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© 2011 Dirección General de Investigación I CONGRESO NACIONAL DE INVESTIGACIÓN – IASD UNIVERSIDAD PERUANA UNIÓN
Importancia de los parámetros reologicos de la pulpa de Capulí (Physalis peruviana
L.) a diferentes Temperaturas de Procesamiento
Huaringa Allcca Edison 1
Matos Chamorro Alfredo2.
[email protected] ; [email protected]
RESUMEN
El objetivo de esta revisión es destacar la importancia que tiene la reología en la industria
alimentaria, el comportamiento de diferentes fluidos, para el estudio del comportamiento
reológico de los diferentes productos, es necesario recurrir a la reometría, lo que permite conocer
dicho comportamiento, y ser utilizado en distintos campos de la industria. Las propiedades
reológicas de los productos hortofrutícolas constituyen aspectos importantes de calidad,
especialmente en frutas tan delicadas y de corta vida de anaquel. Estos parámetros son de
especial importancia en las líneas de procesado, condicionando la circulación por diversos
equipos y, deben tenerse en cuenta al aplicar tratamientos térmicos de conservación.
Además los parámetros reológicos contribuyen a la percepción sensorial por parte del
consumidor.
Palabras claves: Hortofrutícolas, Reometría, Temperatura, Propiedades reológicas, Parámetros.
ABSTRACT
The aim of this review is to highlight the importance of rheology in the food industry, the
behavior of different fluids, to study the rheological behavior of different products, it is
necessary to use rheometry, which allows to know the behavior, and be used in various
industrial fields. The rheological properties of fruits and vegetables are important aspects of
quality, especially in such delicate fruits and short shelf life. These parameters are
particularly important in the processing line, conditioning the various equipment and traffic
should be taken into account when applying heat treatments conservation. In addition, the
rheological parameters contribute to the perception by the consumer.
Key words: Horticultural, rheometry, temperature, rheological properties, Parameters.
1.- INTRODUCCIÓN
El aguaymanto (Physalis peruviana) fue
una fruta conocida por los incas y su
origen se atribuye a los valles bajos
andinos de Perú y Chile. Pertenece a la
familia de las Solanáceas y al género
Physalis. La fruta es redonda – ovoide,
del tamaño de una uva grande, con piel
lisa, cetácea, brillante y de color amarillo-
dorado-naranja o verde según la variedad.
(Velezmoro, 2004)
El aguaymanto es originaria del Perú y
existen diversas referencias históricas que
indican que fue domesticado, cultivado y
muy apreciado por los antiguos peruanos.
El aguaymanto posee diferentes nombres
comunes, dependiendo de la región:
capulí, aguaymanto, bolsa de amor,
cereza del Perú, uchuva, etc. (Ritva y
otros, 2008) Además, crece en Chile
como planta silvestre y semi – silvestre,
entre los 1500 a 3000 msnm. Es una
planta perenne y arbustiva que
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normalmente crece hasta una planta de 1
a 1,5m. (Zavala, 2006) En nuestra región
el principal productor y exportador de
aguaymanto es Colombia, quien exportó
más de 5 millones de dólares en el 2006,
cifra muy por encima de los 22,180
dólares, que exportó el Perú en ese mismo
periodo, según estadísticas de la
Asociación de Exportadores. (ADEX).
Una planta puede producir cerca de 300
frutos, que son bayas de color naranja -
amarillo de forma globosa, con un peso
entre 4-5 g y sabor agridulce (Rodríguez,
2007). El aguaymanto, o tomatillo del
campo, sirve para tratar la diabetes y otros
malestares como los síntomas de la
menopausia y contrarresta el
envejecimiento. El aguaymanto se
consume de distintas maneras: en
conserva, como néctar, mermelada,
yogurt, helado, en extracto, fruta fresca,
pulpa congelada o como ingrediente en
exquisitos potajes de la floreciente
gastronomía Novoandina. El aguaymanto
es rico en vitaminas A, B y C, lo mismo
que en hierro, fósforo, fibra y
carbohidratos. Debido a la gran presencia
de nutrientes y vitaminas, este alimento es
beneficioso para preservar la salud de los
tejidos especializados como la retina,
ayudar al desarrollo y la salud de los
tejidos de la piel y las membranas
mucosas. Otras propiedades del
aguaymanto son la mejora de la función
cardiovascular, y la producción de una
mayor cantidad glóbulos rojos. Además,
actúa como antirreumático,
desinflamando las articulaciones.
(Avalaos, 2008)
La reología se define como la ciencia de
la deformación y el flujo de materia. El
término en sí mismo procede de la
palabra griega rheos que significa flujo.
La reología se puede aplicar a todos los
tipos de materiales, desde gases a sólidos.
(Alberto, 2005) La reología se utiliza en
la ciencia de los alimentos para definir la
consistencia de diferentes productos.
Reológicamente, la consistencia viene
descrita por dos componentes, la
viscosidad (lo “espeso” que es un
producto, o dificultad para deslizarse) y la
elasticidad (“tenacidad”, estructura)
(Gómez y otros, 2003). Para el estudio del
comportamiento reológico de los
diferentes productos, es necesario recurrir
a la reometría, lo que permite conocer
dicho comportamiento, y ser utilizado en
distintos campos de la industria. Así, las
medidas reológicas de un producto en la
etapa de manufactura pueden servir como
control de calidad de dicho producto.
También puede llegar a correlacionarse la
microestructura de un producto con su
comportamiento reológico, lo que permite
obtener ecuaciones reológicas, que se
aplican en ingeniería de procesos, sobre
todo en las operaciones unitarias que
implican transferencia de calor y cantidad
de movimiento. Finalmente, conociendo
las exigencias de los consumidores, es
posible obtener un producto que se
adecué a estas exigencias. (Gómez y
otros, 2003) La reología de fluidos
estudia la relación que existe entre la
fuerza motriz que provoca el movimiento
(esfuerzo cortante, σ) y la velocidad de
flujo que se origina (el gradiente del perfil
de velocidades, γ). (Universidad de
Almería)
Esfuerzo cortante, σ:
Es la fuerza por unidad de área aplicada
paralelamente al desplazamiento
(cortante).
Tiene unidades de fuerza dividido por
superficie, en el SI (Sistema
Internacional) se mide en N/m2. Es
homogéneo con la unidad de presión, Pa,
aunque hay que recordar que a diferencia
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de ésta, el esfuerzo cortante es una
magnitud vectorial.
El esfuerzo cortante es una magnitud
microscópica ya que cambia en cada
punto del perfil de velocidades.
(Universidad de Almería)
Velocidad de corte, γ:
El esfuerzo cortante provoca el
desplazamiento ordenado de los
elementos del fluido, que alcanzan unas
velocidades relativas estacionarias que
denotaremos V(x).
La velocidad de corte se define como el
gradiente (velocidad espacial de cambio)
del perfil de velocidades. La velocidad de
corte es igual a, la diferencia de
velocidades en un determinado espacio.
(Universidad de Almería)
Por otra parte, es bien sabido que la
temperatura tiene una gran influencia en
las propiedades físicas de los alimentos, y
en concreto, en las propiedades
reológicas. Estos parámetros son de
especial importancia en las líneas de
procesado, condicionando la circulación
por diversos equipos y, deben tenerse en
cuenta al aplicar tratamientos térmicos de
conservación. Además los parámetros
reológicos contribuyen a la percepción
sensorial por parte del consumidor.
(Sánchez y otros)
La reología, se usa para el estudio del
flujo y la deformación, la cual se aplica a
sólidos y líquidos o aquellos que
presentan comportamiento entre ellos.
(Orrego, 2003)
Las propiedades reológicas de los
productos hortofrutícolas constituyen
aspectos importantes de calidad,
especialmente en frutas tan delicadas y de
corta vida de anaquel. Entre esas
propiedades están el peso y el tiempo que
podrían soportar antes de llegar a sus
límites de elasticidad, de deformación
plástica, o de resistencia al corte en
diferentes estados de madurez, así como
el grado de deformación cuando la fruta
cae de diferentes alturas y sobre diversos
tipos de superficies, todo ello con la
finalidad de conocer la resistencia de la
fruta al daño mecánico y de esta manera
mejorar su manejo postcosecha. (Chávez
y Franco, 1996)
Mohsenin, define los modelos reológicos
como representaciones mecánicas
dispuestas en una combinación definida
de resortes y amortiguadores, las cuales
son usadas para explicar, interpretar y
predecir el comportamiento de los
materiales viscoelásticos y suponen el
funcionamiento cualitativo con cierto
grado de aproximación al
comportamiento del material. El resultado
del comportamiento mecánico conduce a
resultados de naturaleza reológica basadas
en la Ley de Hooke y la Ley de
viscosidad newtoniana. Entre los modelos
viscoelásticos lineales más ampliamente
usados están los de Maxwell, Kelvin y
Burger. (Mohsenin, 1986)
Para medir las propiedades de flujo se
utilizan equipos llamados viscosímetros;
para usarlos en Fluidos no newtonianos
(FNN) requieren de un mecanismo para
inducir el flujo y otro para medir la fuerza
aplicada. (Orrego, 2003)
El modelo de ley de potencia de Ostwald
de Waele puede modelar fluidos
seudoplásticos cuando el exponente,
que caracteriza la ley, es mayor que uno.
(Sánchez y otros, 2002)
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Ecuación:
Siendo:
σ = Esfuerzo cortante. (Pa)
γ = Velocidad de corte. (1/s)
K = Índice de consistencia. (mPan)
n = Índice de comportamiento de flujo
(Adimensional)
Influencia de la temperatura sobre el
comportamiento reológico
El efecto de la temperatura sobre el índice
de consistencia, se puede describir
utilizando la ecuación de Arrhenius
mencionado por (Ibarz y otros, 2000).
Siendo:
K = Índice de consistencia. (mPan)
n = Índice de comportamiento de flujo.
(Adimensional)
Ea = Energía de activación. (KJ/mol)
R = Constante Universal de los gases.
(8.314 J/g.mol.K)
T = Temperatura absoluta. (ºK)
Algunos ejemplos de fluidos
seudoplásticos son: Pinturas, gomas,
sangre, suspensiones, etcétera. Esta ley
modela los fluidos newtonianos cuando n
es igual a uno, y cuando n es menor que
uno, representa a fluidos dilatantes.
Como ejemplos de estos fluidos, se
pueden citar, entre otros, el azúcar, tierra
húmeda, soluciones en bórax. (Sánchez y
otros, 2002)
* Solución de fenolftaleína al 1%
* Solución de NaOH 0.1N
Caracterización Fisicoquímica.
La caracterización o los análisis
fisicoquímicos se pueden utilizar diverso
métodos: pH por el método
potenciométrico (AOAC - 981.12),
sólidos solubles por el método
refractométrico (AOAC - 932.12) (2000),
acidez total por el método de titulación
AOAC – 947.05) (2000), Humedad por el
método gravimétrico de pérdida de peso
en estufa (AOAC – 925.09) y densidad
por el picnómetro.
Determinación de Parámetros
Reologicos.
Las medidas reológicas se realizaran
mediante un reómetro rotacional
Brookfield DV-III+. (Lewis 1993;
Alvarado y Aguilera 2001).
A partir de los datos de porcentaje de
corte y velocidad de rotación del spindle
se calculara la tensión cizalla y el
gradiente de velocidad mediante la
metodología de Mitschka (1982).
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