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  • TEMA:

    ESTUDIO DEL EFECTO DE LA DESHIDRATACIN OSMOTICA COMO PRETRATAMIENTO PARA EL

    PROCESO DE SECADO POR AIRE EN PIA (ANANAS COMOSUS) DE VARIEDAD MILAGREA O PEROLERA

    INTRODUCCIN

    La pia de la variedad Milagrea o Perolera, es una de las frutas que posee

    una alta sobreoferta en el Ecuador. En el ao 1999 se reportaron 1617 TM de

    rechazo del total cosechado. Por este motivo se busc bajo este estudio la

    forma adecuada de aprovechar esta fruta de manera que pueda ser

    consumida tan fresca y directa como sea posible.

    El mtodo ms sencillo de procesamiento aplicable es el secado por aire.

    Lamentablemente, el secado produce alteraciones en las caractersticas

    organolpticas intrnsecas del producto, tales como: color, olor, sabor,

    textura, produce descomposicin trmica, oxidacin, y pardeamiento

    enzimtico. Para mejorar los problemas tecnolgicos comunes del secado,

    basndose en estudios realizados en pases en vas de desarrollo, se aplic

    una tcnica muy sencilla y de muy bajo costo. Esta tcnica es conocida como

    deshidratacin osmtica.

    La deshidratacin osmtica ha sido objeto de muchas investigaciones de

    mejoras en procesos convencionales, como pre-tratamiento reduce el

    contenido de agua cuando incrementa el contenido de slidos solubles, es

  • 2

    decir es la interaccin entre la fruta y una solucin osmtica. El producto

    semifinal no es estable desde el punto de vista de conservacin, pero

    combinado con secado disminuir los efectos negativos del mismo sobre el

    producto final. El objetivo principal de esta tesis es estudiar el efecto de la

    temperatura y concentracin de la solucin osmtica sobre la transferencia

    de masa durante el proceso, y comprobar si este pre-tratamiento influir de

    manera positiva en la calidad.

  • CAPITULO 1

    1. GENERALIDADES

    1.1. Materia Prima

    La pia (Ananas Comosus) es originaria de Sudfrica Tropical y

    Subtropical donde crece en forma salvaje. Este fruto es

    ampliamente reconocido por sus propiedades diurticas y

    desintoxicantes. Posee forma oblonga o cnica; color verdoso

    amarillento, rojizo o amarillo anaranjado, segn la variedad y el

    estado de madurez.

    El fruto pertenece al grupo de los mltiples, pues est formado por

    la fusin de todos los carpelos de la inflorescencia. La planta no

    puede reproducirse sexualmente, porque el fruto es abortivo, es

    decir, que no llega a formar semillas.

  • 4

    La pia se desarrolla en regiones que poseen clima clido y suelos

    francos arcillosos, cidos ( de pH ptimo entre 5.0 y 6.0) y bien

    drenados. Por lo general, no necesita riego cuando la lluvia anual

    alcanza de 1.000 a 1.500 milmetros, requiere mucha luz y calor, su

    crecimiento depende de la temperatura a la que se encuentre. El

    rango de temperatura ptimo es de 24-29 C, por debajo del mismo

    se retarda o inhibe el crecimiento.

    La poca de cultivo de pia es de diciembre hasta abril cuando el

    clima y suelo se encuentran en las condiciones adecuadas de

    humedad.

    FIGURA 1.1 Pia (Ananas Comusus-Perolera)

    Ecuador posee condiciones geogrficas favorables para el cultivo

    de la pia, pues posee un clima tropical seco y tropical hmedo, con

    una temperatura que oscila entre los 20-27 C en las regiones litoral

    y oriental. La pia es uno de los productos no tradicionales ms

    populares en el pas y compite con el tradicional banano, con el

  • 5

    mango, la papaya, y la naranja por ser uno de los frutos favoritos de

    los ecuatorianos, no solo debido a sus propiedades fsicas, sino,

    que adems posee un alto valor nutricional como apreciamos en la

    Tabla 1.

    TABLA 1

    VALOR NUTRICIONAL Por cada 100 g de parte comestible de pia

    Caloras 38

    Carbohidratos 9,8 gr

    Protenas 0,4 gr

    Calcio 10,0 mg

    Fsforo 5,0 mg

    Hierro 0,4 mg

    Tiamina 0,08 mg

    Vitamina A 5,0 mg

    Ac.Ascrbico 19,9 mg

    Fuente: Anlisis de Alimentos-ACRIBIA Las variedades ms comercializadas en Ecuador son: Cayenne

    (Smooth Cayenne), Golden Sweet o variedad super dulce, tambin

    conocida como la variedad MD2 por la multinacional DOLE.

    Entre las principales zonas de cultivo en Ecuador, se encuentran las

    provincias de El Oro (Huaquillas, Pasaje, Arenillas), Guayas

    (Milagro, Yaguachi, Naranjito), Pichincha (Santo Domingo),

    Esmeraldas (Quinind, San Lorenzo) y Manab (Portoviejo, Chone).

  • 6

    Una de las razones de la expansin de este cultivo es su alto

    consumo como fruta fresca y en la industrializacin de rodajas, en

    conservas, trozos y rodajas IQF, jugos y polvo deshidratado (1),

    entre otros.

    Se estima que en Ecuador, hasta 1999 existan alrededor de siete

    mil hectreas de cultivo de dicha fruta, las mismas que con un

    rendimiento promedio de 15-20 TM por hectrea como se muestra

    en la tabla 2. Este hectaraje di lugar a una cosecha de 124 mil TM.

    En el ao 2000 la produccin alcanz un nivel de 120 mil TM, en

    una superficie de siete mil hectreas1.

    En la provincia del Guayas hasta 1999 se obtuvieron 3.470

    Hectreas cosechadas como se muestra en la tabla 2. Este

    hectaraje result de la siembra de 4.470 hectreas de los

    principales cantones productores.

    La productividad y tamao del fruto de los cultivos en Ecuador

    depende del manejo de las fincas, es decir del hectaraje y de la

    tecnificacin. La productividad media del pas se ubica en veinte

    TM por hectrea.

  • 7

    En el mercado nacional, se consume la pia tipo Perolera o

    Milagrea, variedad originaria del Brasil. Su fruto est destinado

    al consumo local en fresco. Esta variedad tiene corazn grueso y

    pulpa blanca, caracterstica que la hace poco utilizada para la

    industrializacin, y que actualmente presenta ms sobreoferta

    debido al ingreso al mercado del hbrido MD-2 que presenta

    mejores caractersticas para ser procesada y exportada.

    TABLA 2

    ESTIMACIN DE LA SUPERFICIE SEMBRADA Y COSECHADA

    DE LA VARIEDAD PEROLERA EN LA PROVINCIA DEL GUAYAS

    EN 1999

    Fuente: Direccin Provincial Agropecuaria del Guayas

    Elaborado por: CIC-CORPEI

    1 Ministerio de Agricultura y Ganadera

    CANTONES SEMBRADA COSECHADA

    Ha Ha

    Empalme 2.800 1.800

    Milagro 800 800

    Naranjito 600 600

    Chongon 150 150

    Sta.Elena 80 80

    Balzar 40 40

    Salitre 0 0

    Yaguachi 0 0

    Daule 0 0

    Naranjal 0 0 TOTAL 4.470 3.470

  • 8

    TABLA 3

    ESTIMACIN DE LA SUPERFICIE SEMBRADA Y COSECHADA,

    PRODUCCIN, VENTAS Y RECHAZO DE PIA DE LA

    VARIEDAD PEROLERA

    CULTIVOS SUPERFICIE(Ha) PRODUCCION VTAS RECHAZO

    PLANTADA COSECHADA TM TM TM

    SOLO 4.532 2.862 47.862 46.304 1.558

    ASOCIADO 1.218 806 645 586 59

    TOTAL 5.750 3.668 48.507 46.890 1.617

    Fuente: III Censo Nacional Agropecuario CORPEI

    Como podemos observar en la tabla 3 el rechazo estimado de pia

    de la variedad Perolera es de 1.617 TM/ao cifra que simboliza una

    prdida significativa de este fruto en fresco por el consumo

    competitivo de otras variedades sin industrializar. De manera que,

    es evidente que, por dicha razn, se investigue una nueva

    alternativa de produccin que este al alcance de nuestra tecnologa,

    que no encarezca al producto, y por supuesto sea del agrado del

    consumidor ajustndose a sus necesidades (2).

  • 9

    1.2. Deshidratacin Osmtica

    La Deshidratacin Osmtica es un proceso que ha sido estudiado

    por ms de 35 aos y que en la actualidad est siendo estudiada y

    aplicada en pases en desarrollo, basndose en los resultados

    obtenidos por varios autores (Raoult-Wack et al., 1989 (3); Pedro

    Fito et al., 1994 (4)) y debido a sus potenciales aplicaciones

    industriales.

    La Deshidratacin Osmtica es considerada como un pre-

    tratamiento o un complemento a las tcnicas convencionales de

    procesamiento, que consiste en la remocin parcial del agua

    mediante la inmersin de un alimento en una solucin hipertnica

    (ajustada a las propiedades fsico- qumicas del alimento), con el

    objetivo de producir dos efectos principales: flujo de agua desde el

    producto hacia la solucin hipertnica y simultneamente flujo de

    solutos hacia el interior del alimento. Solutos que pueden ser

    agentes reductores de la actividad de agua, as como tambin,

    ingredientes o aditivos, antioxidantes o sustancias que adicionen al

    alimento valor nutricional y sensorial (5).

  • 10

    Esta tcnica, al ser aplicada en productos frutihortcolas, permite

    reducir su contenido de humedad hasta en un 50% en base

    hmeda, lo que nos muestra que no lograremos obtener un

    producto estable para su conservacin, pero que permitir obtener

    despus del secado por aire o congelacin, un producto final con

    buena calidad organolptica y que cumple con los requerimientos

    de productos saludables y verstiles.

    Los productos obtenidos con el proceso de deshidratacin osmtica

    y posterior secado son del tipo snack, o ingrediente de panadera.

    Mecanismo de Deshidratacin

    Fito en 1994 (6) cit que la transferencia de masa en la

    deshidratacin osmtica de las clulas de los alimentos como

    frutas y vegetales envuelve algunos fenmenos fsicos. Los

    fenmenos o mecanismos de transporte son conocidos como

    smosis, difusin y mecanismo hidrodinmico de penetracin de

    slidos. Estos procesos ocurren simultneamente.

    El mecanismo hidrodinmico de penetracin de slidos se debe

    principalmente a los diferenciales de presin producidos en los

  • 11

    poros del producto (7). La smosis es el traspaso de la solucin

    osmtica a travs de la pared celular (8). Con este mecanismo se

    genera una diferencia de potencial qumico efectuando una

    transferencia de agua a travs de la membrana celular. El tercer

    proceso es la difusin de agua y slido que siguen la segunda ley

    de Fick.

    La prdida de agua durante la deshidratacin osmtica se divide en:

    perodo de alta velocidad constante de prdida de agua que dura

    aproximadamente 2 horas seguido del perodo de velocidad

    decreciente que va de 2 a 6 horas en promedio (9).

    Los principales factores que intervienen en los procesos de

    eliminacin de agua- ganancia de soluto son:

    o Tipo de solucin

    o Tipo de tejido celular (porosidad)

    o Temperatura de la solucin osmtica

    o Concentracin de la solucin

    o Proporcin alimento-solucin

    o Tamao del Alimento

    o Forma del Alimento

  • 12

    o Tiempo de inmersin

    o Agitacin

    o Presin a la que se encuentre la solucin

    En el mecanismo que se explicar a continuacin (basado en la

    figura 1.2) se considera que la membrana celular es

    semipermeable, entonces se establece que la transferencia de

    agua, sales y azcares naturales a travs de ella hacia el espacio

    extracelular, es posible gracias al Transporte Transmembranario

    Plasmtico, TTP; mientras que la transferencia hacia una clula

    adyacente ocurre gracias al Transporte Transmembranario

    Simplstico, TTS. Una vez que el agua y los constituyentes

    naturales alcanzan los espacios extracelulares, se transfieren hacia

    la solucin osmtica. A su vez, los solutos de la solucin osmtica

    se transfieren hacia el producto mediante un mecanismo semejante

    pero de direccin opuesta, dicho mecanismo es el Transporte

    Difusional-Convectivo, TDC (10).

    Como la pared celular es permeable a la mayora de los solutos

    utilizados en la deshidratacin osmtica, el espacio comprendido

    entre la membrana celular y la pared celular tambin es

  • 13

    considerado como espacio intercelular en el modelado matemtico

    de la deshidratacin osmtica.

    FIGURA 1.2 MECANISMO DE DESHIDRATACIN OSMTICA

    Ventajas de la Deshidratacin Osmtica como pre-

    tratamiento

    En los vastos estudios que se han realizado de Deshidratacin

    Osmtica (11) se ha determinado que soluciona algunos de los

    MEMBRANA SEMIPERMEABLE

    SOLUCIN HIPERTNICA

    SOLUTO

    FRUTO

    CLULA

    AGUA

    ESPACIO INTRACELULAR

    TTP

    TTS

    TDC

  • 14

    problemas tecnolgicos que se presentan en las operaciones

    unitarias tradicionales.

    Se ha comprobado que con la Deshidratacin Osmtica se llega a

    una prdida de peso de hasta el 50 %. La Deshidratacin Osmtica

    adems, tiene la ventaja de no usar altas temperaturas para

    llevarse a cabo evitando de esta manera el sabor a cocido que

    aportan otros tratamientos trmicos, incrementa la retencin de

    sustancias voltiles, promueve la estabilizacin del color, y reduce

    las reacciones de pardeamiento enzimtico oxidativo (12).

    El proceso es atractivo desde el punto de vista econmico, debido a

    que, como pre-tratamiento, disminuir considerablemente el tiempo

    de los procesos unitarios ya conocidos (secado, congelacin,

    refrigeracin, liofilizacin, entre otros) para el desarrollo de un

    producto mnimamente procesado, reduciendo de esta manera la

    cantidad de energa requerida para su realizacin.

    Orientndose un poco ms al objetivo de la tesis las ventajas

    aplicando la deshidratacin osmtica como tratamiento previo al

    secado convencional especficamente sern:

  • 15

    o Reducir la prdida de sustancias voltiles, que son los

    principales compuestos del aroma.

    o Mejorar la textura y estructura celular.

    o Incrementar la estabilidad del color, inhibiendo

    reacciones capaces de producir pardeamiento.

    o Reducir el endurecimiento superficial.

    o Reducir el tiempo de tratamiento, ya que al estabilizar

    ms rpidamente la aw a un punto en que los

    microorganismos y reacciones responsables del

    deterioro no puedan desarrollarse. A su vez, esta

    ventaja har que disminuyan los costos de produccin

    en los que se incurren al reducir el consumo

    energtico, horas de trabajo, entre otros, con una

    inversin mnima.

    1.3. Fundamentos de Secado

    El secado es un proceso simultneo de transferencia de masa y

    calor que consiste en la separacin de un lquido de un slido por

    evaporacin (13). Los alimentos secos son ms concentrados que

    cualquier otra forma de producto alimenticio preservado (14).

  • 16

    Como proceso el secado posee mltiples ventajas frente a otras

    tcnicas convencionales debido a la reduccin considerable de

    peso y volumen. Entre ellas podemos nombrar por ejemplo el

    aumento de la vida til en el almacenaje, la reduccin en costos por

    almacenamiento, y la fcil manipulacin por transporte y

    distribucin. Y es debido a estas ventajas que se consider este

    proceso el ms adecuado para efectursele a la pia, obteniendo

    un producto novedoso y bastante prctico en comparacin a otras

    tcnicas.

    En el secado es importante establecer la estructura del slido, ya

    que, es ella la que determinar el mecanismo por el cual ocurre la

    circulacin interna del lquido, y que adems, nos ayudar a

    estudiar la cintica del proceso para poder establecer la diferencia

    entre un producto seco a otro seco previamente deshidratado

    osmticamente.

    Tambin es importante considerar la porosidad e higroscopa del

    slido ya que no hay dos estructuras similares, y estas

    caractersticas determinarn el tiempo de exposicin al calor, la

    temperatura a utilizar y el tratamiento previo en el caso de utilizarse.

  • 17

    Los procesos fundamentales y que ocurren simultneamente en el

    secado son:

    o Transmisin de calor para evaporar el lquido,

    transferencia que puede generarse por conduccin,

    conveccin, radiacin o combinacin de estos.

    o Transmisin de masa en forma lquida o vapor dentro

    del slido y como vapor desde la superficie.

    Mecanismo Interno de Secado

    Los mecanismos que pueden ocurrir en el secado son:

    * Difusin ( slidos homogneos continuos)

    * Flujo Capilar ( slidos granulados y porosos)

    * Flujo provocado por gradiente de presin y

    concentracin.

    * Flujo producido por gravedad

    * Flujo provocado por una consecuencia de

    vaporizacin y condensacin.

  • 18

    Perodos de Secado

    Cuando graficamos los datos obtenidos experimentalmente

    expresados en velocidad de secado contra tiempo, observamos,

    tres perodos bien definidos que son como observamos en la figura

    1.3:

    * Perodo de calentamiento del slido (A-B)

    * Perodo de velocidad constante (B-C)

    * Perodo de velocidad decreciente (C-D)

    El perodo de velocidad constante o perodo (B C) representado

    en la figura 1.3 entre, se produce en corto tiempo, y en este el agua

    se evapora libremente desde la superficie del slido por

    mecanismos de difusin. Dicho perodo se caracteriza por el

    movimiento de la humedad dentro del slido de forma acelerada

    con el fin de mantener una condicin saturada en la superficie. El

    perodo de velocidad constante, es en el que se produce la mayor

    parte del secado.

    El perodo de velocidad decreciente o perodo (C-D), es muy

    complejo ya que son varios los mecanismos que estn

  • 19

    involucrados en el mismo, mecanismos que se enlistarn a

    continuacin:

    o Movimiento del lquido por fuerzas capilares

    o Difusin del lquido

    o Difusin superficial

    o Y finalmente, difusin agua-vapor

    FIGURA 1.3 PERODOS DE DESECACIN

    Fuente: Deshidratacin de Alimentos, Barbosa G: Vega H.

    A

    A

    B C

    D

    Tiempo ()

    A

    B

    C

    D

    Contenido de humedad (base seca)

    a) Contenido de humedad en funcin del tiempo b) veloc. Desecacin en funcin del cont. humedad

    Tiempo ()

    A

    B C

    D

    a) veloc. desecacin en funcin del tiempo

  • 20

    La importancia del perodo de velocidad decreciente radica

    esencialmente en la eliminacin de la humedad ligada o adherida al

    interior del slido a tratar.

    Tipos de Secadores

    Los secadores se dividen en dos grandes grupos; los directos y los

    indirectos (15). Ambos grupos se encuentran a su vez subdivididos

    en continuos y por lotes.

    Dentro de los secadores continuos directos encontramos los de

    bandeja, de material dosificado en una capa, de transportador

    neumtico, rotatorios, por aspersin, de circulacin directa, de tnel

    y de lecho fluidizado.

    Como secadores por lotes directos encontramos a los de

    circulacin directa, de bandejas y compartimentos, y de lecho

    fluidizado.

    En el grupo de los continuos indirectos existen secadores de

    cilindro, de tambor, de transportadores de tornillo, de tubo de

    vapor, de bandejas vibradoras, tipos especiales, y finalmente se

  • 21

    encuentra dentro de los secadores indirectos por lotes; secadores

    de aspas agitadas, secadores por congelacin, secadores

    rotatorios al vaco y secadores de bandejas al vaco.

    Para efectos de la investigacin, se seleccion para el proceso en

    estudio, el secador de bandeja por lote, puesto que a ms de

    adaptarse perfectamente a las caractersticas fsicas de la pia no

    es altamente especializado tecnolgicamente, es decir, este es

    muy sencillo en cuanto a manufactura y manipulacin se refiere.

    1.3.1. Secado en Bandeja

    El secado en bandeja es una tcnica ampliamente utilizada

    nica y exclusivamente para materiales granulares. Este

    proceso se caracteriza por la circulacin de aire caliente en

    un sistema de circuito cerrado, donde el producto hmedo

    se encuentra en contacto directo con bandejas removibles

    de fondo perforado.

    Este equipo consiste bsicamente de una cmara o cabina

    aislada trmicamente que contiene el aire que se circula

    internamente por medio de un ventilador, dotado tambin de

  • 22

    un intercambiador de calor por el que pasa el aire y despus

    a travs de ventanas ajustables, se dirige el mismo

    horizontalmente entre las bandejas y la capa superficial del

    producto. La velocidad o flujo de aire, temperatura y tiempo

    es controlada por dispositivos que el equipo posee. Los

    calentadores de aire pueden trabajar directamente con

    gases de combustin de hornos, por vapor vivo en forma de

    radiadores o con resistencias elctricas en los modelos ms

    pequeos.

    La temperatura del aire utilizada para los procesos de

    secado no deben sobrepasar los 100 C en alimentos, por

    tratarse de tejido biolgico. Y especficamente refirindonos

    a frutas y verduras la temperatura no debe sobrepasar los

    75 C.

    La construccin y mantenimiento de estos equipos es

    relativamente barato, y su uso es bastante flexible. Sus

    principales desventajas son la baja capacidad de produccin

    y la no uniformidad del contenido de humedad en el

    producto terminado que se obtiene en diversas partes del

    secador.

  • 23

    Muchas veces el producto sufre un fenmeno de

    contraccin, formacin de costra y deformacin.

    Otra desventaja muy destacada es tambin el alto costo de

    operacin de este tipo de secadores, debido a las prdidas

    en carga, descarga y mano de obra, lo cual se piensa

    reducir con el estudio de la eliminacin y el mejoramiento de

    la tcnica de secado con el tratamiento previo.

  • CAPITULO 2

    2. MATERIALES Y MTODOS

    Para la realizacin de la fase experimental del estudio del efecto de la

    deshidratacin osmtica en el secado en bandeja, primeramente, se

    seleccion tanto la materia prima a utilizar como los equipos pertinentes

    para el proceso. A continuacin se explica detalladamente como se

    evaluaron los materiales idneos.

    2.1. Materiales

    2.1.1. Caracterizacin de la Materia Prima

    La pia (Ananas Comosus) de la variedad Milagrea o

    Perolera, que fue adquirida en los mercados locales, debi ser

    primeramente evaluada con una prueba de manipulacin para

    determinar en que da desde su cosecha esta posee las

  • 25

    caractersticas requeridas para ser procesada. Entre las

    caractersticas ms importantes se consideraron la firmeza al

    corte y los Brix o contenido de azcar.

    Es as como se obtuvo la tabla 4 que se muestra a

    continuacin y que nos provee de la siguiente informacin:

    TABLA 4

    ESTADOS DE MADUREZ DE LA PIA A 28 C

    DA 1 DA 2 DA 3

    DA 7 DA 6 DA 5

    DA 4

    Da 1: 11 0.1 Brix- muy firme al corte

    Da 2:11.2 0.1 Brix-Firme al corte

    Da 3: 11.4 0.1 Brix- Medianamente firme al corte

    Da 4: 11.6 0.1 Brix -ligeramente firme

    Da 5: 11.8 0.1 Brix- Ligeramente suave

    Da 6: 12.0 0.1 Brix-Suave al corte

    Da 7: 12.2 0.1 Brix- Muy suave al corte

    Fruta completamente verde

    Trazas amarillas dentro de los ojos del fruto

    Color amarillo ms claro dentro de los ojos

    La mayora de los ojos muestran color amarillo

    Trazas de verde rodeando los ojos

    Trazas de verde en todo el fruto

    Fruto completamente amarillo

  • 26

    A partir de este estudio y considerando que la pia es una

    fruta no climatrica, se determin que la pia si puede ganar

    despus de su cosecha hasta 1 Brix durante 7 das para

    luego ingresar en un perodo de fermentacin de los azcares

    y adems de perder hasta un 4% de humedad en este lapso,

    lo que ejerce un cambio en su textura.

    Es as, que en base al esquema presentado se seleccion

    como apta a la pia del da uno por tener firmeza en el corte y

    por poseer menor cantidad de azcar de tal manera que no se

    modifique drsticamente el sabor y dulzor original de esta con

    la inmersin en la solucin de agente osmtico durante la

    deshidratacin osmtica.

    Para la deshidratacin osmtica se caracteriz el agente

    osmtico a utilizar, este deba ajustarse a las propiedades

    organolpticas del fruto a tratar, es por esto que aplicando

    dicho requerimiento se eligi al azcar comn para la

    preparacin de la solucin, pues esta es un excelente reductor

    de agua. Adems es muy comercializada en el pas a un

    costo muy bajo en relacin a los otros agentes que se ajustan

    como la glucosa.

  • 27

    2.1.2. Equipos

    Los equipos, instrumentos, materiales y reactivos utilizados

    durante la experimentacin fueron los siguientes:

    Para la elaboracin de Isotermas de Desorcin

    o Balanza Analtica Modelo AB-104 METLER

    TOLEDO.

    o Recipientes plsticos pequeos con tapa.

    o Estufa Mermmet Modelo UM-500.

    Dentro de los materiales utilizados tenemos:

    o Agua destilada.

    o Sales

    SALES Aw 25-30 C

    K2SO4 0.97

    KNO3 0,94

    KCl 0.843

    NaCl 0.75

    K2CO3 0.44

    KC2H3O2 0.23

    Na(OH) 0.0758

  • 28

    Materiales utilizados:

    o Cestilla de Aluminio.

    o Papel filtro Wathman No. 10.

    Para el proceso de Deshidratacin Osmtica se

    requiri de:

    Materiales como:

    o Cortadores de Acero Inoxidable para corazn y

    troceado en cubos de 1.5 cm x 1.5 cm

    o Recipientes plsticos con malla

    o Agitador de vidrio.

    o Jarra Plstica Capacidad 4 Litros

    o Mortero.

    o Pipetas Pasteur.

    Equipos:

    o Estufa Mermmet Modelo UM-500

    o Termmetro con rango de temperatura entre 0

    y 100 C.

  • 29

    o Refractmetros modelo RHB 32ATC para

    medicin de 0 a 32 Brix, de 28 a 62 Brix y

    de 45 a 82 Brix.

    o Bao Mara Fanem Modelo BM 100 Serie

    MU4124 Ajuste de T (C) 28/37/56,

    Temperatura Mxima 60 C.

    o Cronmetro para Laboratorio.

    o Balanza digital KERN kb Peso mximo 610 g,

    d=0.01 g.

    (Ver equipos en Apndice A)

    Los equipos y materiales utilizados en el Secado

    en Bandeja

    o Malla para secado

    o Secador Modelo 645 Blower Motor 1/6 hp,

    T=15-325 C, velocidad de aire= 1-9 m/s,

    vatios=230, total watts=4800, Amperios= 21.3,

    Frecuencia=60, fase=1.

    o Balanza gramera OHAUS, capacidad= 1250 g

    o Selladora al Vaco Food Saver

    o Medidor de flujo marca ALNOR (ft/min)

  • 30

    (Ver equipos Apndice B)

    Los materiales y equipos necesarios para la

    realizacin de los Anlisis Bromatolgicos fueron:

    Para prueba de Humedad

    o Balanza Analtica Modelo AB-104 METLER

    TOLEDO.

    o Estufa Mermmet Modelo UM-500.

    Materiales:

    o Crisoles de Aluminio claramente identificados.

    o Equipo desecador con Silica gel.

    o Pinzas de Laboratorio.

    Para prueba de Ceniza

    o Balanza Analtica Modelo AB-104 METLER

    TOLEDO.

    o Mufla 1500 FURNACE 600 C

  • 31

    o Crisoles de Porcelana debidamente

    identificados.

    o Pinzas de Laboratorio.

    o Desecador con Silica Gel.

    (Ver equipos Apndice C)

    Los materiales y equipos utilizados para la

    determinacin de los anlisis Fsicos fueron:

    Para Color

    o Cartilla de Color-PANTONE (Referencia de

    color interno Pia)

    (Ver cartilla Apndice D)

    Para Rehidratacin

    Reactivos:

    o Agua Destilada.

    Materiales

    o Pinzas de Laboratorio.

  • 32

    o Cronmetro de Laboratorio.

    Equipos:

    o Balanza digital KERN kb Peso mximo 610 g,

    d=0.01 g.

    Observacin Microscpica de tejidos

    o Porta objeto y cubre objeto de vidrio

    o Televisor 29 pulgadas, color negro, sonido

    estreo, pantalla plana, Marca Sony.

    o Estreo microscopio Objetivo: 2x/4x MOTIC

    Series ST-39C-N960 02/02.

    o Video Flex, Ken-a-vision, Series 7000.

    Reactivo:

    o Azul de Metileno para tincin del tejido.

    Anlisis Sensorial

    Materiales:

    o Muestras del producto.

  • 33

    o Recipientes para Muestra.

    o Biombo separador para la mesa anlisis.

    o Vasos con Agua.

    o Hojas de calificacin y de respuesta.

    Jueces/Consumidores:

    o Jueces no calificados, consumidores

    potenciales de pia.

    (Ver hoja de calificacin Apndice E)

    2.2. Metodologa

    2.2.1. Isotermas de Desorcin

    Las Isotermas de Desorcin se realizaron por el mtodo

    gravimtrico o isopistico que se basa especficamente en la

    determinacin del contenido de humedad de la muestra

    despus de alcanzar el equilibrio.

    La humedad de equilibrio se obtiene mediante el siguiente

    procedimiento:

  • 34

    1. En los recipientes plsticos se elaboraron soluciones

    saturadas de cada sal enlistada en los materiales,

    mantenindolas a una distancia prudencial de la cestilla

    que se ubicar sobre estas. Se cerr el recipiente

    hermticamente para evitar el ingreso de la humedad del

    ambiente.

    2. Se equilibr la saturacin de las soluciones durante

    aproximadamente 3 das.

    3. Se tom el peso de la cestilla y se revis peridicamente

    durante aproximadamente 3 das hasta alcanzar el

    equilibrio del sistema.

    4. Se introdujeron 2 gramos de muestra para cada sistema

    debidamente equilibrado y se pes diariamente hasta

    alcanzar el equilibrio en el sistema nuevamente.

    5. Finalmente se realizaron los clculos pertinentes con las

    frmulas que se muestran a continuacin:

    100**

    %f

    ii

    P

    StPST (2.1)

    Donde:

    %ST= Porcentaje Slidos totales

    Pi= Peso inicial muestra

  • 35

    Sti= Slidos totales iniciales

    Pf= peso final muestra

    STOH %100% 2 (2.2)

    Donde:

    %H20= porcentaje de agua final

    %ST= porcentaje de slidos totales

    Para hallar la humedad en base seca a utilizar para la

    representacin grfica vs aw utilizamos la sgt. Ecuacin:

    OH

    OHX

    2

    2

    %100

    % (2.3)

    Donde:

    X= humedad en base seca (kg de agua/ kg slido seco)

    %H2O= % humedad

    Dicha ecuacin finalmente nos ayudar a realizar la curva

    BET que bsicamente sirve para encontrar la humedad en

    la cual el producto es ms estable a los procesos

  • 36

    enzimticos, microbiolgicos y oxidativos que ocurren en el

    producto a travs del tiempo. Esta curva se obtiene a partir

    de las sgts. frmulas:

    Xa

    am

    w

    w

    *)1( (2.4)

    Donde:

    m= valor de la pendiente

    aw=actividad de agua del soluto

    X= humedad base seca

    ma

    X m1

    (2.5)

    Donde:

    Xm= humedad monocapa BET

    a= intercepto

    m= pendiente

  • 37

    De igual manera se obtendr el valor de humedad en la que

    se encuentre el producto ms estable a los procesos

    deteriorativos por medio de la ecuacin GAB (Modelo de

    Guggenheim-Anderson-de Boer), misma que es una

    extensin de la ecuacin de BET. Este valor mucho ms

    exacto se obtendr a partir del programa Origin 6.0 que

    trabaja con sta ecuacin.

    El modelo GAB se expresa como:

    )1)(1( www

    w

    m

    e

    CKaKaKa

    CKa

    X

    X (2.6)

    RT

    HHcC nmexp (2.7)

    RT

    HHkK

    npexp (2.8)

  • 38

    Donde:

    c y k= factores de acomodacin entrpica

    Xe= humedad de equilibrio

    Xm= humedad de monocapa

    Hm= entalpa molar de adsorcin de la monocapa

    Hn=entalpa molar de adsorcin de la multicapa

    Hp= entalpa molar de evaporacin del agua lquida.

    T= temperatura

    R= constante universal de los gases

    C y K= constantes entrpicas

    2.2.2. Deshidratacin Osmtica como pre-tratamiento de secado

    Primeramente se realizaron las soluciones del agente osmtico

    seleccionado que fue el azcar comn o sacarosa. Las

    soluciones se elaboraron en concentraciones de 40, 50 y 60

    Brix y cada una de ellas fue sometida a una temperatura de

    solucin de 35 y 55 C en recipientes con malla (debidamente

    rotulados), mantenidos en equilibrio con el uso de una estufa

    regulada a una temperatura de 65-70 C.

  • 39

    Cabe recalcar que estas concentraciones y temperaturas fueron

    seleccionadas a partir de estudios realizados en pia en otros

    pases.

    Luego se troce la pia con el cortador de acero inoxidable en

    cubos de 1.5 cm x 1.5 cm para efectos de uniformidad en el

    estudio de prdida de agua y ganancia de slidos. Estos trozos

    obtenidos fueron inmediatamente sumergidos en las soluciones

    estabilizadas en una relacin 1:4 fruta:solucin.

    Este proceso se realiz durante 6 horas, en las cuales se

    tomaron datos de peso y Brix de muestra por duplicado, cada

    10 minutos durante las primeras dos horas, en donde la

    velocidad de transferencia es mayor y cada 30 minutos en las

    cuatro horas restantes.

    Finalmente con los datos obtenidos se realizaron los clculos

    pertinentes de prdida de peso, prdida de agua, ganancia de

    slidos, y contenido en gramos de agua y slidos, para de esta

    manera determinar el tiempo en que la deshidratacin osmtica

    debe realizarse para luego proceder al secado.

  • 40

    Para determinar la prdida de agua se utiliz la sgt. ecuacin:

    100*)*()*(

    o

    ftoo

    twP

    hPhPM (2.9)

    Donde:

    Mwt= Prdida de agua

    Po=peso inicial de la muestra

    ho= fraccin humedad inicial

    Pt= peso en un tiempo t

    hf= fraccin de humedad en tiempo t

    Para el clculo de la ganancia de slidos se utiliz la frmula

    que a continuacin se muestra:

    100*)*()*(

    o

    oottst

    P

    SPSPM (2.10)

    Donde:

    Mst= Ganancia de slidos

  • 41

    Pt= Peso muestra en tiempo t

    St= fraccin de slidos totales en el tiempo t

    Po= Peso muestra inicial

    So= fraccin de slidos totales inicial

    Para determinar el contenido de agua y slidos presente en las

    muestras se utiliz la sgt. frmula:

    hPtAguag *)( (2.11)

    Donde:

    Pt= peso de muestra en el tiempo t

    h= fraccin de humedad en el tiempo t

    StPtslidog *)( (2.12)

    Donde:

    Pt= peso muestra en el tiempo t

    St= fraccin slidos totales en el tiempo t

  • 42

    2.2.3. Secado en Bandeja

    Para este procedimiento se debieron establecer los parmetros

    a controlar durante el secado. La temperatura de aire elegida

    fue de 60 C, temperatura tomada como referencia al trabajo

    realizado en frutas con similares caractersticas.

    Otro de los parmetros controlados durante el experimento fue

    la velocidad de flujo de aire, que fue programada en 3.2 m/s,

    cabe recalcar que este parmetro fue regulado con el medidor

    de velocidad de aire marca ALNOR.

    Se tomaron muestras por duplicado claramente identificadas,

    tanto de pia fresca (sin tratamiento previo), as como de pia

    deshidratada osmticamente.

    Dichas muestras a continuacin fueron sometidas al proceso de

    secado por un tiempo de 8 horas. Pasado este tiempo se

    procedi a un tiempo de enfriamiento seguido de sellado al

    vaco para finalmente someterlas a estudios o anlisis

    bromatolgicos, fsicos y sensoriales.

  • 43

    Los datos obtenidos en el estudio fueron utilizados para hallar

    la velocidad de secado en cada perodo, y las frmulas

    utilizadas para el mismo fueron:

    Se obtienen primero la humedad de equilibrio, y la humedad

    libre.

    *XXX t (2.13)

    Donde:

    X= contenido de humedad libre (kg de humedad libre/ kg de

    solido seco)

    X* = contenido de humedad den equilibrio (kg de humedad en

    equilibrio/kg de slido seco)

    Xt= humedad en funcin del tiempo.

    Se sustituyen estos datos en la frmula de velocidad de

    secado:

    dt

    dX

    A

    LR s (2.14)

    Donde:

  • 44

    R= velocidad de secado kg de Agua/h m 2

    Ls= kg de slido seco usado

    A= rea superficial expuesta (m2)

    2.2.4. Anlisis Bromatolgicos

    Los mtodos bromatolgicos utilizados se basaron en los

    procedimientos de la AOAC que se detallan seguidamente.

    Prueba de Humedad

    Basada en el mtodo AOAC (1980) 22.013 para determinacin

    de la humedad en frutas secas. Este es ampliamente utilizado

    para control en frutas frescas, frutas secas, pulpa, jaleas y

    mermeladas.

    1. Se homogeniza la muestra

    2. Se pesan muestras de aproximadamente 2 g en platos

    de metlicos.

  • 45

    3. Se someten a una temperatura de 70 C por 2 horas.

    4. Se enfran las muestras y se pesa nuevamente, se

    aplican las frmulas y clculos respectivos.

    100*HCHCM

    HFHCMH (2.15)

    Donde:

    H= % de humedad

    HF= Peso final del recipiente

    HCM= Peso del Crisol ms muestra

    HC= Peso del recipiente vaco

    Prueba de Cenizas

    Basada en el Procedimiento AOAC 22.018 para determinacin

    de la materia insoluble.

  • 46

    1. Se pesa en crisoles de porcelana 20 g de muestra de

    fruta fresca que puede poseer menor igual a 3-4 g de

    material seco.

    2. Se seca a 70 C a presiones por debajo de los 100 mm

    Hg con toma de pesos cada 2 horas o se utiliza una

    estufa a 120 C por dos horas, seguidamente se lo

    enva a una mufla calibrada a 600 C.

    3. Finalmente se enfra, se pesa y se realizan los clculos

    pertinentes.

    100*%CCCCM

    CCCFCz (2.16)

    Donde:

    %Cz= porcentaje de cenizas

    CF= Peso muestra calcinada

    CC= Peso Crisol

    CCM= Peso del Crisol con muestra

  • 47

    Prueba para Obtencin de Slidos Solubles

    Basada en el mtodo AOAC 22.024 para determinacin de

    slidos solubles y se realiza leyendo con refractmetro, donde

    cada cifra ser igual a un porcentaje de slidos solubles

    presentes en la fruta.

    2.2.5. Anlisis Fsicos

    Color

    Se tom como referencia de la tabla de colores se tom la

    cartilla No. 11 de colores derivados del amarillo con cdigos

    del 824 al 676. con dichos colores se obtuvo una secuencia

    de comportamiento en el proceso de secado.

    Rehidratacin

    Se tomaron muestras representativas del proceso de

    secado con y sin tratamiento previo.

    1. Cada una de ellas fue pesada e identificada.

  • 48

    2. El poder de rehidratacin fue determinado realizando

    inmersiones por un minuto en 200 ml de agua

    destilada.

    3. Se procedi al drenaje del exceso de lquido y al

    pesado de las muestras.

    La rehidratacin se evalu por el porcentaje de ganancia de

    agua.

    Observacin Microscpica de tejidos

    A las muestras tomadas en los diferentes tiempos en el

    secado se les realiz una tincin con Azul de Metileno para

    identificar el cambio estructural a nivel de tejidos.

    Para documentarlo se fotografiaron los resultados, de

    manera que se pudiese determinar diferencias.

  • 49

    2.2.6. Anlisis Sensorial

    Se realiz una prueba de nivel de agrado para cada uno de los

    productos en anlisis, es decir el que fue sometido a la

    deshidratacin osmtica como tratamiento previo y al que no.

    Para esto se present una muestra de cada tipo, que fueron

    evaluadas en hojas de respuesta separadas, y cuya escala de

    referencia escogida fue la no estructurada para facilitar la

    comprensin del mecanismo a seguir.

    Los jueces escogidos fueron consumidores potenciales de la

    pia y no conocieron la problemtica de anlisis en estudio.

    Como Apndice se presenta tanto la hoja de respuesta como

    un ejemplo de llenado de la misma.

    Los datos recogidos del anlisis fueron posteriormente

    evaluados estadsticamente por medio de el mtodo Pareado y

    por la t de Student con probabilidad 0.05 y con grados de

    libertad n-1. Fueron 25 los jueces participantes de la

    evaluacin, por lo tanto los grados de libertad obtenidos fueron

    de 24.

  • 50

    2.3. Diagrama de flujo

    LAVADO

    11 Brix H=87.5 %

    35 C, 55 C 40, 50,60 Brix

    CORTE (15x15 mm) CALENTAMIENTO

    SECADO

    60 C

    FILTRADO

    Proceso de recuperacin

    Proceso

    AZCAR

    PIA Variedad Perolera

    AGUA

    SOLUCIN

    OSMTICA

    DESHIDRATACIN OSMTICA INMERSIN

    (RELACIN 1:4)

    JARABE

    PIA DESHIDRATADA

    OSMTICAMNETE

    Materia prima o

    Producto Terminado

    PIA SECA DESHIDRATADA

    OSMTICAMNETE

    PIA

    SECA

  • CAPITULO 3

    3. ANLISIS DE RESULTADOS

    Seguidamente de la etapa experimental los datos obtenidos fueron

    evaluados y exhaustivamente analizados, a fin de obtener los resultados

    que aprobarn o desaprobarn la hiptesis de que el producto mejorar

    en calidad organolptica sin perder su estabilidad en percha mediante el

    pre-tratamiento. Los respectivos resultados sern mostrados a

    continuacin.

    3.1. Isotermas de Desorcin

    Para obtener el valor de aw en el que el producto se encuentre ms

    estable a procesos de deterioro, se tuvo que recurrir a la utilizacin de

    las ecuaciones y grficas de la monocapa BET presentadas en el

    captulo dos. Para determinar en que rango de aw se encontraba la

    monocapa BET, se tomaron los datos obtenidos hasta alcanzar el

  • 52

    equilibrio, de los mismos se obtuvo el valor de %Solidos Totales, y el

    valor de Humedad en base seca con las ecuaciones 2.1, 2.2 y 2.3

    respectivamente.

    Con el uso de Origin 6.0, programa ajustado a la ecuacin de GAB,

    se obtuvieron las curvas que representan los datos antes obtenidos

    tanto para la pia en fresco como para la pia deshidratada

    osmticamente. El objetivo primordial de dicha grfica es obtener el

    contenido en humedad que representa tericamente la adsorcin en

    la primera capa de molculas de agua (punto a de la Isoterma),

    teniendo en cuenta las propiedades modificadas del agua adsorbida

    en la regin multicapa. Esta se denomina valor monocapa y est

    generalmente alrededor de una aw de 0.2-0.4 y por debajo de un

    contenido de humedad de 0.1 g de H2O/ g de slido.

    Como se observa en la figura 3.1 la isoterma posee forma curva, que

    es el tipo de isoterma de la mayora de los alimentos que poseen un

    alto porcentaje de azcar en relacin con los slidos totales. La

    isoterma se comporta entonces de tal forma igual a una del tipo 1,

    que es aquella que representa a los slidos cristalinos presentes en el

    producto, que al encontrarse en alto porcentaje hacen que el producto

    se manifieste de igual manera. Este producto no se comporta como

  • 53

    granos y cereales pues son otros los componentes mayoritarios de

    estos, y se comportan ms de forma sigmoidal.

    Las figuras 3.1. y 3.2 nos ayudan a obtener la aw en la que el

    producto ser menos vulnerable al deterioro interceptando el valor de

    humedad de la monocapa con la curva y descendiendo al eje de las

    ordenadas.

    Es entonces que a partir de dichas curvas en Pia Fresca obtenemos

    que el valor de la humedad en la monocapa representada por a ser

    de 0.0944 g H2O / g ss, e interceptando este valor de humedad con la

    curva se obtendr una aw de 0.2, lo que significa que es en este

    punto el agua est menos disponible para participar en las reacciones

    fsicas, qumicas y microbiolgicas (16).

    De igual manera se evalu la curva obtenida a partir de la pia

    deshidratada osmticamente, la forma de esta grfica como se

    observa en la figura 3.2 es ms curva an que la que representa a la

    pia fresca, esto se debe a que esta isoterma tambin es del tipo 1,

    que representa como se enunci a los productos cristalinos o con alto

    contenido de azcar.

  • 54

    0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

    0,0

    0,5

    1,0

    1,5

    2,0

    2,5

    3,0

    3,5Data: Data1_B

    Model: Gab

    Chi^2 = 0.06758

    R^2 = 0.95477

    a 0.0944 0.02435

    c 5.273E4 5.904E8

    k 0.9993 0.00748H

    um

    ed

    ad

    Base

    Seca

    g H

    2O

    /g s

    s

    Aw

    FIGURA 3.1. ISOTERMA OBTENIDA EN PIA FRESCA

    As mismo, la figura 3.2 representa a productos deshidratados

    osmticamente, como se ha comprobado en estudios anteriormente

    realizados por otros autores (17). La forma de esta grfica nos indica

    que la desorcin no fue necesario abastecerse de mucha energa

    para alcanzar valores de 0 g H2O / g ss.

    En este tipo de curvas ocurre que entre ms se van acercando a

    valores de aw por debajo de 0.3 los capilares pueden vaciarse, y

    mientras va finalizando la transferencia, la superficie de los poros

  • 55

    atrapan y mantienen agua internamente por debajo de la aw en la cual

    puede ser liberada.

    El valor de la humedad en la monocapa en pia deshidratada

    osmticamente, es de de 0.2195 g H2O /g ss. Interceptando este

    valor con la curva y bajando hacia las ordenadas se obtuvo que la aw

    que proveer de estabilidad al producto ser de 0.4. Es decir, en

    pocas palabras que a pesar de las curvas mostrar el mismo

    comportamiento, es mucho ms estable el producto de la

    deshidratacin Osmtica que el fresco.

    0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0

    0,5

    1,0

    1,5

    2,0

    2,5

    3,0

    3,5

    4,0

    4,5Data: Data1_B

    Model: Gab

    Chi^2 = 0.18503

    R^2 = 0.91602

    a 0.2195 0.0886

    c 1.978E40 7.116E45

    k 0.9729 0.02247

    Hu

    me

    da

    d B

    ase

    Se

    ca

    g H

    2O

    / g

    ss

    Aw

    FIGURA 3.2. ISOTERMA OBTENIDA EN PIA DESHIDRATADA

    OSMTICAMENTE

  • 56

    Observando el valor de aw obtenido en Pia fresca, se identific que

    se encuentra en el intervalo de 0

  • 57

    seco, estas molculas de agua estn ligadas ms dbilmente que las

    de la monocapa, pero de igual forma estar exenta de deterioro(19).

    Por tanto, las isotermas nos confirman que realizando el pre-

    tratamiento en cuestin no se necesitar reducir abruptamente el

    agua contenida para alcanzar la estabilidad del producto.

    3.2. Deshidratacin Osmtica

    Para seleccionar el proceso de deshidratacin osmtica ms

    apropiado para el posterior secado en bandeja se consider que el

    proceso de deshidratacin ideal es aquel en que el ingreso de solutos

    es mnimo, y en que la reduccin de peso y remocin de agua es

    mayor en un perodo de hasta 2 horas (9,12). Es decir, que el proceso

    deshidratacin que se busca obtener es aquel con el cual se reduce

    considerablemente la cantidad de agua existente en el producto sin

    alterar las caractersticas organolpticas propias del fruto.

    Como se enunci en el captulo 2, se realizaron estudios con

    soluciones de concentraciones 40, 50 y 60 Brix sometidas a

    temperaturas de 35 y 55 C cada una, de los cuales se obtuvieron

    resultados (mostrados en los Apndices F y G) que posteriormente

  • 58

    fueron representados grficamente y que se presentarn a

    continuacin para el anlisis de prdida de peso, agua y ganancia de

    slidos.

    Anlisis de Prdida de Peso

    Las grficas 3.1 y 3.2 obtenidas a partir de la ecuacin 2.9

    muestran claramente la influencia de la temperatura y la

    concentracin en la prdida de peso de los cubos de pia

    durante la deshidratacin osmtica.

    Realizando una comparacin de comportamientos entre

    concentraciones y temperaturas podemos observar

    primeramente que a 35C aun con concentraciones de 60 Brix

    (la ms alta en estudio) no se logra alcanzar una reduccin del

    50% del peso de agua en gramos en un tiempo de 6 horas, que

    en trminos de deshidratacin osmtica no es idneo pues

    producira un excesivo incremento de slidos dentro del

    producto y no cumplira con los principios del proceso.

  • 59

    GRFICO 3.1. PORCENTAJE PRDIDA DE PESO A 35 C

    DE FRUTA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE

    Por otro lado, analizando la prdida de peso a 55 C, se obtiene

    que aun a una concentracin de 40 Brix (la ms baja en

    estudio) se alcanza una reduccin de peso muy cercano al 50%

    en las dos primeras horas.

  • 60

    GRFICO 3.2. PORCENTAJE PRDIDA DE PESO A 55 C

    EN FRUTA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

    Con este anlisis se determin que la temperatura ms

    influyente es 55 C, pero con este estudio no se pudo aseverar

    que concentracin era la ms adecuada, para esto se debi

    plantear la manera en que afecta la concentracin a la prdida

    de agua e ingreso de solutos.

  • 61

    Anlisis de velocidad Prdida de Agua

    La prdida de agua durante la deshidratacin osmtica es

    calculada por la diferencia de la prdida de peso y la ganancia

    de solutos durante el pretratamiento (20).

    Esta es una importante variable debido a que refleja la

    proporcin de agua libre que va desprendiendo el producto con

    respecto al tiempo, y adems refleja la condicin ms favorable

    de proceso refirindonos en trminos de deshidratacin

    osmtica.

    Mediante las grficas que se presentan a continuacin se

    determin cual de las diferentes combinaciones de

    concentracin y temperatura es la que lograba eliminar la

    mayor cantidad de agua disponible como libre en el menor

    tiempo posible.

    Analizando los cambios producidos a 35 C , se evidenci que

    mientras mayor es la concentracin de la solucin, el

    porcentaje de prdida de agua a travs del tiempo ser mayor.

    Sin embargo tambin se observa que este incremento es

  • 62

    gradual, y que para alcanzar cantidades mayores a los 50 g en

    base seca se debe realizar un proceso con una duracin mayor

    a dos horas, que como se indic anterioremente no es

    recomendable.

    GRFICO 3.3 PRDIDA DE AGUA A 35 C EN FRUTA

    DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

  • 63

    GRFICO 3.4. PRDIDA DE AGUA A 55 C EN FRUTA

    DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

    Al contrario, el proceso con temperatura de 55C para las

    diferentes concentraciones logra reducir el tiempo de contacto

    de la solucin con el fruto, pues como se observa en el grfico

    an con una concentracin de 40 Brix se eliminan cerca de 50

    g de agua de la pia. Esto se debe especficamente a que la

  • 64

    temperatura eleva la presin ejercida en la superficie del

    producto. La presin genera que sus poros se dilaten logrando

    as volverla ms permeable y por ende, ms vulnerable a la

    transferencia de masa.

    El aumento de la temperatura produce una mayor velocidad de

    deshidratacin, debido a la mayor movilidad de las molculas y

    a la prdida de selectividad de la membrana.

    Es entonces que en base a este anlisis se considera ms

    idneo utilizar una temperatura de 55 C. Luego de esta etapa

    lo nico que falta evaluar para homologar temperatura y

    concentracin es obtener los resultados del uso de dichas

    variables con respecto a la ganancia de slidos, que ser

    tratada a continuacin.

    Anlisis de velocidad Ganancia de slidos

    Como se enunci en el anteriormente, es muy importante

    conocer la temperatura ms adecuada para el proceso, pero

    se necesita adems conocer el ingreso de slidos al

    producto en un tiempo determinado puesto que como se

  • 65

    explic antes el tratamiento debe ser eficiente y corto. A

    continuacin se muestran los grficos a partir de datos

    obtenidos del estudio resultante de la ecuacin 2.10.

    GRFICO 3.5. GANANCIA DE SLIDOS A 35 C EN

    FRUTA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

  • 66

    GRFICO 3.6 GANANCIA DE SLIDOS A 55 C EN

    FRUTA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

    Cmo se haba planteado hipotticamente, el porcentaje de

    solutos ingresando a la pia se incrementar con el tiempo,

    y aun ms necesitando 6 horas para la reduccin del 50%

    de su peso en agua. Con esa aseveracin se puede

  • 67

    descartar la utilizacin de 35 C para la deshidratacin

    Osmtica.

    A 55 C se observa que en dos horas de proceso, en

    cualquiera de las concentraciones estudiadas comienza a

    disminuir el porcentaje de slidos ingresando a la fruta.

    Entre las concentraciones, 40 ,50 y 60 Brix, la ms

    conveniente para cumplir con los principios de

    deshidratacin osmtica fue sin duda 40 Brix, porque el

    ingreso de soluto es menor.

    Contenido de agua y slidos durante la Deshidratacin

    Osmtica

    Para concretar y validar definitivamente el proceso

    seleccionado se verific el tiempo en el cual se deba

    proceder a detener el proceso. El tiempo ptimo de proceso

    de Deshidratacin Osmtica es aquel en que no ingresa una

    cantidad excesiva de soluto, puesto que en casi todos los

    casos despus de dos horas de la inmersin en la solucin

  • 68

    hipertnica, la deshidratacin osmtica concluye para dar

    paso a un proceso de confitado.

    Se obtuvieron los grficos 3.7 y 3.8 a partir de las

    ecuaciones 2.11 y 2.12, las cuales muestran que en caso de

    aplicar 35 C las curvas de las concentraciones 40, 50 y 60

    Brix muestran una particularidad, y es que en los tres

    procesos a partir de la segunda hora el incremento de

    solutos se vuelve constante.

    La diferencia entre las tres soluciones es que a 50 Brix el

    ingreso de solutos ser menor que para 40 y 60 Brix, y que

    a 60 Brix el ingreso ser mayor.

    En cambio, al evaluar las curvas obtenidas a partir de la

    utilizacin de una temperatura de 55 C y concentraciones

    de 40, 50 y 60 Brix, se obtuvo que despus de la primera

    hora de deshidratacin osmtica el ingreso de solutos ms

    bien comienza a reducirse, y a 40 Brix el ingreso es

    mnimo, este fenmeno se presenta debido a que la

    porosidad de la pia contribuye a que la transferencia sea

    ms acelerada y en el momento en que los tejidos se

  • 69

    saturan de soluto y la solucin hipertnica se diluye se

    produzca una osmosis inversa o reduccin de solutos dentro

    del deshidratado. Entonces es as que, tomando como

    referencia lo obtenido y evaluado se seleccion una

    temperatura de 55 C y 40 Brix para realizar el proceso.

    GRFICO 3.7. CONTENIDO EN GRAMOS DE AGUA Y

    SLIDOS POR GRAMO DE PIA A 35 C

  • 70

    GRFICO 3.8. CONTENIDO EN GRAMOS DE AGUA Y

    SLIDOS POR GRAMO DE PIA A 55 C

    3.3. Secado en Bandeja

    Mejorar los resultados siempre obtenidos en el secado en bandeja fue

    el objetivo principal de esta tesis, para poder efectuarlo fue necesario

  • 71

    aplicar un pre-tratamiento que fue la deshidratacin osmtica ya

    analizada en los captulos e tems anteriores. Para corroborar que esta

    tcnica fue efectiva al momento de realizar el proceso se estableci

    un seguimiento cabal a las muestras con y sin el pre-tratamiento. De

    este monitoreo se obtuvieron dos tipos de curvas, una en la que se

    muestra la variacin de peso y espesor, y otra en la que se muestra la

    variacin de la humedad en base seca ambas con respecto al tiempo.

    Examinando las curvas de espesor y peso promedio de las muestras

    con respecto al tiempo se advierte que uno de los primeros cambios

    entre la pia sin tratamiento previo y aquella con tratamiento fue como

    se muestra en la grfico 3.9 y 3.10.

    0,00

    0,50

    1,00

    1,50

    2,00

    2,50

    0 100 200 300 400 500 600

    t (min)

    esp

    eso

    r (c

    m)

    PF PDO

    GRFICO 3.9. ESPESOR CON RESPECTO AL TIEMPO EN PIA

    FRESCA Y DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

  • 72

    0,00

    1,00

    2,00

    3,00

    4,00

    5,00

    6,00

    7,00

    8,00

    0 100 200 300 400 500

    t (min)

    peso

    (g

    ram

    os)

    PF PDO

    GRFICO 3.10 VARIACIN DE PESO CON RESPECTO AL TIEMPO

    EN PIA FRESCA Y DESHIDRATADA OSMTICAMENTE.

    En estas curvas se aprecia que la diferencia en la variacin de

    espesor entre la pia fresca y la pia deshidratada osmticamente es

    mnima en 2 horas de proceso de secado, pasadas las 2 horas 30

    minutos se comienza a evidenciar que la pia fresca no mantiene su

    espesor mientras que la pia deshidratada osmticamente comienza a

    mantenerlo constante.

    Se observ de igual manera que pasadas las 3 horas de proceso

    comenzar el espesor a disminuir en ambos casos, ms sin embargo,

    la pia deshidratada osmticamente variar menos que la pia fresca

    en el procesamiento.

  • 73

    En cuanto a la grfica de variacin de peso (grfico 3.10), se evidencia

    que la diferencia en la variacin de peso entre la pia fresca y la

    deshidratada osmticamente no es significativa. Por tanto no se

    manifiesta una diferencia entre los procesos comparados en cuanto

    peso se refiere.

    Considerando las grficas que relacionan la humedad en base seca

    con el tiempo, y adems los valores de estabilidad de aw obtenidos en

    isotermas de desorcin se consiguieron los resultados ms

    interesantes de este estudio. Primeramente se analizarn

    individualmente las curvas de secado, para luego compararlas entre

    ambas y finalmente con las isotermas.

    En los grficos 3.11 y 3.12 se muestran claramente los tres perodos

    de secado que como sabemos son: periodo de precalentamiento

    seguido de otra de velocidad de secado constante y una o ms

    decrecientes.

    En el caso del secado sin pre-tratamiento el tramo de color verde

    muestra el perodo de precalentamiento que es mnimo no dura ms

    de 45 minutos que se caracteriza por calentar el agua contenida

    dentro del producto hasta alcanzar la temperatura de bulbo hmedo

  • 74

    caracterstica del ambiente secante (21), luego le sigue el tramo

    naranja que muestra el perodo de secado constante donde la

    humedad vara lentamente con respecto al tiempo, sin embargo es

    este durante el cual se produce una reduccin importante del

    contenido de agua de manera constante, esto se debe bsicamente

    por tratarse de un perodo prolongado ( Comienza a los 45 minutos y

    termina a los 330 minutos) de 285 minutos.

    Debemos considerar que en la evaporacin se efecta en la superficie

    del producto, a temperatura constante, siendo esta la de bulbo

    hmedo del aire. Durante este perodo el flujo de calor intercambiado

    entre el aire y el producto se utiliza finalizar cuando el contenido

    medio de humedad del producto alcance el valor de la humedad

    crtica, por lo tanto, en la curva de secado este perodo se ajusta a una

    recta.

    Finalmente el tramo marcado en rojo muestra el perodo de velocidad

    decreciente, que comienza cuando la superficie del producto en

    contacto con el aire de secado alcanza el umbral de higroscopicidad.

    La zona de evaporacin que se encontraba en la superficie, se

    desplaza hacia el interior del producto. La brusca reduccin de la

  • 75

    superficie efectiva de transferencia, debida a una alimentacin

    insuficiente de agua libre, es la causa de la disminucin de la

    velocidad del secado. Los depsitos de solutos obstruyen los poros, el

    agua ligada migra bajo forma de vapor y la distancia a recorrer por el

    vapor es cada vez mayor.

    Este perodo se efecta durante 210 minutos (Inicia a los 360 minutos

    y termina a los 570 minutos).

    De igual manera que en la grfica obtenida con los datos de la

    experimentacin sin pre-tratamiento, en la grfica con la utilizacin de

    la deshidratacin osmtica previa, se muestran los tres perodos

    marcados en tramos diferenciados por colores.

    La diferencia radica bsicamente en el tiempo en que cada perodo

    inicia y termina, as tenemos que el perodo de precalentamiento dura

    30 minutos, el perodo de secado constante ocurre entre los 30 y 270

    minutos, es decir que este tramo representan 240 minutos de secado.

    Por ltimo, el tramo rojo o tramo de velocidad decreciente para este

    caso inicia a los 270 minutos y termina a los 480 minutos, es decir

    que transcurrieron 210 minutos para finalizar el proceso.

  • 76

    Comparando ambos grficos, se visualiza en primera instancia que el

    tiempo para alcanzar la mnima humedad en base seca vara

    abismalmente. Puesto a que utilizando nicamente el secado, sin

    deshidratacin osmtica, se necesitaron 570 minutos para alcanzar la

    humedad ms baja, en cambio, con deshidratacin osmtica se

    necesitaron 480 minutos.

    De igual forma, se analizaron los tres perodos. Con secado sin

    tratamiento previo el tiempo de precalentamiento fue de 45 minutos y

    tan solo 30 minutos para en el producto tratado previamente.

    El perodo de velocidad constante se extendi a 285 minutos sin

    tratamiento, mientras que realizando el pre-tratamiento se redujo el

    tiempo a 240 minutos, es decir 45 minutos menos. El perodo que no

    vari para ambos casos fue el de velocidad decreciente pues, tanto sin

    deshidratacin osmtica previa, como con ella se efectu en 210

    minutos.

    Previamente, se haba establecido que para determinar el tiempo

    exacto en que el proceso de secado en bandeja deba ser

    interrumpido se deba obtener el valor de la humedad en monocapa.

  • 77

    Contenido de Agua en funcin del tiempo

    0,0

    1,0

    2,0

    3,0

    4,0

    5,0

    6,0

    7,0

    8,0

    0 100 200 300 400 500 600

    t (h)

    hb

    s (

    g a

    gu

    a/g

    s

    lid

    o)

    GRFICO 3.11. HUMEDAD EN BASE SECA CON RESPECTO AL

    TIEMPO EN PIA FRESCA EN PROCESO DE SECADO EN

    BANDEJA.

    Contenido de humedad en funcin del tiempo

    0,0

    1,0

    2,0

    3,0

    4,0

    5,0

    6,0

    7,0

    8,0

    0 100 200 300 400 500 600

    t(h)

    hu

    me

    da

    d e

    n b

    as

    e s

    ec

    a (

    g a

    gu

    a/ g

    s

    lid

    o)

    GRFICO 3.12 HUMEDAD EN BASE SECA CON RESPECTO AL

    TIEMPO EN PIA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE EN

    PROCESO DE SECADO EN BANDEJA.

  • 78

    Cuando se tom este valor se obtuvo que en el caso del secado sin

    exposicin a la solucin hipertnica, se necesit alcanzar una

    humedad en base seca de 0.0944 g Agua/g ss, humedad que se

    consigui con un tiempo de 520 minutos.

    La humedad a alcanzar para un producto previamente deshidratado

    osmticamente fue estimado en 0.2195 g Agua/ g ss, que se logr en

    un tiempo de 355 minutos.

    Como es fcil deducir, se redujeron 165 minutos de proceso de

    secado con la simple inmersin en una solucin hipertnica

    debidamente seleccionada. Este tiempo no solo represent un cambio

    estructural y sensorialmente como se explicar en los tems a

    continuacin, sino que tambin, en cuestin costos.

    Adicionalmente se realiz un estudio de la influencia de la

    deshidratacin osmtica en la velocidad de secado (ecuacin 2.14).

    En el grfico 3.13 podemos observar no existe una influencia

    significativa de la deshidratacin osmtica en la velocidad de secado,

    puesto que se mantienen valores muy parecidos durante el

    procesamiento. Sin embrago, podemos apreciar que aplicando

    deshidratacin osmtica como pre-tratamiento la velocidad de

  • 79

    precalentamiento va a ser mucho menor. Esto se debe bsicamente

    por que el producto deshidratado ingresa al proceso con menos agua

    libre que el fresco, y teniendo ms ligada el agua contenida entonces

    es mucho ms lenta su velocidad de extraccin.

    Finalizando, entonces se puede concluir que aunque la velocidad de

    secado no va a verse influenciada por la deshidratacin osmtica, si

    existir influencia en la prdida de humedad libre en el proceso de

    secado y que tendremos que exponer menos tiempo el producto al

    procesamiento para alcanzar la estabilidad.

    0

    3

    6

    9

    12

    15

    18

    21

    24

    0 100 200 300 400 500 600

    t (min)

    R (

    kg

    H2O

    /hm

    2)

    RDO RF

    GRAFICO 3.13 VELOCIDAD DE SECADO EN PIA FRESCA Y

    PIA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE

  • 80

    3.4. Anlisis Bromatolgicos

    Para realizar los estudios se debieron determinar los parmetros

    iniciales de la materia prima a ser procesada. Los datos ms

    importantes a controlar fueron la humedad, y el porcentaje de slidos

    totales presentes en la fruta.

    Para la obtencin de la humedad o porcentaje de agua contenida en la

    fruta se debi realizar la tcnica ampliamente explicada en el captulo

    dos.

    Con los datos obtenidos se evalu la humedad con la ecuacin 2.15 y

    se determin que la humedad inicial de la pia es de 87.19 %, un valor

    que nos indica que el fruto esta compuesto casi en su totalidad de

    agua.

    De igual forma, se procedi a realizar la tcnica de obtencin de

    cenizas o porcentaje de slidos insolubles, donde se determin que la

    el porcentaje inicial de cenizas fue de 0.52. Este valor adicionado al

    valor de slidos solubles (11 3.0) dio como resultado el porcentaje de

    slidos totales iniciales, y durante toda la corrida experimental.

  • 81

    3.5. Anlisis Fsicos

    Color Como se enunci en la metodologa del captulo dos, para obtener

    las diferencias de color a travs del tiempo transcurrido de secado,

    se utiliz la comparacin visual del color del fruto y una cartilla de

    color.

    Los resultados obtenidos fueron plasmados en un cuadro

    comparativo en el que se muestran los tonos del producto seco y

    del producto seco previamente deshidratado osmticamente con

    relacin al tiempo.

    El cuadro comparativo se muestra en la figura 3.3. En esta figura

    se observ claramente que un producto seco alcanza una tonalidad

    menos intenso de amarillo (Tonalidad No. 786) a partir de los 120

    minutos, mientras que el producto seco previamente deshidratado

    osmticamente alcanza la misma tonalidad a los 75 minutos, lo que

    quiere decir que el color del producto deshidratado es ms intenso

    debido a su contenido de azcar logra caramelizarse ligeramente.

  • 82

    La diferencia en ambos casos no solo en el color, sino que se

    presentaron manchas pardas en diferentes grados. Este fenmeno

    no enzimtico ocurri nicamente en el caso del producto seco a

    partir de los 120 minutos, a partir de los cuales fue incrementando

    cada vez ms la presencia de manchas oscuras.

    Es decir, que a pesar de que con la deshidratacin como

    tratamiento previo se realza la tonalidad de la pia, se inhibe las

    reacciones oxidativas producidas en el producto seco.

    t (min)

    # de color

    referencial

    PANTONE

    SECADO

    # de color

    referencial

    PANTONE

    SECADO + DO

    5 824 823

    10 824 823

    15 824 823

    20 823 822

    25 823 822

    30 823 822

    45 822 814

    60 822 814

    75 814 786

    90 814 786

    105 814 786

    120 786 (1) 786

    150 786 (1) 765

    180 786 (1) 765

    210 765 (2) 765

    240 765 (3) 678

    1

    2

    3

    ligeras manchas pardas

    medianamente pardo

    pardeado en ms de 3 lados

    *Tomando como referencia que el

    color de la pia fresca es de 824

    FIGURA 3.3 CUADRO COMPARATIVO DE COLOR CON RELACIN AL TIEMPO

  • 83

    Rehidratacin

    Luego de realizar la tcnica explicada de rehidratacin en el

    captulo dos, se obtuvo que en 1 minuto un producto seco gan

    0.145 g de agua, mientras que un producto seco previamente

    deshidratado gan 0.230 g de agua. Es decir, en otras palabras el

    producto seco es menos higroscpico que el producto

    deshidratado osmticamente.

    La explicacin de este fenmeno es compleja, pero que la

    diferencia radica en el hecho de que tienen diferente aw al iniciar la

    rehidratacin, y que adems sus tejidos han sido alterados durante

    los diferentes procesos.

    El producto seco tuvo sus tejidos ms compactos (como se

    demostrar en el anlisis microfotogrfico), y en el caso del

    producto de la deshidratacin osmtica ms secado sus tejidos se

    encuentran casi intactos y esto permitir que el producto no solo

    sea estable por la aw alcanzada, sino que tambin sea elstico por

    su poder de captacin de agua. sea que, la deshidratacin

    osmtica previa al proceso de secado nos dar la ventaja de tener

    un producto con una consistencia muy parecida a la natural.

  • 84

    Microfotografa

    A nivel microscpico se pudo observar uno de los ltimos

    resultados que se requirieron para comprobar los beneficios del

    uso de la tcnica de deshidratacin osmtica. Si se revisa la figura

    3.4, se puede analizar como se afecta el tejido con el uso del

    secado en bandeja sin un pre-tratamiento.

    Al inicio del proceso los tejidos de la pia se encontraron fibrosos y

    a su vez esparcidos (Figura 3.4 a). Luego de 240 minutos de tener

    sometido al fruto al proceso, las fibras se compactan o encogen,

    pues sus paredes celulares se van deformando a causa de la

    prdida de agua (Figura 3.4 b). De esta manera se producir la

    conocida deformacin del producto y la formacin de la costra

    superficial.

    Los cambios producidos despus de realizar deshidratacin

    osmtica previa al secado con aire fueron evidentes, como se

    muestra en la figura 3.5 a, Despus de 5 minutos de proceso (c) de

    secado su estructura es fibrosa, pasando los 240 minutos (Figura

    3.5 b) de proceso su estructura no solo mantiene una parte fibrosa

    como luce la fruta fresca, sino que tambin presenta clulas

  • 85

    esfricas formadas debido a su alta permeabilidad membranaria y

    a la fluctuacin de la mayor densidad y la porosidad (22).

    FIGURA 3.4 MICROFOTOGRAFAS DE TEJIDOS DE PIA FRESCA SECADA DURANTE 5 Y 240 MINUTOS

    FIGURA 3.5 MICROFOTOGRAFAS DE TEJIDOS DE PIA DESHIDRATADA OSMTICAMENTE Y SECADA DURANTE 5 Y 240 MINUTOS

    (a) Tejidos de pia observados microscpicamente luego de secado durante 5 minutos. (b) Tejidos de pia observados microscpicamente luego de secado durante 240 minutos.

    (a) Tejidos de pia DO observados microscpicamente luego de secado durante 5 minutos . (b) Tejidos de pia DO observados microscpicamente luego de secado durante 240 minutos.

  • 86

    Las clulas se muestran redondeadas adems, porque mientras el

    proceso de deshidratacin avanza ocurre una relajacin de las

    paredes celulares haciendo que la clula se vuelva esfrica.

    Entonces, queda de esta forma comprobado que mantendr su

    textura, y que adems se redondearn sus clulas, dndole al

    producto final la elasticidad propia de un fruto fresco.

    3.6. Anlisis Sensorial

    Realizando el procedimiento enunciado en el captulo 2, se obtuvieron

    datos de las pruebas de degustacin a 25 personas diferentes para el

    producto seco y el producto seco previamente deshidratado

    osmticamente. El mtodo de anlisis utilizado como se mencion

    con anterioridad fue el paired t o mtodo de pareado, en el cual se

    busc obtener el tipo de procesado ms aceptado para el consumo.

    Es necesario en mtodos estadsticos la evaluacin de la Normalidad

    como se comprob en la figura 3.6.

  • 87

    Como valor de p es 0.152 que es mayor a 0.05, entonces quiere decir

    que la diferencia se comporta normalmente. Si no se hubiera obtenido

    este resultado se debe hacer una prueba paramtrica.

    FIGURA 3.6 PRUEBA DE NORMALIDAD DE LA DIFERENCIA DE

    DATOS

    Una vez comprobada la normalidad se procedi a realizar la prueba

    paired t o pareada.

  • 88

    Para determinar si las medias de preferencias de consumo con las

    muestras 1 y 2 son las mismas, o si se comportaron idnticamente se

    plante la hiptesis.

    La hiptesis nula Ho planteada simul que la diferencia de aceptacin

    de la pia seca con la aceptacin de pia seca previamente

    deshidratada osmticamente sera igual a 0.

    La hiptesis alterna Ha indic que la diferencia de aceptacin entre la

    pia seca con la aceptacin de la pia seca previamente deshidratada

    sera diferente a 0.

    Luego de planteada la hiptesis se recurre a la aplicacin de la ojiva o

    caja de decisiones mostrada en la figura 3.7 obtenida mediante el

    programa estadstico MINITAB. En este grfico estadstico se

    muestran: la media, el rango x barra que es el intervalo de confianza

    sobre el cual se estn moviendo las diferencias de ambas muestras de

    aceptacin.

    Como el objetivo de la aplicacin del mismo es determinar si Ho es

    aceptada o rechazada, se verifica si esta se encuentra dentro del

  • 89

    intervalo de confianza. Al observar el grfico se analiza brevemente

    que se encuentra fuera del intervalo y por tanto se rechaza.

    FIGURA 3.7 CAJA DE DECISIONES U OJIVA DE ACEPTACIN DE

    HIPTESIS NULA.

    Es decir que la diferencia entre ambas muestras no es igual a 0.

    De igual manera revisando los resultados brindados por el programa

    se resumieron en la siguiente tabla:

  • 90

    TABLA 5

    RESULTADOS DEL ANLISIS DE OJIVA

    Muestra Pia N Promedio Desviacin estndar

    Seca 25 4.316 2.355

    Deshidratada+seca 25 7.796 1.954

    Diferencia 25 -3.480 3.152

    Por medio de esta tabla, podemos concluir que el intervalo de

    confianza es ( -4.781, -2.179 ) con un 95% de Nivel de confianza, que

    con un valor de p=0 , se rechazar la hiptesis nula debido a que este

    valor es menor a 0.05.

    Adems, se puede apreciar que la muestra 2 (Pia deshidratada+

    seca) tendr un mayor nivel de aceptacin debido a que como se

    muestra en la tabla 5 presenta un promedio de 7.796 que es mucho

    mayor al promedio de la muestra 1 (seca) con un valor de 4.316. La

    muestra 2 tambin present una menor desviacin estndar de los

    datos, lo que la convierte en la favorita de los consumidores o jueces

    evaluados.

  • 91

    CAPITULO 4

    4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

    Conclusiones

    1. La deshidratacin osmtica es un proceso idneo para obtener un

    producto de humedad intermedia, debido a que reduce la aw sin

    reducir abruptamente el agua contenida para alcanzar la

    estabilidad del producto manteniendo as sus caractersticas

    organolpticas, pudiendo combinarse con otros mtodos para

    obtener un producto minimamente procesado. El agua presente en

    el producto deshidratado osmticamente estar menos disponible

    para participar en las reacciones fsicas, qumicas y

    microbiolgicas que pueden afectar de manera negativa a la

    apariencia y aroma natural del fruto. Se encuentra ms estable

    debido a que el agua se encuentra bajo forma de multicapas que

  • 92

    recubren parcialmente la superficie del sustrato seco, las

    molculas de agua estn ligadas ms dbilmente que las de la

    monocapa, pero de igual forma estar exenta de deterioro.

    2. La prdida de agua, ganancia de slidos y la reduccin del

    volumen depende de la combinacin de condiciones de operacin

    como temperatura, relacin msica solucin-producto,

    concentracin de la solucin osmtica y el tiempo que se someta

    la fruta al proceso. Por ejemplo, un aumento de la concentracin

    de la solucin osmtica y la temperatura resulta en mayor prdida

    de agua. Tambin se debe recalcar que con dos horas de proceso

    de deshidratacin osmtica se obtiene la mayor velocidad de

    prdida de agua y ganancia de slidos. Cuando la temperatura se

    eleva la presin ejercida en la superficie del producto lo hace

    tambin, la presin genera que sus poros se dilaten logrando as

    volverla ms permeable y por ende, ms vulnerable a la

    transferencia de masa.

    3. La velocidad de secado no va a verse influenciada por el uso de la

    deshidratacin como tratamiento previo, ms sin embargo, el

    tiempo de secado va a ser mucho menor en una pia deshidratada

    osmticamnete debido a que alcanzar ms rpidamente la

  • 93

    humedad en la cual se obtendr un producto ms estable al

    deterioro. Por lo tanto, una Deshidratacin Osmtica seguida de

    secado por aire ofrece una nueva alternativa de producto con

    preferenciales caractersticas sensoriales. Secar el producto de

    una deshidratacin osmtica resultar en uno de mejor calidad en

    trminos de color, sabor, rehidratacin y estabilidad en

    comparacin con secar pia sin pre-tratamiento.

    Recomendaciones

    1. Se recomienda realizar un estudio de retencin de nutrientes y de

    compuestos voltiles con respecto al tiempo de secado aplicando

    deshidratacin osmtica como pre-tratamiento, para tener

    constancia de que con este proceso no se pierden micro

    componentes esenciales de la pia.

    2. Realizar un estudio del impacto medio ambiental que ejerce el uso

    de la deshidratacin osmtica combinado con el secado y analizar

    la frecuencia de reutilizacin del jarabe. Con este estudio se

    deber determinar el efecto del desecho de slidos directo a las

    aguas servidas.

  • 94

    BIBLIOGRAFIA

    NO EXISTE INTENSION DE PLAGIO NI ADUEARSE DE INFORMACION

    SINO PERDIDA DEL ARCHIVO DONDE SE ENCONTRABA LAS

    REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

    AYUDANTE DE BIBLIOTECA FIMCP

    CRISTIAN VARGAS