capitulo 1

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CAPITULO 1

1. GENERALIDADES.

1.1. Caractersticas de la moraLa mora pertenece a la familia Roscea y al gnero Rubus. La especie R. Glaucus es originaria de las zonas altas y tropicales de Amrica, encontrndose en Colombia, Ecuador, Panam, Costa Rica, Guatemala, Honduras, Mxico y Salvador entre otros pases. Se desarrolla muy bien en suelos franco arcillosos.

En el mercado internacional, la mora se comercializa como fruta de mesa y como materia prima de uso industrial. Cerca del 90% del consumo se destina al procesamiento y slo el 10% se consume como fruta de mesa. La mora tiene gran aceptacin para el consumo en fresco y procesado por su exquisito sabor y la facilidad de la agroindustrializacin. Su uso principal est en la fabricacin de jugos, pulpas, conservas, compotas, nctares y concentrados. La especie Rubus se ha convertido en una fruta muy popular en pastelera ya sea para la preparacin de postres, mermeladas, jaleas y, a veces, zumos, vinos y licores.

La vida til de la mora es slo de 3 a 5 das, ya que posee un alto contenido de agua, lo que la hace muy frgil al manejo y susceptible al periodo de almacenamiento postcosecha. En efecto, la fruta se debe almacenar entre 0 y 5 C, con humedad relativa (HR) entre 85-95% por un periodo de 4 das, para evitar la deshidratacin de los frutos y ofrecer un producto de calidad.

En general, la mora es un alimento altamente perecedero, por lo que necesita ciertas condiciones de conservacin y manipulacin. Su principal causa de deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Por esta razn es importante estudiar otros mtodos de conservacin para ofrecer productos de calidad y novedosos para el consumidor.

1.2. Composicin NutricionalTABLA 1.COMPOSICIN QUIMICA DE LA MORANUTRIENTESVALOR

AGUA85.2%

PROTEINAS1.1%

GRASAS1.1%

CARBOHIDRATOS9.7%

CELULOSA2.5%

MINERALES0.4%

Fuente: CEDEL, Diccionario de los Alimentos. (2)

La tabla 1 muestra la composicin qumica de la mora. Como todas las frutas, las moras son fuente de sales minerales y vitaminas, constituyendo as un importante aporte nutricional que podra incluirse en cualquier tipo de dieta. Las moras son frutas de bajo valor calrico debido a su escaso aporte de hidratos de carbono, lo que las hace un alimento beneficioso ayudando al metabolismo. Son especialmente ricas en vitamina C, tambin son muy ricas en vitamina A, as como en potasio, aportando adems, fibra alimentaria. Las concentraciones varan dependiendo de uno u otro gnero y especie. Las moras tambin contienen antocianos y carotenoides, considerados beneficiosas para el organismo.

1.3. Zonas de Cultivo y Produccin La produccin nacional de mora registra una expansin constante, lo que hace suponer que sus perspectivas son promisorias y que puede convertirse en una excelente alternativa para diversificar las exportaciones (10)TABLA 2.PRODUCCIN DE MORA A NIVEL NACIONALZONASTm/ao

IMBABURA231

PICHINCHA324

COTOPAXI1200

TUNGURAHUA2152

CHIMBORAZO111

BOLIVAR1812

Estimacin de la Produccin de Mora. Ao 2006Fuente.- Proyecto SICA. (10)La mora se la cultiva en los valles del Callejn Interandino y en las estribaciones de la sierra, siendo las principales Tungurahua, Cotopaxi y Bolvar. La tabla 2, muestra la produccin de Mora en las diferentes provincias del pas.

La especie R. Glaucus es de fructificacin continua, es decir da frutos a lo largo de todo el ao, no obstante, los meses de junio, julio, agosto y septiembre, son los de mayor produccin, siendo el resto del ao la cosecha significativamente inferior.

1.4. LiofilizacinUna de las tcnicas ms utilizadas desde tiempos inmemoriales para la preservacin de alimentos corresponde al secado. Mediante este proceso se reduce el contenido de agua por evaporacin; obteniendo los deseables resultados de prdida de peso y preservacin. Sin embargo, al eliminarse el agua lquida, sta arrastra varios componentes que se encuentran disueltos como son pigmentos, vitaminas, y sustancias aromticas. Adems, la salida forzada del agua rompe estructuras a su paso, con la consiguiente prdida de volumen. As, el producto seco no tiene las mismas caractersticas organolpticas del producto original, y su hidratacin no le permite recuperar su apariencia inicial. (12)La liofilizacin es reconocida como el proceso de secado en el cual se obtiene una preservacin ptima de las cualidades del producto original. Se basa en la sublimacin del agua presente en el producto, reduciendo al mnimo el arrastre de sustancias y el dao a la estructura del producto. Esto se aplica en particular en la retencin del aroma, sabor, forma y color del producto. Adems, los productos liofilizados se rehidratan muy rpidamente, casi al contenido de agua original, obteniendo una apariencia muy similar al producto fresco.

Fig1. 1. Esquema de un sistema LiofilizadorFuente: Barbosa, Manual de Laboratorio de Ingeniera de Alimentos. (13)

En la figura 1.1 se muestra un montaje bsico de un sistema simple de liofilizacin al vaco. Los liofilizadores tpicos incluyen una cmara hermtica, una bomba de vaco, una trampa de vapor y un condensador enfriado con un refrigerante que sublima el vapor de agua a hielo. El producto congelado se coloca en bandejas que se pueden calentar mediante circulacin de un fluido caliente que proporciona la energa necesaria para la vaporizacin. (13)

1.4.1. Etapas del proceso de LiofilizacinEn general, la liofilizacin involucra varias etapas: Congelacin a bajas temperaturas Secado por sublimacin del hielo del producto congelado Almacenamiento del producto seco en condiciones controladas

Congelacin:Con el fin de conseguir una estructura porosa adecuada en los alimentos secados por liofilizacin, se deben de formar antes del secado muchos cristales homogneos y con un tamao que facilite la extraccin del agua. El tamao de los cristales depende de la velocidad de congelacin y sta depender del mtodo de congelacin utilizado para la misma.

Secado por Sublimacin:El principio en que se basa la liofilizacin es que, en ciertas condiciones de baja presin de vapor, el agua se evapora del hielo sin que ste se derrita. Cuando un material que puede existir como slido, lquido y gas pasa directamente del estado slido al estado de gas sin pasar por la fase lquida, se dice que el material se sublima.

SlidoLquidovaporPunto triple del aguaSublimacin0,009C611PaPRESIONTEMPERATURA

Grfica 1. Diagrama de fases del aguaFuente.- BARBOSA, Deshidratacin de alimentos. (3)

Para lograr la sublimacin es necesario que la temperatura y la presin parcial del vapor de agua (hielo) sean inferiores a los del punto triple del agua (Grfica 1).

El proceso de sublimacin ocurre dentro de una cmara de vaco (presin de 4.7mm o menos) donde se aplica calor al alimento congelado a fin de acelerar la sublimacin, la cual tiene lugar desde la superficie del hielo, de manera que al proseguir, el lmite del hielo se va retirando hacia el centro del alimento. Es decir, que el alimento se deshidrata desde la superficie hacia adentro. Finalmente, el ltimo resto de hielo se sublima y la humedad del alimento queda reducida a menos del 5%.

1.4.2. Ventajas del proceso de Liofilizacin Al utilizar presiones bajas, es posible evitar la prdida de otro componente, el cual se evaporara junto con el agua en los mtodos convencionales de secado.

Es posible evitar a bajas temperaturas los cambios indeseables en el material a secar, como son la formacin de pelculas, la contaminacin bacteriana o los cambios qumicos.

Los productos liofilizados contienen baja humedad residual lo que imposibilita el crecimiento microbiano y los cambios enzimticos.

Por desarrollarse la tcnica a alto vaco la posibilidad de alteracin por oxidacin es nula.

Los productos liofilizados poseen una estructura fina muy porosa que les confiere una gran rapidez de reabsorcin del agua.

1.5. Estabilidad de Productos LiofilizadosCon la eliminacin del agua de un producto alimenticio, ste es estable durante largos periodos de tiempo. Microbiolgicamente, este tiempo es infinito a menos que la humedad penetre en el envase. Bioqumicamente, el tiempo es limitado porque debido al bajo nivel de humedad, las reacciones tienen lugar lentamente.

1.5.1. Actividad de Agua (aw)El agua es el principal componente de la mayora de los alimentos no procesados mientras que en los procesados se reduce para conseguir la conservacin de los mismos. En el medio acuoso se dan la prctica totalidad de las reacciones qumicas de deterioro que tienen lugar en los alimentos.

De forma general, se puede afirmar que un alimento cuanto mayor porcentaje de agua tenga en su composicin ms susceptible es a alterarse. Sin embargo, alimentos con la misma cantidad de agua pueden presentar diferente susceptibilidad al deterioro por lo que entra en juego otro factor que es la actividad de agua de un alimento que hace referencia a la disponibilidad de ese agua en el alimento.

En general, actividades de agua por debajo de 0,8 hacen al alimento muy seguro de un posible problema microbiolgico pero no se inhiben las reacciones qumicas y bioqumicas, en tanto que con actividades de agua por debajo de 0,3 los alimentos sern muy seguros en todos los aspectos, salvo a las reacciones de oxidacin.

Barbosa y Vega definieron distintos rangos de actividad de agua de acuerdo al tipo de alimento.TABLA 3.CLASIFICACIN DE ALIMENTOS POR SU AWAwTipo de alimento

0-0.6Alimentos Secos

0.6-0.9Alimentos de Humedad intermedia

0.9-1Alimentos perecibles (frutas, carnes)

Fuente.- BARBOSA, Deshidratacin de alimentos. (3)

1.5.2. Isotermas de AdsorcinUna isoterma de adsorcin es la curva que indica, en el equilibrio y para una temperatura determinada, la cantidad de agua retenida por un alimento en funcin de la humedad relativa de la atmsfera que lo rodea. (5)

No todas las isotermas presentan el mismo comportamiento, es decir, existen tres tipos clsicos de isotermas de adsorcin, como indica la grfica 2.

Grfica 2. Tipos de Isotermas de AdsorcinFuente: Labuza Theodore, 1984. (5)

ISOTERMA TIPO I: La isoterma tipo I es una isoterma para el azcar puro cristalino. Muestra una muy pequea ganancia de humedad hasta que la actividad de agua llega a 0.7 0.8 en donde la humedad sube en gran medida, esto es debido a que el nico efecto del agua son enlaces de hidrgeno con el grupo OH del azcar, por lo tanto es slo un efecto de la superficie.

Algunos de los productos que presentan ste comportamiento son los productos secados y congelados en donde se realiza la congelacin del producto seguida de la sublimacin al vaco del hielo, es decir en productos liofilizados.

ISOTERMA TIPO II: La mayora de los alimentos siguen la forma sigma, caracterstica de este tipo de isoterma. La curva resultante es causada por los efectos de la Ley de Raoult, efectos capilares e interacciones agua superficie.

ISOTERMA TIPO III: La isoterma tipo III es tpica de agentes antiapelmazantes, este tipo de ingrediente adsorbe agua en sitios especficos, pero la unin de enlaces es muy fuerte, por lo tanto disminuye la actividad de agua drsticamente. Cuando todos los sitios en los cuales el agua se puede unir estn ocupados, cualquier incremento de la humedad causa un incremento grande en la actividad de agua, esto es debido a que el producto no se disuelve, de tal manera que el agua aadida interacciona slo con el agua que ya est presente a travs de un enlace de hidrgeno muy dbil.

CAPITULO 2

2. PRUEBAS EXPERIMENTALES

2.1. Caracterizacin de materia primaPara el desarrollo de la pulpa de mora liofilizada, se comenz caracterizando la materia prima. La especie de mora que se utiliz fue Rubus Glaucus (Fig. 2.1). La misma que se someti a anlisis fsicos-qumicos. Fig. 2.1.- Especie Rubus GlaucusLa mora es una fruta muy frgil al manejo, por lo que hay que tener en consideracin que presente un aspecto fresco, libre de ataque de insectos y enfermedades. La tabla 4 muestra los mtodos utilizados para los anlisis fsicos qumicos realizados a la pulpa de mora (APENDICE A)

TABLA 4ANLISIS FSICO-QUMICOS DE LA PULPA DE MORAANLISISMTODO

ACIDEZTITULACINAOAC, 942.05/90

HUMEDADBALANZA HUMIDIMTRICA, marca METTER TOLEDO

SLIDOS SOLUBLESREFRACTOMETRA. INEN 380

pHPOTENCIMETROAOAC, 981.12/90

FUENTE: Patricia Viteri M., 2009

2.2. Metodologa

2.2.1. Diagrama de flujo propuesto para la pulpa de mora Liofilizada RECEPCIN DE MATERIA PRIMADESPULPADOCONGELACINGRANULADO-33C 1CMallas de 1mm1.1 1.2 mmHgLIOFILIZACINPULPASEMILLAS

Fig 2.2. Diagrama propuesto para la elaboracin de pulpa de mora liofilizada

2.2.2. Descripcin del proceso

DESPULPADOEl objetivo del despulpado es obtener slo la pulpa de la fruta, eliminando las semillas (fig. 2.3). Para el estudio, se coloc la mora fresca en una licuadora, se trabaj con la velocidad ms baja obteniendo una pulpa homognea. Luego se utiliz un cedazo con el fin de separar las semillas de la pulpa. Industrialmente se puede utilizar un equipo finisher para la eliminacin de las semillas, obteniendo un mejor rendimiento de pulpa.

Fig 2.3. Pulpa de moraCONGELACINLa congelacin que se aplica a los productos liofilizados debe ser rpida, de sta manera se forman cristales de hielo ms pequeos, lo cual disminuye el dao en las paredes de las clulas y permite una mayor velocidad de sublimacin. Para nuestro estudio se coloc la pulpa de mora en bandejas de 40x52cm (fig. 2.4) y se las llev a un congelador industrial, tipo VLM 06/450, el cual opera a temperaturas de -33 1 C

Fig 2.4. Pulpa de mora congelada

GRANULADOEl objetivo del granulado es la disminucin del espesor de la pulpa, lo cual acelera el secado. Para el estudio, se utiliz un granulador piloto, tipo 101 (fig. 2.5). El granulador incluye mallas de diferentes dimetros de abertura, para el caso de la mora se utiliz la malla de 1 mm

Es importante considerar que el equipo tambin se lo deja en el congelador para que se encuentre a la misma temperatura de la pulpa y as evitar un descongelamiento de la pulpa durante el granulado. Luego, los grnulos son esparcidos formando una capa delgada sobre una bandeja de 40x52cm. Fig 2.5. Equipo granulador

LIOFILIZACINSe utiliz un equipo piloto de liofilizacin, tipo RAY1 (fig.2.6) con una capacidad de 12 Kg por lote.

Fig. 2.6. Equipo piloto de liofilizacinIndustrialmente la liofilizacin trabaja con vaco dentro de la escala de aproximadamente 0.1 a 2 mm Hg. Para el estudio, se trabaj con vaco de 1.15 0,5 Hg, lo cual proporcionaba el equipo que se utiliz. La duracin tpica del ciclo de secado de alimentos se encuentra entre 5 a 10h

El equipo empleado para la etapa de Liofilizacin es una unidad piloto al vaco. La cmara tiene 4 bandejas cada una con una dimensin de 40 x 52cm (fig. 2.7). La bomba de vaco tiene una capacidad de 2HP. El sistema de refrigeracin tiene un compresor de 3HP.

Fig. 2.7. Pulpa de mora durante el proceso de liofilizacin

2.2.3 Anlisis Fsico- Qumicos La tabla 5 muestra los resultados de los anlisis de la pulpa de mora fresca y de la pulpa de mora liofilizada

TABLA 5CARACTERSTICAS FSICO- QUMICAS DE LA PULPA DE MORA ANTES Y DESPUS DE LIOFILIZARParmetrosFsico-QumicosPulpa de Mora

Antes deLiofilizarDespus de Liofilizar

Humedad (%)89,9 0,32,5 0,2

Slidos Solubles (Brix)7,4 0,2-

pH3,07 0,013,11 0,01

Acidez (%ac. Ctrico)2,5 0,12,7 0,1


Se puede observar que los parmetros de acidez y pH no tienen una diferencia marcada.

2.3. Determinacin de los parmetros de operacinLas etapas esenciales de la Liofilizacin son: la congelacin y la sublimacin, porque produce una combinacin adecuada para que el proceso de liofilizacin sea un mtodo efectivo. Por lo tanto, se debe determinar los parmetros de operacin, como son: temperatura y tiempo de congelacin de la Mora; temperatura y tiempo de liofilizacin.

CONGELACINEl tiempo de congelacin se determin aplicando la ecuacin de Fourier (F0).

ecuacin. 2.6 (Ref.13)Donde:

= difusividad trmica

= tiempo de congelacin

= longitud caractersticaP y R= nmeros adimensionales (APENDICE B)

Para la aplicacin del mtodo fue importante determinar parmetros como propiedades trmicas y temperatura de congelacin de la Mora. (4)El proceso de congelacin tiene una gran influencia en las propiedades trmicas del alimento. As como el agua dentro del alimento cambia de lquido a slido, la conductividad trmica, el calor especfico y la densidad del alimento cambian gradualmente, a medida que decrece la temperatura. Estas propiedades fueron calculadas mediante el mtodo de Chow and Okos (1986) que se basa en la composicin del alimento, las mismas que se muestran en la tabla 6.

Tabla 6. PROPIEDADES TRMICAS DE LA MORAPropiedadesValor

Calor especfico del producto antes de congelar()3,549 KJ/KgC

Calor especfico del producto congelado()1,9631 KJ/KgC

Densidad ()997,66 Kg/m3

Conductividad trmica (k)1,8137 W/mK


Por otro lado, la temperatura inicial de congelacin se determin asumiendo a la pulpa de mora como una solucin binaria (agua+ carbohidratos).

Primero, se calcul la fraccin molar del agua

ecuacin. 2.1 (Ref. 14) Donde:

= fraccin molar

= peso molecular del agua

= peso molecular de los slidos

=masa de agua

= masa de los slidos

Al obtener la fraccin molar, se puede calcular la temperatura a la cual comienza a congelarse la mora, a travs de la ecuacin 2.2

ecuacin 2.2 (Ref. 13)Donde:

= fraccin molar

= calor latente de fusin (11)

= constante universal de los gases (11)

= temperatura de congelacin del agua

= temperatura inicial de congelacin del producto

Aplicando la ecuacin 2.2 se obtuvo que la temperatura inicial de congelacin (), fue de -2,58C, considerando que la temperatura final a la que lleg la pulpa de mora en el proceso de congelacin fue de -23C. (11)

Por lo tanto, la tabla 7 muestra las temperaturas de proceso durante la congelacin de la pulpa de mora.

Tabla 7.DATOS UTILIZADOS PARA DETERMINAR EL TIEMPO DE CONGELACIN DE LA PULPA DE MORADATOSVALOR

Temperatura del equipo ()-33C

Temperatura del producto antes de congelar ()8 C

Temperatura inicial de congelacin ()-2,58 C

Temperatura final del producto ()-23 C

FUENTE: Patricia Viteri M., 2009Despus de haber calculado las propiedades trmicas de la Mora y las temperaturas utilizadas en las pruebas, se determinan los nmeros de Bi, Ste, Pk; aplicando las siguientes ecuaciones:

Biot.-


= coeficiente de transferencia de calor (APENDICE C)

= longitud caracterstica

= conductividad trmica

Para determinar , se considera el rea del alimento, para el caso de la pulpa de mora se asumi el rea de la bandeja (fig. 2.8), puesto que el alimento congelado adquiere la forma del envase que lo contiene (4)

1cm42cm50cm

Fig. 2.8. Distribucin de la pulpa de mora en la bandeja

La longitud que se considera como caracterstica, es aquella a la cual el fro llega ms rpido al centro, por lo tanto es la menor distancia (1cm).Stephan.-


= calor especfico del producto congelado.

= temperatura inicial de congelacin

= temperatura dentro del equipo

=masa del hielo

= calor Latente de fusin (11)Plank.-


= calor especifico del producto antes de congelar

=temperatura del producto antes de congelar

=temperatura inicial de congelacin

En la tabla 8 se muestra los valores obtenidos de Bi, Ste y Pk.TABLA 8DATOS CALCULADOS DE Bi, Ste y Pk PARA LA MORADATOSVALOR

Biot (Bi)0,02757

Stephan (Ste)0,25

Plank (Pk)0,157

FUENTE: Patricia Viteri M., 2009Finalmente, con la ecuacin 2.1, se determin que el tiempo de congelacin de la pulpa de mora fue de 3h.

SUBLIMACINPara determinar los parmetros del proceso de liofilizacin, se realizaron 3 pruebas. La pulpa de mora congelada fue llevada a una cmara de vaco a presin de 1.15 0.5 mm Hg, a 3 temperaturas (105, 110 y 120C) con el objetivo de determinar el tiempo de secado. Las temperaturas escogidas se basaron en experiencias del Caf Liofilizado, puesto que no se tiene una base sobre frutas liofilizadas.

Los datos se obtuvieron durante el transcurso del secado tomando el peso de la muestra en la balanza analtica incluido en el equipo de Liofilizacin a intervalos de 30 minutos hasta que el peso se mantuvo constante.

Prdida de Agua En general, la prdida de agua de una determinada fruta sucede inicialmente de manera acelerada, con un progresivo retardo a medida que avanza el tiempo. En la Grfica 3 se observa ste comportamiento de acuerdo a las diferentes temperaturas aplicadas.

Grfica 3. Porcentaje de agua eliminada a diferentes temperaturas aplicadas.En la Grfica 4 se observa este mismo comportamiento pero con respecto al % de prdida de peso de la pulpa durante el proceso de liofilizacin.

Grfica 4. Porcentaje de prdida de peso durante el proceso de liofilizacin a diferentes temperaturasEn la tabla 9 se muestra el tiempo que se llev en el proceso de liofilizacin de la pulpa de mora dependiendo de la temperatura aplicada a las 3 pruebas realizadas.TABLA 9.TIEMPO TOTAL DE LIOFILIZACIN DE LA PULPA DE MORA A LAS DIFERENTES TEMPERATURAS APLICADASTEMPERATURATIEMPO

105C8h

110C6h

120C4h, 30min


Despus del proceso de liofilizacin se obtuvo la pulpa de mora en forma de grnulos con una humedad de 2,5% 0,2 (fig. 2.9)

Fig. 2.9. Pulpa de Mora despus del proceso de Liofilizacin

Posteriormente, se realiz una prueba sensorial (fig. 2.10) para determinar si existan diferencias entre las muestras sometidas a diferentes temperaturas de proceso, para lo cual la pulpa de mora fue rehidratada. Para el anlisis sensorial se aplic la prueba de preferencia, contando con 10 analistas semientrenados como jueces.

Fig. 2.10. Presentacin de las pruebas realizadas

Nombre: ___________________ Fecha: _______________PRODUCTO: PULPA DE MORA LIOFILIZADAPRUEBE LAS MUESTRAS QUE SE LE PRESENTANINDIQUE CUAL DE LAS MUESTRASPREFIERE USTED Comentarios:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________MUCHAS GRACIASSe les present el siguiente formato:

Fig. 2.11. Formato de evaluacin sensorial para 2 muestras de pulpa de mora liofilizadaCabe recalcar que la prueba #1 (105C) no se tom en cuenta para esta prueba debido a que obtuvo un mayor tiempo de proceso, produciendo un mayor consumo energtico.De los 10 jueces, 9 prefirieron la muestra a la que se aplic 110C de temperatura durante el proceso de liofilizacin. Entre los comentarios asignados a la otra muestra y el por qu de la no preferencia, est: Inicio de reacciones de oxidacin en cuanto a sabor Color ms oscuro en comparacin a la otra muestra Identificacin de sabores extraos

A travs de la tabla de significancia para prueba de dos muestras se obtuvo el nmero mnimo de respuestas coincidentes para que haya diferencia significativa (1). Con lo que podemos deducir que de las tres temperaturas aplicadas en el proceso de pulpa de mora liofilizada, la temperatura 110C sera la ideal para ste tipo de fruta.

2.4. Rendimiento de la Pulpa de Mora LiofilizadaPara nuestro estudio se realiz un balance de las principales etapas del proceso para conocer el rendimiento de la Pulpa de Mora Liofilizada. En la tabla 10 se muestran estos valores.

TABLA 10.PORCENTAJE DE RENDIMIENTO DE LA PULPA DE MORA DURANTE EL PROCESO DE LIOFILIZACINETAPASRENDIMIENTO DE PULPA (%)

DESPULPADO90,25

GRANULADO89,83

LIOFILIZACIN37,9


2.5. Construccin de Isotermas de adsorcinCon la pulpa liofilizada se construyeron las isotermas de adsorcin, mediante el mtodo isopistico con la finalidad de predecir la estabilidad del producto liofilizado (Fig. 2.12). (9) Fig. 2.12. Sistema utilizado para la construccin de isotermas

Las sales utilizadas para la prueba con sus respectivas aw se muestran en la tabla 11.Tabla 11.VALORES DE ACTIVIDAD DE AGUA DE SOLUCIONES SATURADAS DE SALES SELECCIONADASSOLUCIONESAw a 32C

Hidrxido de Sodio0.0758

Cloruro de Mg0.32

Cloruro de Sodio0,751

Cloruro de Potasio0,83

Nitrato de Potasio0.9231

FUENTE: Labuza Theodore, 1984. (10)

2.6. Evaluacin del grado de aceptabilidad del producto finalCon el producto final se realizaron pruebas sensoriales con el objetivo de medir el grado de satisfaccin por parte de los consumidores. Para lo cual se realiz la prueba hednica, muy til para ste tipo de anlisis. (1)

Se realiz un panel sensorial de 30 jueces no entrenados (consumidores habituales), quienes luego de probar la muestra presentada llenaron el cuestionario expuesto en el apndice D, incluyendo al final una parte donde los participantes expresen sus comentarios sobre el producto.

TABLA 12ESCALA HEDNICA VERBAL DE 7PUNTOSESCALA

VALOR

Me gusta Mucho+3

Me Gusta +2

Me Gusta Ligeramente+1

INDIFERENTE0

Me Disgusta Ligeramente-1

Me Disgusta-2

Me Disgusta Mucho-3

FUENTE: Patricia Viteri M., 2009La escala hednica verbal debe contar con un indicador del punto medio, a fin de facilitar al juez consumidor la localizacin en un punto de indiferencia a la muestra, como se indica en la tabla 12

Es necesario recalcar que el producto obtenido, no posee productos similares en el mercado, por lo tanto la degustacin deba realizarse en la forma en que posiblemente fuera consumido el producto (jugos, batidos, mermeladas). Para nuestro estudio, se prepar un batido con la pulpa de mora liofilizada para poder medir el grado de satisfaccin por parte de los consumidores.

Grfica 5. Resultado de la Evaluacin Sensorial del producto Final La Grfica 5 muestra los resultados obtenidos de la evaluacin sensorial realizada a los panelistas. Se puede indicar que la mayor parte de los consumidores calific el producto con la puntuacin verbal < me gusta >, que corresponde a un puntaje de +2 en la escala hednica. Con lo cual, se podra deducir que el producto tendra buena aceptacin en el mercado, ya que se encuentra dentro del rango de agrado.

CAPITULO 3

3. ESTABILIDAD DE LA PULPA DE MORA LIOFILIZADALa Pulpa de Mora Liofilizada por ser un producto seco y poseer caractersticas higroscpicas se ve seriamente afectado por la ganancia de humedad. En efecto, la vida til de los productos alimenticios depende de las caractersticas de los mismos as como tambin del tipo de empaque y el almacenamiento. Por este motivo, para este trabajo se analiza la vida til de la pulpa de mora liofilizada para un determinado empaque, para nuestro caso se utiliz un empaque trilaminado (fig.3.1) debido a la mayor resistencia al vapor y condiciones ambientales extremas de la Ciudad de Guayaquil (32C y 83%HR)

Fig. 3.1. Empaque trilaminado utilizado en la pulpa de mora liofilizada

3.1 Uso del productoEntre los usos que se puede mencionar para los productos liofilizados, tenemos los siguientes:

Mezclas secas (frutas deshidratadas, postres, comidas para microondas, etc) Snacks Mezclas con cereales; Industrias de confitera. Chocolates y golosinas (barras de cereal, galletas, etc)

3.2 Isoterma de adsorcin de la pulpaSe realiz la isoterma de adsorcin para la pulpa de mora liofilizada (fig. 3.2) con el fin de conocer el comportamiento de las condiciones de la fruta frente a la actividad de agua de las diferentes sales utilizadas para este estudio.

Fig.3.2. Pruebas de Isotermas de adsorcin de la pulpa de mora liofilizada

Como ya se indic anteriormente, el anlisis de isotermas de adsorcin se lo realiz a una temperatura constante de 32C

La isoterma resultante de la experimentacin mediante el mtodo isopistico para la pulpa de mora luego del proceso de liofilizacion, se muestra en la Grfica 6.

Grfica 6. Isoterma de adsorcin de la Pulpa de Mora Liofilizada

Al realizar la isoterma de adsorcin, la monocapa nos da el valor de 0,14gH2O/g SS. Cabe recalcar que el valor de la monocapa es el contenido de humedad que forma la primera capa de agua en contacto con la estructura del alimento. Por lo tanto, ste valor es primordial para el estudio de la vida til del alimento.

3.3 Determinacin de Humedad CrticaEs muy importante conocer la humedad crtica del producto para analizar la estabilidad del mismo. Consiste en conocer el contenido de humedad en el cual el producto se vuelve no aceptable para el consumidor desde cualquier punto de vista, ya sea microbiolgico o sensorial.

Se procedi a armar un sistema experimental (fig. 3.3) el cual consisti en simular condiciones ambientales extremas (32C y HR 100%)

Fig.3.3. Sistema experimental utilizado para el estudio de vida til de la pulpa de mora liofilizada

La experimentacin consisti en tomar pesos peridicos, registrando la ganancia de humedad hasta el tiempo en que las muestras perdieron sus caractersticas organolpticas (sabor, textura, color), lo cual se evalu a travs de una prueba sensorial, con panelistas semientrenados.La escala de calificacin utilizada para ste anlisis, se consider de 1 a 3, siendo el valor de 3 calificacin para el producto en ptimas condiciones y el valor 1 la calificacin a la cual el alimento no es apto para el consumo. El contenido de humedad de la mora liofilizada en los diferentes tiempos establecidos y con su respectiva calificacin, se exponen en la tabla 13.

TABLA 13.CONTENIDO DE HUMEDAD Y CALIFICACIN DE EVALUACIN SENSORIAL PARA LA PULPA DE MORA LIOFILIZADAHumedad en Base Seca (g H2O/100gSS)Calificacin de la Evaluacin Sensorial

2,563

5,183

9,113

16,533

23,083

28,312

30,932

35,732

39,221

FUENTE: Patricia Viteri M., 2009Como podemos apreciar, el contenido de humedad crtica de la pulpa de mora liofilizada es de 39,22 gH2O/100gSS. A esta humedad el producto no presentaba agradables caractersticas organolpticas.

Por otro lado, con la isoterma realizada se puede analizar que el valor de la monocapa est por debajo de la humedad crtica; es as que para la pulpa de mora liofilizada, el valor de la monocapa es de 0,14 gH2O/gSS y el valor del contenido mximo de humedad permisible es 0,39 gH2O/gSS.

3.4 Determinacin de Vida tilUna vez realizada la isoterma de adsorcin y determinada la humedad crtica se procede a calcular el tiempo de vida til para la pulpa de mora liofilizada.

Las condiciones establecidas de temperatura y de humedad relativa son de 32C y 83% respectivamente, y la permeabilidad del empaque trilaminado utilizado es 0.00625 g/m2/da/mmHg.

En la Grfica 7 se muestra el anlisis de vida til para la pulpa de mora liofilizada.

memcmiGrfica 7. Tiempo de vida til de la pulpa de mora liofilizada

Los datos de tiempo de vida til obtenidos en el anlisis anterior, se muestran en la tabla 14.

TABLA 14.DATOS DE TIEMPO DE VIDA TIL DE LA PULPA DE MORA LIOFILIZADADATOSVALOR

Humedad Inicial (mi)0,14 gH2O/Gss

Humedad Crtica (mc)0,39 gH2O/Gss

Humedad Equilibrio (me)0,48 gH2O/Gss

Pendiente (b)0,53


Con los datos obtenidos en el anlisis anterior se aplica la ecuacin de Labuza:

ecuacin 3.1 (Ref.5)Donde:

= permeabilidad mxima del alimento en gH2O/da m2mmHgA= rea del empaque (m2)

= peso de slidos secos (g)

= presin de vapor de agua a la temperatura T (mmHg)b= pendiente de la isoterma

El valor ln se lo obtiene con la ecuacin 3.2


= contenido de agua no completadome= contenido de humedad en la isoterma que est en equilibrio con la temperatura y humedad externami= contenido de humedad inicial en base secam= contenido de humedad a un determinado tiempo

Aplicando las ecuaciones anteriores se establece que el tiempo de vida til de la mora liofilizada a 110C con presin de 1.15 0,5 Hg, es de 18 meses en un empaque trilaminado.

CAPITULO 4

4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

Conclusiones 1. Para los alimentos la temperatura de congelacin es ms baja que para el agua pura, ya que los solutos del agua no congelada se van concentrando y la temperatura de congelacin va disminuyendo continuamente hasta que la solucin queda congelada como un todo. En el caso de la Pulpa de Mora la temperatura de congelacin es -2,58C segn clculo terico.

2. En la liofilizacin, se determin que la temperatura ideal del proceso fue 110C, con presin de 1.15 0,5 Hg, con lo que se obtuvo un producto de buenas caractersticas sensoriales, con humedad de 2,5 0,2% y con un tiempo total de liofilizacin de 6h.

3. Con la finalidad de predecir la estabilidad de la pulpa de mora liofilizada se realiz la isoterma de adsorcin, donde se obtuvo el valor de la monocapa, el cual fue 0,14gH2O/gSS y se analiz la humedad crtica, obteniendo que el valor del contenido mximo de humedad permisible es 0,39 gH2O/gSS

4. Despus del estudio de estabilidad realizado a la pulpa de mora liofilizada, tenemos que la pulpa se puede almacenar por 18 meses en envase trilaminado, debido a su mayor resistencia al vapor. De la misma forma que se la conserva sin mantener temperaturas de refrigeracin, como es el caso de la fruta en estado fresco.

5. La liofilizacin evita el arrastre de los aceites aromticos del alimento. Por ende, sabor y olor no slo permanecen intactos, sino que se concentran.

Recomendaciones

1. Para obtener un mejor rendimiento de la pulpa de mora en la etapa de despulpado es importante utilizar un finisher industrial, donde los desechos seran mnimos.

2. Uno de las limitaciones en la liofilizacin es el tiempo largo del proceso. Para disminuir este tiempo, se podra realizar pruebas concentrando la Pulpa de Mora previa a la congelacin. Lo que sucede en el caso del Caf Liofilizado.

3. El proceso de Liofilizacin, conserva al mximo el sabor, las vitaminas, los minerales y aromas que poseen los productos originales, por lo que se recomienda estudiar ms a fondo la parte nutricional de los productos liofilizados.

4. Despus del estudio realizado con la pulpa de mora liofilizada, se recomienda estudiar ms a fondo el proceso de liofilizacin en frutas, puesto que aparte de la temperatura y la presin de vaco, existen otras variables que afectan al alimento durante ste proceso.

Despulpado de fruta

Obtencin de semillas

Pesado

Secado previo

Molienda

Secado final

Envasado

Almacenamiento

Tratamiento osmtico

Escurrido y Secado externo de trozos

Envasado al vaco

Etiquetado

Almacenamiento

10

0.2 0.4 0.6 0.8 1

Tipo III

Tipo II

Tipo I

Humedad Base Seca

Actividad de Agua

capitulo 1

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