

acuerdo a los valores de actividad de agua alcanzado durante el

proceso de deshidratacin en los cilindros de mango y los grados

Brix de los mismos, permiten sugerir que con el jarabe a 60 Brix se

dio una buena relacin en la ganancia de azcar-prdida de agua.

Ladeshidratacinde la frutasin romperclulasy sinponerencontacto

los sustratos que favorecen el oscurecimiento qumico, permite

manteneruna altacalidadal producto final.La frutaobtenidaconserva

en alto grado sus caractersticas. Adems, es estable a temperatura

ambiente 20C lo que la hace atractiva a varias industrias con

perspectivas de aplicacin al abastecimiento de materia prima

pre-procesada para la industria de obtencin de jugos o pulpas.

7

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AGRONOMATROPICAL

No.)

75

70

I

- 70 Brix

65

60

:

=

55

.

50

45

40

O 100 200

300

400

Tiempo mio)

75 I

60 Brix

70

65

:

60

=

55

.

50

45

40

O

100

200

300

400

Tiempo mi o)

75

70

I

50 Brix

65

60

:

=

55

.

50

45

40

O

100 200 300

400

Tiempo mio)

-+-Fruta:jarabe 1: Fruta:jarabe:Fruta:jarabe 1:4

FIGURA

5.

Variacin de los Brix del jarabe en funcin del tiempo

de deshidratacin.

8

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VALERA el l Relacin fruta jarabe de mango

~ 40

:

=

o 30

~ 40

:

=

~ 40

:

=

o

FIGURA

60

70 o Brix

50

20

10

o 50 100 150 200 250 300 350 400

Tiempo mi o)

60

60 o Brix

50

30

20

10

O 100

200

Tiempo mio)

300

400

60

50 Brix

50

30

20

10

O

100 200

Tiempo mio)

300 400

~Fruta:jarabe 1:2__Frula:jarabe 1:~Fruta:jarabe 1:4

Variacin de los Brix de los cilindros de mango en

funcin del tiempo dedeshidratacin.

9

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Vol. 55-2005 AGRONOMA TROPICAL

No. I

Desafortunadamente en este trabajo no se determin la composicin

qumica del mango antes y despus del proceso, ni se realizaron

pruebas sensoriales, en tal sentido, se recomienda continuar investi-

gando, considerando los aspectos mencionados con esta fruta tropical

de gran aceptacin como el mango.

SUMMARY

The objective of this work was to study the effect of the concentration

of the osmotic agent (glucose in the syrup to 50, 60 and 70 p/p) and

the ratio fruit/syrup (1:2, 1:3 and 1:4) on the osmotic dehydration of

mango fruits in cylinders. For the study,mangoes type Bocado were

obtained fromthe localmarket, selected, peeled, cut in formof cylinders

and introduced in a 500 cc container of glass with 300 cc of osmotic

solution. The pieces were removed after 30,60,90, 120, 150, 180,240,

300 Y360 min to make determinations of gain of solute (GS), loss of.

water (PA)and Brix. Determinations ofwater activity (aw)were made

in the ratio fruit/syrup 1:4. In all the concentrations ofthe osmotic agent

evaluated the solid gain was more important in the ratio fruit/syrup 1:4.

In all the cases, it was found that the PAwas more important than GS.

The highest degree Brix was reached in less time in the mango pieces

treated with 50 Brix syrup than with 60 and 70 Brix syrup. The

observations of the present work about GS and PA allow to conc1ude

that the concentration of the syrup, and particularly the ratio fruit/syrup

influences the process of osmotic dehydration of mango.

Key Words: Mango; osmotic dehydration; concentration; glucose.

I LIOGR F

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130

7/24/2019 a_valera

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Vol. 55-2005

AGRONOMATROPICAL

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