Desarrollo de Rodajas Deshidratadas de Pia Adriana Hernndez Triana (1), Fabiola Cornejo (2)

FACULTAD DE INGENIERA EN MECANICA Y CIENCIAS DE LA PRODUCCIN Escuela Superior Politcnica del Litoral (ESPOL) Campus Gustavo Galindo, Km 30.5 va Perimetral

Guayaquil-Ecuador

Resumen

El objetivo de esta investigacin fue obtener rodajas de pia a partir de una variedad (Perolera o Milagrea) con dificultades para ser procesada por sus caractersticas sensoriales, por lo cual lo primero a realizar fue la deshidratacin de rodajas de pia con dos soluciones osmticas diferentes, se observ el efecto de los dos agentes osmticos en la fruta. Luego, se sec rodajas de pia con tres variantes, deshidratada con sacarosa, deshidratada con glucosa y sin deshidratacin y se analiz los resultados en base a las diferencias previas. Finalmente se realiz pruebas basadas en la actividad de agua, para obtener el tiempo de vida til de cada una de las muestra. Adems evaluaciones sensoriales para determinar cual de ellas tena mayor aceptacin

Palabras Claves:Pia, Deshidratacin Osmtica, Secado

Abstract

The aim of this research was to obtain slices of pineapple from a variety ( Milagrea or Perolera) with difficulties to be prosecuted for their sensory characteristics, so the first thing, was dehydration of pineapple slices with two different osmotic solutions, observed the effect of each osmotic agent in the fruit. Then, dried pineapple slices with three variants, dehydrated with sucrose, dehydrated with glucose and without dehydration, and analyzed the results based on previous differences. Finally was proof based on water activity for the shelf life of each sample. Also sensory evaluation to determine which of them had greater acceptance. Keywords: pineapple, osmoticdehydration, dried

1. Introduccin La pia ecuatoriana, tiene una gran

aceptacin a nivel extranjero, sin embargo las divisas adquiridas por exportacin en gran parte es por materia prima, mientras que por pia procesada es mnima, el presente proyecto busca darle un valor agregado a la pia, tomando en cuenta que la variedad a experimentar es la MILAGREA O PEROLERA. La cual solo sirve para consumo interno, debido a su dificultad para ser procesada por su sabor ctrico, esto se lo har mediante uno de los procesos ms econmicos como es el secado.

Por otro lado para mejorar las caractersticas sensoriales del producto se aplicar deshidratacin osmtica como pretratamiento, la cual consiste en eliminar agua del alimento e ingresar slidos solubles a partir de una solucin hipertnica, para ello se usaran dos tipos de agentes osmticos, asimismo se estudiar cul de ellos proveer mejores resultados. Adems, se analizar si existen o no ventajas sobre el secado de este producto, realizando el pretratamiento osmtico, comparndolo con muestras no deshidratadas osmticamente. Considerando el uso del secado convectivo, el cual consiste en suministrar

aire caliente a un sistema a temperatura y humedad constante. Finalmente para reconocer si es factible o no este tipo de proceso se considerara el tiempo de vida til y las pruebas sensoriales pertinentes.

2. Materiales y Mtodos.

Materiales Materia Prima La materia prima utilizada en el presente proyecto es la Pia variedad Perolera, la cual fue obtenida del Changue, cultivo ubicado en la va Naranjito-Bucay. Esta variedad se destina exclusivamente al consumo local como fruta fresca. Posee un gran tamao, tiene forma cnica, ojos profundos, corazn grueso y pulpa blanca. El color de la cscara es el factor determinante para escoger el punto de corte, sin embargo, debe tenerse en cuenta que el color de la fruta vara de acuerdo al tamao de la misma, mientras ms grande sea sta, con menor intensidad se colorea la cscara, es por ello que se utiliz la pia grado 2, con 120.5 Brix, adems mientras ms verde est, es ms fcil

manipularla y menos profundos son los ojos, no se escogi la pia grado 1 por ser muy acida. Agentes Osmticos Los azucares usados para la deshidratacin osmtica fueron sacarosa y glucosa, en solucin al 60 %. La sacarosa de marca San Carlos fue adquirida en los mercados locales de la ciudad. Por otro lado, la glucosa fue adquirida en Laboratorio Cevallos y Domnguez de la ciudad de Guayaquil. Mtodo Deshidratacin osmtica Primero, se lavaron las pias en solucin de cloro de 100ppm. Posteriormente, fueron peladas y cortadas en rodajas de 10.3cm de altura, con un dimetro de 122cm, que dio un peso de 802g sin el corazn o tallo. Luego fueron deshidratadas en una relacin de fruta y jarabe equivalente a 1:4 (pia: jarabe). Los agentes osmticos para las deshidrataciones fueron sacarosa y glucosa por separado. Para realizar la deshidratacin osmtica, se sumergieron 13 rodajas de pia, las cuales fueron sacadas cada 5, 10, 15, 30 y 45 minutos, de esta manera se lleg hasta las 5 horas con una temperatura constante de 32 C. Secado El secado se realiz en un Secador Rotacional Blue M de bandejas. Se trabaj con una temperatura de 702 C y Humedad relativa de 652. Se efectuaron tres secados, el primero fue con pia natural, el segundo con la pia deshidratado osmticamente con glucosa y finalmente el tercero con pia deshidratada osmticamente con sacarosa. Se tomaron pesos al principio cada 5 minutos, hasta lograr un dato constante. Luego se tomaron los pesos cada 10 minutos, y as sucesivamente hasta que el producto dej de perder peso. Los tres experimentos se ejecutaron por triplicado.

Pruebas Fsico Qumico Las pruebas fsico qumicas fueron realizadas segn Coloma, 2008(1), los fueron realizados por triplicado. Pruebas Sensorial Las pruebas sensoriales aplicadas se basaron en la medicin del grado de satisfaccin del consumidor, para este proyecto se utilizaron las escalas hednicas del tipo verbal. Esta escala ser de cinco puntos, de acuerdo a la informacin obtenida en las encuestas. Para ello, se incluye un punto central ni me gusta ni me disgusta, asignndole el valor de 0, a los puntos sobre la escala se les agregara valores positivos, indicando que la muestra es agradable y a los que estn debajo de ella se les agregara valores negativos, correspondiendo a calificaciones de disgusto, para de

esta manera poder reconocer si la muestra es agradable o desagradable Para analizar el efecto de varios niveles de una variable, se aplica el mtodo estadstico descrito por AnaldaAntonio (1994) (2). En el cual, compara la varianza procedente de dicha variable con la varianza residual, o sea, la debida al error experimental y al azar.

Luego, se comparan con la F de tablas (Ft), con los grados de libertad de la fuente de variacin bajo consideracin como grados de libertad del numerador, y GLr como grados de libertad del denominador, con el nivel de significancia del 5%. Si F

de un solo factor con nivel de significancia del 5%, mediante el programa Minitab 15, de esta manera se rechaza la hiptesis nula, para corroborar esto se utiliz el clculo de Fisher, el cual determin que los datos ingresados para la glucosa son menores a la sacarosa. Lo cual se ratific en la figura 3.1 de la cintica de solidos secos para glucosa, cuyo KSG segn tabla 3.1 es de 0.2002, lo que permiti determinar que aquel que ofreci mayor resistencia a la difusin de solidos fue la glucosa.

Figura 3.1: Difusin de solidos secos

Adems mientras la sacarosa pierde la velocidad rpidamente la glucosa tiende a estabilizarse. Por tener una menor masa molecular, la glucosa puede seguir ingresando a pesar que los poros de los tejidos del producto se vayan cerrando.

Tabla 3.1: Difusin de solidos

En cuanto a la prdida de agua (WL), de igual manera se realiz el anlisis de varianza de un solo factor del, que determin un P obtenido equivalente a 0.617, siendo ste mayor a 0.05, se procede a aceptar la hiptesis nula, estableciendo que no existe diferencia entre las muestras comparadas. Por otro lado la mejor manera de corroborar lo antes mencionado fue mediante el clculo del KCN segn figura 3.3 y tabla 3.2. El cual busca escoger el que represente menor resistencia a la transferencia de agua. Es decir, el que proporcione mayor difusin de agua. Para el presente proyecto fue la sacarosa con un KCN de 0.282, a pesar que su diferencia con la glucosa es mnima, denotando insignificancia. Finalmente, manteniendo lo sealado por Barbosa(1996), explicando que las fases de la deshidratacin osmtica se desarrolla en dos fases, una inicial de alta velocidad que dura

aproximadamente 2 horas y otra final que tiende a disminuir entre 2 y 5 horas finales de proceso (4).

Figura 3.2: Difusin de agua

Tabla 3.2: Cintica de Humedad

Efecto del tipo de Agente Osmtico en la transferencia de masa durante el secado Se sometieron a secado de bandejas las tres muestras de pia, una sin D.O, otra con D.O.G y finalmente D.O.S. Para constatar si existe diferencia significativa entre ellas, se realiz el anlisis de varianza de un solo factor, con nivel de significancia del 5% de los datos iniciales, con ello se demostr que el P calculado es menor a 0.05, de esta manera se acepta la hiptesis alternativa (Ha) determinando que existe diferencia entre las muestras. Esto se confirm con la prueba de Fisher, en ella se define que si existe diferencia significativa del producto secado sin previa deshidratacin osmtica pero al comparar las muestras de glucosa y sacarosa se determina que no existe diferencia entre ellas.

Figura 3.3: Humedad libre de la rodaja de pia

seca

0

0.5

1

1.5

2

-0.5 0.5 1.5 2.5

g SS

tota

les/

g SS

in

icia

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CN

S)

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Glucosa

0.0

0.5

1.0

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0 2 4

g/h

gSS

Tiempo(h)

Humedad en base seca sacarosaHumedad en base seca glucosa

0.01.02.03.04.05.06.0

0 5 10

g/h

gSS

Tiempo(h)

Natural

Glucosa

Sacarosa

KCNH R2 Sacarosa 0,282 0,995Glucosa 0,274 0,982

KCN R2 Sacarosa 0,3388 0,9527Glucosa 0,2002 0,9758

No obstcomo eproductagua eglucosatratado que pasiendo d

Por otrodiferencsegundavelocid

En los observacinticasegn tdeshidrelimina

Figur

Tabla

Finalmesecado mismo,observapia spreviam

0000000000

g/h

gSS

tante, en las cen las figurasto natural demn 8 horas m

a lo realiz encon sacarosa

artieron con ude 84.9%, 69%

o lado, la velociada tres etapa con velocad decreciente

tres casos oca en las figua de secado, etabla 3.3 es mratacin, es deacin del agua

ra 3.4: Velocid

3.3: Coeficie

ente, no solosino otros

tal es la coloa en la figura seca con m

mente deshidra

Procesos de S

Secado Natur

Secado de Gl

Secado de Sa

0.00.00.00.10.10.10.10.10.20.2

0

Tie

curvas de hums 3.3, se pue

mor en eliminmientras que n 6 horas y fina en 5 horas, un nivel de % y 64% resp

ocidad de secapas, la inicial

cidad constae.

curre el mismuras 34. Adeel coeficiente mayor para laecir existe me

a.

dad de secadPia

nte de difusi

secos

o se toma en cfactores queracin final d3.5, en la cua

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ral

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5 1

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0,028

0,015

0,0104

10

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Natural

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tenidas que el

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omo se visar la de agua

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ra conocer etener fue la hnsorial, el resu5

Tab

utilizar estos nen los datos d

Tabla 3.7 H

Mono c (g H2OaW

Humedcrtica(g H2O

mi(g H2O/g S.S) me(g H2O/g S.S)

b

igura 3.5: Pi

ortante es el e(2006), seg

na capa impeco, reteniendoproductos pr

ticas (5)

cto del agentejas de pia deas isotermas aatos de la tablaa tabla, se demectantes en el ua en la monos. Sin embargctividad de aedio ambiente

Tabla 3.4: Mo

l tiempo de humedad crtiultado de ello

bla 3.5 Hume

datos en las ide la tabla 3.6

Humedades (

Glucapa O/g S.S)

8,97

0,06

Glucdad

O/g S.S) 2

GLUCOSA 22,5

30

73

as secas

endurecimientgn el cual rmeable en la

o agua en el inreviamente tr

e osmtico eneshidrata a partir de laa 3.4 muestra que lproducto per

ocapa y mayorgo, el productoagua posee u

e.

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dad Critica

sotermas de a6

(m) y pendien

cosa Sacaro7 14,83

6 0,09

cosa Sacaro

26,85 21,7

SACAROSA22

29

28,5294118

to, como lo existe la

a superficie nterior, esto ratados con

n la Vida

a pia seca,

la presencia mite mayor r movilidad o natural al una mayor

primero a evaluacin en la tabla

absorcin se

nte (b)

osa Natural5,3

0,3

sa Natural

73 32,06

A NATURAL15,347

23,75

8 79,7875

Luego se investig el X/K, el cual segn Massey (2003), para el Polipropileno biorentado (BOPP), con 0.15mm de espesor, es de 0.005 q/mm Hg m2di (6) Para hallar el tiempo de vida til () se utiliza la siguiente ecuacin:

Finalmente, se obtuvo el valor de vida til en la tabla 3.8

Tabla 3.8 Vida til

Demostrando que el mayor tiempo de vida til fue obtenida para el producto seco sin previa deshidratacin o Producto Natural con un total de 34 meses. Este resultado demuestra que el ingreso de agente humectante en el producto produce una mejora de textura pero reduce el tiempo de vida til del producto seco, debido al incremento de la movilidad del agua. Caracterizacin de Producto Para obtener el resultado final de la rodaja de pia adecuada para el consumo, se realiz una evaluacin sensorial hednica. En primera instancia, se compar el F obtenido mediante clculo y el F de tabla con un nivel de significancia del 5%, dando un resultado de 1.446 y 1.97 respectivamente, demostrando que si hay un efecto significativo entre las muestras evaluadas, por lo cual fue necesario realizar la prueba de Tukey. De ellos se obtiene, que la pia deshidratada osmticamente con sacarosa no tiene diferencia significativa al compararla con la pia deshidratada osmticamente con glucosa, pero si existe diferencia con aquella secada sin previa deshidratacin.

Tabla 3.9: Muestra de Pia caracterizada

Finalmente, el resultado de los anlisis realizados al producto escogido se muestra en la tabla 3.9 Diagrama de flujo para rodajas de pia seca

previamente deshidratadas

4. Conclusiones y Recomendaciones Conclusiones Se determina que la deshidratacin con sacarosa dio mejores resultados durante la evaluacin sensorial, a pesar que el tiempo de vida til y producto seco sin previa deshidratacin fue mayor, es por ello que al valorar el tiempo de vida til vs el nivel de agrado se tom como producto final aquel deshidratado con sacarosa el cual tendr una duracin mxima de 10 meses.

Los agentes osmticos utilizados incrementan la movilidad del agua en el alimento final debido a sus propiedades higroscpicas. Finalmente el presente proyecto permiti corroborar las teoras expuestas por Sun Da wen, Beuchat, y Shi John sobre las ventajas de la deshidratacin osmtica sobre el secado como son el acortar el tiempo de secado, evitar la oxidacin enzimtica y mejorar el sabor del producto final.

Glucosa Sacarosa NaturalVida til(Das) 787 316

1038

Pia seca deshidratada osmticamente con

sacarosa

Humedad 220.5

Brix 821

pH 3,580.025

Ceniza 6,530.6

Acidez 0,550.2

Recepcin de M.P (Pia)

Limpieza

Desechos (corona y pednculo del tallo)

Lavado y Desinfeccin

Solucin de cloro 100ppm

Pelado y cortado Desechos (Cascara y tallo

Deshidratacin osmtica

Solucin de (Sacarosa: Agua) en proporcin 4:1

Escurrido de la

Secado en Bandeja T: 70C y t: 3.33h

Enfriamiento

Empacado y almacenamiento

Recomendaciones El enjuague de la superficie del alimento es esencial, al no ser realizada, durante el proceso de secado se observar una capa de azcar que se cristalizar en la superficie y el agua del alimento no habr migrado en su totalidad al ambiente, disminuyendo el tiempo de vida til del producto final.

La solucin de sacarosa puede ser reutilizada, balancendola antes de ser usada nuevamente, pero el nivel de usos depender de la calidad microbiolgica que posea. La reutilizacin dar mejores caractersticas ya que en la deshidratacin no solo se elimina agua sino ciertos componentes de la fruta mejorando el sabor de la solucin. 5. Agradecimientos A la Ing. Fabiola Cornejo por su gran ayuda, a laEscuela Superior Politcnica y al Programa de Ingenierade Alimentos.

6. Referencias [1] Coloma, Isabel, Tesis de Grado, Estudio del efecto

de la Deshidratacin Osmtica en la Vida til de los Productos Secos, Guayaquil-Ecuador; 2008; Pgs. 41-43 Curless, B. and Levoy, M., A Volumetric

[2] Analda, Antonio; La Evaluacin Sensorial de los alimentos en la teora y la prctica; Editorial Acibia S.A; Zaragoza(Espaa); 1994; Pgs,86-87,163-164

[3] Labuza, THeodore; Moisture sorption: Practical aspects of isotherm measurement and use; Published by the American Association of Cereal Chemists; 1984; Pages. 663-666

[4] Albert Ibarz, Gustavo V. Barbosa: Operaciones Unitarias en la Ingeniera de Alimentos: Editado por Grupo Mundi Prensa: en el ao 2005 en Madrid Espaa: Pag 621

[5] Brennan Jammes, Food Processing Handbook, Edited by WILEY-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2006, Weinheim, Germany, Page 86

[6] Massey L,K; Permeability Properties of Plastic Elastomers; A guide to Packaging and Barrier Materials; 2nd Edition; William Andrew Publishing, 2003, Chapter 47