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Revista Científica UDO Agrícola Volumen 6.
Número 1. Año 2006. Páginas: 121-127
Efecto del cloruro de calcio
sobre la deshidratación osmótica a vacío en mitades de duraznos (Prunus persica) en soluciones de
sacarosa
Effect of calcium chloride on vacuum
osmotic dehydration in peach (Prunus persica) halves in sucrose solution
Aurora
Espinoza Estaba1*, Gustavo Landaeta Coa2, Jesús Rafael
Méndez Natera3 y Atilano Núñez Calcaño1
1Centro de Postgrado. Núcleo de
Monagas. Universidad de Oriente. Maturín.
2Programa de
Tecnologia de Alimentos. Escuela de Zootecnia. Núcleo de Monagas.
3Departamento de Agronomía.
Escuela de Ingeniería Agronómica. Núcleo de Monagas.
E-mail. ajespinozae@cantv.net y jmendezn@cantv.net * Autor para correspondencia
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Recibido: 10/05/2006 |
Fin de arbitraje:
28/10/2006 |
Revisión
recibida: 21/12/2006 |
Aceptado:
29/12/2006 |
RESUMEN
El
objetivo fue determinar el tiempo de equilibrio de la deshidratación osmótica a
vacío de mitades de durazno (Prunas
persica). Las soluciones de inmersión se prepararon con 68 % de sacarosa,
0,2 % de ácido ascórbico y cloruro de calcio a las siguientes concentraciones
1, 3 y 5 %. La presión de vacío aplicada a las mitades de duraznos fue de 23
pulg de Hg por 5 min, cada 30 min, las primeras 8 h a temperatura ambiente,
prosiguiendo el resto de la operación a presión atmosférica hasta 48 horas
cuando las mitades alcanzaron el equilibrio osmótico. Se analizó el
comportamiento de las mitades durante las 48 h, mediante un ANAVA y mediante
ecuaciones de regresión se evaluaron los resultados de las variables % de
pérdida de Humedad y actividad de agua (Aw) hasta alcanzar el equilibrio. Se
observaron diferencias
significativas entre los tratamientos (P < 0,05), lo que reflejó que hubo
efecto de los niveles de CaCl2 sobre la actividad de agua (Aw) y el
porcentaje de humedad de las mitades. La
pérdida de humedad fue de aproximadamente 30 %, y se alcanzó una Aw de 0,85
para los tres tratamientos (1, 3 y 5 % CaCl2).
Palabras clave: Deshidratación osmótica a vacío, cloruro de calcio,
mitades de durazno.
ABSTRACT
Vacuum impregnation of foods
implies the partial release of gases from inside the porous matrix of the
product and its substitution by an external liquid or solution of preference.
In this process the food is changed by physicochemical and structural means;
therefore it is important to know which food product to use and how it is
changed by the effect of the solutions, furthermore to know equilibrium time
and the equipments needed to reach it. The objective was to determine the
equilibrium time of vacuum osmotic dehydration of peach halves. The immersion
solutions were prepared with 68 % of sucrose, 0.2 % of ascorbic acid and
calcium chloride to the following concentrations 1, 3 and 5 %. The samples were
then dehydrated applying a vacuum pressure of
Key words: Vacuum osmotic
dehydration, CaCl2, Peach halves.
INTRODUCCIÓN
El aumento del consumo de
frutas y hortalizas en el mundo y especialmente en los países desarrollados
está forzando a la agroindustria a la aplicación de técnicas de conservación
para obtener productos similares a los frescos que conserven sus propiedades
nutricionales. La deshidratación osmótica es hoy una operación rutinaria de
mucho uso en la industria de alimentos. Es una técnica antigua que a través de
la historia se ha venido conociendo sus principios, los cuales han sido
mejorados y adecuados a las necesidades del hombre. Esta técnica ha sido
aplicada en diversos productos vegetales como naranjas (Pérez y Chiralt, 2003),
piña (Ramallo et al., 2004), pimentón
(Ade-Omowaye et al., 2002), arándano (Sunjika
y Raghavan, 2004) y otros. Además esta ganando considerable atención como un
método de procesamiento mínimo debido a ventajas tales como el ahorro de
energía, uso de bajas temperaturas (20 - 50 º C), evitar daños a productos
termolábiles (Genina, 2001), como complemento al proceso de deshidratación,
para mejor control de las pérdidas de sabor y daños en los tejidos, aunado a
una mejor retención del color y de los nutrimentos (Khin et al. 2005).
La operación de deshidratación osmótica es una técnica
aplicada a productos hortofrutícolas que permite reducir su contenido de
humedad en incrementar su contenido de sólidos solubles (Spiazzi y Mascheroni,
2001) y consiste en la inmersión del alimento en una solución osmótica de
actividad de agua (Aw) inferior a la suya (hipertónica) (Genina, 2001), lo que
establece dos flujos en contra corriente (agua y soluto). Estos flujos se
detendrán al alcanzarse el equilibrio en el sistema (Awalimento = Awsolución)
a un tiempo determinado (Atarés et al.,
2002). El proceso promueve la liberación de agua del material inmerso en la
solución concentrada, mientras ocurre un ingreso simultáneo de soluto externo.
Los mecanismos envueltos en el proceso de osmodeshidratación del tejido
dependen de las estructuras tisulares. Las células externas pueden ser
fácilmente impregnadas por la solución externa y la difusión del flujo en masa
de agua y solutos ocurre también en los espacios intercelulares. El flujo en
masa es promovido por la presión capilar en los procesos que ocurren a presión
atmosférica (Chiralt y Fito, 2003).
La deshidratación osmótica utilizando vacío es una
técnica que consiste en el intercambio interno de gases ocluidos en la matriz
de un producto por un liquido o solución escogida, en este proceso se aplica un
sistema de vacío que promueve la impregnación de los capilares de los tejidos y
cuando las presión atmosférica es reestablecida los poros son extensamente
inoculados con la solución externa y dependiendo del radio de compresión
aplicado. Esto trae como consecuencia la
disminución de la actividad de agua (Aw) del alimento, ya que si se utiliza una
solución concentrada de soluto (solución osmótica), se obtiene un producto de
humedad intermedia (AHI) (Ponting et al.,
1966; Chirife, 1982; Schwartz et al.,
1993; Raoult-Wack, 1994; Schwartz, 1999; Atarés et al., 2002).
Dentro de las mejoras incorporadas al proceso de
deshidratación osmótica está la disminución de la presión de trabajo por un
determinado tiempo. Esto se conoce como Mecanismo Hidrodinámico (MHD). El
proceso consiste en promover el intercambio de gas o líquido presente en los
poros de un producto por un líquido externo (Andrés y Fito, 1992; Campos et al., 1993; Fito et al., 1993; Shi, 1995;
Pastor et al., 1996; Navarro, 1998;
Núñez, 1999; Vázquez y Roa, 1999).
La adición de sales de calcio a la solución osmótica
aumenta ligeramente la pérdida de agua en el alimento y disminuye la ganancia
de soluto. Este efecto se atribuye a una asociación de calcio (que penetra en
la fruta) con pectinas de las paredes celulares, con lo que se fortalece la
textura de la fruta y se crea un enlace tipo "unión cruzada" capaz de
atenuar la difusión de azúcares hacia la fruta debido a un aumento de la
tortuosidad y de la viscosidad local (Schwartz, 1999). Se ha comprobado que la
adición de sustancias de bajo peso molecular tales como cloruro sódico, ácido
málico, ácido clorhídrico, y cloruro de calcio en concentraciones de
Factores como naturaleza del alimento a deshidratar
(tamaño del alimento), solución osmótica utilizada, condiciones de operación
(presión sub-atmosférica), tratamiento previo al proceso de deshidratación
(escaldado), pueden influir en el tiempo en el cual el alimento alcance el
equilibrio osmótico con la solución osmoactiva. El objetivo fue determinar el
tiempo de equilibrio de la deshidratación osmótica a vacío de mitades de
durazno (Prunas persica) a diferentes
concentraciones de cloruro de calcio.
MATERIALES Y MÉTODOS
Los duraznos utilizados en el ensayo cultivados en el
Jarillo, estado Miranda se obtuvieron en un supermercado de la ciudad de
Maturín, estado Monagas. Para la preparación de las soluciones osmóticas se
utilizó azúcar refinada marca Montalban, producida por el Central EL Palmar, S.A, San Mateo, estado Aragua.
Como fuente de Calcio se empleó Cloruro de Calcio (CaCl2), producido
por Riedel-de Haën, Alemania, y Ácido Ascórbico, elaborado por Fischer Chem
Alert Guide, Estados Unidos, los cuales se utilizaron como inhibidores para
reducir las probables alteraciones enzimáticas de los duraznos.
Se seleccionaron muestras representativas de duraznos
los cuales fueron pesados (Po), lavados, pelados (pelado químico sumergiendo
los duraznos en solución de NaOH al 5% en ebullición por 1 minuto), cortados en
mitades, pesados (Pf) nuevamente con el fin de calcular el rendimiento.
Posteriormente se realizó un escaldado sumergiendo las mitades de duraznos en
agua en ebullición (100 º C) por un minuto, con el fin de inactivar las enzimas
que puedan alterar el color y el aroma de los frutos durante la deshidratación,
ablandar tejidos, eliminar oxígeno de los tejidos, resaltar el color y reducir
la carga microbiana. Se utilizaron tres tipos de soluciones osmóticas, las
cuales se prepararon con sacarosa al 68% (soluto osmótico), ácido ascórbico al
0,2%, a tres diferentes niveles de cloruro de calcio (1, 3, y 5% CaCl2).
Se sumergieron 40 lotes de tres
mitades cada uno en cada una de las soluciones osmóticas preparadas, para un
total de 120 mitades de duraznos, las cuales se colocaron en desecadores de
vidrio de
Transcurrida una hora del experimento, se tomaron
muestras y se evalúo
Igualmente se retiraron 12 mitades previamente
enumeradas (rotuladas) para ser pesadas y luego se devolvieron a sus
respectivos desecadores, con el objetivo de determinar la pérdida de peso (%) y
observar la reducción del agua disponible. La toma de muestras se realizó de la
siguiente manera: por cada hora se tomaban cuatro lotes (bloques) de tres
mitades de duraznos, para un total de 12 unidades experimentales retiradas de
los desecadores por cada solución.
La investigación se realizó en el laboratorio de
Tecnología de Alimentos de
Se utilizó un diseño experimental de
bloques al azar en arreglo factorial, tres tratamientos con tres niveles de
CaCl2 (1, 3 y 5 %) y diez períodos (tiempo de deshidratación) de
estudio. Las variables dependientes (actividad de agua y porcentaje de pérdida
de humedad) fueron analizadas mediante un análisis de varianza (ANAVA). Se
realizó un análisis de regresión, utilizando modelos lineales, cuadráticos y
cúbicos, y se reportan las ecuaciones de regresión para cada uno de los
tratamientos en los diferentes períodos. El programa estadístico utilizado fue
SPSS versión 13.0.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El rendimiento de duraznos pelados y cortados en
mitades fue del 75 %.
Descenso de
Se
observó un descenso de
El tamaño de las piezas sometidas
al proceso de deshidratación osmótica, es importante para los efectos del
proceso. Las piezas más pequeñas favorecen la pérdida de agua, disminuyendo el
período de exposición, por la mayor superficie de contacto entre la fruta y la
solución (Schwartz, 1999). En este caso, todas las mitades alcanzaron el
equilibrio osmótico a las 48 horas, un tiempo mayor al establecido por otros
autores revisados en la bibliografía. Esto se debió al tamaño de la pieza y a
la matriz de la fruta, ya que es posible que la difusión del agua y del soluto
haya sido difícil al interior de la fruta, por lo que se requirió más tiempo
para que las piezas perdieran agua por efecto de las soluciones osmóticas.
Pérdida de humedad (%)
En la figura 2 se muestra la
pérdida de humedad en las mitades sometidas a los tres niveles de CaCl2
durante las 48 horas de deshidratación, observándose que la mayor pérdida se
obtuvo en las mitades sumergidas en la solución osmótica con nivel de 5 % CaCl2,
por las primeras 8 horas de deshidratación, con un porcentaje de pérdida de
humedad de aproximadamente 29 %, en comparación con las mitades sumergidas en
las soluciones con niveles de 1, y 3 % CaCl2, con una pérdida de
humedad de aproximadamente 24 %. Resultados similares fueron observados por
Zapata-Montoya et al. (2002) quienes
realizaron un experimento para optimizar la relación jarabe/fruta y la
concentración de una mezcla de sacarosa y cloruro de calcio (para la
deshidratación osmótica de láminas de papaya hawaiana (Carica papaya) y encontraron que la pérdida de humedad dependió
significativamente de la sacarosa, del CaCl2 y de la relación
jarabe/fruta, todos con efectos positivos sobre la pérdida de humedad, además
se observó un efecto positivo del término cúbico del CaCl2. Bille et al. (2001) encontraron que el cloruro
de calcio aceleró la pérdida de humedad del queso durante su procesamiento casi
al nivel más bajo recomendado mientras en su ausencia resultó en un queso con
una humedad cercana al nivel más alto recomendado. Mientras que Giraldo et al. (2005) estudiando la cinética y
equilibrado del mango durante la deshidratación osmótica a presión atmosférica,
con y sin pulso a vacío, usando soluciones de 35, 45, 55 y 65 º Brix,
encontraron que en la mayoría de los casos, cuanto mayor es la concentración de
la solución osmótica menor es la ganancia de sólidos y mayor es la pérdida de
agua en la muestra, lo que contribuye a que tarde más en alcanzar la
estabilidad.
Estas piezas siguieron perdiendo humedad
por las 48 horas el resto del proceso, hasta llegar al equilibrio osmótico, con
una pérdida de humedad de aproximadamente 30 % para los tres tratamientos. A pesar de que las mitades sumergidas en la solución
osmótica 5 % CaCl2, tuvieron una pérdida de humedad mayor durante
las primeras 8 horas, el equilibrio osmótico fue alcanzado en el mismo tiempo
que las mitades sumergidas en las soluciones osmóticas 1 y 3 % CaCl2, posiblemente debido a la
similitud de la actividad de agua que presentaron las soluciones preparadas,
las cuales fueron 0,799; 0,791 y 0,787; con niveles de CaCl2 de 1, 3 y 5 %, respectivamente.
Por
otra parte, la mayor pérdida de humedad ocurrió hasta las 8 horas. Resultados
diferentes fueron indicados por Dávila-Solar y López-Ráez (2005) quienes
analizaron los efectos de la temperatura y presión en la velocidad de
transferencia de masa durante la deshidratación osmótica a vacío de rodajas de
piña (Ananas comosus (L.) Merr.) y
encontraron que el contenido de humedad de la piña fresca fue del 84,1 %
llegando al 55 % a las cuatro horas de operación trabajando a vacío. Mientras
que Giraldo et al. (2005) estudiando
la cinética y equilibrado del mango encontraron que el equilibrio en las
ganancias de sólidos solubles y pérdida de agua se alcanzó aproximadamente
entre las 72 y 144 horas.
CONCLUSIONES
Las
mitades de duraznos sumergidas en las diferentes soluciones alcanzaron el
equilibrio osmótico a las 48 horas con un valor de Aw = 0,85. Se
observó un efecto
de los niveles de CaCl2 sobre la actividad de agua (Aw) y el
porcentaje de humedad de las mitades de duraznos. La pérdida de humedad fue de aproximadamente 30 % y se alcanzó una Aw
de 0,85 para los tres tratamientos.
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