Informe 1 - Fruta Confitada

UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ. FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS.CÁTEDRA: INGENIERIA DE ALIMENTOS II

La fruta confitada es un producto alimenticio elaborado con frutas y hortalizas, en el cual

el agua del contenido celular, ha sido sustituida por azúcar.

La fruta confitada es un proceso de conservación de la fruta por medio de una

deshidratación que se basa en la introducción de estas, en concentraciones determinadas

de azúcar que cada día se aumenta la concentración de azúcar hasta que la fruta alcance

un valor relativamente alto de °brix.

La fruta es muy importante en la elaboración de panetones, pasteles, etc. brindando un

sabor agradable a los productos de panificación.

Por lo mencionado en la práctica nos planteamos los siguientes objetivos:

Determinar la velocidad de difusión molecular NA del almíbar en la fruta.

Determinar la difusividad entre el almíbar en agua contenida en la materia prima (papaya en cubos)

M.Sc. Edgar Rafael Acosta López


2.1. LA LEY DE FICK: La experiencia nos demuestra que cuando abrimos un frasco de

perfume o de cualquier otro líquido volátil, podemos olerlo rápidamente en un recinto

cerrado. Decimos que las moléculas del líquido después de evaporarse se difunden por el

aire, distribuyéndose en todo el espacio circundante. Lo mismo ocurre si colocamos un

terrón de azúcar en un vaso de agua, las moléculas de sacarosa se difunden por todo el

agua. Estos y otros ejemplos nos muestran que para que tenga lugar el fenómeno de la

difusión, la distribución espacial de moléculas no debe ser homogénea, debe existir una

diferencia, o gradiente de concentración entre dos puntos del medio.

2.2. LA PRIMERA LEY DE FICK: Las leyes de transferencia de masa, muestran la

relación entre el flujo de sustancia que se difunde y el gradiente de concentración

responsable de dicha transferencia

2.3. PRINCIPIO DE ELABORACION: La fruta confitada es un método de conservación

que se basa en la eliminación del agua por la acción de la presión osmótica después de

que el producto se ha sumergido en una solución concentrada de azúcar. La técnica es

verdaderamente lenta y se requiere para completar el proceso de difusión. La velocidad

de difusión depende de un gradiente de concentraciones del azúcar o jarabe, de la

temperatura y del área de contacto con el jarabe. En la siguiente figura 1 se observará un

diagrama de operaciones sencillo de la elaboración de la fruta confitada:



2.4. FRUTA CONFITADA:

La fruta confitada se elabora a partir de frutas y hortalizas que tienen como característica

principal su textura firme. Entre las frutas más usada se encuentra la papaya verde y entre

las hortalizas se utiliza el nabo, zanahoria. También se produce fruta confitada a partir de

la cáscara de sandía. El proceso que se utiliza es una técnica bastante sencilla de

conservación, en la cual el conservante principal es el azúcar.

Entre las ventajas observables, tenemos que la materia prima se conserva por un tiempo

prolongado, sin haberla confitado. Esto permite que se pueda aprovechar la fruta/hortaliza

y posterior a ello, confitarla.

La fruta confitada es un producto que se obtiene luego de sucesivas etapas de ebullición y

prolongado reposo, en jarabes de concentración de azúcar cada vez mayores, que van

desde 30% hasta 75%, de modo que el azúcar del jarabe penetre profundamente a los

tejidos de la fruta hasta alcanzar una concentración del 68%, para prevenir el crecimiento

de microorganismos. (SOLUCIONES PRÁCTICAS 2009).

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

Controlar la concentración del almíbar en cada etapa y al final del proceso. La

temperatura de secado y la humedad del aire también deben controlarse, para evitar

producto muy húmedo o quemado.

En el producto final: Las especificaciones deseadas en el producto final son:

Cruadro1: Especificaciones deseadas del producto final

En el empaque revisar que el sellado sea bueno para evitar el contacto con el oxígeno.


Acidez (pH): 3-4 (depende de la fruta)

Sólidos solubles mín. (°Brix):

75

Humedad máx. (%) 20

Azúcares reductores (%) 35-50


Control de calidad

Una fruta confitada de buena calidad es la que cumple con los requisitos que exigen las

normas técnicas, tiene la aceptación, la preferencia del consumidor y puede competir con

éxito en el mercado. Los requisitos de calidad están relacionados con las características

sensoriales, la composición y las condiciones microbiológicas de la fruta confitada.

Los requisitos son los siguientes:

Color: que sea uniforme y brillante

Olor y sabor: dulce

Textura: firme y blanda

Apariencia: brillante, transparente, uniforme en el color y en el tamaño.

Contenido de azúcar: debe de estar entre 68 a 70ºBrix

pH: debe de estar entre 4,0 a 4,5

Humedad: el contenido máximo de agua debe de ser de 25%

Requisitos microbiológicos: no debe contener bacterias, mohos o levaduras.

El control de calidad de la fruta confitada se realiza en dos etapas una es la evaluación

sensorial y otra la evaluación técnica.

La evaluación sensorial consiste en evaluar a través de los órganos de los sentidos, las

características de olor, color, textura, sabor y apariencia de la fruta.



3.1. MATERIA PRIMA:

-PAPAYA.

3.2. REACTIVOS:

-Acido cítrico 0.5%.

-Bicarbonato de sodio 0.3%

-Cloruro de calcio 2%.

- Bisulfito de sodio 0.5%

-Colorante para yogurt rojo

3.3. EQUIPOS:

-Cuchillos

-Balanza.

-Recipientes y ollas.

-Cocina

-Refractómetro.

-Colador

-Azúcar.



3.4. METODOS:

a. Preparación de jarabe de azúcar

b. Preparación de la materia prima


Pelado y cortadoEl cortado debe ser de

preferencia en porciones grandes.

Lavado :Se realizo con abundante agua potable para

eliminar impurezas de la fruta o materia prima.

Se preparo una solución al 30%(para 1

Kg de jarabe en 413.35g de agua se

adiciono 172.86g de azúcar).La

cantidad de jarabe que se usa es lo

suficiente para cubrir la fruta que se

esta procesando.

Materia Prima: Se utilizo frutas de papaya, la fruta

debe estar en estado pintón y de preferencia que no

entre a otros procesos.



Maceración: Se realizó en una solución

preparada de salmuera al 12-13% por 24

horas, se hace con la finalidad de difundir más

rápidamente la sal en el interior de la pulpa y

extraer el agua.

Lavado: Después de la maceración, se lavo

con agua limpia, para eliminar el NaCl y

obtener una esponja. En esta operación

también se elimino las pectinas y otras

sustancias solubles. Luego del lavado las frutas

se vuelven flácidas y para darle dureza al

producto se añaden 0,3% de Bicarbonato de

Sodio.

Inmersión en jarabe: La fruta ya preparada se sumergió en jarabe que

contiene 30% de azúcar, luego se calentó y se hizo hervir durante 5

minutos, luego de lo cual se dejo en reposo por 24 horas. Nuevamente se

calentó hasta ebullición durante 3 minutos, pero aumentando la cantidad

de azúcar hasta 40% y otra vez se guardo la fruta sumergida en el jarabe

y en reposo por otras 24 horas. Esta operación se repite hasta el quinto día

.la cantidad de jarabe que se debe preparar, es la suficiente para cubrir la

fruta que se tenga picada y lista para proceder a la cocción.



Día 3: Se agrego 117.98 g de azúcar ,con esto se tiene un jarabe

al 50% de azúcar. En este día se le agrego el colorante

Día 2: Al mismo jarabe anterior, se le adiciono 129.91g de azúcar

para obtener una solución al 40% (40 Brix)

Día 4: Se agregó 118.1 g de Con esto se logra un jarabe al 60% de

azúcar.

Día 5: Se agrego 177.15 g de azúcar. Con esto se logro un jarabe al

70% de azúcar.

Día 1: Un litro de jarabe al 30% Se mezclo y calentó hasta ebullición

413.35mL de agua + 177.15 g de azúcar.

Secado: El secado se realizo en una cámara caliente a 30 ºC por 24

horas.


TABLA 4.1 La siguiente tabla muestra los resultados de los ºBRIX obtenidos tanto para la fruta (papaya) como para el almíbar

inicio Final°Brix

jarabe°Brixfruta

Peso inicial(g)

°Brixjarabe

°Brixfruta

Peso final(g)

%W

Día 1 30 9.8 557.26 18 19.5 589.54 5.7926Día 2 40 19.5 589.54 30.2 31.9 612.84 3.9522Día 3 50 31.9 612.84 40 41.3 629.00 2.6369Día 4 60 41.3 629.00 45 46 650.00 3.3386Día 5 75 46 650.00 51 53 692.52 6.5415

La fruta confitada elaborada no alcanzo los grados Brix que exigen las normas de calidad, esto pudo deberse a un mal manejo al momento del jarabeado, o a una mala lectura en el espectofotómetro.

TABLA 4.2 La siguiente tabla nos muestra los pesos y volúmenes del jarabe, los cuales

ayudan a determinar las densidades 1 y 2 de manera experimental

Densidades determinadas con tablas:

DÍA º BRIX del jarabe ρ1 (g/cm3 ) ρ2 (g/cm3 )


Azúcar añadido (g)

Peso jarabe(inicio)

Peso jarabe(final)

Volumen jarabe (inicio)

Volumen jarabe (final)

ρ1 (g/cm3 ) ρ2 (g/cm3 )

177.15 590.5 519.64 530 480 1.1142 1.0826129.91 649.55 590.62 570 530 1.1405 1.1144117.27 708.6 6249.62 610 570 1.1615 1.1396118.1 767.65 679.075 650 590 1.181 1.1509177.15 856.23 714.505 710 620 1.2059 1.1524


Al inicio final inicio final1º 30 18 1.1272 1.08592º 40 30.2 1.1788 1.13753º 50 40 1.2304 1.18914º 60 45 1.2821 1.2063

Nota: Para casos prácticos se decidió trabajar los cálculos con las densidades de tablas

4.1. CÁLCULO DE LA DIFUSIVIDAD (DAB)

DATOS:

a) Componente A (Almíbar):

M del almí ¿̄ = 360 g/mol

b) Componente B (Agua, contenida en la estructura celular de la papaya, proveniente después de la pre cocción):

Formula:H2O M del agua = 18 g/molμB=1.05Cp.T=293K .

Determinando la difusividad (ECUACIÓN DE SCHEIBEL):

c) Determinación del volumen molar del almíbar, V A :

LEY DE KOOP:C=12×14.8=177.6 H=24×3.7=88.8 O=12×7.4=88.8 355.2cm3/mol

d) Determinación del volumen molar del almíbar, V B


C12-H22-O11 + H2O

DAB=8.2×10−8×

TμB [ 1+(3V B/V A )2 /3

V A1 /3 ]


H=2×3.7=7.4 O=1×7.4=7.4 14.8cm3/mol

e) Ahora bien reemplazando en la formula de SCHEIBEL se tiene:

4.2. DETERMINANDO LA VELOCIDAD DE DIFUSIÓN (NA)

4.2.1. DETERMINANDO LAS FRACCIONES MOLARES DE LOS COMPONENTES A Y B


DAB=0.404×10−8 cm2/ s

N A=D AB× A×%W ( P/M )m (X A 1−X A 2)

Z X BM

X A 1=

º Brix ( Inicio)M A

º Brix( Inicio)M A

+100−º Brix(Inicio )

MB

X B1=1−X A1

X A 2=

º Brix (final )M A

º Brix( final)M A

+100−º Brix( final)

MB

X B2=1−X A2

X BM=XB2−X B1

lnXB2

XB1

DAB=8.2×10−8×

293K1C p [ 1+ (3 (14.8/355.2 ) )2 /3

355.21/3 ]


TABLA 4.3 La siguiente tabla nos muestra los resultados obtenidos para las fracciones molares a distintos grados Brix

Día X A 1X A 2

X B1X B2

X BM

Día 1 0.021 0.0109 0.979 0.9891 0.9840Día 2 0.0323 0.0212 0.9677 0.9788 0.9732Día 3 0.0476 0.0323 0.9524 0.9677 0.9600Día 4 0.0698 0.0393 0.9302 0.9607 0.9454Día 5 0.1304 0.0495 0.8696 0.9505 0.9095

4.2.2 Hallando el número de moles medio en un determinado volumen

Para lo cual se tiene que determinar M 1y M 2

DÍAº BRIX del jarabe

ρ1 (g/cm3 ) ρ2 (g/cm3 ) M 1 ( g /mol ) M 2 ( g /mol )

Al inicio final inicio final inicio final1º 30 18 1.1272 1.0859 25 212º 40 30.2 1.1788 1.1375 29 25.25043º 50 40 1.2304 1.1891 34.2792 294º 60 45 1.2821 1.2063 41.8716 31.44065º 75 51 1.3597 1.2321 62.5968 34.929


( ρM )

m

=

ρ1M1

+ρ2M 2

2mol /cm3

M 1=M A X A 1+M B XB1g /mol

M 2=M A X A 2+MB XB2 g/mol

Azúcar añadido (g)

Peso jarabe(inicio)

Peso jarabe(final)

Volumen jarabe (inicio)

Volumen jarabe (final)

ρ1 (g/cm3 ) ρ2 (g/cm3 )

177.15 590.5 519.64 530 480 1.1142 1.0826129.91 649.55 590.62 570 530 1.1405 1.1144117.27 708.6 6249.62 610 570 1.1615 1.1396118.1 767.65 679.075 650 590 1.181 1.1509177.15 856.23 714.505 710 620 1.2059 1.1524


TABLA 4.4. la siguiente tabla nos muestra los valores de moles medio y el flujo molar de difusión del almíbar.

DÍA ρ1M1

ρ2M 2

( ρM )

m

(mol /cm3) %W N A (mol /s )

1º 0.0451 0.0517 0.0484 5.7926 1.7439×10−11

2º 0.0406 0.0450 0.0428 3.9522 1.1691×10−11

3º 0.0359 0.0410 0.0384 2.6369 9.7795×10−12

4º 0.0306 0.0383 0.0344 3.3386 2.2453×10−11

5º 0.0217 0.0353 0.0285 6.5415 10.0494×10−11

GRAFICO 01. FLUJO MOLAR DE DIFUSIÓN VS TIEMPO

0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5 5.50

2

4

6

8

10

12

f(x) = 1.76872 x − 2.06903R² = 0.530222145167695

FLUJO MOLAR DE DIFUSIÓN VS TIEMPO

DIAS

NA

x10-11(mol/s)

En el grafico podemos que en los tres primeros días la velocidad de flujo molar disminuye, esto puede deberse a que el alimento busca tener una estabilidad con respecto a sus concentración de azúcar, en los días 4 y 5 la velocidad de flujo molar va en aumento ya que las moléculas de azúcar del almíbar (jarabe) ingresan con mayor facilidad.

El descenso en la velocidad de flujo molar también puede estar ligado al grado de madures de la materia prima.



Las velocidades de difusión del flujo molar del almíbar a través de las membranas

celulares de la papaya en (mol/s) fueron : 1.7439x10 -11 en el primer día; 1.1691x10-

11; el segundo día 9.7795x10-12 ;el tercer día 2.2453x10-12 ;el cuarto día 10.0494x10-11 el

quinto día

Los tres primeros días el alimento se encuentra en una fase de búsqueda de equilibrio

con respecto a las concentraciones de azúcar, por ello las velocidades de difusión de

flujo molar van en descenso.

La fruta confitada llegó a 53° Brix .

Se obtuvieron características organolépticas aceptables



1. Geankopklis (1998) “Procesos de transporte y operaciones unitarias”. Tercera

edición. Editorial CONTINENTAL. México D.F. Pagina (427)

2. Desarrollo de alimentos de humedad intermedia importantes para Iberoamérica.

Subproyecto frutas y hortalizas. Programa de Ciencia y Tecnología para el

Desarrollo CYTED-D. México. 1991.

3. (www.solucionespracticas.org.pe/.../pdf/fichatecnica6- laboracion%20de%20fruta

%20confitada.pdf)



1. Explique las formas de obtener azúcar invertido

Se obtiene a partir de la hidrólisis del azúcar común (Sacarosa). Esta hidrólisis puede llevarse a cabo mediante tres métodos:

I. Por enzima invertasa, II. Por acción de un ácido a temperatura elevada (esto suele sucede

espontáneamente durante el almacenamiento de jugos de fruta) III. Pasando la solución por resinas sulfónicas. Para ejemplificar, tomemos el

caso de hidrólisis por acción de un ácido. Se prepara un almíbar (jarabe de sacarosa) y se lo acidifica utilizando ácido cítrico. Como resultado de esto, se elimina un puente de oxígeno, transformando la solución acuosa de sacarosa en una solución acuosa de glucosa + fructosa Cuando reduce su temperatura a 80ºC se neutraliza el pH con bicarbonato de sodio. Esto genera una efervescencia.

2. Mencione los principales colorantes permitidos en la elaboración de frutas confitada.

E100 Cureumina E 120 Ac. Carmínico E 104 Amarillo de quinoleina


http://es.wikipedia.org/wiki/Efervescencia

http://es.wikipedia.org/wiki/Bicarbonato_de_sodio

http://es.wikipedia.org/wiki/PH

http://es.wikipedia.org/wiki/Fructosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Glucosa

http://es.wikipedia.org/wiki/%C3%81cido_c%C3%ADtrico

http://es.wikipedia.org/wiki/Alm%C3%ADbar

http://es.wikipedia.org/wiki/Sacarosa

http://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3lisis

Informe 1 - Fruta Confitada

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