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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
TESIS
PRESENTADA POR:
BENITO JORGE, Emanuel Edison
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL
TARMA – PERÚ
2019
Efecto de la temperatura y el espesor en la calidad nutricional del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un
secador solar automatizado
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS - TARMA
CAMPUS UNIVERSITARIO: PROLONGACIÓN AV. TUPAC AMARU N° 3085 – Tarma Teléfono: 064-323918 web: http://www.uncp.edu.pe
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ACTA DE SUSTENTACIÓN DE TESIS
DEL BACHILLER: Don. BENITO JORGE EMANUEL EDISON
FACULTAD DE CIENCIAS APLICADAS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE INGENIERO AGROINDUSTRIAL
En la plataforma Microsoft Teams, en el canal oficial “Sala de sustentaciones de tesis pregrado - FACAP” de la Facultad de Ciencias Aplicadas de la Universidad Nacional del Centro del Perú, a los treinta días del mes de diciembre del año dos mil veinte.
Con la presencia del jurado examinador conformado por los siguientes catedráticos:
PRESIDENTE (AI) : Mg. Claudio Paulino Limaymanta Sulca SECRETARIA : Mg. Rocío Pomasunco Huaytalla VOCAL : Dr. Bécquer Frauberth Camayo Lapa VOCAL : M.Sc. Gonzalo Rojas Espinoza VOCAL : Dr. Walter Javier Cuadrado Campó
El Presidente del jurado examinador de la sustentación de tesis, siendo las 13: 39 horas ordenó dar comienzo al acto de Sustentación ante el Jurado nombrado por Resolución N° 086-2020/D/FACAP/UNCP/T, hace de conocimiento que toda la sustentación será grabada.
El sustentante procedió a la exposición de la tesis titulada“Efecto de la temperatura y el espesor en la calidad nutricional del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado”; la cual fue asesorada por el Dr.
Bécquer Frauberth Camayo Lapa.
Los señores miembros del Jurado procedieron a realizar las preguntas del caso, las que fueron absueltas por el sustentante. Acto seguido el Señor Presidente dispuso que el sustentante se sirva abandonar la sesión, los miembros del jurado se trasladan a la sala de deliberación para su respectivo veredicto. Se procedió a la calificación cuantitativa y obligatoria de acuerdo al Art.192 ,193 y 194 del Reglamento Académico General 2019 con el siguiente resultado:
Por consiguiente, el resultado final del proceso de sustentación es:
Aprobado por unanimidad, con mención de excelencia.
El jurado, una vez regresado a la “Sala de sustentaciones de tesis pregrado - FACAP” de la plataforma Microsoft Teams, invita al sustentante a retornar a la sala para escuchar el resultado lo que fue anunciado por el Señor Presidente, y acto seguido se da por terminada la sustentación, siendo las 14:45 hora.
... ...
Dr. Walter Javier Cuadrado Campó M.Sc. Gonzalo Rojas Espinoza VOCAL VOCAL
... ...
Dr. Bécquer Frauberth Camayo Lapa Mg. Rocío Pomasunco Huaytalla VOCAL SECRETARIA
…….………
Mg. Claudio Paulino Limaymanta Sulca PRESIDENTE (AI)
N° ASPECTO COGNITIVO PUNTAJE
1 Absuelve las preguntas de los jurados, con claridad, relacionando sus resultados con el marco teórico.
6
2 Absuelve las preguntas del jurado con claridad, resaltando sus hallazgos con datos cuantitativos y/o cualitativos.
5
3 Sustenta con claridad la comprobación de las hipótesis. 5
SUB TOTAL 16
N° ASPECTO PROCEDIMENTAL PUNTAJE
4 Manejo adecuado del material de exposición. 2
5 Presentación apropiada del material de exposición. 2
6 Manejo del escenario. 2
7 Expone el trabajo de tesis o suficiencia profesional en el tiempo asignado. 3
SUB TOTAL 09
N° ASPECTO ACTITUDINAL PUNTAJE
8 Tono de voz apropiado. 2
9 Postura adecuada. 2
10 Maneja adecuadamente el lenguaje. 2
11 Su presentación personal es adecuada. 2
12 Su comportamiento es apropiado. 2
SUB TOTAL 10 PUNTAJE TOTAL 35
iii
ASESOR:
DR. BECQUER FRAUBERTH CAMAYO LAPA
iv DEDICATORIA
A Dios por guiarme e iluminarme a lo largo en todo momento.
A mis padres Magno Benito Durand y Carmen Jorge Ingaruca, a mi hermano Jhonatan; por su apoyo constante e indesmayable que contribuyeron a cumplir con mis metas, y por brindarme la confianza y ser el motivo para seguir adelante.
A cada uno de mis maestros que con sus conocimientos y su ardua dedicación me inculcaron buenos valores, y me ayudaron a tener confianza para realizar esta investigación.
Emanuel
v
AGRADECMIENTOS
A Dios por brindarme mucha confianza y darme fortalezas para realizar mi investigación.
Al Dr. Bécquer Frauberth Camayo Lapa por asesorarme y brindarme el apoyo necesario para la realización de la tesis.
A los catedráticos de la Escuela académico profesional de Ingeniería Agroindustrial, por brindarme sus conocimientos y su plena disposición y apoyo constante a lo largo de la vida universitaria.
A mis padres, hermano y amigos por su apoyo en la realización de mi investigación.
vi Resumen
La presente investigación titulada “Efecto de la temperatura y el espesor en la calidad nutricional del hongo de pino (Suillus Luteus A.), deshidratado en un secador solar automatizado” tiene como objetivo general evaluar el efecto de la temperatura y el espesor, en la calidad nutricional, del hongo de pino (Suillus Luteus) deshidratado en un secador solar automatizado. La investigación es de tipo básica y nivel explicativo de diseño experimental. Como unidad de estudio se utilizaron hongos de la localidad de Huallquin Grande los que fueron secados a temperaturas de 50 y 60°C y espesores de 0.5 y 1.0 cm, obteniendo así 4 tratamientos los que fueron analizados en sus características fisicoquímicas y químico proximales. Llegando a la conclusión que los diferentes espesores y temperaturas de secado repercuten en la calidad; asimismo el tratamiento con mejor composición nutricional después del secado fue el tratamiento 4 (60 °C y 1.0 cm) con un pH 6.44 y acidez titulable 0.14%; una humedad de 11.05 %, 6.24 % de grasa, 36.77 % carbohidratos, 22.46 % de proteína, 16.97 % de fibra y 6.50 % de ceniza; tiempo de secado de 10 horas sol. Con la presente investigación se busca mejorar el proceso de secado a través de un secador solar para el aprovechamiento comercial y de consumo del poblador de Huallquin Grande.
Palabras clave: secador solar, secado de hongo, calidad nutricional, efecto de temperatura, efecto de espesor.
vii Abstract
The present research entitled "Effect of temperature and thickness on the nutritional quality of pine mushroom (Suillus Luteus A.), dehydrated in an automated solar dryer" has the general objective of evaluating the effect of temperature and thickness on the Nutritional quality of dehydrated pine mushroom (Suillus Luteus) in an automated solar dryer. Basic research and explanatory level of experimental design. As a study unit, fungi from the locality of Huallquin Grande will be used, which were dried at temperatures of 50 and 60 ° C and thicknesses of 0.5 and 1.0 cm, thus obtaining 4 treatments, which were analyzed for their close physical and chemical characteristics. Reaching the conclusion that the different thicknesses and drying temperatures affect quality and the treatment with the best nutritional composition after drying, which was treatment 4 (60 ° C and 1.0 cm) with a pH of 6.44 and titratable acidity of 0.14%; a humidity of 11.05%, 6.24% fat, 36.77% carbohydrates, 22.46% protein, 16.97% fiber and 6.50% ash; drying time of 10 hours sun. This research seeks to improve the drying process through a solar dryer for the commercial and consumer use of the population of Huallquin Grande.
Keywords: sun dryer, mushroom drying, nutritional quality, temperature effect, thickness effect.
viii Índice
Contenido Pág.
Portada ... i
Acta de sustentación de tesis ..……….... ii
Asesor ... iii
Dedicatoria... iv
Agradecimiento ... v
Resumen ... vi
Abstract ... vii
Índice ... viii
Lista de tablas ... xiii
Lista de figuras ... xv
Lista de anexos ... xviii
Introducción ... xix
Capítulo I ... 21
Planteamiento del estudio ... 21
1.1. Determinación del problema ... 21
1.2. Formulación del problema ... 23
1.3. Objetivos de investigación ... 23
Objetivo general ... 23
ix
Objetivos específicos ... 23
1.4. Justificación e importancia ... 24
1.5. Delimitaciones de la investigación ... 25
Delimitación espacial ... 25
Delimitación temporal ... 25
Delimitación cuantitativa ... 25
Capítulo II ... 26
Marco teórico ... 26
Antecedentes de la investigación ... 26
Teorías básicas ... 33
El Hongo de pino (Suillus Luteus A.) ... 33
Generalidades de los hongos silvestres ... 36
Conservación de setas y deshidratado de alimentos ... 37
Secadores solares ... 41
Especificaciones técnicas para hongos comestibles deshidratados ... 45
Desarrollo de las variables ... 46
Variables independientes ... 46
Variables dependientes ... 46
Hipótesis de investigación ... 47
Hipótesis general ... 47
x
Hipótesis de trabajo (estadística) ... 47
Variables (operacionalización) ... 48
Capítulo III ... 49
Metodología de investigación ... 49
Tipo de investigación ... 49
Nivel de investigación ... 49
Métodos de investigación ... 50
Lugar de ejecución ... 50
Métodos ... 50
Diseño de investigación ... 51
Metodología experimental ... 51
Población y muestra... 52
Población: ... 52
Unidad de análisis: ... 53
Técnica de Muestreo: ... 53
Técnicas, instrumentos y procedimientos de recolección de información o datos ………54
Procedimientos ... 54
Técnicas ... 56
Instrumentos ... 56
xi
Técnicas de procesamiento de información o datos ... 60
Procesamiento de datos ... 60
Método estadístico ... 60
Capítulo iv ... 61
Resultados y discusión ... 61
Presentación, análisis e interpretación de información o datos ... 61
Resultados referidos al funcionamiento de secador solar automatizado (radiación solar, temperatura externa e interna y curvas de secado) ... 61
Resultado de los análisis de las muestras ... 78
Resultados de tiempo de secado de los hongos de pino ... 82
Balance de materia ... 83
Discusión de resultados ... 85
Referidos las características fisicoquímicas y químicos proximal del hongo de pino (Suillus Luteus A.) fresco y secado a condiciones normales ... 85
Referido a las características fisicoquímicas del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado a diferentes temperaturas y espesores ... 86
Referido a las características químico proximales del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado a diferentes temperaturas y espesores ... 87
Referido al tiempo de secado ... 91
Referido al balance de materia del hongo de pino ... 92
Contrastación de hipótesis ... 93
xii
Prueba estadística ANOVA, multivariado ... 93
Conclusiones ... 96
Sugerencias ... 98
Referencias bibliográficas... 99
Anexos ... 103
xiii
Lista de tablas
Tabla N° Contenido Pág.
Tabla 1. Clasificación taxonómica de Suillus luteus A. ... 34
Tabla 2. Características fisicoquímicas del hongo Suillus Luteus A. en estado fresco. ... 35
Tabla 3. Composición nutricional del Hongo (Suillus luteus A.) en estado fresco. 35 Tabla 4. Composición nutricional del Hongo (Suillus luteus A.) en estado seco .. 35
Tabla 5. Valor nutricional aproximado de los hongos silvestres en estado seco. . 36
Tabla 6. Requisitos de humedad de los hongos comestibles ... 46
Tabla 7. Lista de piezas del secador solar automatizado (el colector solar, reflector solar y la cabina de secado) ... 59
Tabla 8. Radiación de 5, 6 y 7 de abril, días previos al secado de los hongos en el secador solar automatizado, estos datos fueron registrados en la estación meteorológica de Tarma. ... 62
Tabla 9. Temperatura de la cámara de secado sin carga. ... 64
Tabla 10. Datos del secado a 50 °C y 0,5 cm días 10 y 11 de abril de 2019. ... 66
Tabla 11. Datos del secado a 50 °C y 1.0 cm días 17 y 18 de abril de 2019. ... 69
Tabla 12. Datos del secado a 60 °C y 0.5 cm días 25 de abril de 2019. ... 72
Tabla 13. Datos del secado a 60 °C y 1.0 cm días 2 y 3 de mayo de 2019. ... 75
Tabla 14.Resultados de los análisis fisicoquímicos del hongo de pino fresco y secado a condiciones normales. ... 78
Tabla 15. Resultados de los análisis químicos proximales del hongo de pino fresco y secado a condiciones normales. ... 79
xiv
Tabla 16. Resultados de los análisis fisicoquímicos del hongo de pino secado a
diferentes temperaturas. ... 80
Tabla 17. Resultados de los análisis químico proximales del hongo de pino secado a diferentes temperaturas. ... 81
Tabla 18. Tiempos de secado expresado en horas sol. ... 82
Tabla 19. Rendimiento del hongo de pino fresco y pelado. ... 83
Tabla 20. Rendimiento del hongo de pino después del secado... 84
Tabla 21. Pruebas de efectos inter-sujeto con respecto a la temperatura. ... 93
Tabla 22. Pruebas de efectos inter-sujeto con respecto al espesor. ... 94
Tabla 23. Pruebas de efectos inter-sujeto con respecto al espesor x temperatura. ... 95
xv
Lista de figuras
Figura N° Contenido Pág.
Figura 1. Vista frontal del hongo (Suillus luteus). ... 34
Figura 2. Modelo de secador solar tipo carpa ... 42
Figura 3. Modelo de secador solar tipo armario ... 43
Figura 4. Modelo de secador solar tipo túnel... 44
Figura 5. Diseño experimental de la evaluación de los efectos del tiempo y la temperatura de secado en el hongo de pino (Suillus Luteus A.). ... 52
Figura 6. Diagrama de flujo de obtención del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado. ... 54
Figura 7. Secador solar automatizado. ... 58
Figura 8. Curva de la radiación solar de los días 5, 6 y 7 de abril del 2019. ... 63
Figura 9. Curvas de la temperatura externa e interna del secador solar de los días 5, 6 y 7 de abril del 2019. ... 65
Figura 10. Curva de la radiación solar en las horas de los días de secado de la muestra de 50 °C y 0.5 cm ... 67
Figura 11. Curva de las temperaturas externa e interna del secador en los días de secado de la muestra de 50 °C y 0.5 cm ... 67
Figura 12. Curva de secado de la muestra 50 °C y 0.5 cm ... 68
Figura 13. Curva de la radiación solar en las horas de los días de secado de la muestra de 50 °C y 1.0 cm ... 70
Figura 14. Curva de las temperaturas externa e interna del secador en los días de secado de la muestra de 50 °C y 1.0 cm ... 70
xvi
Figura 15. Curva de secado de la muestra 50 °C y 1.0 cm ... 71
Figura 16. Curva de la radiación solar en las horas de los días de secado de la muestra de 60 °C y 0.5 cm ... 73
Figura 17. Curva de las temperaturas externa e interna del secador en los días de secado de la muestra de 60 °C y 0.5 cm ... 73
Figura 18. Curva de secado de la muestra 60 °C y 0.5 cm ... 74
Figura 19. Curva de la radiación solar en las horas de los días de secado de la muestra de 60 °C y 1.0 cm ... 76
Figura 20. Curva de las temperaturas externa e interna del secador en los días de secado de la muestra de 60 °C y 1.0 cm ... 76
Figura 21. Curva de secado de la muestra 60 °C y 1.0 cm ... 77
Figura 22. Hongos Suillus Luteus A. ... 111
Figura 23. Pobladores en el bosque de la localidad de Huallquin Grande ... 111
Figura 24. Hongos Suillus luteus A. antes del secado ... 111
Figura 25. Cortado de los hongos Suillus Luteus A. ... 112
Figura 26. Colocado de los hongos en las bandejas ... 112
Figura 27. Colocado de las bandejas en el secador ... 112
Figura 28. Vista hongos deshidratados en el secador solar ... 113
Figura 29. Hongos deshidratados ... 113
Figura 30. Hongos deshidratado a 60 °C y 0.5 cm ... 113
Figura 31. Hongos deshidratados a 60°C y 1.0 cm ... 114
Figura 32. Hongos deshidratados a 50°C y 0.5 cm ... 114
Figura 33. Hongos deshidratados a 50°C y 1.0 cm ... 114
Figura 34. Análisis de pH y acidez. ... 115
xvii
Figura 35. Análisis de humedad. ... 115
Figura 36. Análisis de grasa. ... 115
Figura 37. Análisis de proteína. ... 116
Figura 38. Análisis de fibra. ... 116
Figura 39. Análisis de cenizas. ... 116
Figura 40. Vista frontal del secador solar. ... 117
xviii
Lista de anexos
ANEXO N° Contenido Pág.
ANEXO I: Partes del secador solar. ... 104 ANEXO II: ANOVA, Multivariante ... 105 ANEXO III: Galería de fotos ... 111
xix Introducción
Desde tiempos remotos hasta la actualidad el ser humano consume los hongos, ya sea por su alto contenido proteico y de otros componentes nutricionales como son: vitaminas, fibra y minerales; además de ser un alimento agradable para el gusto y presentar en su composición un porcentaje bajo de grasas.
El hongo Suillus Luteus A., aparece en las plantaciones de pino, ya que casualmente el hongo se introdujo en el Perú, debido que se trajeron en forma de esporas con los plantones de pino que los programas de reforestación en los andes trajeron Sedano (2014). Es el caso de la localidad de Huallquin Grande, que actualmente, cuenta con bosques de pino radiata que fueron plantados desde inicios del siglo XXI y realizándolo por parte de los pobladores de manera progresiva hasta la actualidad; por ell en dichos bosques hoy en día en las temporadas de lluvia vienen creciendo hongos Suillus Luteus A., los cuales no han sido aprovechados para su consumo y comercialización, por el desconocimiento de sus bondades nutricionales, forma de deshidratar y conservar sus propiedades.
Es por ello que en esta investigación se evaluó los espesores de 0.5 y 1.0 cm y temperaturas de secado 50 y 60 °, obteniendo así muestras de 0.5 cm de espesor secado a 50 °C, 1.0 cm de espesor secado a 50 °C, 0.5 cm de espesor secado a 60 °C y finalmente 0.5 cm de espesor secado a 50 °C, a dichas muestras se evaluaron las características fisicoquímicas y químico proximales. El principal objetivo de la investigación fue evaluar el efecto de la temperatura y el espesor, en la calidad nutricional, del hongo de pino (Suillus Luteus A.)
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deshidratado en un secador automatizado. Como hipótesis general se planteó que los diferentes espesores y temperaturas de secado repercutirán en la composición fisicoquímico y químico proximal, en el hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado.
El diseño experimental estadístico utilizado en la investigación fue el aplicado, la investigación fue conducida por un DCA, al 95 % de confiablidad, con el arreglo factorial de 2x2, presentándose así 4 tratamientos, los cuales tuvieron 3 repeticiones y teniendo un total de 12 observaciones. A los datos obtenidos se les hizo análisis ANOVA, multivariado con 0,05 de significancia. El contenido del informe está estructurado en cuatro capítulos, de la siguiente manera:
CAPITULO I. Presenta la caracterización del problema de investigación, la formulación, los objetivos de la investigación, la justificación y delimitaciones de la investigación.
CAPITULO II. Se refiere a los antecedentes de la investigación, las teorías básicas, el desarrollo de variables, hipótesis y a las variables de la investigación.
CAPITULO III. Contempla el tipo de investigación, el nivel de investigación, los métodos de investigación, diseño de investigación; la población y muestra; las técnicas, instrumentos y procedimientos de recolección de datos; Técnicas de procesamiento de información o datos.
CAPITULO IV. En este capítulo se efectúa la presentación, análisis e interpretación de datos, de la misma manera se hace la prueba de hipótesis, la discusión de resultados de las variables de estudio.
Finalmente se realiza las conclusiones, sugerencias y los aportes respectivos
21 Capítulo I
Planteamiento del estudio 1.1. Determinación del problema
El reino fungi denominado también “reino de los hongos”, es un conjunto de organismos biológicos muy diversos, debido que, abarca a las setas, las levaduras, los mohos, entre otros. Así mismo existe una gran variabilidad de tamaños, algunos hongos son tan grandes que pueden ser detectados a simple vista, pero otros son tan diminutos que solo pueden ser observados bajo el lente de un microscopio, una característica adicional y de mayor importancia son las particularidades que comparte con los reinos animal y vegetal, por lo que fue necesario integrarlos en un reino aparte Bioenciclopedia (2015).
Los hongos han influido en los asuntos humanos durante miles de años, ya sea como fuente directa de alimentos, como medicina o en un proceso alimentario More (2011). Por otra parte según Roncero (2015). Los alimentos de origen fúngico se consumen en todo el mundo en grandes cantidades, y la producción comercial forma parte de una industria en rápido crecimiento, además de tener un excelente valor nutricional y de gran importancia para los vegetarianos; además
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los hongos comestibles tienen un alto contenido de proteínas y son una excelente fuente de fibra, vitaminas y algunos minerales
Cabe resaltar que la comercialización de este producto se realiza en forma de deshidratados, es decir productos a los cuales se le ha retirado una porción de agua, para tratar de alargar el tiempo de vida útil, siendo realizados actualmente de manera artesanal y semi industrial en diversas zonas de nuestro territorio Beltrán (2005).
Dentro de las diferentes formas de deshidratación tenemos al deshidratado solar el cual se realiza al aire; que consiste en exponer al producto a la acción de factores climáticos y cuyas desventajas vienen a ser la imposibilidad de ejercer control sobre los factores climáticos y el tiempo prolongado de exposición del producto ya que a consecuencia se verá dañado por agentes biológicos; y por otra parte existe la forma de deshidratado por medio de un secador solar que emplea los rayos solares y corrientes de aire lo cual permite llevar a cabo el proceso de manera eficiente y de esta forma obtener un producto de mayor calidad y a bajos costo ya que existen sistemas de secado mecánicos en los cuales el deshidratado se realiza por medio de combustible o mediante energía eléctrica, los cuales generan contaminación y costos elevados, así mismo el proceso de secado del alimento actúa de forma favorable sobre las características físicas de los productos ya que al quitar el porcentaje de agua excedente en los productos, reduce su volumen y por ende son más fáciles de transportar (Beltrán, 2005;
Castañeda, 2012). Así también según Junco (2001).; este método presenta varios puntos críticos a considerar, como lo es la ventilación, ya que al trabajar a temperaturas de entre 30 a 60°C el medio es propicio para la aparición de
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microrganismos u otros agentes que son dañinos y por tanto no aptos para consumir
En base a los resultados de la investigación, este trabajo permitió conocer los efectos de la temperatura y el espesor en la calidad nutricional del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado, garantizando de esta manera la correcta estandarización del proceso y la inocuidad del alimento.
1.2. Formulación del problema
¿Cuál es el efecto de la temperatura y el espesor, en la calidad nutricional, del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado?
1.3. Objetivos de investigación Objetivo general
Evaluar el efecto de la temperatura y el espesor, en la calidad nutricional, del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador automatizado.
Objetivos específicos
a) Determinar las características fisicoquímicas y químicos proximal del hongo de pino (Suillus Luteus A.) fresco: pH, % acidez titulable, humedad, proteína, lípido, fibra y ceniza.
b) Determinar las características fisicoquímicas y químicos proximal del hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado a diferentes temperaturas y espesores: pH, % acidez titulable, humedad, proteína, lípido, fibra y ceniza.
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c) Estimar la temperatura optima y el espesor óptimo de secado para la obtención de hongos de pino deshidratados en el secador solar automatizado
1.4. Justificación e importancia
En la actualidad en la provincia de Tarma – distrito de Huaricolca – en el anexo Huallquin Grande se encuentra el hongo de pino (Suillus Luteus A.) que es una especie de hongo micorrizico que se produce a raíz de las plantaciones de pino; lo cual según FAO (2005), es de importancia por su alto contenido en carbohidratos, fibra y proteínas. Asimismo se observa que el hongo de pino (Suillus Luteus A.) no está siendo aprovechado debidamente por los pobladores de la zona debido al desconocimiento de parámetros para el proceso de secado.
Beltrán (2005), menciona que uno de los procesos de conservación para la comercialización del hongo de pino (Suillus Luteus A.) es el deshidratado que consiste en la remoción del agua del producto en cual por factores como el calentamiento excesivo en el proceso de deshidratado, el producto sufre cambios en el contenido proteico o desnaturalización de las proteínas y otros componentes). Para ello según Unesco (2005), se emplean diferentes tipos de secadores; clasificados de la siguiente manera: modelo tipo carpa, modelo tipo armario, modelo tipo túnel. Siendo el modelo tipo armario utilizado en la investigación, que está conformado por una cámara de secado en el cual se encuentran varias bandejas que son removibles, las cuales están protegidas por una puerta en la parte detrás de la cámara de secado; y el colector solar inclinado que está unido a la parte inferior de la cámara de secado, el cual está cubierto con vidrio y en su interior se encuentra una lámina oscura.
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Con esta investigación se evaluó la calidad del hongo de pino (Suillus Luteus A.) secado a diferentes temperaturas y espesores; pudiendo de esta forma determinar la mejor temperatura y espesor a fin de conservar las propiedades fisicoquímicas y químico proximales, permitiendo de esta forma un mayor aprovechamiento de la calidad del hongo de pino (Suillus Luteus A.) y alargar el tiempo de vida útil ya sea como consumidores o comercializadores.
1.5. Delimitaciones de la investigación Delimitación espacial
La presente investigación se llevó a cabo con materia prima recolectada del anexo de Huallquin Grande, del distrito de Huaricolca, de la provincia de Tarma – Región. Junín.
Delimitación temporal
La investigación se inició en el mes Julio de 2019 y se culminó el mes de diciembre del 2019.
Delimitación cuantitativa
Se trabajó con 2 kg de hongo de pino (Suillus Luteus A.), por cada tratamiento los que fueron deshidratados en un secador solar automatizado.
26 Capítulo II Marco teórico Antecedentes de la investigación
Villagaray (2010), en su investigación: Evaluación del secado del hongo (Boletus Luteus) en un secador tipo bandeja, evaluó los parámetros óptimos de secado: tiempo y temperatura, para ello deshidrataron dos muestras de hongo en rodajas de 0,5 cm y 1,0 cm, las cuales se sometieron a temperaturas de secado de 30°C, 50°C y 70°C a una velocidad de aire de secado de 1,5 m/s el producto final se sometió a un análisis de composición proximal, se determinó las isotermas de adsorción y para ajustar las isotermas se propuso dos modelos matemáticos, Brunauer, Emmett y Teller (BET) Norteamericanos, Guggenheim, Anderson y Boer (GAB) Europeos, y se construyeron las curvas de secado, los resultados obtenidos mostraron que el mejor tratamiento fue la muestra secada a 50°C de temperatura con 0,5 cm de espesor, en 7 horas 30 minutos, con un contenido de humedad de 11,99% bs, proteínas 10% bs, grasa 4,33% bs, fibras 10,30% bs, cenizas 5,98%
bs y carbohidratos 57,40% bs, en cuanto a los resultados para BET, se obtuvo la humedad monocapa 0,1515 g agua/g m.s. y para el modelo de GAB se obtuvo la
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humedad monocapa 0,1729 g agua/g m.s. por lo cual el mejor ajuste se dio con GAB.
Medina (2010) en su trabajo de investigación: análisis de sensiblidad paramétrica para el diseño de un secador por aspersión realizado en México; lo cual estuvo basado en una serie de planteamientos y consideraciones y cuyo objetivo fue identificar las variables más sensibles que intervienen sobre el dimensionamiento del secador; el estudio se llevó a cabo tomando en cuenta un secador solar con atomizador de disco centrifugo, empleando FORTRAN 90/95 y como caso de estudio la maltodextrina; luego de obtener la simulación, se llevó a cabo un análisis de sensibilidad paramétrica del proceso, con el fin de identificar las variables más sensibles de operación para lograr una buena calidad en el secado. Finalmente de los resultados se deduce que las variables más sensibles son la temperatura del aire de secado, la densidad de la alimentación y la velocidad e salida de la gota del disco atomizador, aunque la variación del diámetro del secador no es significativo a las temperaturas, densidades y velocidades estudiadas.
Hincapié et al. (2010) investigaron en Colombia el: Efecto de la temperatura de secado sobre las propiedades funcionales de la fibra dietaria presente en la citropulpa, el estudio tuvo como objetivo: Determinar la cinética de secado del residuo proveniente de la extracción del jugo de naranja. Para ello utilizaron la naranja variedad valencia secado a temperaturas de 40°C, 45°C, 50°C, 55°C y 60°C, a una velocidad constante de 3 m/s; y luego evaluaron el contenido y las propiedades funcionales de la fibra dietaría; la capacidad de hinchamiento (CH) la capacidad de retención de agua (CRA), y la capacidad de adsorción de lípidos
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(CAL). Llegando finalmente a la conclusión de que a 50°C se conservan mejor las propiedades funcionales de la fibra dietaria y que se requieren 19.75 horas para llegar a una humedad de 12 % en la muestra seca.
En la investigación realizadas por Juntamay (2010), sobre: Evaluación nutricional de la uvilla (Physalis Peruviana L.) deshidratada, a tres temperaturas mediante un deshidratador de bandejas, se asumió la concentración de vitamina C como índice de calidad nutricional, de modo que se escogió la temperatura con menor pérdida de este nutriente. En la deshidratación se aplicó el método de secado en bandejas a tres temperaturas (60°C; 70°C y 80°C, sien) y tres tiempos (225; 135 y 120 minutos), siendo la muestra a 80 ºC, con un tiempo de secado de 120 minutos, quien presento un mayor porcentaje de pérdida de su contenido de Vitamina C (49,23 mg/100g, equivalente a un 68,39%de perdida); por otro lado la muestra con menor perdida de vitamina C fue la sometida a 70º C, por 135 minutos el cual registra una pérdida de un 32.15%.
En cuanto al contenido nutricional de la uvilla fresca y deshidratada a 70ºC, se observó, en esta última, un aumento de cenizas, grasas y minerales debido a que el contenido de agua ha disminuido. En conclusión, se determinó que la temperatura óptima de secado es a los 70 ‘°C debido a que existe menor pérdida de vitamina C y el proceso de deshidratación en bandejas, si afecta el valor nutricional de la uvilla, ya que existe pérdida de nutrientes.
Barajas et al, 2011) en su investigación realizado en Medellin, Colombia, titulado: Evaluación del efecto de la temperatura en el secado de polen apícola procedente de dos zonas de cundimarca, evaluaron la influencia de las temperaturas de secado (35°C y 45°C) y el origen del producto (la Calera y
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Zipaquirá) sobre las características físicas, químicas, y nutricionales del polen seco. Los métodos empleados para la determinación de la influencia de los tratamientos son: Caracterización fisicoquímica, actividad de agua, índice de solubilidad, tamaño de partícula, contenido de vitamina C y carotenos. Los resultados obtenidos en la investigación ratifican que el secado de polen a la temperatura de 45ºC es el más apropiado debido a que presenta el menor tiempo de proceso y no se alteran sus propiedades fisicoquímicas y nutricionales.
Asimismo, los contenidos de proteína, fibra y ceniza del polen tampoco se alteran por la temperatura de secado. El contenido de carotenos del polen de la Calera es mayor que el de Zipaquirá, posiblemente por la flora de recolección en cada zona.
El contenido de vitamina C disminuye al aumentar la temperatura de secado, pero no existen diferencias significativas entre zonas.
Sedano (2014), investigo la Evaluación de la Carga de bandeja y la velocidad del aire sobre el tiempo de deshidratación y aceptabilidad general de hongo comestible (Suillus luteus A.), donde las cargas de bandeja utilizadas fueron de: 4 Kg/m2 y 5 Kg/m2 mientras que las velocidades del aire son: 1 m/s, 2 m/s y 3 m/s, tras la fase experimental y el análisis estadístico de los datos con un nivel de significancia del 1% y un coeficiente de variación de 1,98% se concluye que estos dos factores alteran el tiempo de deshidratación siendo 4 Kg/m2 la carga de bandeja más adecuada y 3 m/s la velocidad de aire más aceptable para poder disminuir el tiempo de deshidratación, consumiendo un total de 38,22 Kw-h en este tratamiento. Por último, se realizó la evaluación sensorial y tras el análisis estadístico realizado con la prueba no paramétrica de Friedman con nivel de significancia del 1%, se determinó que la bandeja de 4 Kg/m2 y velocidad de aire 2
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m/s es la que presenta mayor aceptabilidad. La materia prima tras la evaluación químico proximal demostró que contiene un alto contenido de humedad 91,32 %, 0,21 %en grasas, 3,47% en carbohidratos, 1,32% en proteínas, 3,05% n fibra y 0,64% en cenizas, tras el proceso de deshidratación los componentes muestran un incremento sustancial debido a la reducción de humedad en el hongo. El hongo deshidratado contiene 3,46 % de Humedad que es adecuada para su conservación y comercialización, 1,09% de grasas, 61,33% de carbohidratos, 20,3% de proteínas, 7,45% de fibra y 6,37 %en cenizas, el rendimiento del proceso de deshidratación es de 7,5 %, teniendo a la selección y la deshidratación como los proceso en los que hay mayores pérdidas: 22,5 % y 53,4%
respectivamente.
Flores y Frias (2015) realizaron un investigación titulada: optimización del secado por aire forzado del hongo comestible (suillus luteus) de Marayhuaca – Incahuasi; en este estudiaron evaluaron el secado por aire forzado en cubos, con la finalidad de obtener los parámetros convenientes para la optimización del secado que permita una mayor pérdida de agua y menor pérdida de proteínas, para ello se emplearon operaciones unitarias como: la recepción de la materia prima, limpieza, selección, pelado, cortado, pesado, secado, envasado y almacenado; evaluando las variables a una velocidad constante de aire de 0.11 m/s, haciendo uso de un diseño estadístico D-Optimal de modelo cuadrático, en el cual se midió las variables de interés como fueron, el tiempo y la humedad al inicio del periodo de la velocidad decreciente en la cinética del secado, aplicando la metodología de superficie respuesta en 12 lotes de cuatro bandejas y cada una de 8 gr, con cubos de tamaños de arista de 1.5 y 2.5 cm, y rangos de temperatura de
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45 a 50 °C, con una energía térmica de 3.6 y 4.8 kw. En la evaluación del contenido proteico, la variación del porcentaje de proteínas entre los dos tamaños de cubos es mínima, teniendo como resultados de 18.62% para cubos de 1.5 cm y 18.47% para cubos de 2.5 cm; el caso de las evaluaciones de colorimetría los promedios de luminosidad nos indican que el color del hongo seco tiende más a un color Marrón clara. Finalmente concluyeron que el mejor tamaño del cubo para el secado es de 1.5 cm con tiempo de 145 min, a temperatura de 50°C y una energía térmica de 4.8 KW y su vez se recomiendan que se debe evaluar la deformación y tamaño de los cubos durante el periodo del secado.
Iglesias et al. (2017) realizaron una investigación en México que consistió en el Diseño, construcción y evaluación de un secador solar para mango Ataulfo;
Para ello emplearon las especificaciones del producto a secar, asimismo el registro de las condiciones climáticas del lugar y los ensayos experimentales de secado realizados en la UNICACH. La metodología planteada se apoya en la sistemática combinación de la aplicación de los conceptos básicos de diseño y reglas generales de la transferencia de calor y masa, presentándose los resultados de dichos cálculos en un cuadro. Se obtuvieron de la evaluación en vacío del secador valores promedios de humedad y temperatura del aire en la cámara de secado de 5% y 45 °C respectivamente. La temperatura ambiente promedio fue de 25 °C y el promedio de la radiación solar fue de 500 W m-2. El tiempo de secado fue de 8 horas sol, partiendo desde una humedad inicial de 80%
y secando hasta 8.4%. Por otra parte se presentan las curvas la evaluación en vacío; además de la variación del peso, humedad y la humedad libre del mango con respecto al tiempo. Se demostró que es posible dar tratamiento post cosecha
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del mango Ataulfo y aprovechar el que se pierde en los campos. Este diseño de secador solar es muy flexible en su funcionamiento.
En la investigación realizada en Chile por Hernández (2017) titulado:
Deshidratación de manzanas tipo Granny Smith en ventana refractiva con pretratamiento de deshidratación osmótica y campo eléctrico moderado en el cual llevo a cabo experimentos contemplando el secado en VR para tres temperaturas de operación (55,75 y 95°C) tanto para fruta fresca de control y pretratada, además de secado convencional en túnel de aire para una temperatura de 55°C y velocidad de aire de 2,2m/s. En el pretratamiento utilizó una solución osmótica de sacarosa de 45 °Brix a temperatura de 40°C y una intensidad de campo eléctrico de 9,3V/cm. Este pretratamiento se empleó hasta lograr 𝑎𝑤=0,95 en las muestras.
Despues de haber realizado los experimentos llego a la conclusión que el secado de manzana en ventana refractiva posee una velocidad de deshidratación superior al secado convencional para un producto final de características similares. Por su parte el pretratamiento solo logro una disminución de tiempo de 40min en el secado convencional sin tener efecto en VR (95°C).
En una investigación realizada en el El Salvador por Méndez (2017), que consiste en el Diseño, construcción y caracterización de prototipo de deshidratador solar para productos agrícolas, consideró las características de incidencia de la radiación solar en El Salvador, también tomo en cuenta el estudio de la transferencia de calor en los diferentes materiales seleccionados en el diseño. En base al diseño antes realizado se construyó un horno prototipo y luego realizo ensayos con maíz y fríjol, con un área de captación solar del prototipo de 1.06 m2 y un quintal de maíz, obtuvo como resultados: una temperatura promedio de 55
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°C en la cámara de secado con una irradiación global promedio por cada día de 537.22 W/m2 , la temperatura promedio y velocidades de viento promedio en el ambiente fueron de 33.3 °C y 0.43 m/s, retirando un promedio de humedad en base húmeda por día de 6.47%, llevando el producto a valores de humedad apropiados para su almacenamiento en un periodo de 5 días.
Con los ensayos realizados con el horno solar prototipo, se ha podido caracterizar y escalar, con su geometría de diseño a un horno deshidratador solar para la deshidratación de 50 quintales de maíz y con un área de captación de energía solar de 13.21 m2.
Teorías básicas
El Hongo de pino (Suillus Luteus A.) Generalidades
Deschamps (2002), menciona que el hongo Suillus Luteus A., denominado como boleto viscoso anillado, es un hongo que crece de forma espontánea sobre la superficie del suelo en asociación micorrizica con las plantaciones de pino de la especie Pinus radiata y son denominados silvestres ya que su cultivo no es de forma comercial y que en la actualidad presentan un gran interés gastronómico.
Además Furci (2007), menciona que los hongos suelen desarrollarse en lugares preferentemente húmedos, por ello se encuentran en determinadas épocas del año precisamente en las épocas de lluvia donde las condiciones ambientales son favorables, mayormente viven por periodos muy cortos.
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Figura 1. Vista frontal del hongo (Suillus luteus).
Nota: Tomado de Salinas et al., 2018.
Taxonomía
Sedano (2014), especifica la clasificación taxonómica del hongo Suillus Luteus A. que se muestra en la tabla 1:
Tabla 1. Clasificación taxonómica de Suillus luteus A.
Reino Fungi
Clase Basidiomycota
Orden Himenomycotina
Familia Suilloideae
Género Suillus
Especie Luteus
Fuente: Tomado de Sedano (2014).
Características físico químicas
Chávez y Valdez (2014), precisan las características fisicoquímicas del hongo Suillus Luteus A. en estado fresco que se muestra en la tabla 2.
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Tabla 2. Características fisicoquímicas del hongo Suillus Luteus A. en estado fresco.
Análisis Resultados
Ph 6.02
Acidez titulable (%) 1.16 Fuente: Tomado de Chávez y Valdez (2014).
Composición nutricional
La composición químico proximal del Hongo (Suillus luteus A.) en estado fresco y seco se presenta en las tablas 3 y 4.
Tabla 3. Composición nutricional del Hongo (Suillus luteus A.) en estado fresco.
Nutriente Unidad Valor por 100g
Agua G 91.32
Proteínas G 1.32
Lípidos G 0.21
Carbohidratos G 3.47
Fibra G 3.05
Azucares G 0.63
Fuente: Tomado de Sedano (2014).
Tabla 4. Composición nutricional del Hongo (Suillus luteus A.) en estado seco
Nutriente Unidad Valor por 100g
Proteínas G 20
Lípidos G 4
Carbohidratos G 57
Cenizas G 6
Fuente: Tomado de FAO (2005).
36 Características
Furci (2007), indica que los rasgos Físico - Organolépticas del hongo (Suillus Luteus A.) son:
a) Color: La tonalidad del pipelo es marrón rojizo, poros de color crema cuando joven pasando a ser amarillo ocráceo y luego convertirse al café al envejecer, estripe de tonalidad crema desde el anillo hacia arriba y rojizo jaspeado por debajo anillo de color blanco cuando joven y color café al madurar la carne es amarillenta que tiene la esporada de color pardo.
b) Textura: Viscoso y baboso.
c) Forma: la forma predominante del hongo es convexa y marmoleada.
d) Tamaño: el tamaño del pipelo varía entre 8 a 18 cm de diámetro.
Generalidades de los hongos silvestres
Cano y Romero (2016) menciona que el contenido nutricional de los hongos silvestres varía entre los valores mostrados en la siguiente tabla.
Tabla 5. Valor nutricional aproximado de los hongos silvestres en estado seco.
Nutriente Valor (%)
Humedad -
Grasas 2 – 8
Carbohidratos 60
Proteínas 15 – 35
Cenizas 6 -11
Fuente: Tomado de Cano y Romero (2016).
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Por otro lado Roncero (2015), menciona que los hongos comestibles poseen de entre 81.8 y 94.8% de humedad en base húmeda; 35 y 70% de carbohidratos en peso seco; 2.28 y 8.99 % de fibra; 5% de grasa; 15 y 35% de proteína en peso seco; finalmente entre 6 y 11% de ceniza en peso seco; además como dato no menos importante también menciona que los hongos son una buena fuente de fibra dietética la cual en el reino unido recomiendan el consumo de 18g de fibra por día, también son bajos en grasa o por los factores ambientales varían en el contenido de lípidos y por la digestibilidad de las proteínas son bastante buenas.
Conservación de setas y deshidratado de alimentos Generalidades sobre la conservación de setas
Los hongos o setas al igual que otros alimentos también pueden ser sometidos a distintos procesos de conservación, ya que el modo dependerá de la variedad de seta, es así que podemos elegir uno u otro modo de conservación.
Nos debe parecer normal que las setas las tengamos temporadas de abundancia o, muy por el contrario en escasez casi en su totalidad, con los métodos distintos podremos disfrutar de las setas en cualquier temporada, es así que existen los métodos más usados para la conservación de setas tales como, por deshidratación, por congelación, en vinagre y al natural Muñoz (2009).
- Método de conservación por deshidratación
Según Beltrán (2005), la deshidratación reside en la separación de agua que contiene la seta.
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- Método de conservación por congelación
Según Muñoz (2009), el método de congelación de setas debe ser por lo menos de 4 estrellas, siendo 20°C bajo cero la temperatura de congelación.
- Método de conservación en vinagre
Según Muñoz (2009), Consiste en cocinar las setas a medio fuego por 12 minutos, colar y luego envasarlas con el mismo líquido y rellenarlas con vinagre blanco para posteriormente almacenarlas en un lugar freso y oscuro por espacio de tres meses antes de su consumo.
- Método de conserva al natural
Según Muñoz (2009), consiste en escaldar las setas de 4 a 8 minutos, dependiendo de las especies, luego dejarlas enfriar, envasar, cubrirlos con agua limpia, cerrarlos y luego cocerlos hasta que el agua comience a hervir, tenerlos por espacio de una hora hasta hora y media; pasado el tiempo dejarlos enfriar en agua y posteriormente almacenarlos por tres meses antes de su consumo.
Generalidades sobre deshidratado de alimentos
Beltrán (2005), menciona que la deshidratación de alimentos viene a ser un complejo fenómeno donde intervienen varios mecanismos de transferencia de masa y calor simultáneamente, lo cual tiene como principal propósito la reducción del porcentaje de agua en las muestras, hasta niveles en el cual el agua libre de producto sea baja lo suficientemente como para evitar reacciones de deterioro o utilizada por microorganismos. Es evidente la transferencia de masa (agua) desde la parte interna hacia el exterior del producto, existen distintos mecanismos para este proceso, siendo los más conocidos: difusión de vapor y de líquidos, por
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capilaridad y por una transferencia de masa exterior desde la superficie hacia el medio circundante, que ocurre por convección masiva y difusión.
- Movimiento migratorio del agua
Se puede explicar que la deshidratación es el resultado del movimiento del agua desde la parte interna del alimento hasta la parte externa, donde se evapora y se retira hacia el medio circundante. El agua que contiene el alimento se encuentra en tres formas distintas como: agua libre o absorbida, agua de adsorción y agua de constitución” Beltrán (2005).
- Influencia del deshidratado en la calidad de los alimentos
En el proceso de deshidratado, se producen alteraciones físicas y químicas que cambian la calidad y características del alimento. El secado conlleva a cambios entre ellos se encuentran perdida de sustancias nutritivas, cambio en la densidad aparente, migración de solidos solubles hacia la parte externa del producto, empardeamiento no enzimático, la desnaturalización de proteínas, perdida de sustancias volátiles que se desea conservar en el producto, entre otros.
La disminución del valor biológico de las proteínas es ocasionada por el excesivo calentamiento debido a altas temperaturas en el proceso; es así que es necesario conocer los parámetros apropiados de secado de un alimento para que los cambios producidos en los en el proceso de deshidratado sean mínimos y no disminuya el nivel nutritivo y tampoco se alteren las características organolépticas del alimento Beltrán (2005).
Técnicas de secado
Beltrán (2005), menciona que un alimento puede ser deshidratado de forma natural o con el uso de sistemas artificiales.
40 - Secado natural
Es un sistema de secado ampliamente utilizado desde épocas antiguas que consiste en exponer a los alimentos a factores climáticos de un determinado lugar;
siendo imposible el control sobre el proceso por estar sujeto a los cambios climáticos, sin embargo, sus ventajas radican en que no se requiere de grandes inversiones y el costo de es cero. Por otro lado, sus desventajas vendrían a ser: el tiempo prolongado de exposición, dependencia de los cambios en el ambiente del lugar, por lo que el producto no alcanzará la humedad menor a la de equilibrio además de la necesidad de grades espacios para el proceso y la exposición a agentes biológicos.
- Secado artificial
Es un sistema que realiza por medio de instalaciones y equipos especiales que pueden ser creados en recintos cerrados, condiciones climáticas diferentes a las normales en las que se puede tener un mayor control; logrando como resultado productos de mejor calidad a diferencia del secado natural teniendo aun cuando los costos directos del secado artificial son altos las principales ventajas son la reducción de tiempo de secado, productos de alta calidad, área de secado más pequeña, velocidad de secado, operación día y noche de y contenidos de humedad por debajo de la humedad de equilibrio. Entre los principales procedimientos del secado artificial encontramos el secado con aire, secado al vacío y crio desecación o liofilización.
41 Secadores solares
Generalidades
Unesco (2005), menciona que La energía solar se puede emplear de manera correcta tanto en beneficio de la salud y para la economía de la familia, por ello se han creado métodos que garantizan un buen proceso a través de sistemas especiales diseñados. El secador solar transforma los rayos luminosos del sol en calor por medio del efecto invernadero mediante un colector solar, que tiene elementos como: una superficie metálica de color negro, orientada hacia la dirección del sol que tiene la función de recibir y acumular los rayos de solares y el calor producido es transferido al aire, que se encuentra en contacto con dicha superficie; como segundo elemento se encuentra la cobertura transparente (vidrio o plástico), que permite el paso de la radiación del sol, evitando también el escape del aire caliente. El proceso de secado es producido a través de aire cálido y seco, que atraviesa el producto que se desea secar, mayormente el producto se ubica en bandejas que se encuentran en la parte interna del secador y de esta manera la humedad pasa a evaporarse hacia la superficie de alimento y posteriormente se transfiere en forma de vapor hacia el aire que los rodea.
Clasificación
Unesco (2005), menciona que existen tres modelos de secadores solares:
modelo tipo carpa, modelo tipo armario, modelo tipo túnel.
- Modelo tipo carpa
Es un modelo sencillo en forma de una carpa triangular, construida por material de metal que en algunos casos puede ser de madera; la estructura está cubierta de plástico (polietileno de larga duración) transparente resistente a los
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rayos ultravioletas que puede ser de diferentes tamaños, que además cuenta con dos aberturas de ventilación una superior y la otra inferior, ubicadas en los dos lados longitudinales ambas aberturas recubiertas por una malla mosquitero para evitar el ingreso de insectos, tal y como se muestra en la Figura 2; asimismo se encuentra la bandeja removible a 20 cm de secado consistiendo de un tejido que por ejemplo puede ser de hilo nylon.
Figura 2. Modelo de secador solar tipo carpa Nota: Tomado de Unesco (2005).
- Modelo tipo armario
Es un modelo de secador solar que está conformado por una cámara de secado en el cual se encuentran sobrepuestas varias bandejas con tejido que son removibles, las cuales están protegidas por una puerta en la parte detrás de la cámara de secado; y el colector solar inclinado que está unido a la parte inferior de la cámara de secado, el cual está cubierto con vidrio y en su interior se encuentra una lámina de color negro doblada en zigzag para incrementar su superficie de reciprocidad de calor con el aire. El aire del ambiente ingresa por la parte inferior del colector, la cual está cubierta por una malla mosquitero, y este se calienta
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gradualmente hasta la temperatura superior del ambiente (25 a 30°C), el aire entra finalmente en la cámara atravesando las bandejas ejerciendo su poder de secado al que se suma un extractor eléctrico en la parte de arriba de la cámara, garantizando así una buena ventilación en el sistema. Por esas razones el secador solar tipo armario resulta ser el más complejo por lo que es empleado para deshidratar todo tipo de alimento, principalmente es empleado si se busca mantener sus propiedades naturales y también el color.
Figura 3. Modelo de secador solar tipo armario Nota: Tomado de Unesco (2005).
- Modelo tipo túnel
Es un modelo de secador solar que consiste en un túnel horizontal elevado de base rígida de material de hierro y cubierta por una lámina transparente de polietileno de duración prolongada; el túnel se divide en sectores de colectores y secadores alternamente, en el cual los colectores tienen la función de calentar el aire, que luego los secadores emplean para el secado de los productos colocados en las bandejas. En este modelo de secador solar el aire circula en forma horizontal que ingresa por un extremo atravesando todo el túnel y teniendo salida
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por el otro extremo, mayormente esto es posible con la ayuda de un ventilador eléctrico o en algunos casos está apoyado por una chimenea ubicada en la salida del secador. Este modelo de secador solar está construido de forma modular plana con un marco rígido, que cuenta con dos chapas, una capa de aislante térmico, colocado finalmente sobre caballetes. Las bandejas de secado son removibles y se pueden estirar hacia la parte lateral como una especie de cajones de cómoda, la altura de las bandejas son grandes relativamente, por ello es posible secar productos con bastante volumen, por ejemplo hiervas o flores; tanto la entrada y la salida del aire están protegidas por una malla mosquitero para evitar el ingreso y la presencia de insectos; el secadero alcanza a calentarse a una temperatura superior a la temperatura del ambiente (20 a 25°C); asimismo para su mayor aprovechamiento se le puede sumar una fuente de calor auxiliar.
Figura 4. Modelo de secador solar tipo túnel Nota: Tomado de Unesco (2005).
Clasificación por el tipo de circulación de aire
Según Roa y Ortega (2011) para eliminar la humedad de un producto el aire tiene que circular dentro del secador; esta circulación se logra por distintos métodos:
45 - Circulación forzada
En este método el aire es movido por un ventilador alimentado por energía mecánica o eléctrica; al emplear este tipo de circulación se pueden obtener velocidades de circulación de aire de 0.5 y 1 m/s; pero la principal desventaja es que se debe contar con una fuente de energía eléctrica. Por lo que en este tipo de circulación de aire se hace fácil el diseño en el caso de equipos grandes, facilitando también el control del secado.
- Circulación por convección natural
En este método el aire es movido por las diferencias de temperatura entre las distintas partes del secador, que impulsa a la convección térmica del aire; en equipos pequeños o medianos se llegan a velocidades de aire de 0.4 a 1 m/s en la parte interna de la cámara de secado, pero en equipos grandes la velocidad de aire no logra sobrepasar los 0.1 a 0.3 m/s. Por lo que en este tipo de circulación se hace más difícil la incorporación con grandes equipos.
Especificaciones técnicas para hongos comestibles deshidratados CODEX STAN 39-1981 especifica los siguientes criterios de calidad:
Materia Prima
La materia prima empleada para elaborar los hongos comestibles deshidratados deberá satisfacer los requisitos generales establecidos en la Norma General para los Hongos Comestibles y sus Productos (CODEX STAN 38-1981).
Producto Final
Los hongos deshidratados deberán estar sanos, es decir, no echados a perder; tener el color, olor y sabor propios de su especie; estar limpios, es decir,
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libre de impurezas orgánicas y minerales; en lo posible no deben tener daños causados por larvas y por insectos; estar indemnes.
Tabla 6. Requisitos de humedad de los hongos comestibles
Producto Contenido máximo de agua
Hongos liofilizados 6% m/m
Hongos desecados 12%m/m
Hongos desecados shii-ta-ke 13%m/m Fuente: Tomado de CODEX STAN 39-1981
Desarrollo de las variables Variables independientes a) Temperatura de secado (Tº)
Esta se registrará en la cabina a través de un sensor (termocupla), la temperatura es modificada por acción de la radiación solar, en la investigación se trabajará a 50 y 60ºC.
b) Espesor de muestra (e)
Es la dimensión que toma el producto antes de pasar al proceso de deshidratado. Se utilizará como magnitud escalar a los centímetros, siendo las medidas a evaluar 0,5 y 1,00.
Variables dependientes a) Composición fisicoquímica
Se realizó la medición de pH y % de acidez titulable.
b) Composición químico proximal
Se analizó la humedad, proteína cruda, lípidos crudos, fibra y ceniza
47 Hipótesis de investigación
Hipótesis general
Los diferentes espesores y temperaturas de secado repercuten en la composición fisicoquímico y químico proximal, en el hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado.
Hipótesis de trabajo (estadística)
Ho: Los diferentes espesores y temperaturas de secado no repercuten en la composición fisicoquímico, químico proximal, en el hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado.
u1 = u2 = u3 = u4
Ha: Las diferentes espesores y temperaturas de secado repercuten en la composición fisicoquímico, químico proximal, en el hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado.
u1 ≠ u2 ≠ u3 ≠ u4
48 Variables (operacionalización)
HIPÓTESIS VARIABLE DEFINICIÓN INDICADOR UNIDAD FUENTE Y/O
INSTRUMENTO
Hipótesis General:
Los diferentes espesores y temperaturas de secado repercutirán
en la composición fisicoquímico, químico proximal y
propiedades funcionales, en el
hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un
secador solar automatizado.
Variable Independiente:
Temperatura de secado
“Se refiere a al grado o nivel térmico por el cual está pasando la
operación de secado”
Temperatura de operación (50 y
60)
ºC Termocupla.
Variable Independiente:
Espesor de muestra
“Referido al período determinado durante el que se realiza el
proceso de secado “
Espesor de muestra (0.5 y
1.0)
cm. Vernier
Variable dependiente:
Composición fisicoquímica
“Método para determinar las características básicas del
producto”
pH y acides titulable
% (tanto por
ciento)
Potenciómetro Equipo de
titulación
Variable dependiente:
Evaluación químico proximal
“Método que determina los componentes macromoleculares
de la materia analizada”
Proteína, fibra, ceniza, humedad,
carbohidratos y grasa
% (tanto por
ciento)
Digestor kjeldahl Equipo soxhler Horno mufla, etc.
49 Capítulo III
Metodología de investigación
Tipo de investigación
La investigación se desarrolló bajo un tipo básico según Supo (2013); por lo que se cuantificaron las características fisicoquímicas y químico proximal producidas por efecto del cambio de espesor y temperatura en el hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado.
Nivel de investigación
La investigación se realizó en el nivel explicativo según Supo (2013), ya que se experimentaron, las características fisicoquímicas y químico proximal por efecto de la temperatura de secado y el espesor de muestra en el hongo de pino (Suillus Luteus A.) deshidratado en un secador solar automatizado.
