UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA E
INDUSTRIAS
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
ESTUDIO DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DE
ZANAHORIA (
Daucus carota
) CON LA INCORPORACIÓN DE
JUGO DE PIÑA
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE ALIMENTOS
ANDREA BELÉN VACA VEGA
DIRECTORA: Ing. YOLANDA ARGÜELLO MSc.
FORMULARIO DE REGISTRO BIBLIOGRÁFICO PROYECTO DE TITULACIÓN
DATOS DE CONTACTO
CÉDULA DE IDENTIDAD: 171783874-0
APELLIDO Y NOMBRES: Vaca Vega Andrea Belén
DIRECCIÓN: Juan Montalvo S2-150, Tumbaco
EMAIL: andreavave33@outlook.com
TELÉFONO FIJO: 2-371023
TELÉFONO MÓVIL: 0995246150
DATOS DE LA OBRA
TITULO:
Estudio de la deshidratación osmótica de zanahoria amarilla (Daucus carota L) con la incorporación de jugo de piña.
AUTOR O AUTORES: Andrea Belén Vaca Vega
FECHA DE ENTREGA DEL PROYECTO
DE TITULACIÓN: 09/06/2016
DIRECTOR DEL PROYECTO DE
TITULACIÓN:
Ing. Yolanda Argüello Msc.
PROGRAMA PREGRADO POSGRADO
TITULO POR EL QUE OPTA: Ingeniera de Alimentos
deshidratación complementaria por aire caliente a 40 ᵒC durante 2 h 30 min. Los resultados fueron evaluados por la metodología ANOVA simple para optimizar el proceso y encontrar un tratamiento que presente mejores características. Se obtuvo que el S1 y S3 fueron los mejores tratamientos. Se realizó el análisis de aceptabilidad mediante una escala hedónica facial de 5 niveles a niños de 8 a 10 años. Se consideró como el mejor tratamiento al S3 cuya concentración contenía 50/50 %, Agua/Jugo de piña, ya que mostró mayor grado de preferencia con 3.5 ± 1.32 equivalente a “me gusta un poco” y mejores cualidades nutricionales, los cubitos presentaron 27.27 ± 2.59 de ∆P, 47.40 ± 4.18 % de PA, 20.13 ± 1.60 % de GS, 2.35 ± 0.02 de Eficiencia, 33.30 ± 0.14 % de Humedad, 36.35 ± 0.07 ᵒBrix, 0.80 ± 0.01 de aw y 3.03 mg/100 g de vitamina C. . Se realizó el análisis microbiológico al mismo tratamiento obteniendo: < 10 ufc / ml en recuento de Eschericha Coli; < 10 upm / ml en Mohos; 71 × 10 upl / ml en Levaduras y ausencia de Samonella, valores que están dentro de los requisitos de la norma INEN 1529 considerándose un producto apto para el consumo humano.
DEDICATORIA
A Dios, por ser quien guía mis pasos al ser la luz de todos mis días. A mis padres, por todo su esfuerzo y por ser el soporte de mi vida, a quienes
debo cada uno de mis logros.
A mi hermano por ser mi apoyo y mi amigo incondicional.
A los dos amores de mi vida, Yayo por ser mi compañero de vida y Amelia porque eres tú por quien vivo día a día.
A mis abuelitos Mami Luz, Papi Beto, Mamá Charito y Papá Gonzalo por ser mi ejemplo de dedicación, esfuerzo, trabajo y amor por la familia. A mis tías Susy y ñaña Nelly, por ser mujeres fuertes, valientes, luchadoras y
divertidas.
A toda mi familia por siempre estar pendientes de mí y por todo su cariño. A mis amigos por cada uno de esos momentos compartidos durante esta
AGRADECIMIENTOS
A todos los que fueron mis profesores durante todos estos años, por compartir su sabiduría y sus valores, enseñándome a ser una buena profesional y una buena persona.
A mis Ing. Yolanda Argüello, Bioq. María José Andrade, Ing. Priscila Maldonado e Ing. Juan Bravo, por su paciencia, consejos y sobre todo por su amistad.
A mi mami, por siempre escucharme y entenderme, aconsejarme y darme su apoyo siempre. Pero sobre todo por cuidar de Amelita y ser su Mamani. A mi papi, por su esfuerzo, amor, paciencia, por estar ahí cuando te necesito. A mi hermano, por ser mi amigo y guardarnos los secretos, por tenerme paciencia y por ser un buen tío.
A Mami Luz y Papi Beto, por todo su esfuerzo y trabajo que han hecho durante toda su vida, para que nunca nos falte nada.
A ti mi amor, por todo el esfuerzo que haces por sacarnos adelante, por ser mi eterno enamorado, amigo, apoyo, por tu inmensa paciencia y amor y en especial por ser un maravilloso papá.
A ti mi Amelita, por ese amor tan puro que me haces sentir, enseñarme a ser una buena mamá, por tus alegrías, lloros, enojos, locuras. Gracias por ser una buena hija.
A mi tía Susy, por aconsejarme, por sus ocurrencias, por llevarme y acompañarme sin importar la hora o el lugar.
A Juan Pablo Pillajo, por cuidarme, escucharme, por confiar en mí. Gracias por haber hecho tanto por mí en estos años de amistad.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
PÁGINA
RESUMEN viii
ABSTRACT ix
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1.ZANAHORIA 3
PRODUCCIÓN 4
2.1.1
CONTENIDO NUTRICIONAL 6
2.1.2
USOS 7
2.1.3
JUGO DE PIÑA 8
2.2
JUGO 8
2.2.1
PIÑA 8
2.2.2
CONTENIDO NUTRICIONAL 9
2.2.3
USOS 11
2.2.4
DESHIDRATACIÓN 12
2.3
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 13
2.3.1
ÓSMOSIS 14
2.3.2
FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DESHIDRATACIÓN 2.3.3
OSMÓTICA 15
VENTAJAS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 16 2.3.4
VARIABLES DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 17
2.4
EVALUACIÓN SENSORIAL 17
2.5
ii PÁGINA
MATERIA PRIMA 19
3.1
CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA ZANAHORIA 3.1.1
FRESCA 19
CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL JUGO DE PIÑA 20 3.1.2
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 21
3.2
ELABORACIÓN DE LA SOLUCIÓN OSMÓTICA 21
3.2.1
OBTENCIÓN DE LOS CUBITOS DE ZANAHORIA 3.2.2
AMARILLA 22
VARIABLES DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 24
3.3
PÉRDIDA DE PESO 24
3.3.1
PÉRDIDA DE AGUA 24
3.3.2
GANANCIA DE SÓLIDOS 25
3.3.3
EFECTIVIDAD DEL TRATAMIENTO OSMÓTICO 25
3.3.4
ANÁLISIS QUíMICO DEL PRODUCTO FINAL 26
3.4
VITAMINA C PRESENTE EN EL PRODUCTO FINAL 26
3.5
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS 26
3.6
EVALUACIÓN SENSORIAL 27
3.7
DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO 28
3.8
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 29
CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA 29
4.1
ZANAHORIA FRESCA 29
4.1.1
JUGO DE PIÑA 30
4.1.2
VARIABLES DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 30
4.2
PÉRDIDA DE PESO 30
4.2.1
PÉRDIDA DE AGUA 32
iii PÁGINA
GANANCIA DE SÓLIDOS 33
4.2.3
EFICIENCIA 34
4.2.4
ANÁLISIS QUÍMICO DEL PRODUCTO FINAL 35
4.3
HUMEDAD 35
4.3.1
SÓLIDOS SOLUBLES 36
4.3.2
ACTIVIDAD DE AGUA 37
4.3.3
VITAMINA C PRESENTE EN EL PRODUCTO FINAL 38
4.4
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS 39
4.5
EVALUACIÓN SENSORIAL 40
4.6
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 42
5.1.CONCLUSIONES 42
5.2.RECOMENDACIONES 44
BIBLIOGRAFÍA 45
iv
ÍNDICE DE TABLAS
PÁGINA Tabla 1. Superficie, producción y rendimiento de la zanahoria
en el Ecuador
5
Tabla 2. Contenido nutricional de la zanahoria amarilla 6 Tabla 3. Contenido nutricional de la piña 10
Tabla 4. Agentes osmóticos 16
Tabla 5. Normas de análisis para caracterización química de la zanahoria fresca
19
Tabla 6. Normas de análisis para la caracterización química del jugo de piña
20
Tabla 7. Normas del análisis químico del producto final 26 Tabla 8. Normas de análisis microbiológico del producto final 27
Tabla 9. Diseño experimental 28
Tabla 10. Composición química de la zanahoria fresca 29 Tabla 11. Composición química del jugo de piña 30 Tabla 12. Pérdida de peso de los cubitos de zanahoria
deshidratados osmóticamente
31
Tabla 13. Pérdida de agua de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
32
Tabla 14. Ganancia de sólidos de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
33
v Tabla 16. Humedad de los cubitos de zanahoria deshidratados
osmóticamente
35
Tabla 17. Sólidos solubles de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
36
Tabla 18. aw de los cubitos de zanahoria deshidratados
osmóticamente
37
vi
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA Figura 1. Parte comestible de la zanahoria 3 Figura 2. Rosera de hojas compuestas y raíz 4 Figura 3. Productos a base de zanahoria 7 Figura 4. Caracterización de la piña 9 Figura 5. Productos a base de piña 11 Figura 6. Diagrama de los fenómenos de transferencia de masa
en las células de los alimentos durante la deshidratación osmótica
13
Figura 7. Proceso osmótico 14
Figura 8. Diagrama de flujo de la elaboración de la solución
osmótica 21
Figura 9. Diagrama de flujo de la obtención de cubitos de
zanahoria mediante deshidratación osmótica 22
Figura 10. Deshidratador osmótico 23
vii ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. Preparación solución osmótica 52 Anexo 2. Proceso de deshidratación osmótica 53
Anexo 3. Análisis químico 54
viii
RESUMEN
El objetivo de este estudio fue obtener cubitos de zanahoria amarilla (Daucus carota L) con sabor a piña, aplicando el método de Deshidratación Osmótica (DO). Primero se realizó la caracterización química de la materia prima, luego se cortó en cubitos de 1 ± 0.2 cm2 de zanahoria amarilla,se escaldaron por 5 min, y se pesaron 900 g de muestra para obtener una relación 1:4 (muestra:solución osmótica). La DO se realizó a 50 ᵒC por 4 h. en una solución hipertónica de azúcar y agua a 50 ᵒBrix, sustituyendo el agua con jugo de piña, en cinco concentraciones de Agua/Jugo de piña: S1: 100/0 %, S2: 75/25 %, S3: 50/50 %, S4: 25/75 % y S5: 0/100 %. En los cubitos deshidratados osmóticamente se determinó la pérdida de peso (∆P), pérdida de agua (PA), ganancia de sólidos (GS) y Eficiencia; también se realizaron los análisis químicos de (%humedad, sólidos solubles ᵒBrix y aw).
ix
ABSTRACT
1
1. INTRODUCCIÓN
La deshidratación es el método de conservación más utilizado en la industrialización de alimentos, consiste en la aplicación de temperaturas moderadas para eliminar paulatinamente el contenido de agua hasta lograr una concentración adecuada de nutrientes, donde la aplicación de calor reduce también los procesos químicos y enzimáticos propios del alimento (Colina, 2010).
Así mismo, la deshidratación osmótica es una técnica que reduce el contenido de humedad, por medio de la inmersión de un alimento en una solución con alto contenido de solutos a temperaturas y tiempos controlados; para completar el proceso se realiza un secado por aire para eliminar residuos de agua, obteniendo un producto con mejores características sensoriales y vida útil prolongada (Colina, 2010).
La demanda de snacks va en aumento, por su facilidad de consumo y disponibilidad en el mercado, sin embargo no es recomendable el consumo elevado, por su alto aporte calórico a la dieta. Actualmente se está desarrollando tecnologías que permitan elaborar snacks saludables con alto contenido de minerales, vitaminas, fibra y antioxidantes, mediante la adición parcial de zumos de frutas y verduras (Barra, 2009; Flores, 2012).
Por otro lado, la zanahoria (Daucus carota L.) es una de las hortalizas de mayor producción en el mundo, siendo la variedad Chantenay Red Cored la más comercializada y consumida en el Ecuador, también conocida por su importante aporte de caroteno precursor de vitamina A (Torres, 2016; Villenas, 2009).
2 En este contexto, el estudio para la aplicación de pulpa de piña en la deshidratación osmótica de cubitos de zanahoria, pretende diversificar el uso de zanahoria amarilla, generando beneficio tanto a sus productores como a consumidores. Al ser un producto de alto aporte nutritivo y características organolépticas agradables es recomendable su consumo. Basándose en lo mencionado se plantearon los siguientes objetivos.
El objetivo general del trabajo de titulación es:
Estudiar el proceso de deshidratación osmótica en la zanahoria amarilla (Daucus carota) con la incorporación de jugo de piña.
Los objetivos específicos son:
Realizar análisis químicos de la materia prima.
Estudiar el efecto de la incorporación del jugo de piña como ingrediente de la solución osmótica en la deshidratación osmótica en los cubos de zanahoria amarilla.
Realizar un análisis químico y microbiológico del producto final.
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1. ZANAHORIA
La zanahoria (Daucus carota L) es una raíz andina, cultivada en zonas frías, tropicales y subtropicales, especialmente a grandes altitudes. Es originaria de Asia, extendiéndose hasta Europa y América (IPGRI, 1998). Las primeras variedades cultivadas fueron blanca, morada y amarilla. Debido a su sabor desagradable su uso se limitó a la medicina ancestral y como decorativo de mesas y sombreros. A partir del siglo XVI, en Holanda se cultivó una variedad anaranjada, de mejor calidad sensorial, iniciando de esta manera su consumo como alimento (Carranza, 2006).
Es una planta herbácea de hojas compuestas, flores blancas y amarillas; la parte comestible es la raíz coniforme, que es tuberosa, de consistencia carnosa y presenta una coloración entre rojo y amarillo dependiendo su variedad, pesa de 100 a 250 g y su tamaño oscila entre 10 y 25 cm, como se muestra en la Figura 1 (Flores, 2012).
4 Se la clasifica según su tamaño; las grandes, destinadas para la venta; finas o alargadas para uso industrial, envasadas directamente para su consumo ya que mantienen su forma original después de ser cortadas; y en manojo, para consumir frescas porque son tiernas y dulces (Villenas, 2009).
PRODUCCIÓN 2.1.1
La zanahoria es una hortaliza bianual, pero es cultivada a los pocos meses de su siembra, porque solo se aprovecha su raíz. En la Figura 2 se muestra la forma rosera de sus hojas compuestas y la raíz después del primer año. Una vez finalizado el periodo de descanso se forma un tallo donde se forman las flores blancas y amarillas (Morales, 2002).
Figura 2. Rosera de hojas compuestas y raíz (Syngenta, 2013)
5 disminuye el contenido de azúcares y caroteno. Para la recolección se puede implementar tres métodos; manual, semi-mecánico, y mecánico, esto última genera menor costo de producción (Barra, 2009).
En Ecuador se cultivan en mayor cantidad en las provincias de Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua, Bolívar y Chimborazo. Según el censo hecho por el MAGAP en el período entre el 2004-2008 hay 4.648 hectáreas de zanahoria cosechadas en todo el país. La Tabla 1 indica la superficie de cultivo de la zanahoria amarilla en hectáreas, la producciónen toneladas y el rendimiento obtenidos en toneladas por hectárea (Colina, 2010; Suárez, 2008; Villenas, 2009).
Tabla 1. Superficie, producción y rendimiento de la zanahoria amarilla en el Ecuador.
AÑO SUPERFICIE (ha) PRODUCCIÓN (t) RENDIMIENTO(t/ha)
2004 4075 28136 6.9
2005 4631 34271 7.4
2006 4646 36192 7.79
2007 4888 35036 7.17
2008 4093 24959 6.1
Fuente: MAGAP- Subsecretaria de Direccionamiento Estratégico (Villenas, 2009)
6 CONTENIDO NUTRICIONAL
2.1.2
En la Tabla 2 se detalla el contenido de nutrientes presentes en la zanahoria en base a 100g de parte comestible.
Tabla 2. Contenido nutricional de la zanahoria amarilla
Parámetro Valor
Agua 93.9 %
Carbohidratos 3.5 %
Proteínas 1.0 %
Lípidos 0.11%
Elementos minerales por 100 g
K 290 mg
Na 3 mg
P 27 mg
Ca 11 mg
Fe 06 mg
Vitaminas Por 100 g
Retinol ( Vit. A) 2669.6 UI
Vitamina C 9.3 mg
*Aporte por 100g de zanahoria
(Pamplona, 2003)
7 USOS
2.1.3
En la Figura 3 se muestran algunos de los productos a base de zanahoria que se pueden encontrar en el mercado.
Figura 3. Productos a base de zanahoria
a) Jugo, b) Pastel, c) Rallada, d) Bocaditos deshidratados, e) Compotas, f) Bronceadores, g) Alimento deshidratado de animales
(Schwartz, Sepúlveda, Rojas, & Ker, 2013)
Gastronómicamente la zanahoria fresca se consume cruda o cocinada, en ensaladas, sopas, compotas; por su alta cantidad de azúcares es usada como ingrediente en postres, bocaditos deshidratados, jugos y cócteles. En España se elaboran también alimentos deshidratados de zanahoria para el consumo de animales (Barra, 2009; Mendiola, 2011).
8 El beta-caroteno reduce el riesgo de cáncer de pulmón, cerviz, esófago y estómago, así como la aparición de cataratas y es adecuada para tratar trastornos como; anemia e hipertiroidismo. El zumo es recomendable para los niños que sufren de amigdalitis y tos (Cruz, 2012).
En la cosmetología se usa como componente de cremas, lociones bronceadoras, shampoo y jabones, por sus propiedades antioxidantes que protegen las células del daño de los radicales libres, disminuyendo los signos del envejecimiento y agresiones externas de los rayos UV (Mendiola, 2011).
En la industria alimentaria se la emplea para la extracción de carotenoides, usados como colorantes de margarinas, y a las aves se le añade en su alimento para intensificar el color de la yema de los huevos (Barra, 2009).
JUGO DE PIÑA
2.2
JUGO 2.2.1
Es un producto líquido sin fermentar pero susceptible de fermentación, se obtiene directamente de las partes comestibles de frutas en buen estado, frescas y maduras, generalmente se obtienen por procedimientos tecnológicos adecuados (INEN, 2008).
PIÑA 2.2.2
9 los españoles crearon el término piña, por su parecido a los piñones o semilla de pino (Illiana, 2013).
Como se observa en la Figura 4, es un fruto tropical de forma cilíndrica, de color desde verde hasta anaranjado dependiendo de su estado de madurez, llega a medir hasta 50 centímetros y pesa aproximadamente 4 kg, dependiendo de la variedad. La pulpa es jugosa de consistencia firme, de sabor dulce ligeramente ácido (INEN, 2009).
Figura 4. Características de la piña (ProEcuador, 2011a)
Este fruto tiene un sistema radicular, con 30 o 40 hojas rígidas de espinas de puntas cortas, que llegan a medir de 30 hasta 100 cm de largo, rodean el tallo anclado al suelo. Posee un polvo blancuzco que protege de la pérdida de agua (Agrícola, 2013).
CONTENIDO NUTRICIONAL 2.2.3
10
Tabla 3. Contenido nutricional de la piña
Parámetro Valor por 100 g
Calorías 50.76 kcal
Agua 85%
Grasa 0.40 g
Azúcar 10.40 g
Hierro 0.41 mg
Calcio 14.50 mg
Fibra 1.90 g
Carbohidratos 10.40 g
Magnesio 16.90 mg
Sodio 2.10 mg
Vitamina A 6.13 ug
Vitamina B3 0.39 mg
Vitamina C 15.4 mg
Vitamina E 0.13 mg
(Pamplona, 2003)
La piña presenta una alta concentración de vitamina C, aporta hierro, sodio y magnesio, tiene poca azúcar, casi no contiene grasas y su contenido en calorías es moderado. Se la considera una fuente rica en fibra y agua (UTEPI, 2006).
11 USOS
2.2.4
La piña ecuatoriana se identifica por su sabor dulce, por tal razón se la consume fresca, ya sea sola o en ensalada con otras frutas. Como se muestra en la Figura 5 existe una gama de productos procesados a base de piña (ProEcuador, 2011b).
Figura 5. Productos a base de piña
a) Pulpa; b) Deshidratada; c) En almíbar; d) Mermelada; e) Jugo (ProEcuador, 2011a)
Esta fruta por su contenido de fibra, tiene propiedades laxantes que previenen el estreñimiento, reducen el colesterol en la sangre. Las personas que siguen una dieta para perder peso, consumen la piña para sentir ese efecto de saciedad (Ruiz & Torres, 2009).
Gracias a su contenido de vitamina C, puede ayudar a reducir el riesgo de padecer enfermedades del corazón, cerebrovasculares, gota, cáncer y cataratas, reforzando el sistema inmunológico. Los antioxidantes presentes sintetizan el colágeno, proteína estructural del cuerpo necesario para mantener la integridad de la piel, cabellos, uñas, vasos sanguíneos, órganos y huesos (Dávila & López, 2005).
12 por sus propiedades anti-coaguladoras y anti-inflamatorias se ha demostrado que ayuda a la prevención de ciertos tipos de cáncer (Azpiri, 2009).
DESHIDRATACIÓN
2.3
La deshidratación es uno de los procesos más antiguos de conservación de alimentos y hoy es uno de los métodos más utilizados para extender la vida útil de los productos, se emplean temperaturas menos drásticas que en los procesos normales de cocción, disminuyendo la alteración de sus propiedades nutricionales importantes (Colina, 2010).
Consiste en eliminar la mayor cantidad de agua posible del alimento y reducir su actividad de agua (aw), bajo condiciones ambientales controladas
como; calor, frío, aire y ósmosis, inhibiéndo el crecimiento microbiano y disminuyendo la velocidad de las reacciones químicas y enzimáticas (Arias, 2008).
El producto obtenido de la deshidratación, es de consistencia más liviana y de tamaño reducido, debido a la pérdida de humedad que afecta su volumen, disminuyendo el espacio de almacenaje y transporte. Mientras menor sea la temperatura de deshidratación menor será el cambio que sufran sus características organolépticas (Pico, 2011).
Algunos alimentos poseen cáscara que impide la eliminación de la humedad, los cuales deben ser pelados para facilitar la salida del agua de su interior. Para lograr una deshidratación homogénea en alimentos sólidos deben ser enteros, en rebanadas, láminas o trozos. Y los alimentos fluidos pueden ser granulados o en polvo (Colina, 2010).
13 DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
2.3.1
La Deshidratación osmótica (DO), es un tratamiento que permite eliminar el agua de un alimento entero, en rodajas o cubos, al sumergirlo en una solución hipertónica a temperaturas y tiempos específicos. El producto al tener una membrana semipermeable provoca dos flujos en contracorriente como se muestra en la Figura 6; el desplazamiento de agua desde el alimento hacia la solución de mayor concentración, y el intercambio de solutos desde la solución hacia el alimento (Campos & Flores, 2012).
Este método se utiliza también como un tratamiento previo a la congelación, secado o liofilización, para lograr estabilidad y mantener las características sensoriales del producto final (Colina, 2010).
Figura 6. Diagrama de los fenómenos de transferencia de masa en las células de los alimentos durante la DO.
14 ÓSMOSIS
2.3.2
En la Figura 7 se representa el fenómeno de la ósmosis que es la difusión o paso de ciertos compuestos en una solución a través de una membrana semipermeable, que pasa desde la solución con baja concentración de solutos (hipotónica), hacia la de mayor concentración (hipertónica). En las células el agua es la molécula más abundante, y mediante la ósmosis puede atravesar membranas celulares para penetrar en el interior o salir de él, dependiendo de la diferencia de concentración entre los líquidos (Pico, 2011).
Figura 7. Proceso osmótico (Lara, 2014)
15 FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DESHIDRATACIÓN 2.3.3
OSMÓTICA
Las características del producto como forma y tamaño, influyen en la velocidad de transferencia de masa, porque determinan el área superficial para la entrada de solutos y salida de agua; los pretratamientos como pelado, cortado, congelación, descongelación y escaldado modifican las características originales del producto como; la composición química, textura y porosidad (Colina, 2010; Melo, 2015; Sánchez, 2015).
La relación masa de la solución osmótica a masa del producto, afecta la gradiente de concentración de los solutos, la misma que se va reduciendo gradualmente. Si se utiliza mayor cantidad de solución osmodeshidratante, con relación al producto, la velocidad de trasferencia y la diferencia de concentraciones no aumentan notablemente (Tepper, 2006).
La temperatura afecta directamente al proceso, el aumento acelera la entrada de la sustancia osmótica y la salida de agua, sin embargo se recomienda aplicar temperaturas inferiores a 50 ˚C para no afectar los compuestos termolábiles del alimento (Garzón, 2014).
El tiempo es una variable importante para alcanzar el equilibrio entre las soluciones, punto donde se presentan las mejores características nutricionales y sensoriales del producto final, se recomienda tiempos de 1 a 18 horas (Colina, 2010; Garzón, 2014).
16
Tabla 4. Agentes osmóticos
NOMBRE USOS
Sacarosa Frutas
Cloruro de sodio Carnes y verduras
Lactosa Frutas
Glicerol Frutas, hortalizas y carnes
Combinación sacarosa/cloruro de sodio
Frutas verduras y carnes
(Colina, 2010; Parzanese, 2012)
En la frutas la sacarosa reduce el pardeamiento e incrementa la retención de compuestos volátiles; el Cloruro de Sodio aumenta la capacidad de
reducción de la aw; la Lactosa tiene como función la sustitución parcial de la
sacarosa para reducir dulzor en las frutas (Calderón, 2008).
En las frutas, hortalizas y carnes el glicerol mejora la textura; y la combinación de sacarosa y NaCl mejora las características sensoriales y aumenta la capacidad de eliminación de agua (Colina, 2010; Pico, 2011). La agitación permite que la solución osmótica circule alrededor de la muestra, para que los solutos se distribuyan homogéneamente, esta debe ser constante (Campos & Flores, 2012).
VENTAJAS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA 2.3.4
17 del mismo al reducir el contenido de agua, y disminuye el peso del producto, lo cual reduce los costos de empaque y transporte (Campos & Flores, 2012). Se puede procesar pequeñas o grandes cantidades de producto, la solución osmótica sobrante puede ser reconcentrada y reutilizada para otros productos. Los costos energéticos son reducidos debido al uso de temperaturas relativamente bajas (Schwartz, 2007).
Regularmente no requiere tratamientos químicos previos al proceso; se pueden obtener alimentos fortificados con minerales, vitaminas, antioxidantes, mediante la sustitución parcial de pulpa de fruta en la solución osmótica (Colina, 2010; Parzanese, 2012).
VARIABLES DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
2.4
En la deshidratación osmótica se estudia la transferencia de masa en términos de pérdida de agua (PA), ganancia de sólidos (GS), pérdida de peso (∆P) del alimento. El cálculo de la efectividad es la relación PA/GS que revela la efectividad de los tratamientos osmóticos, el resultado debe ser mayor a 1, para estar dentro de los rangos de efectividad (Bchir, Paquot, & Bebes, 2010; Colina, 2010).
EVALUACIÓN SENSORIAL
2.5
18 Para realizar la evaluación sensorial con un grado de confianza es necesario sistematizar todos los términos y condiciones con el objetivo de que las conclusiones a las que se lleguen sean cuantificables y reproducibles con la mayor precisión posible (Nieto, 2015).
En las pruebas hedónicas se pide a los panelistas que valoren el grado de satisfacción general que le produce un producto utilizando una escala. Generalmente se utilizan escalas de intervalo, como la hedónica verbal-numérica, que mide el nivel de agrado o desagrado; la escala hedónica facial utilizada generalmente con niños y adultos no alfabetizados, con algunas expresiones faciales, que deberán asociar con la reacción que genere el estímulo y se recomienda realizar a participantes de 4 a 10 años (Sosa, 2011).
19
3. METODOLOGÍA
MATERIA PRIMA
3.1
Se utilizó zanahoria amarilla (Daucus carota), correspondiente al ecotipo Chantenay Red Cored de la provincia de Pichincha, y piña (Ananas
comosus) variedad milagreña, adquiridas en el mercado local.
CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DE LA ZANAHORIA FRESCA 3.1.1
Se realizó la caracterización química de la zanahoria fresca basándose en las Normas Técnicas detalladas en la Tabla 5.
Tabla 5. Normas de análisis para caracterización química de la zanahoria fresca
Análisis Norma
Humedad
Termogravimetría/Precisa Manual de instrucciones (Precisa,
2008)
Sólidos solubles INEN-ISO 2173:2013 (INEN, 2013)
aw
Tesco Manual de instrucciones testo 400 · testo 650 · testo 95(Tesco,
2002)
20 Se determinó el contenido de sólidos solubles utilizando un refractómetro digital marca Milwaukee modelo MA 871, basándose en la NTE INEN-ISO 2173:2013 INEN (2013).
La medición de aw se realizó en el Laboratorio de química de alimentos del
INIAP, Estación Santa Catalina, provincia de Pichincha. Para realizar las lecturas, se utilizó el equipo Testo 650 Water Activity Meters/Systems modelo 0516.0401, con dimensiones de 25.4 x 35.6 x 40.6 cm.
CARACTERIZACIÓN QUÍMICA DEL JUGO DE PIÑA 3.1.2
En la Tabla 6 se muestran las normas utilizadas en la caracterización química del jugo de piña.
Tabla 6. Normas de análisis para la caracterización química del jugo de piña.
Análisis Norma
Sólidos solubles NTE INEN-ISO 2173:2013
(INEN, 2013)
21
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
3.2
ELABORACIÓN DE LA SOLUCIÓN OSMÓTICA 3.2.1
Se preparó la solución osmótica mediante el proceso detallado en la Figura 8 y Anexo 1 (Garzón, 2014).
Figura 8. Diagrama de flujo de la elaboración de la solución osmótica
22 se agrega el bicarbonato de sodio generando una efervescencia, obteniendo como resultado un jarabe de azúcar a 70 ᵒBrix.
Para finalizar se disminuyó la concentración a 50 ᵒBrix añadiendo 1750 ml. de agua y jugo de piña en diferentes concentraciones.
OBTENCIÓN DE LOS CUBITOS DE ZANAHORIA AMARILLA 3.2.2
Para la obtención de los cubitos de zanahoria amarilla se utilizó el proceso de deshidratación osmótica que se detalla en la Figura 9.
23 En la selección, se descartaron las hortalizas que presentaron daños físicos o microbiológicos, las sanas se lavaron con agua potable y cepillo para remover las impurezas, se desinfectó en una solución de 5 ml de cloro en 10 L de agua, durante 5 minutos, posteriormente se enjuagó y secó. Se retiró la cáscara con una peladora manual, se eliminaron los extremos superiores y se cortó en cubos de 1.0 ± 0.2 cm2, con una rebanadora Chip Chopper Maker de acero inoxidable.
Los cubitos se sometieron a un escaldado a 90 ᵒC por 5 min, en una olla de acero. Se escurrieron con un colador metálico y se enfriaron. Se pesaron 900 g de zanahoria, para obtener una relación de 1:4 zanahoria/solución osmótica (Bchir et al., 2010).
Para la DO, se utilizó una bandeja térmica como indica la Figura 10, los cubitos fueron sumergidos en una solución hipertónica de jarabe de azúcar-agua /jugo de piña, a 50 ᵒC por 4 h. Para mejorar la conservación se completó la DO realizando una deshidratación por aire caliente a 60 ᵒC por 2 h 30 min, en un deshidratador por aire marca American Harvest; finalmente los cubitos de zanahoria deshidratados se enfriaron hasta alcanzar temperatura ambiente para ser empacadas.(Colina, 2010).
24
VARIABLES DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
3.3
El cálculo de las variables se realizaron mediante las siguientes ecuaciones (Colina, 2010).
PÉRDIDA DE PESO 3.3.1
Se tomó los pesos inicial y final en la deshidratación, y se calculó mediante la ecuación [1].
∆𝑃 =𝑃0− 𝑃𝑡
𝑃0 ∗ 100 [1]
Dónde:
∆P = Porcentaje de pérdida de peso P0 = Peso inicial del producto
Pt = Peso del producto al tiempo t
PÉRDIDA DE AGUA 3.3.2
Se basa en la diferencia de las humedades iniciales y finales durante la DO, y se calculó mediante la ecuación [2].
𝑃𝐴 = 𝐹0𝑌0− 𝐹𝑡𝑌𝑡
25 Dónde:
PA = Pérdida de peso al tiempo t (porcentaje) F0 = Peso inicial del producto (kg)
Ft = Peso del producto al tiempo t (kg)
Y0 = Contenido inicial de humedad del producto (fracción masa)
Yt = Contenido de humedad del producto al tiempo t (fracción masa)
GANANCIA DE SÓLIDOS 3.3.3
La ganancia de sólidos se representa en forma porcentual y se calculan mediante la aplicación de la ecuación [3].
𝐺𝑆 =𝐹𝑡𝑋𝑡− 𝐹0𝑋0
𝐹0
∗ 100 [3]
Dónde:
F0 = Peso inicial del producto (kg)
Ft = Peso del producto al tiempo t (kg)
X0 = Contenido inicial de sólidos del producto (fracción masa)
Xt = Contenido de sólidos del producto al tiempo t (fracción)
GS = Ganancia de sólidos (porcentaje)
EFECTIVIDAD DEL TRATAMIENTO OSMÓTICO 3.3.4
La efectividad se obtiene mediante la aplicación de la ecuación [4].
𝐸𝑓𝑒𝑐𝑡𝑖𝑣𝑖𝑑𝑎𝑑 =PA
26
ANÁLISIS QUÍMICO DEL PRODUCTO FINAL
3.4
Al producto final, se le realizó el análisis químico, con los métodos detallados
en la Tabla 7 y Anexo 3.
Tabla 7. Normas del análisis químico del producto final
Análisis Norma
Humedad
Termogravimetría/Precisa Manual de instrucciones (Precisa,
2008)
Sólidos solubles INEN-ISO 2173:2013 (INEN, 2013)
aw
Tesco Manual de instrucciones testo 400 · testo 650 · testo 95(Tesco,
2002)
VITAMINA C PRESENTE EN EL PRODUCTO FINAL
3.5
A los mejores tratamientos se les realizó el análisis químico para conocer el contenido de vitamina C, mediante el método AOAC 967.21, realizados en el laboratorio certficado de alimentos LABOLAB.
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS
3.6
27
Tabla 8. Normas de análisis microbiológico del producto final.
Análisis Método
Aerobios mesófilos PEEMi/LA/05 NTE INEN, 1529-5 (2006)
Coliformes totales PEEMi/LA/20 NTE INEN, 1529-7 (1990)
Escherichia coli PEEMi/LA/20 NTE INEN, 1529-7 (1990)
Mohos NTE INEN, 1529-10 (1998)
Levaduras NTE INEN, 1529-10 (1998)
Salmonella NTE INEN, 1529-10 (1998)
EVALUACIÓN SENSORIAL
3.7
Se realizó la evaluación sensorial de los mejores tratamientos, en 100 niños con edades entre 8 a 10 años, de la escuela Unidad Educativa Corazón de María de la parroquia de Tumbaco, Provincia de Pichincha, como se muestra en el Anexo 4.
Se presentó dos muestras en una bandeja, codificados con las letras A y B, junto con una ficha de escala hedónica numérica-facial de 5 niveles, siendo 1 “Me disgusta extremadamente” y 5 “Me gusta extremadamente”; como se muestra en la Figura 11 y Anexo 5.
Figura 11. Escala hedónica facial de cinco niveles
28
DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO
3.8
Para el proceso de deshidratación osmótica se utilizó un diseño unifactorial completamente aleatorizado donde la variable independiente es la concentración de jugo de piña, en 5 niveles, % V/V de (Jarabe de azúcar-agua / jugo de piña); como se muestra en la Tabla 9. Cada tratamiento se realizó por duplicado, dando un total de 10 ensayos.
Tabla 9. Diseño Experimental
Tratamientos Jarabe de azúcar-agua (%)
Jugo de piña (%)
S1 100 0
S2 75 25
S3 50 50
S4 25 75
S5 0 100
29
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA
4.1
ZANAHORIA FRESCA 4.1.1
Los resultados de la caracterización química de la zanahoria fresca se presentan en la Tabla 10.
Tabla 10. Composición química de la zanahoria fresca
Parámetro Unidad Valor
Humedad (%) 87.23
Sólidos Solubles (ᵒBrix) 5.7
aw - 0.89
Los resultados de la caracterización química de la zanahoria fresca, se observó un 87.23 % de humedad, valor que concuerda con los resultados reportados por (Mendiola, 2011), cuyos valores que van desde 88.55 hasta 95.0 %; así mismo los sólidos solubles resultantes fueron 5.7 ᵒBrix, cercano a los resultados de (Barra, 2009; Reina, 2007), en el rango entre 6.4 – 11 ᵒBrix. El valor de aw fue de 0.89, el cual no coincide con el rango de 0.95 a
30 JUGO DE PIÑA
4.1.2
La Tabla 11 presenta los resultados de la composición química del jugo piña fresca.
Tabla 11. Composición química del jugo de piña
Parámetro Valor
Sólidos Solubles (ᵒBrix) 12.4
Según el (CODEX, 2005), norma general para zumos (jugos) y néctares de frutas establece que el mínimo es 12.8 ᵒBrix en jugos de piña, pero reconoce que el nivel de ᵒBrix puede diferir por causas naturales entre países, por lo que estableció que para los zumos (jugos) de piña y manzana, no debe ser inferior a 10 ºBrix, cumpliendo así con la norma con 12.4 ºBrix. Al igual que los valores obtenidos entre 11 y 14 ᵒBrix, reportado por (Avelino, Buenaño, & Sánchez, 2009; UTEPI, 2006), estos valores pueden variar según la variedad y madurez de la fruta.
VARIABLES DE LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
4.2
PÉRDIDA DE PESO 4.2.1
31
Tabla 12. Pérdida de peso de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
Tratamiento Jarabe de azúcar-Agua/Jugo
de piña (%) Pérdida de peso (%)
1,2
S1 100/0 26.82 ± 5.37a
S2 75/25 27.69 ± 0.14a
S3 50/50 27.27 ± 2.59a
S4 25/75 26.21 ± 2.19a
S5 0/100 27.47 ± 0.46a
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
Letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas de la cinética en los diferentes tratamientos. Con una (P˂0,05); (DMS) ∆P = 2,01529
El tratamiento S2 registró 27.69 ± 0.14 % la mayor pérdida de peso aunque el análisis de varianza indicó que no existieron diferencias estadísticas significativas entre los tratamiento de estudio.
Melo (2015), concluyó que a mayor concentración de sólidos solubles del jarabe y mayor sea el tiempo de inmersión de los trozos de piña, mayor será la pérdida de peso de la fruta, obtuvo 71.65 % de ∆P en una solución de 70 ᵒBrix durante 5 horas.
Barra (2009), concluyó que la zanahoria en formas cilindricas de 1 cm de diámtro y 3 mm de espesor, pierde el mayor porcentaje de peso en los 30 primeros minutos en concentraciones de 60 y 70 ᵒBrix durante 6 h a 80 ᵒC, la pérdida de peso se vuelve más lenta, para luego tender a un equilibrio. Mientras que (Ramón, 2013) obtuvo pérdidas entre 46.31 y 61.27 % a 35 ᵒC durante 4 h. en soluciones osmótica de 40 y 60 ᵒBrix.
32 PÉRDIDA DE AGUA
4.2.2
La PA manifiesta la proporción de agua que va desprendiendo del producto con respecto al tiempo, en la Tabla 13 se observa la cantidad de agua eliminada en cada tratamiento durante el proceso de DO, demostrando que el tratamiento S1 con 48.12 ± 4.04 % presentó mayor PA, sin embargo no presentan diferencias estadísticas significativas.
Tabla 13. Pérdida de agua de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
Tratamiento Jarabe de azúcar-Agua/Jugo
de piña (%) Pérdida de agua (%)
1,2
S1 100/0 48.12 ± 4.04a
S2 75/25 42.88 ± 0.32a
S3 50/50 47.40 ± 4.18a
S4 25/75 46.03 ± 3.90a
S5 0/100 46.63±0.03a
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
Letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas de la cinética en los diferentes tratamientos. Con una (P˂0,05); (DMS) PA =1,35652
En el estudio realizado por Ramón (2013), el tratamiento de solución osmótica de 60 °Brix durante 4 h, presentó mayor pérdida de agua alcanzando el 70 %. Alvarado (2006), analizó los cambios ocasionados a 35 ºC y concluyó que mientras mayor es la concentración de la solución, el porcentaje de pérdida de agua a través del tiempo será mayor.
33 GANANCIA DE SÓLIDOS
4.2.3
En la Tabla 14 se puede observar la ganancia de sólidos solubles en cada tratamiento, donde S1 con 21.30 ± 1.34 % es el tratamiento con mayor GS, pero no existieron diferencias estadísticas significativas entre las diferentes concentraciones de jugo de piña.
Tabla 14. Ganancia de sólidos de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
Tratamiento Jarabe de azúcar-Agua/Jugo de piña (%)
Ganancia de sólidos (%)1,2
S1 100/0 21.30 ± 1.34a
S2 75/25 15.19 ± 0.18a
S3 50/50 20.13 ± 1.60a
S4 25/75 19.82 ± 1.71a
S5 0/100 19.16 ± 0.49a
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
Letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas de la cinética en los diferentes tratamientos. Con una (P˂0,05); (DMS) GS = 0,934588
Durante los 30 primeros minutos de inmersión de los cubitos de zanahoria, existió una mayor ganancia de SS mientras que las dos horas restantes la ganancia de SS es más lenta hasta llegar a tener un equilibrio.
34 Ramón (2013) en su estudio de DO de carambola una solución de 60 ᵒBrix durante 4 h, obtuvo 30 % de GS, mientras que (Barra, 2009) obtuvo 12 % de GS en zanahoria DO a menores T, t y concentración.
EFICIENCIA 4.2.4
La eficiencia en el proceso de DO es la relación de pérdida de peso (PA) y ganancia se sólidos (GS); donde un resultado mayor a la unidad, indica que es un proceso efectivo. La Tabla 15 muestra la eficiencia de cada tratamiento de la DO de zanahoria.
Tabla 15. Eficiencia de la deshidratación osmótica
Tratamiento Jarabe de azúcar-Agua/Jugo
de piña (%) Eficiencia
1,2
S1 100/0 2.27 ± 0.33a
S2 75/25 2.82 ± 0.01a
S3 50/50 2.35 ± 0.02a
S4 25/75 2.32 ± 0.00a
S5 0/100 2.43 ± 0.06a
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
Letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas de la cinética en los diferentes tratamientos. Con una (P˂0,05); (DMS) Eficiencia= 0,159797
35
ANÁLISIS QUÍMICO DEL PRODUCTO FINAL
4.3
HUMEDAD 4.3.1
En la Tabla 16 se muestran los diferentes contenidos de humedad al final de la DO para cada tratamiento, y se observó una disminución significativa de la misma con respecto a la zanahoria fresca con 87.23 %. El tratamiento S3 presentó el menor contenido de humedad con 33.30 ± 0.14 %, siendo este el mejor con una concentración de 50 / 50 % (jarabe de azúcar-agua / jugo de piña).
Tabla 16. Humedad de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
Tratamiento Jarabe de
azúcar-Agua/Jugo de piña (%) Humedad (%)
1,2
S1 100/0 37.10 ± 0.14b
S2 75/25 34.70 ± 0.14d
S3 50/50 33.30 ± 0.14e
S4 25/75 36.92 ± 0.28c
S5 0/100 38.00 ± 0.28a
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
Letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas de las variables químicas en los diferentes tratamientos. Con una (P˂0,05); (DMS) Humedad final de DO= 0,148324
El contenido de humedad en el tratamiento S5 con 38.00 ± 0.28 %, presentó el resultado más cercano con el estudio realizado por Bchir et al. (2010), de la DO de semillas de granada en jugo de la fruta “datefrut” de Tunez donde obtuvo una humedad de 49.10 %.
36 de 34.9 %; así mismo Ramón (2013), obtuvo una humedad comprendida entre 48.75 y 56.76 %, aplicando diferentes concentraciones de soluto. En la ficha técnica Cimpa (2013), de la ciruela especifica 32 % de humedad. Mientras que en el CODEX (1981), de las uvas pasas la humedad es de 31 %.
Tecnológicamente convendría seleccionar los tratamientos S2 y S3 cuyos contenidos de humedad son los más bajos obtenidos entre 34.70 ± 0.14 % y 33.30 ± 0.14 %. Mientras que los tratamientos S1 con 100 % de azúcar invertida-agua y S5 con 100 % jugo de piña sus contenidos de humedad fueron los más altos con 37.10 ± 0.14 % y 38.00 ± 0.28 % respectivamente.
SÓLIDOS SOLUBLES 4.3.2
En la Tabla 17 se muestran el contenido de SS (ᵒBrix) en cada tratamiento.
Tabla 17. Sólidos solubles de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
Tratamiento Jarabe de azúcar-Agua/Jugo de piña (%)
Sólidos Solubles (ᵒBrix) 1,2
S1 100/0 36.35 ± 0.07a
S2 75/25 28.88 ± 0.31b
S3 50/50 35.50 ± 2.97ab
S4 25/75 33.53 ± 2.17ab
S5 0/100 34.20 ± 0.75ab
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
Letras distintas denotan diferencias estadísticamente significativas de las variables químicas en los diferentes tratamientos. Con una (P˂0,05); (DMS) Sólidos Solubles= 0,517687
37 valor más alto de 36.35 ± 0.07 ᵒBrix con respecto a los otros tratamientos, esto se debe a que la solución osmótica contiene 100 % agua, el cual hace que la solución osmótica sea más soluble, aumentando el intercambio de agua y solutos.
Garzón (2014), reportó un valor de 26 a 38 ᵒBrix, en la elaboración de mashua deshidratada osmóticamente, aplicando diferentes concentraciones y temperaturas, Ramón (2013), reportó un valor de 23.83 a 28.33 ᵒBrix en la elaboración de carambola aplicando DO en diferentes concentraciones de solutos.
Convendría seleccionar los tratamientos S1 y S5 cuyos contenidos de SS son los más altos con 36.35 ± 0.07 y 34.20 ± 0.75 ᵒBrix respectivamente. Los tratamientos S2, S3 y S4 son estadísticamente iguales, por lo cual se optó por elegir al tratamiento S3 con 35.50 ± 2.97 ᵒBrix y al S1.
ACTIVIDAD DE AGUA 4.3.3
En la Tabla 18 se muestran el contenido de aw en cada tratamiento.
Tabla 18. aw de los cubitos de zanahoria deshidratados osmóticamente
Tratamiento Jarabe de
azúcar-Agua/Jugo de piña (%) aw
1,2
S1 100/0 0.89 ± 0.01bc
S2 75/25 0.82 ± 0.03c
S3 50/50 0.80 ± 0.01b
S4 25/75 0.74 ± 0.02c
S5 0/100 0.78 ± 0.03c
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
2
38 En el estudio realizado por Bchir et al. (2010), se obtuvo 0.9355 de aw,
utilizando como solución osmodeshidratante el jugo de la fruta “datefrut, mientras que en los estudios que utilizaban solo jarabe de azúcar, Melo (2015), obtuvo un valor de aw de 0.57 en un medio de 50 ᵒBrix durante 3 h; y
Barra (2009), en su estudio en diferentes ᵒBrix , T y t, obtuvo 0.54 de aw.
La Norma CODEX STAN 67-1981 establece valores de aw entre 0.75 – 0.8 para UVAS PASAS deshidratadas osmóticamente, por lo cual tecnológicamente convendría seleccionar los tratamientos S4 y S5 con 0.74 ± 0.02 y 0.78 ± 0.03 respectivamente, pero mostraron ser estadísticamente iguales, siguiéndoles el tratamiento S3 con 0.80 ± 0.01 de aw.
VITAMINA C PRESENTE EN EL PRODUCTO FINAL
4.4
En la Tabla 19 y Anexo 6, se puede observar el contenido de vitamina C en los mejores tratamientos que fueron evaluados para su aceptabilidad.
Tabla 19. Contenido de vitamina C en el producto final
Tratamiento Vitamina C (mg/100 g)
S1 2.84/100 g
S3 3.03/100 g
39 El tratamiento S3 (50 % jarabe de azúcar-agua / 50 % jugo de piña), fue el mejor tratamiento de este estudio por tener 3.03 mg/100 g. de vitamina C.
ANÁLISIS MICROBIOLÓGICOS
4.5
En la Tabla 20 y Anexo 7 se expresan los resultados obtenidos luego del análisis microbiológico del snack de zanahoria, se evidenció que todos los resultados están alineados a los límites máximos permisibles de microorganismos de acuerdo a la Norma Técnica Peruana NTS Nº 071 Calidad Sanitaria e Inocuidad para los alimentos y bebidas de consumo humano, Perú; frutas y hortalizas desecadas, deshidratadas o liofilizadas.
Tabla 20. Resultados análisis microbiológicos
Análisis Resultados Valores de Referencia
Aerobios mesófilos (ufc/ ml) 35 x 103 ----
Coliformes totales (ufc/ ml) 20 x 10 ----
Escherichia coli (ufc/ ml) < 10 50 x 10
Mohos (upm/ ml) <10 10 x 102
Levaduras (upl/ ml) 71 x 10 10 x 10 2
Salmonella (25 g) Ausencia Ausencia
40 temperaturas altas, como también no afecta a la aparición de mohos y levaduras.
EVALUACIÓN SENSORIAL
4.6
La selección de muestras para la prueba de aceptabilidad se realizó en función a los puntos óptimos de respuesta de cada variable independiente. Analizando cada una de las características químicas de cada uno de los tratamientos, se eligió los tratamientos S1 (100 % jarabe de azúcar-agua / 0 % jugo de piña) y S3 (50 % jarabe de azúcar-agua / 50 % jugo de piña), como los mejores de este estudio y por su diferencia en el sabor.
Se utilizó letras mayúsculas para diferenciar cada muestra en el programa estadístico. Siendo A el tratamiento S1 y B el tratamiento S3.
En la Tabla 21 se detallan los resultados obtenidos en el test de escala hedónica, donde se observó que la muestra B (50 % jarabe de azúcar-agua / 50 % jugo de piña) tiene mayor aceptación, sin embargo no existen diferencias estadística significativas.
Tabla 21. Resultados del análisis de aceptabilidad sensorial
Tratamiento Código Aceptabilidad1,2 Caracterización facial
S1 (100 % jarabe de azúcar-agua / 0 % jugo
de piña)
A 3.28±1.31a Ni me gusta ni me
disgusta
S3 (50 % jarabe de azúcar-agua / 50 %
jugo de piña)
B 3.5±1.32a Me gusta un poco
1
Media ± Desviación estándar (n=2).
41 Los promedios de preferencia dado por los panelistas se detallan en la Figura 12, donde se observó que no existen diferencias significativas; por lo cual el mejor tratamiento se eligió por el contenido de vitamina C.
Figura 12. Resultados de la aceptabilidad del producto final
a a
0 1 2 3 4 5
A B
A
ce
p
tabilidad
42
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1. CONCLUSIONES
Luego de la DO de la zanahoria fresca se redujo la humedad desde 87.23 % hasta 33.3 % en el tratamiento S3 con 50 / 50 % (jarabe de azúcar-agua / jugo de piña).
Las diferentes concentraciones de jugo de piña en la solución osmótica produjo la DO de los cubitos de zanahoria, pero no existieron diferencias significativas en sus indicadores PA, GS y E.
La solubilidad de la solución osmótica disminuyó con el aumento de la concentración de jugo de piña, formando una pequeña capa sobre los cubos de zanahoria y disminuyendo el paso de los sólidos solubles al producto deshidratado osmóticamente de esta manera la GS fue desde 21.30 ± 1.34 % a 19.16 ± 0.49 % para los tratamiento S1 y S5 respectivamente, excepto el S2 cuyo valor registró GS de 19 ± 0.18 %, debido a factores como Temperatura y de la SO en la deshidratación.
En el análisis químico de los productos luego de la DO, se demostró que el proceso logró tener un aumento del contenido de sólidos solubles de 36.35 ± 0.07 ᵒBrix y 35.50 ± 2.97 ᵒBrix para el tratamiento S1 y S3 respectivamente con respecto al de la zanahoria fresca con 5.7 ᵒBrix.
Luego de la DO los cubitos de zanahoria amarilla retuvieron 2.48 y 3.03 (mg/100 g) de vitamina C en los tratamiento S1 y S3 respectivamente.
43 Mohos; 71 x 10 upl / ml en Levaduras y ausencia de Salmonella, valores que están dentro de los requisitos de la norma INEN 1529 considerándose un producto apto para el consumo humano.
La aceptabilidad global del producto con 100 % jarabe de azúcar-agua / 0 % jugo de piña y 50 % jarabe azúcar-agua / 50 % jugo de piña, no presentaron diferencia estadística significativa, ya que los cubitos de zanahoria de los dos tratamientos fueron del agrado del consumidor, pero los niños sentían más agrado por los cubitos con sabor a piña.
44
5.2. RECOMENDACIONES
Se recomienda que la DO se realice en un sistema cerrado para evitar evaporación del agua de la SO.
Realizar un estudio de la vida útil del producto deshidratado en solución osmótica de jugo de piña.
Realizar un estudio utilizando otras frutas, verduras, tubérculos, etc, para producir más variedades de productos con nuevos sabores agradables.
45
BIBLIOGRAFÍA
Agrícola, B. (2013). Especificaciones del cultivo de piña. Agrosiembra, República Dominicana. Recuperado el 07 de octubre del 2015, de http://www.agrosiembra.com/?NAME=r_c_description&c_id=230
Alvarado, W. (2006). Estudio del efecto de la deshidratación osmótica como pretratamiendo para el proceso de secado por aire de piña (Ananas Comosus) de la variedad milagreña o perolera. Escuela Superior Politécnica del Litoral, Guayaquil, Ecuador.
Aranzazu, S. (2014). Aprenda más sobre las propiedades y tipos de zanahorias. Difoosion, España.
Arias, J. (2008). Aprovechamiento agroindustrial de la uvilla para la obtención de productos cristalizados y chips. Trabajo de titulación no publicado. Escuela Politécnica Nacional: Quito-Ecuador.
Avelino, Buenaño, & Sánchez. (2009). Análisis del proceso de producción de la piña para aumentar la exportacion del Ecuador hacia el mercado español, aplicando las normas de calidad (ISO 14001 y EUROGAP) a partir del año 2009. Escuela Politécnica del Litoral, Guayaquil, Ecuador.
Azpiri, L. (2009). Piña: sabrosa, nutritiva y saludable American Health & Fitness, 60-62.
46 Bchir, Paquot, & Bebes. (2010). Osmotic dehydration kinetics of pomegranate seeds using date juice as an immersion solution base.
Food bioprocess, Bélgica.
Calderón, M. (2008). Conservación de babaco (Carica pentágona), mango (Magnifera Indica) y pepino dulce (Solanum muricatum) mediante deshidratación osmótica directa. Universidad Técnica del Norte, Ibarra, Ecuador.
Campos, A., & Flores, D. (2012). Deshidratación osmótica de placas de chayote (Sechium edule) utilizando soluciones hipertónicas de cloruro de sodio y sacarosa. Universidad Veracruzana, Orizaba, Veracruz.
Carranza, C. (2006). Reacción fenológica y agronómica de dos cultivares de zanahoria (Daucus carota) a la inoculación de cepas de micorriza en campo. Escuela Politécnica del Ejército, Sangolquí, Ecuador.
Cimpa. (2013). Ficha técnica: ciruela pasa. CI-260 / 011, Bogotá.
CODEX. (1981). Uvas pasas. CODEX STAN 67-1981, Roma, Italia.
CODEX. (2005). Norma general del Codex para zumos (jugos) y néctares de frutas. CODEX STAN 247-2005.
Colina, M. (2010). Deshidratación de Alimentos (Trillas ed.). Mexico: Trillas.
Cordero, E. (2005). La zanahoria se concentra en tres provincias serranas.
El Comercio, Ecuador.
Cruz, M. (2012). Zanahoria beneficiosa. El diario manabita de libre pensamiento, Ecuador.
47 Flores, A. (2012). Elaboración de un alimento tipo snack a base de zanahoria (Daucus carota) mediante deshidratación osmótica. Universidad Nacional José Faustino Sánchez Carrion, Perú.
Garzón, M. (2014). Bombones rellenos de mashua (Tropaeolum tuberosum).
Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito, Ecuador.
González, M. (2010). Presión Osmótica. La Guia. Recuperado el 03 de noviembre del 2015, de http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/presion-osmotica
Illiana, C. (2013). Estudio de mercado para la comercialización de piña MD2.
SAG, Honduras.
INEN. (2008). Jugos, pulpas, concentrados, nectares, bebidas de frutas y vegetales. Requisistos. NTE INEN 2 337:2008, Instituto Ecuatoriano de Normalización. Quito, Ecuador.
INEN. (2009). Frutas frescas. Piña. Requisitos. NTE INEN 1 836, Instituto Ecuatoriano de Normalización. Quito, Ecuador.
INEN. (2013). Productos vegetales y de frutas - determinación de sólidos solubles - método refractométrico. NTE INEN-ISO 2173, Instituto Ecuatoriano de Normalización. Quito, Ecuador.
IPGRI. (1998). Descriptores de la zanahoria silvestre y cultivada (Daucus carota L.). Roma.
Jaramillo, M. (2015). Elaboración de gomitas de pulpa de arazá. Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito, Ecuador.
48 http://www3.gobiernodecanarias.org/medusa/ecoblog/ncarroq/2014/11 /09/404/
Lawless, H. T., & Heymann, H. (1999). Sensory evaluation of food: principles and practices. Maryland: Aspen Publishers.
Liria, M. (2007). Guía para la evaluación sensorial de Alimentos. Agro Salus, Lima. Recuperado el 04 de noviembre del 2015, de http://es.slideshare.net/evytaguevara/gua-para-la-evaluacin-sensorial-de-alimentos
Maupoey, P., Barat, J., & Albors, A. (2001). Introducción al secado de alimentos por aire caliente. U.P.V, Valencia.
Melo, G. (2015). Estudio de la deshidratación osmótica de la piña milagreña (Ananas comosus) variedad perolera. Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito, Ecuador.
Mendiola, M. (2011). Fichas de plantas útiles. Ecuador. Recuperado el 04 de
noviembre del 2015, de
http://www1.etsia.upm.es/departamentos/botanica/fichasplantas/index. htm
Morales, J. (2002). Zanahoria (Daucus carota). Scielo Perú, Perú. Recuperado el 02 de octubre del 2015, de
http://fichas.infojardin.com/hortalizas-verduras/zanahoria-zanahorias.htm
Nieto, C. (2015). Evaluación de las propiedades funcionales de la carne de ternera para su aplicación en la elaboración de jamón. Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito - Ecuador.
49 Parzanese, M. (2012). Fundamentos de la Deshidratación Osmótica.
MinAgri, Argentina.
Pico, P. (2011). Deshidratación Osmótica y por Aire para frutas y otras aplicaciones. Multiequip, Buenos Aires, Argentina.
Precisa. (2008). Moisture Analyser XM 60/ XM 66 Operating Instructions: Precisa Gravimetrics AG. . Dietikon, Switzerland.
ProEcuador. (2011a). Perfil de piña ecuatoriana Instituto de Promoción de Exportaciones e Inversiones, Ecuador.
ProEcuador. (2011b). Piña en Reino Unido. Instituto de Promoción de Exportaciones e Inversiones, Ecuador
Ramón, C. (2013). Estudio de la aplicación de la deshidratación osmótica en carambola (Averrhoa carambola L.). Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito, Ecuador.
Reina, C. (2007). Manejo postcosecha y evaluación de calidad para la zanahoria (Daucus carota L). Que se comercializa en la ciudad de Neiva. Universidad Surcolombiana, Neiva.
Ruiz, & Torres. (2009). Determinación experimental de la difusividad efectiva para la deshidratación osmótica de piña utilizando pellets en forma de cubo mediante métodos numéricos. Universidad Nacional de Colombia. Bogotá, Colombia.
50 Sancho, J., Bota, E., & Castro, J. (1999). Introducción al análisis sensorial de
los alimentos. Barcelona.
Schwartz. (2007). Nuevo producto de palta/aguacate (Persea americana Mill): Pasta y trozos obtenidos por secado osmótico. Viña del Mar
Schwartz, Sepúlveda, Rojas, & Ker. (2013). Snacks de zanahoria y betarraga. Chile.
Sosa, M. (2011). Optimización de la aceptabilidad sensorial y global de productos elaborados con amaranto destinados a programas sociales nutricionales. Universidad Nacional de La Plata, Argentina.
Suárez, M. (2008). Proyecto de factibilidad para la exportación de zanahoria amarilla en el mercado italiano en el periódo (2008-2017). Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito,Ecuador.
Syngenta. (2013). Syngenta muestra con éxito su variedad de zanahoria con hojas Dordogne a técnicos y agricultores de cooperativas de Cádiz.
Madrid. Recuperado el 04 de octubre del 2015, de http://www3.syngenta.com/country/es/sp/medios1/notasprensa/Pagina
s/syngenta-muestra-exito-variedad-zanahoria-hojas-dordogne-tecnicos-agricultores-cooperativas-cadiz.aspx
Tepper, P. (2006). Transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de palta cv fuerte. Universidad de Chile, Santiago, Chile.
Tesco. (2002). Instruction manual testo 400 · testo 650 · testo 95. Estados Unidos.
51 UTEPI. (2006). Piña Estudio agroindustrial en el Ecuador: Competitividad de la cadena de valor y perspectivas de mercado. Programa integrado micip-onudi, Quito, Ecuador. Recuperado el 03 de octubre del 2015, de https://www.unido.org/fileadmin/user_media/Publications/Pub_free/ Pina_estudio_agroindustrial_en_el_Ecuador.pdf
Vieira, I. (1981). Métodos de Aceitação em Merenda Escolar. Universidade Estadual de Campinas, Campinas.
Villenas, M. (2009). Caracterización físico-química y funcional de dos ecotipos de zanahoria amarilla (Daucus carota L) cultivadas en el Ecuador. Universidad Tecnológica Equinoccial, Quito, Ecuador.
52
ANEXO 1
PREPARACIÓN DE LA SOLUCIÓN OSMÓTICA
Preparación del jarabe de azúcar
Extracción de jugo de piña
53
ANEXO 2
PROCESO DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Lavado Desinfección Pelado
Corte Escaldado
54
ANEXO 3
ANÁLISIS QUÍMICOS
Análisis de aw
Análisis de humedad
55
ANEXO 4
PRUEBA DE ACEPTABILIDAD SENSORIAL
Cartilla para prueba de aceptación
56
