UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONIA PERUANA

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UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA AMAZONIA PERUANA

FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

ESCUELA DE FORMACION PROFESIONAL DE

INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS

TESIS

Título:

“DESHIDRATACION OSMOTICA DE DOS VARIEDADES DE Ananas Comosus (PIÑA) PARA LA ELABORACION DE MERMELADA ENRIQUECIDO CON

VITAMINA C POR METODOS COMBINADOS”

AUTORES:

Bach: CLAUDIA LILIANE CUZCANO ANGULO Bach: LEYDY JESSY GUERRA SAJAMI

ASESORES:

DRA. MARIA ISABEL MAURY LAURA DR. RICARDO GARCIA PINCHI

IQUITOS - PERU 2018

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TESIS

Título: “DESHIDRATACION OSMOTICA DE DOS VARIEDADES DE Ananas

Comosus (PIÑA) PARA LA ELABORACION DE MERMELADA

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DEDICATORIA

Dedico esta tesis a DIOS por la vida y salud para poder lograr todo este camino muy largo, a mi mami MARLLORY ANGULO que siempre me dio las fuerzas necesarias para continuar con este meta, a mis suegros TULA PAIVA Y ENRIQUE BARDALES por todo el apoyo brindado alentándome a seguir adelante, y a mi esposo

ALEJANDRO GOYBURO que con todo cariño y amor estuvo conmigo ayudándome

en las buenas y en las malas a mi hija Alejandra por ser mi motivo de mi vida y por ella lo hago todo y a mis demás familiares por confiar en mí.

Claudia Cuzcano.

Esta tesis se la dedico a DIOS por regalarme la vida y la salud, quien supo guiarme por el buen camino dándome las fuerzas necesarias para no desmayar poder así lograr este objetivo anhelado, con mucho cariño a mis padres BETTY SAJAMI SINTI

Y LUIS GUERRA BOCANEGRA que me dieron la vida y han estado conmigo en

todo momento y han sabido formarme con buenos sentimientos, hábitos y valores que siempre estuvieron en todo momento, a mi hermano SAMUEL quien supo darme buenos consejos y decirme que con perseverancia se logra todo en la vida, a mis familiares que siempre creyeron en mí.

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AGRADECIMIENTO

Agradezco a DIOS por darme la salud y la fuerza necesaria por haberme permitido concluir este trabajo en esta etapa de mi vida, y a toda mi familia por confiar en mí para ser una buena profesional.

Claudia Cuzcano.

Agradecer a DIOS por permitir este logro en mi vida, a la institución que me formó para realizarme como profesional, a mis padrinos ERMITAÑO RAFAEL RAMÍREZ Y

DANIS VILLACREZ GATICA que me brindaron su apoyo económico y moral en todo

momento, y a todos mis familiares y amigos que me dieron las fuerzas para la culminación de mis estudios.

Leydy Guerra.

Un agradecimiento especial a nuestros asesores de Tesis al Dr. RICARDO GARCÍA

PINCHI, y Dra. MARÍA ISABEL MAURY LAURA por los conocimientos brindados,

por sus paciencia y darnos aliento para terminar la tesis, y a nuestros docentes en especial al Dr. ALENGUER ALVA ARÉVALO, y al Ing. JUAN FLORES

GARAZATUA, por los conocimientos y tiempo invertido.

Gracias al Dr. RICARDO GARCÍA PINCHI, por su colaboración como asesor por la paciencia y tiempo para terminar este trabajo, nos llevamos los mejores recuerdos y conomientos, que en paz descanse.

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INDICE

Contenido Pág.

I.- INTRODUCCION 2

II.- REVISION BIBLIOGRAFICA 4

2.1. Antecedentes 4

2.2. Marco Teórico 5

2.2.1. Piña ( Ananás comusus) 5

2.2.2. Clasificación Taxonómica del Ananás 6

2.2.3. Variedades 7

2.2.4. Composición de la Piña 9

2.2.5. Características del Fruto 10

2.2.6. Cultivos 10 2.2.7. Usos 10 2.3. Deshidratación Osmótica 11 2.3.1. Efectos de la Deshidratación 13 2.3.2. Pérdida de Agua 13 2.3.3. Ganancia de Solidos 14 2.4. Transferencia de Masa 14

2.4.1. Cinética de Perdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica

14

2.4.1.1. Cinética en la Deshidratación Osmótica 15 2.4.1.2. El Fenómeno de la Osmosis 15 2.4.1.3. El Fenómeno de Difusión 15 2.4.1.4. El Fenómeno Debido a la Tensión Superficial/

Capilaridad

16

2.4.1.5. Para una Lámina Plana 17

(9)

2.6. Casos de Proceso de Deshidratación Osmótica en Tejidos de los Alimentos 19 2.7. Solución Osmótica 20 2.8. Métodos Combinados 21 2.8.1. Fundamentos de los Métodos Combinados

21

2.9. Tecnología de Mermeladas 21

2.9.1. Definición de Mermelada de Fruta 21

2.9.2. Insumos que Intervienen en la Mermelada

22

2.10. Métodos de Conservación de Frutas 24

2.11. Requisitos Generales Según la Norma Técnica Peruana Establece lo Siguiente.

25

III. MATERIALES Y METODOS 26

3.1. Lugar de Ejecución del Trabajo 26

3.2. Materiales y Métodos 26

3.2.1. Materia Prima 26

3.2.2. Materiales del Laboratorio 27

3.2.3. Equipos de Laboratorio 28 3.2.4. Medios de Cultivos 29 3.2.5. Equipos de Planta 29 3.2.6. Insumos 31 3.2.7. Reactivos 32 3.2.8. Empaques 32 3.3. Métodos 32

(10)

3.3.1. Diseño Experimental para los Rebanados de Piña 32

3.3.2. Diseño Experimental para la Mermelada 33

3.3.3. Método Analítico de Control 34

3.3.4. Análisis Físico- Químico 36

3.3.4.1. Determinación de Humedad 36

3.3.4.2. Determinación de Proteína 37

3.3.4.3. Determinación de Ceniza 38

3.3.4.4. Determinación de Grasa Total 39

3.3.4.5. Determinación de Carbohidratos Totales 40

3.3.4.6. Determinación de Vitamina C 40

3.3.4.7. Determinación de pH 42

3.3.4.8. Determinación de Calorías 43

3.3.5. Metodología de Cinética de Deshidratación Osmótica en Piña

43

3.3.6. Metodología de Procesamiento para los Rebanados de Piña

45

3.3.6.1. Descripción de las Etapas del Proceso de Rebanados Deshidratados de Piña

47

3.3.6.2. Descripción de las Etapas del Proceso de Mermelada de Piña

50

3.3.7. Análisis del Producto Final 52

3.3.7.1. Análisis Fisicoquímico del Producto Terminado 52

3.3.7.2. Análisis Microbiológico 52

3.3.7.3. Análisis Sensorial 54

IV. RESULTADOS Y DISCUSION 56

4.1.Resultados y Discusión en la Materias Primas 56

4.2. Resultados del Análisis Proximal de las Dos Variedades de Piña en Fruta Fresca

56

(11)

4.3.1. Elaboración de Mermelada de Piña (Ananas Comosus) Enriquecido con Vitamina C con Rebanados

Deshidratados

58

4.3.2. Descripción de la Metodología del Proceso para la Elaboración de Mermelada Aplicando Métodos Combinados

60

4.4. Resultado y Discusión del Análisis Físico Químico del Producto

62

4.5. Resultado y Discusión del Análisis Microbiológico 63 4.6. Análisis de la Pulpa Fresca Variedad Guayaquil y Variedad

Cayena

64

4.7. Balance de Masa Variedad Guayaquil y Variedad Cayena 65

4.8. Resultado y Discusión de Cinética de Deshidratación Osmótica en Piña

69

4.8.1. Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Todos los Tratamientos Variedad

Guayaquil

69

4.8.1.1. Tratamientos t1, t2 y t3. Evolución de Humedad en las Tres temperaturas: 30, 40 y 50°C

durante 5 horas Variedad Guayaquil

69

4.8.1.2. Tratamiento t4, t5, t6. Evolución en las Tres Temperaturas: 30 – 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

70

4.8.2. Evolución de la Pérdida de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Todos los Tratamientos Variedad Guayaquil

71

4.8.2.1. Tratamiento t1, t2, t3. Pérdida de Masa en las Tres temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC durante 4 Horas Variedad Guayaquil

71

4.8.2.2. Tratamiento t4, t5 y t6. Pérdida de Masa en las Tres temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC durante 5

Horas Variedad Guayaquil 72

(12)

4.8.3. Evolución Pérdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Todos los Tratamientos Variedad

Guayaquil

73

4.8.3.1. Tratamiento t1, t2 y t3. Pérdida de Agua en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante 4 Horas Variedad Guayaquil

73

4.8.3.2. Tratamiento t4, t5 y t6. Pérdida de Agua en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante 5

Horas Variedad Guayaquil 74

4.8.4. Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Todos los Tratamientos Variedad

Cayena

76

4.8.4.1. Tratamiento t7, t8 y t9. Evolución de la

Humedad en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante 4 horas Variedad Cayena

76

4.8.4.2. Tratamiento t10, 11 y t12. Evolución de la Humedad en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante 5 horas Variedad Cayena

77

4.8.5. Evolución Pérdida de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Todos los Tratamientos Variedad Cayena

78

4.8.5.1. Tratamiento t7, t8 y t9. Pérdida de Masa en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante

4Horas Variedad Cayena 78

4.8.5.2. Tratamiento t10, t11 y t12. Pérdida de Masa en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante

5 Horas Variedad Cayena 79

4.8.6. Evolución Pérdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Todos los Tratamientos Variedad Cayena

80

4.8.6.1. Tratamiento t7, t8 y t9. Pérdida de Agua en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50 ºC Durante 4 Horas Variedad Cayena

80

4.8.6.2. Tratamiento t10, t11 y t12. Pérdida de Agua en las Tres Temperaturas: 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas

Variedad Cayena

(13)

4.9. Resultados y Discusión de la Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña

83

4.9.1. Evolución de Solidos Solubles en Rebanados Cilíndricos de Piña Variedad Guayaquil Procesados Mediante la

Deshidratación Osmótica Temperatura de 30 – 40 y 50°C Durante 4 y 5 Horas

83

4.9.2.Evolución de Solidos Solubles en Rebanados Cilíndricos de Piña Variedad Cayena Procesados Mediante la Deshidratación Osmótica Temperatura de 30, 40 y 50°C

Durante 5 horas

86

4.9.3. Evolución de solidos Solubles en Rebanados Cilíndricos de Piña Variedad Cayena Procesado Mediante la

Deshidratación Osmótica Temperatura de 30, 40 y 50°C Durante 4 y 5 horas.

89

4.10. Resultado y Discusión del Análisis Sensorial del Producto 93

4.10.1. Anova del Aroma de Mermelada de Piña 93

4.10.2. Anova del Color de Mermelada de Piña 94

4.10.3. Anova del Sabor Acido de Mermelada de Piña 95

4.10.4. Anova del Sabor Dulce de Mermelada de Piña 96

4.10.5. Anova de la Consistencia de la Mermelada de Piña 97 4.10.6. Anova de la Apariencia General en Mermelada de Piña

98 V. CONCLUSIONES 100 VI. RECOMENDACIONES 102 VII. BIBLIOGRAFIA 104 VIII. ANEXOS 109

ANEXO 1: EVALUACIÓN SENSORIAL DE MERMELADA DE PIÑA ENRIQUECIDA CON VITAMINA C

110

ANEXO 2: REQUISITOS SEGÚN LA NORMA TÉCNICA SANITARIA QUE ESTABLECE LOS CRITERIOS MICROBIOLÓGICOS DE CALIDAD SANITARIA E INOCUIDAD PARA LOS

ALIMENTOS Y BEBIDAS DE CONSUMO HUMANO

(14)

ANEXO 3: RESULTADOS MICROBIOLOGICOS DE MERMELADA DE PIÑA

116

ANEXO 4: FORMATO PARA LA EVALUACION SENSORIA 118

ANEXO 5: FOTOS DEL PROCESO PARA LA DESHIDRATACION OSMOTICA DE PIÑA Y LA ELABORACION DE

MERMELADA.

(15)

INDICE DE TABLAS

Contenido

Pág.

TABLA N°1: Clasificación de la Piña 6

TABLA N°2: Valor Nutricional por Cada 100g 9

TABLA N°3: Usos y Ventajas de Solutos Osmóticos 19

TABLA N°4: Diseño Experimental para la Obtención de los Rebanados de Piña

33

TABLA N°5: Diseño Experimental para la Obtención de Mermelada de Piña con Rebanados Deshidratados

33

TABLA N°6: Composición Físico- Química del Fruto de la Piña en 100 g de Parte Comestible Variedad Guayaquil

56

TABLA N°7: Composición Físico- Química del Fruto de la Piña en 100 g de Parte Comestible Variedad Cayena

57

TABLA N°8: Resultado de la Evaluación del Análisis Proximal de la Mermelada de Piña Realizada por Métodos Combinados

62

TABLA N°9: Resultado del Ensayo Microbiológico de la Mermelada de Piña 63

TABLA N°10: Datos Físico Químicos de la Piña Fresca Variedad Guayaquil

64

TABLA N°11: Datos Físico Químicos de la Piña Fresca Variedad Cayena

64

TABLA N°12: Balance de Masa de la Variedad Guayaquil 65

(16)

TABLA N°14: Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Guayaquil

69

TABLA N°15: Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

70

TABLA N°16: Pérdida de la Fracción de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Variedad Guayaquil

71

TABLA N°17: Pérdida de la Fracción de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

72

TABLA N°18: Pérdida de Fracción de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes

Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Guayaquil

73

Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

74

TABLA N°20: Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperatura 30 – 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Cayena

76

TABLA N°21: Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Cayena

77

TABLA N°22: Pérdida de la Fracción de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante en 4 Horas Variedad Cayena

(17)

TABLA N°23: Pérdida de la Fracción de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante en 5 Horas Variedad Cayena

79

TABLA N°24: Pérdida de Fracción de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30, 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Cayena

80

Temperaturas 30, 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Cayena

81

TABLA N°26: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación

Osmótica a Temperatura 30°C por 4 Horas Variedad Guayaquil

83

TABLA N°27: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a Temperatura 40°C por 4 Horas Variedad Guayaquil

84

Osmótica a Temperatura 50°C por 4Horas Variedad Guayaquil

85

Osmótica a Temperatura 30°C por 5 Horas Variedad Guayaquil

86

TABLA N°30: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a Temperatura 40°C por 5 Horas Variedad Guayaquil

87

TABLA N°31: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a Temperatura 50°C por 5 Horas Variedad

Guayaquil

88

TABLA N°32: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a Temperatura 30°C por 4 y 5 Horas Variedad

Cayena

89

TABLA N°33: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a Temperatura 40°C por 4 y 5 Horas Variedad Cayena

(18)

TABLA N°34: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a Temperatura 50°C por 4 y 5 Horas Variedad Cayena

91

TABLA N°35: Anova del Atributo Aroma de Mermelada de Piña 93

TABLA N°36: Anova del Atributo Color de Mermelada de Piña 94

TABLA N°37: Anova del Atributo Sabor Acido de Mermelada de Piña 95

TABLA N°38: Anova del Atributo Sabor Dulce de Mermelada de Piña 96

TABLA N°39: Anova del Atributo Consistencia de Mermelada de Piña 97

(19)

INDICE DE GRAFICOS

Pág.

Contenido

GRAFICO N°1: Balance de Masa de la Piña Variedad Guayaquil

65

GRAFICO N°2: Balance de Masa de la Piña Variedad Cayena 66

GRAFICO N°3: Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Guayaquil

69

GRAFICO N°4: Evolución de la Humedad Durante la Deshidratación

Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

70

GRAFICO N°5: Pérdida de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Guayaquil

71

GRAFICO N°6: Pérdida de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

72

GRAFICO N°7: Pérdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Guayaquil

73

GRAFICO N°8: Pérdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Guayaquil

74

Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Cayena

(20)

Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Cayena

77

GRAFICO N°11: Pérdida de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Cayena

78

GRAFICO N°12: Pérdida de Masa Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas

30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Cayena

79

GRAFICO N°13: Pérdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 4 Horas Variedad Cayena

80

GRAFICO N°14: Pérdida de Agua Durante la Deshidratación Osmótica en Rebanados de Piña Procesados a Diferentes Temperaturas 30 - 40 y 50°C Durante 5 Horas Variedad Cayena

81

GRAFICO N°15: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a 30°C por 5 Horas Variedad Guayaquil

83

84

85

86

87

GRAFICO N°20: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a 50°C por 5 Horas Variedad Guayaquil.

88

GRAFICO N°21: Evolución de Solidos Solubles Durante la Deshidratación Osmótica a 30°C por 4 y 5 Horas Variedad Cayena

89

90

(21)

GRAFICO N°24: La Media y la Desviación Estándar del Atributo Aroma 93

GRAFICO N°25: La Media y la Desviación Estándar del Atributo Color

94

GRAFICO N°26: La Media y la Desviación estándar del Atributo Sabor Acido

95

GRAFICO N°27: La Media y la Desviación estándar del Atributo Sabor Dulce

96

GRAFICO N°28: La Media y la Desviación estándar del Atributo Consistencia

97

GRAFICO N°29: Las Medias y la Desviación estándar del Atributo Apariencia General

(22)

INDICE DE FIGURAS

Pág.

Contenido

FIGURA N°1: Ananas comosus (Piña) 6

FIGURA N°2: Transferencia de Materia en la Deshidratación Osmótica 13

FIGURA N°3: Representación de Ganancia de Solidos y Perdida de Agua

15

FIGURA N°4: Trayectoria Típica en un Proceso de Deshidratación Osmótica Continuo

20

FIGURA N°5: Variedad Guayaquil 26

FIGURA N°6: Variedad Cayena 27

FIGURA N°7: Deshidratador Osmótico de Frutas y Hortalizas FIA - UNAP

29

FIGURA N°8: Refrigerador para Conservar los Rebanados Deshidratados

30

FIGURA N°9: Balanza para Pesar las Piñas Enteras 30

FIGURA N°10: Selladora de Bolsa 31

FIGURA N°11: Balanza Analítica 31

FIGURA N°12: Refractómetro y Visión Refractométrica 34

(23)

FIGURA N°14: Equipo Semi- micro Kjeldhal 38

FIGURA N°15: Mufla 39

FIGURA N°16: Equipo Soxhlet 40

FIGURA N°17: Metodología de Análisis de Mohos y Levadura 53

FIGURA N°18: Balance de Masa para la Obtención de Mermelada de Piña ( Ananas comosus) Variedad Guayaquil

67

FIGURA N°19: Balance de Masa para la Obtención de Mermelada de Piña ( Ananas comosus) Variedad Cayena

(24)

INDICE DE DIAGRAMAS

Pág.

Contenido

DIAGRAMA N°1: Diagrama de Flujo Experimental para la Elaboración de Rebanados Deshidratados de Piña

46

DIAGRAMA N°2: Diagrama de Flujo Experimental para la Elaboración de Mermelada de Piña

49

DIAGRAMA N°3: Flujo de Proceso Definitivo de Elaboración de Mermelada de Piña por Métodos Combinados

(25)

RESUMEN

La conservación de frutas y hortalizas se vienen desarrollando con tecnologías tradicionales y con tecnologías emergentes. El Ananas comosus (piña) es una fruta tropical que se cultiva en distintas partes del mundo, y en Loreto tiene su auge de producción a lo largo del río Amazonas. Es una fruta que se industrializa en distintos productos, desde rodajas como alimento de cuarta gama, compotas, mermeladas, néctares, jugos, papillas etc. Tiene como objetivo obtener los rebanados deshidratados mediante deshidratación osmótica aplicando los métodos combinados del Ananas comosus (Piña), Variedad Guayaquil y Variedad Cayena, para la elaboración de la mermelada. Para ello se aplicó un diseño factorial completamente al azar, con tres factores de estudio, tiempo de impregnación (F1= 4 y 5 horas), temperatura de deshidratación osmótica de Piña (F2= 30 - 40 y 50°C), Variedad (F3= Guayaquil, Cayena). Para la mermelada, se utilizó pectina (F1= 0.8%, 1.0% y 1.2%), concentración de azúcar (F2= 40 y 50% del peso de la Piña deshidratada). Teniendo en cuenta el diagrama de flujo final que es: materia prima, selección de la materia prima. Lavado desinfección y enjuague, pelado y cortado, inmersión en solución antioxidante, impregnación de la solución osmótica, oreado y secado, homogenización de los rebanados, pre- cocción, cocción, envasado y enfriado, etiquetado y almacenado. Como resultado final el tratamiento T3 y T4 que representan a la variedad Guayaquil son las mermeladas de mejor calidad obtenidas para este caso el diseño del proceso es el siguiente: variedad Guayaquil trabajado con una deshidratación osmótica de 5 horas en donde utilizamos 40% de azúcar para la mermelada 1.0% de pectina, 0.1% Sorbato de potasio, el análisis sensorial demuestra que el tratamiento T3 y T4 son los mejores valorados.

(26)

ABSTRACT

The conservation of fruits and vegetables are being developed with traditional technologies and with emerging technologies. The Ananas comosus (pineapple) is a tropical fruit that is grown in different parts of the world, and in Loreto it has its production boom along the Amazon River. It is a fruit that is industrialized in different products, from slices as food of the fourth range, compotes, jams, nectars, juices, porridges, etc. Its objective is to obtain dehydrated slices by osmotic dehydration using the combined methods of Ananas comosus (Piña), Guayaquil Variety and Cayenne Variety, for the preparation of the jam. For this, a completely random factorial design was applied, with three study factors, impregnation time (F1 = 4 and 5 hours), Pineapple osmotic dehydration temperature (F2 = 30 - 40 and 50 ° C), Variety (F3) = Guayaquil, Cayenne). For the marmalade, pectin was used (F1 = 0.8%, 1.0% and 1.2%), sugar concentration (F2 = 40 and 50% of the weight of the dehydrated pineapple). Taking into account the final flow diagram that is: raw material, selection of raw material. Washing disinfection and rinsing, peeling and cutting, immersion in an antioxidant solution, impregnation of the osmotic solution, drying and drying, homogenization of the slices, cooking, baking, packaging and chilling, labeling and storage. As a final result, the T3 and T4 treatments that represent the Guayaquil variety are the best quality marmalades obtained for this case. The process design is as follows: Guayaquil variety worked with an osmotic dehydration of 5 hours where we use 40% sugar for the 1.0% pectin jam, 0.1% potassium sorbate, the sensory analysis shows that the T3 and T4 treatments are the best evaluated.

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CAPÍTULO I:

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2 I. INTRODUCCION

Las frutas tropicales en la Amazonía Peruana tienen mucho consumo en fresco, como son el Cucumis melo (melón), Carica papaya (papaya), Psidium guajava (guayaba), Myrciaria dubia (camú camú), Spondias mombin (ubos), Citrullus

lanatus (sandia), Poraqueiba serícea (umari), Ananas comosus (piña), etc. La

mala cosecha, mala manipulación post cosecha, malas condiciones de transporte, ocasionan perdidas, por cuanto la calidad de fruta para ser comercializado como postre no es de buena calidad, ocasionando una tremenda pérdida de dinero.

En el caso de la Amazonía no existe estadísticas de perdida, pero por las experiencias en diversos procesos con piña se puede notar que estas pérdidas también son en la producción y manipuleo en transporte, la mayor pérdida se ocasiona en el campo cuando las piñas son atacadas por las enfermedades propias de la planta y la fruta, las más conocida, causado por el Fusarium

moliniforme, como “manchas negras de los ojos”, conocido como clavo negro.

Existen muchas variedades de piñas, siendo las más comerciales la variedad Guayaquil (Ananas comosus) y la variedad cayena lisa.

El trabajo de investigación trabajo con estas dos variedades, que fueron adquiridos en el puerto de productores de la ciudad de Iquitos de lotes procedentes de la cuenca del Amazonas de varios proveedores.

El objetivo fundamental es generar tecnología en la elaboración de la obtención de mermelada de dos variedades Piña (Ananas comosus) enriquecido con vitamina C aplicando métodos combinados. La aplicación de la tecnología de métodos combinados permitirá elaborar mermelada de dos variedades de piña

(Ananas comosus) de calidad, enriquecida con vitamina C previo estudio cinético

(29)

3

CAPÍTULO II:

(30)

4 II. REVISION BIBLIOGRAFICA

2.1. ANTECEDENTES

ARANGO Y CAMACHO (1986). En el Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia (ICTA) realizaron ensayos de osmodeshidratación banano, mandarina, mora, curuba, breva, guayaba, tomate, pimentón y cebolla. Los tratamientos se efectuaron por inmersión en jarabe a 70 °Brix durante 96 horas a temperatura ambiente. Fueron realizados ensayos con piña en trozos, empleando jarabe invertido de 70ºBrix y melaza de 70ºBrix, como medios osmodeshidrantes. La evaluación sensorial demostró que la piña osmodeshidratada tiene una buena calidad frente a los trozos de piña frescos.

MOLANO, SERNA Y CASTAÑO (1996). Se realizó un estudio con el objeto de obtener trozos de piña deshidratada con la calidad organoléptica que ofrece la fruta fresca. Se trabajó con piña variedad Cayena lisa buscando obtener trozos con humedad menor del 5%. Se empleó el método de osmosis directa y las mejores condiciones de proceso se obtuvieron con jarabes de sacarosa a 50ºC y 50ºBrix. Posteriormente y mediante liofilización durante tres horas a, 80ºC, presión de 0,5 torr y secado por convección a 75ºC y por tres horas se obtuvieron productos finales, con buenas característica organolépticas.

CÁRDENAS (1996), Comparó las características sensoriales de conservas de piña preparadas mediante proceso Aper, a partir de jarabes de sacarosa, trozos de piña frescos y trozos de piña enriquecidos. Se realizaron evaluaciones sensoriales de fruta y jarabe, y se determinaron grados °Brix, acidez y pH a las conservas obtenidas. Se encontró que en las conservas con trozos de piña no escaldados el color amarillo brillante característico se mantiene. Los trozos previamente escaldados con vapor presentaron irregularidad de forma y color oscuro. La conserva que presentó mejores atributos sensoriales fue aquella elaborada con trozos frescos de piña.

(31)

5

FAO (2010),en sus publicaciones para países en vías de desarrollo explica lo que es la deshidratación osmótica de la Piña. La deshidratación osmótica consiste en sumergir la fruta en trozos, en una solución de agua con azúcar (jarabe), la cual obliga a salir el agua de la fruta. Después de la deshidratación osmótica se hace un lavado superficial y drenado para eliminar el exceso de jarabe. Posteriormente el proceso se complementa con el secado con aire caliente para obtener un producto de humedad más baja (20 - 25%). Utilizando este método es posible reducir hasta un 50% del peso inicial de las frutas.

DIEZ MATE (2010), Hoy en día las nuevas técnicas de conservación de alimentos exigen mantener intactas las características sensoriales de los productos a consumir, mantener las característica nutricionales de los mismos, para ello hay que utilizar técnicas que tengan operaciones unitarias con menos rigurosidad de pérdida de color, sabor, aroma y perdidas de nutrientes, es decir menos tratamientos térmicos severos.

2.2. MARCO TEORICO.

2.2.1. PIÑA (Ananas comosus)

Pertenece a la familia bromilaceae, una familia muy grande de las regiones tropicales de América (una especie es originaria de África); la mayoría de las bromeliáceas son epífitas, es decir, que crecen sobre los troncos y ramas de los árboles, sin embargo, la piña y otras especies relacionadas crecen sobre el suelo. Existen muchos cultivares de Ananás; no obstante, el predominante es “Smooth cayenne”. Es una planta herbácea perenne y monocarpica. Como en el caso del plátano, cada tallo florece sólo una vez y muere después de fructificar, entonces, un brote lateral toma el lugar de la planta madre. Ésta vista lateralmente, tiene la forma de un remolino de pelo aproximadamente 1.0m de altura y 1.5m de ancho. (Peña, 1988).

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6

FIGURA N°1. Ananas comosus (PIÑA)

La piña (Ananas comosus) es la segunda fruta tropical más importante en el mundo después del mango, la demanda internacional de la piña sigue en crecimiento principalmente debido a los diferentes hábitos alimenticios de los consumidores que consideran a esta fruta tropical como una de las más finas del mundo, destacando en ella su agradable sabor, aroma y su contenido de vitamina C. (FAO, 2010)

2.2.2. CLASIFICACION TAXONOMICA DE LA PIÑA

TABLA N°1: Clasificación de la Piña

Fuente: Peña, 1988 Reino Vegetal Subreino Embriobionta División Magnoliophyta Clase Monocotiledoneas Orden Lilaleas Familia Bromeliáceas Género Ananás Especie Comosus

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7 2.2.3. VARIEDADES

 Cayena Lisa

La fruta es de tamaño mediano ovoide 1.5 a 2.5 kg. La pulpa es de color amarillo pálido, suave y jugosa, con una variación considerable en azúcar de entre 13-19 °Brix, acidez y bajo contenido de ácido ascórbico. A pesar del alto contenido de azúcar su acidez es a menudo considerada excesiva entre los consumidores tropicales, lo que ha contribuido en gran parte a la imagen de la piña como una fruta ácida. (Bartholomew et al., 2002)

 Singapore Español

Es la segunda en importancia para la industria conservera, el color de la pulpa es amarillo dorado. La fruta es pequeña y pesa alrededor de 1Kg, cilíndrica y de color purpura oscura, volviéndose cobre a naranja al madurar. El azúcar y la acidez es 21 baja 10- 12 °Brix, el sabor es pobre. (Bartholomew et al., 2002)

 Queen

La planta es pequeña de 60-80 cm, con hojas plateadas cortas y muy espinosa, da un fruto pequeño 0.5 - 1 kg, con una cáscara amarilla abundante de pequeños ojos prominentes. La pulpa es de color amarillo dorado crujiente y dulce con 14-18 °Brix, con un sabor excelente y vida útil larga. (Bartholomew et al., 2002).

 Española roja

El fruto es de tamaño mediano entre 1.2 - 2 kg, de color naranja y forma de barril. La pulpa es firme, pálida y dulce, con un contenido de azúcar moderado de alrededor de 12 °Brix, pero baja acidez. La planta es de tamaño mediano, con hojas de color verde oscuro espinosas. Las brácteas florales son de intenso rojo brillante. (Bartholomew et al., 2002).

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8  Manzana

Difiere en los globulares regulares a la forma cilíndrica y ojos grandes planos de su fruto, que son de un atractivo color rojo brillante cuando se produce en tierras tropicales altas. (Bartholomew et al., 2002).

 Híbrido MD-2

También llamado “Oro”, “Golden Sweet” o “Extra Sweet”, fue desarrollado por Del Monte Fresh Produce Inc. Hawái de un cruzamiento efectuado entre los híbridos del PRI 58-1184 y 59-443 para el mercado de fruta fresca. MD-2 da un fruto grande (1.3 a 2.5 kg), con grandes ojos planos y un intenso color amarillo anaranjado. La pulpa es amarillo claro, dulce, compacta y fibrosa. Tiene un alto contenido en azúcar (15-17 °Brix) y ácido ascórbico, pero más bajo en acidez total que Cayena Lisa. El núcleo es blando, comestible y más delgado. (Bartholomew et al., 2002).

 Perola

El fruto es pequeño a mediano (0.9 - 1.6 kg), ovoide cuando es pequeña y cónica al madurar, es verde con un color amarillo iluminado en el centro de los ojos maduros. La pulpa es blanca, suave y jugosa con un exquisito aroma. Su azúcar de 13-16 °Brix y el contenido de ácido ascórbico es alto. (Bartholomew et al., 2002).

 Guayaquil

Caracterizada principalmente por su sabor, tamaño y aroma. Por estas cualidades es la variedad más exportada por el Ecuador. Corresponde a la especie Ananás comosus. Bromiláceas, es el nombre común de una familia de plantas con flores caracterizadas por unas escamas foliares exclusivas que tienen la propiedad de retener agua, y por flores regulares de tres piezas. Las hojas son unas vainas o láminas dispuestas en espiral, por lo general en capas. (Romero, 2015).

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9

2.2.4. COMPOSICIÓN DE LA PIÑA EN 100 g DE ALIMENTOS

TABLA N°2: Valor Nutricional por Cada 100 g

Fuente: Tablas peruanas de composición de alimentos Lima. 2009. PIÑA Energía (kcal) 38 Energía (kj) 159 Agua (g) 89,3 Proteínas (g) 04 Grasas total (g) 0,2 carbohidratos totales (g) 9,8 Carbohidratos disponibles (g) 8,4 fibra cruda (g) 0,5 fibra dietaría (g) 1,4 cenizas (g) 0,3 calcio (mg) 10 fósforo (mg) 5 zinc (mg) 0,10 Hierro (mg) 0,40 Retinol (ug) 7,00 Vitamina A equivalentes totales (ug) 3,0 Tiamina (mg) 0,04 Riboflavina (mg) 0,06 Niacina (mg) 0,27 Vitamina C (mg) 19,90

(36)

10 2.2.5. CARACTERISTICAS DEL FRUTO

 Peso medio, evidentemente elevado.

 Forma general cilíndrica.

 Bayas planas y vaso o espacio vacío poco profundo.

 Corazón, de poco diámetro o al menos de diámetro constante.

 Pulpa: uniforme, firme, que se mantiene opaca en la madurez; una buena Presentación, o sea una hermosa coloración de la piel del fruto antes de que Llegue a su madurez completa, la ausencia de defectos superficiales (grietas), Naturalmente, características organolépticas óptimas. (Claude, 1968).

2.2.6. CULTIVOS

La piña puede plantarse en cualquier momento del año en suelos húmedos, aunque la mejor época es el otoño. Es rara la reproducción a partir de semilla. Más frecuentemente se utilizan los retoños del tallo central; los mejores proceden de la parte basal del mismo, aunque también pueden usarse las yemas del tallo distal o la corona de brácteas de la fruta. Naturalmente, los brotes basales se desarrollan, fructifican y dan a su vez origen a nuevos tallos. Los distintos tipos de retoños se conocen como corona (el meristemo apical), gallo (las yemas pedunculares) y clavos (vástagos de la yema peduncular). (Forzza, 2010)

2.2.7. USOS

Alimentario

La piña es un fruto no climatérico, o sea que hay que cosecharlo ya maduro pues una vez cortado la maduración se detiene por completo y empieza a deteriorarse. La piña es poco sensible a la presencia de etileno, y tiene baja producción de esta fitohormona. Las condiciones más apropiadas para su conservación son temperaturas de 7 a 13 °C y humedad de 85-90 %. La vida en postcosecha en condiciones de conservación óptimas alcanza entre 2 y 4 semanas. (Kader, 2002).

(37)

11

El fruto para su consumo puede estar fresco y en conserva. En Occidente se usa habitualmente como postre, aunque cada vez más como ingrediente dulce en preparaciones de comida oriental. Cuando el ananá está maduro, la pulpa es firme pero flexible, las hojas se pueden arrancar de un fuerte tirón y el aroma es más intenso en la parte inferior. Debido al coste del transporte del fruto fresco y la concentración del consumo, se producen numerosos subproductos industrializados, en especial jugos y mermeladas. Del jugo se produce un vinagre excelente y muy aromático.

Aunque la enzima proteolítica llamada bromelina se concentra en los tallos, si el jugo la contiene en cantidad suficiente, se puede usarla como un ablandador de carnes. (Ketnawa et al., 2011)

2.3. LA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA.

La deshidratación osmótica (D.O) es una operación que permite eliminar el agua de un alimento al ponerlo en contacto directo con una disolución altamente concentrada. (Molano et al., 1996)

El proceso tiene lugar debido a que el agua del producto (disolución más diluida) se difunde a través de las membranas celulares que son semipermeables, hacia el medio que le rodea (disolución más concentrada) con el fin de establecer el equilibrio. Como la membrana es solo parcialmente selectiva, también se produce, aunque en menor medida, cierta difusión del soluto de la disolución hacia el alimento. (Panadés et al., 1996)

La deshidratación osmótica (DO) consiste en la inmersión de un alimento sólido, entero o en piezas, en soluciones acuosas de alta concentración en solutos (hipertónica) a un tiempo y temperaturas específicos. Las membranas de los alimentos son semipermeables por lo cual esta técnica provoca al menos dos flujos principales simultáneos en contracorriente. Un importante flujo de agua del interior de la fruta, pescados etc. Hacia el exterior, para tratar de equilibrar el potencial químico del agua a ambos

(38)

12

lados de dichas membranas. Simultáneamente se presenta, en menor cantidad, la entrada de soluto desde la parte externa hacia el interior del producto a deshidratar.(Zapata y Carvajal, 2002)

La Deshidratación osmótica (DO), es un método que, reduciendo hasta un 80% del agua original de los alimentos, permite obtener productos de humedad intermedia, con una buena calidad organoléptica.

La solución osmótica que se usa para deshidratar el producto debe ser rica en solutos que depriman la actividad de agua del mismo, y que genere una diferencia de presión osmótica entre el producto a deshidratar y la solución. (Barat, et al., 1998)

Los solutos que normalmente se utilizan en las soluciones osmóticas, son de bajo costo, tales como sacarosa, glucosa, fructosa, cloruro de sodio, glicerol, sorbitol y combinaciones de estos, presentando efecto sinérgico, como es el caso de la mezcla sacarosa-cloruro de sodio. (Lerici, 1985)

Generalmente, las soluciones de sacarosa son usadas para frutas y las soluciones de cloruro de sodio para vegetales y pescados. (Omowaye, 2002)

Existen estudios de las principales variables que producen efecto sobre la deshidratación osmótica, específicamente sobre la cinética de transferencia de materia, entre ellas destacan las propias del producto como composición, tamaño, forma, presencia de piel, pre tratamientos previos, y de la solución osmótica como temperatura, concentración, naturaleza del agente osmótico, presión de trabajo, razón alimento-solución, tiempo y agitación. (Gaspareto et al., 2004)

(39)

13

FIGURA N°2. Transferencia de Materia en la Deshidratación Osmótica

Fuente: Barbosa y Vega. 2002

La velocidad de deshidratación o de transferencia de agua de la fruta a la disolución osmótica depende de las características de la materia prima.

(Palou et al., 1993)

2.3.1. Efectos de la deshidratación

La deshidratación ya sea en carne o pescado, origina un endurecimiento de la textura y un descenso de la capacidad de retención de agua.

(Ocho y Ayala. 2005)

2.3.2. Pérdida de Agua:

Por la diferencia de humedad inicial del producto y la tomada inmediatamente después de retirar la muestra de inmersión en cada uno de los tiempos determinados para el proceso.

𝑊𝐿 = 𝑊0 − (𝑊𝑡 − 𝑊𝑠)

(40)

14 2.3.3. Ganancia de Sólidos:

Por la diferencia de sólidos solubles iniciales del producto y los tomados inmediatamente después de retirar la muestra de inmersión en cada uno de los tiempos determinados para el proceso.

𝑆𝐺 = (𝑊𝑠 − 𝑊𝑠𝑜)

𝑊₀ 𝑥100 … (2)

Dónde: el W0, Wso es la masa inicial de agua, masa inicial de sólidos de la

muestra; WS masa total de sólidos. Wt masa del producto. (Lenart et al.,

1986)

2.4. TRANSFERENCIA DE MASA

2.4.1. CINETICA DE PERDIDA DE AGUA DURANTE LA DESHIDRATACION OSMOTICA.

La cinética deshidratación osmótica permite determinar la variación de peso, ganancia de sólidos solubles y pérdida de agua en función del tiempo.

(Hidalgo y Vargas, 2009).

La cinética de los procesos osmóticos normalmente se expresa en términos de la pérdida de agua (WL), pérdida de peso (PL) y la ganancia de sólidos (SG). (Lerici et al., 1988)

(41)

15

FIGURA N°3. Representación de Ganancia de Sólidos y Pérdida de Agua.

Fuente: Los autores

.

2.4.1.1. Cinética en la Deshidratación Osmótica

En la deshidratación osmótica a presión atmosférica se presentan tres fenómenos físicos simultáneos: fenómeno de osmosis, fenómeno de difusión y fenómeno que tiene en cuenta la tensión superficial y la capilaridad.

Los dos primeros fenómenos se estudian aplicando la 1ra y 2da ley de Fick (ecuación. 4 y 5) y la tercera se basa en la Ley de Young-Laplace (ecuación 6).

2.4.1.2. El Fenómeno de Osmosis

Es aquel que se produce por la transferencia del agua presente en el alimento dado que contienen solutos en solución diluida que se realiza a través de su estructura celular quien actúa, al menos aproximadamente como una membrana semipermeable. La presión osmótica de la disolución, mayor que de la interior de la célula del alimento, da lugar a una transferencia de agua desde el interior del alimento hacia la disolución concentrada. (Colomer y Ibarz. 1994)

2.4.1.3. El Fenómeno de Difusión.

Se da por la transferencia de agua y solutos entre la solución concentrada y el alimento, a través del líquido presente en los poros del mismo. (Levi et al., 1983)

Ganancia de sólidos

(42)

16

Los modelos matemáticos desarrollados a partir de las leyes de Fick y otros modelos Semi empíricos tienen que conocer los mecanismos que intervienen en la transferencia de materia, sin embargo, en la ingeniería de alimentos nos encontramos a veces en situaciones en que no se reconoce exactamente los mecanismos que contribuyan a la transferencia de masa. En general la transferencia de masa responde a la siguiente. Ecuación general. (3):

Velocidad de un proceso de transferencia = Fuerza impulsadora Resistencia … (3)

Primera Ley de Fick:

Jz = −DidCi

dz … (4)

Segunda Ley de Fick:

∂Ci ∂x = Di

∂2Ci

∂x2 … (5)

Jz = velocidad de flujo en la dirección " z " (kg/ s-m2)

(-) = indica que el flujo de materia se produce en el sentido de las concentraciones decrecientes

Di = Difusividad del componente i (m2/s) Ci =Concentración del componente i (kg/ m3)

z, x =Coordenada espacial normal o distancia de la difusión (m)

2.4.1.4. EI Fenómeno Debido a la Tensión Superficial /Capilaridad

Se produce por la microestructura porosa del alimento. Estos poros pueden estar parcialmente llenos de líquido o gas intercelular situados en el tejido muscular. Las fuerzas de cohesión y adhesión del líquido - sólido explican la tensión superficial y la capilaridad, así como también la tendencia al equilibrio de las presiones que presentan tanto el líquido como el gas oclouido. El fenómeno es explicado aplicando la Ley de Young-Laplace ecuación. (6):

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17 Pc =δσ D2 … (6) Dónde: Pc = Presión capilar (N/m2). σ = Tensión superficial (N/m). D = Diámetro del poro (m).

El cuarto fenómeno se da cuando al proceso de deshidratación osmótica se somete a presiones sub atmosféricas, operación que provoca una diferencia de presión dada por las fuerzas capilares que se presenta durante los cambios de presión externa en el sistema.

En este caso interviene el mecanismo hidrodinámico (HDM). Este fenómeno es explicado por la ecuación (7) modelada por. (Fito y Pastor. 1994)

X = ϵ_e Xv … (7) Dónde:

X = Fracción volumétrica del líquido que ha penetrado (m3) 𝟄e =Porosidad efectiva

Xv = Fracción volumétrica del poro ocupado por el líquido (m3)

2.4.1.5. Para una Lámina plana:

Considerando una difusión unidimensional en una lámina fina de tal manera que la sustancia difúndete penetre a través de las caras paralelas y sea despreciable la cantidad que difunde a través de los bordes laterales.

A demás suponiendo que la lámina esté a una concentración inicial uniforme C0 y su superficie u entorne esté a una concentración constante C1 la

(44)

18 Mt M∞ = C − C0 C1 − C0 = 1 − ∑ 8 (2n + 1)2_{. π}2exp {−D(2n + 1)2 tπ2 4l2} … (8) ∞ n=0 Dónde:

Mt = La cantidad de sustancia que entra por difusión en la lámina en un

tiempo t.

M∞=Es la cantidad de sustancia que entraría por difusión si se dejara el

tiempo suficiente para que se alcanzara el equilibrio. C = Concentración final de la lámina a un tiempo (t) de proceso.

Cuando los tiempos son suficientemente largos, la serie converge muy rápidamente y puede utilizarse solo el primer término de la ecuación (7). Cuando los tiempos de proceso son más cortos se tiene en cuenta más términos de la serie o utilizar las soluciones correspondientes para tiempos cortos indicándose en la ecuación:

M_t M∞ = 2 (𝐷𝑡 𝑙2) 1 2 = {𝜋12_{+ 2 ∑(−1)}𝑛_{𝑖𝑒𝑟𝑓𝑐} 𝑛𝑙 √(𝐷𝑡) ∞ 𝑛=1 } … (8)

No obstante, la aplicación de estas ecuaciones a sistemas de estructura compleja no isotrópica, como las frutas, los convierte en ecuaciones empíricas, debido a que no se cumple las condiciones de entorno en que se deducen las ecuaciones Ficktidianas integradas. (Fito y Chralt. 1997)

(45)

19

2.5. USOS Y VENTAJAS DE ALGUNOS SOLUTOS OSMÓTICOS

TABLA N°3: Usos y Ventajas de Solutos Osmóticos

Fuente: Barbosa, et al., 1996

2.6. CASOS DE PROCESO DE DESHIDRATACION OSMOTICA EN TEJIDOS DE LOS ALIMENTOS

La figura 4 ilustra una trayectoria típica En un proceso continuo de deshidratación osmótica, en donde existen etapas principales.

Durante las primeras horas, la pérdida de agua provoca fuerte deforma miento (pérdida de masa y volumen y encogimiento) y algunas veces endurecimiento superficial hasta que la actividad de agua y los solutos alcances valores iguales a los de la solución osmótica. Después de pseudos equilibrio, la masa y volumen de la muestra vuelve a aumentar.

El estrés mecánico almacenado en la matriz del alimento durante el secado debido al encogimiento, se libera como exudación, este fenómeno produce gradiente de presión en la matriz del alimento, lo que promueve el flujo del líquido externo dentro de la estructura, esta transferencia de masa se

Nombre Uso Ventajas

Cloruro de Sodio

Carnes y Verduras Soluciones Superior

10%

Alta capacidad de depresión de aw

Sacarosa Fruta Reduce el pardeamiento y

aumenta la retención de volátiles

Lactosa Fruta Sustitución parcial de sacarosa

Glicerol Fruta y Verdura Mejora la textura

Combinación Fruta, Verdura, Carne

Características sensoriales ajustadas de depresión de aw de

las sales con alta capacidad de eliminación del agua del azúcar.

(46)

20

produce por el (Mecanismos Hidrodinámico) HDM A través de los espacios y algunas veces dentro de la pared celular. (Barat, 2001)

FIGURA N°4. Trayectoria típica en un proceso de deshidratación osmótica Continúo.

Fuente: [email protected]

2.7. SOLUCION OSMOTICA

La solución osmótica o agente deshidratante al cual se van a exponer las frutas debe contener como soluto una sustancia que sea compatible con ella, como el azúcar (sacarosa), miel u otros jarabes preparados a partir de azucares diferentes (lactosa, fructosa, glucosa). El cloruro de sodio (sal de mesa) puede dar un sabor desagradable, no obstante, en algunos casos se agregan cantidades mínimas de este soluto a las soluciones de azúcar con el fin de aumentar la velocidad de deshidratación.

Una vez preparado el jarabe debe colocarse en un recipiente adecuado en el cual se sumerge la fruta. Rápidamente debido al proceso de ósmosis el agua contenida en la fruta sale hacia el jarabe a la vez que se impregna de los sólidos contenidos en la solución osmótica, aunque esto último se da a una velocidad menor a la de pérdida de agua por parte del alimento.(Barat, et al. 1998)

(47)

21 2.8. METODOS COMBINADOS

2.8.1. FUNDAMENTOS DE LOS METODOS COMBINADOS

La mayoría de las técnicas de conservación de alimentos están basadas en el retraso o prevención del crecimiento microbiano, utilizando factores que más influencia en el crecimiento y supervivencia de los microorganismo, tales como temperatura, actividad de agua (aw),

potencial de oxidación - reducción, pH, sustratos disponibles, presencia o ausencia de oxígeno, concentración de los solutos mayoritarios presentes y conservantes. (Barbosa, 1999)

La tecnología de métodos combinados, como técnica de conservación tiene como principal objetivo la estabilidad microbiana, pero hasta el alimento que es microbiológicamente seguro se puede deteriorar la base de la mayoría de las técnicas de conservación es la inhibición del crecimiento patógenos y de deterioro del alimento, pero la conservación del otros atributos del alimentos es un asunto adicional, además del deterioro microbiano, puede darse cambios fisicoquímicos durante el proceso y almacenamiento de frutas conservadas con métodos combinados.(Wiley ,1997).

2.9. TECNOLOGÍA DE MERMELADAS.

2.9.1 Definición de Mermelada de Fruta

Es el producto de consistencia gelatinosa, o pastosa, obtenido por la cocción y concentración de piñas (Ananas comosus L) sanas, limpias y adecuadamente preparadas adicionadas de edulcorantes naturales, con o sin adición de agua.(N.T.P. 203.056:1976. Revisada: 2017)

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22

2.9.2. Insumo que Intervienen en la Mermelada.

 Azucares.

Son también edulcorantes más comúnmente conocido en la elaboración de este tipo de conservas son la sacarosa, glucosa, jarabe invertido y las mieles. La mermelada denominada dietéticas emplea entre otros compuestos polialcoholes como el sorbitol. El contenido de azúcar de una conserva esta expresado en porcentaje de solidos solubles o grados (°Brix).

Estos se determinan mediante lectura de refractómetro a 20°C, y se expresan en porcentaje de sacarosa. Este edulcorante o cualquier otro que se emplee contribuyen de forma definitiva para que se produzca la gelificación final de la mermelada.

 Pectinas.

La pectina está presente en mayor o en menos grado en todas las frutas en algunas raíces como la remolacha y zanahoria y en tubérculos como las patatas. Hoy en día su uso está muy extendido en la industria de la transformación de frutas debido a su propiedad funcional de gelificación en medio azucarado. Otras y numerosas propiedades de la pectina son la gelificación en medio menos ácido y en presencia de calcio, el poder espesante y la capacidad de suspensión.

 El ácido.

El funcionamiento de la gelificación está estrechamente ligado a la acidez activa, expresado como pH, que tiene significado y valores de la acidez titulable o total. Algunas sales contenidas en la fruta , llamadas sales tampones o buffers, tienen poder estabilizante sobre los iones ácidos básicos de una solución de alto contenido de ácido, la presencia de sales tampones disminuye la acidez activa e influye negativamente sobre el proceso de gelificación, que requiere el ajuste del pH, a valores bien delimitados. Para cada tipo de pectina y

(49)

23

para cada valor de concentración de azúcar, existe un valor de pH, al cual corresponde el óptimo de gelificación.

Este valor optimo está comprendido entre limites estrechos, que van , para pectinas de alto metoxilo entre PH = 2.8 –3.7, para valores superiores a 3.7 (o sea para una acidez activa más débil), la gelificación no tiene lugar, mientras que para valores inferiores a 2.8 (acidez activa más fuerte) se produce la sinéresis. El fenómeno de la sinéresis se manifiesta por una exudación de jarabe, debido al endurecimiento excesivo de las fibras de pectina, que pierden la elasticidad necesaria para retener los líquidos del gel.

Entre los factores que disminuyen este fenómeno están el aumento de pH, de la concentración de pectina y los sólidos solubles. De otro lado la sinéresis se ve aumentada por el uso de pectina de rápida gelificación y la adición de jarabe de glucosa.

 Las frutas

La calidad final de la mermelada va a depender necesariamente de las características de sanidad, madurez y composición de las frutas que se empleen. Las frutas destinadas a la elaboración de mermeladas deben estar sanas. Si poseen principios de descomposición en las que sus características de color, aroma o sabor hayan cambiado, deben ser destacadas.

Estos cambios generalmente se producen por hallarse rotas, magulladas, o sobre maduras. Cualquier de estos estados favorece el desarrollo de microorganismos, los cuales invaden las frutas entrando por las heridas causadas por maltratos o perforaciones de insectos. También se debe evitar procesar frutas con alto contenido de pesticidas y además sustancias que generalmente se emplean para evitar ataques de plagas.

Estas sustancias pueden causar cambios en el gusto y sanidad de la mermelada. El grado de madurez de la fruta influye en las

(50)

24

características fisicoquímicas y sensoriales del producto final. Es así como las frutas pintonas no han desarrollado completamente el color, aroma y sabores característicos. Así vez las frutas sobre maduras poseen poca pectina en estado apropiado para contribuir a la gelificación de las mermeladas como más adelante se explicara.

Por lo anterior se recomienda emplear frutas maduras firmes. Las frutas destinadas a la elaboración de mermeladas pueden ser preferiblemente frescas. Si esto no es posible se pueden preparar con frutas conservadas mediante algunas técnicas, como en el caso de frutas o pulpas enlatadas, entre estas últimas están las pulpas congeladas, concentradas o sulfitadas. (Grupo Latino, 2009)

2.10. METODOS DE CONSERVACION DE FRUTAS

La tecnología de los métodos combinados permite reducir la intensidad del tratamiento térmico y mantener las propiedades organolépticas en el producto final, mediante una combinación de obstáculos que aseguran la estabilidad y seguridad microbiana. Las frutas y hortalizas mínimamente procesadas son en la actualidad un grupo de alimentos a los cuales se les está prestando un especial cuidado gracias a sus características nutricionales y saludables, siendo estas últimas el centro de atención de muchas investigaciones por los llamados compuestos antioxidantes. (Montilla, 2015)

2.11. REQUISITOS GENERALES SEGÚN LA NORMA TÉCNICA PERUANA ESTABLECE LO SIGUIENTE:

 El producto deberá ser elaborado en buenas condiciones sanitarias, con piñas frescas, maduras, sanas y prácticamente libres de residuos de pesticidas u otras sustancias eventualmente nocivas de acuerdo con las tolerancias permitidas por la Autoridad Sanitaria.

 Igualmente podrá prepararse con piñas previamente elaboradas o conservadas. (N.T.P. 203.056:1976. Revisada: 2017)

(51)

25

CAPÍTULO III:

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26 III. MATERIAL Y MÉTODO

3.1. LUGAR DE EJECUCION DEL TRABAJO

En el presente trabajo de investigación se realizó en las instalaciones de la planta piloto de conserva de frutas, Hortalizas y en los Laboratorios de Control de Calidad de Alimentos, Laboratorio de Microbiología de Alimentos y Evaluación Sensorial de Alimentos UNAP-FIA.

3.2. MATERIAL Y METODO 3.2.1- Materia Prima

Se empleó la piña (Ananas comosus) variedad Guayaquil y variedad Cayena, los cuales fueron adquiridos en el Puerto de productores de la ciudad de Iquitos de lotes procedentes de la cuenca del Amazonas de varios proveedores.

FIGURA N°5: Variedad Guayaquil

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FIGURA N°6: Variedad Cayena

3.2.2.- MATERIALES DE LABORATORIO

 Cucharas de acero inoxidable.

 Mechero de Bunsén.  Pinzas.  Pipetas bacteriológicas de 1,5 y 10 ml  Papel toalla.  Placas Petri.  Cronómetro.  Espátulas.  Bandejas de Plástico.  Cuchillo.  Tubos de Ensayo.  Soporte Universal.  Gradillas.  Porta muestras.

 Tablas de picar de polipropileno para cortar.

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28 3.2.3. - EQUIPOS DE LABORATORIO  Contadoras de colonia: Marca: Selecta Modelo: 208 Fabricación: España  Estufa Marca: Selecta. Modelo: 2009 Fabricación: Nacional  Extractor Soxhlet Marca: Buchí

Modelo: Destillation Unit K-314 Fabricación: Alemana

 Digestor de Proteína Marca: Buchí

Modelo: Digestión Unit. Fabricación: Alemana

 Mufla

Marca Thermolyne Furnace Fabricación: USA  Potenciómetro Manual Marca: Metrohm Modelo: 691 Fabricación: Suiza

Se utilizó para determinar el pH, graduable para la temperatura en la muestra y su calibración (buffer 4 y buffer 7), rango de medición del equipo de 0 – 14.

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 Refractómetro Marca: ZEISS

3.2.4.- MEDIOS DE CULTIVOS

 Agar papa dextrosa.

 Agua peptonada tamponada. 3.2.5.- EQUIPOS DE PLANTA:

 Deshidratador osmótico

Es un equipo de acero inoxidable de flujo continuo de solución de jarabes de azúcar tiene una bomba de circulación centrifugada de ½ HP con una capacidad de 20 litros, sistema Automático de control de temperatura (Control Temperatura AC-85-265 V 60Hz/50Hz) desde la temperatura ambiente hasta la temperatura de 110°C con una resistencia de U de 2000 Watts.

Tubería de acero inoxidable de ½ de diámetro una porta muestra todo de acero inoxidable con 5 tamices está conectado en la tubería un sensor de temperatura de medición para alimentar la temperatura de proceso de solución osmótica de circulación con flujo de 1,3 m3/h regulable.

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 Refrigeradora

Es un equipo de marca electrolux, modelo ERTC 202 YSKG color gris, con un sistema deshielo automático una capacidad de 240 litros con un voltaje de 220 v, con una frecuencia nominal de 60 Hz, potencia de entrada de 119 w, potencia de deshielo de 150 w máxima presión de gas 263 psi carga de refrigerante R134a/110g peso neto 48 Kg dimensiones (mm) 545x584x1477.

Figura Nº8: Refrigerador para conservar los rebanados deshidratados.

 Balanza

Es un equipo de marca Camry con una capacidad de 20kg y pesa aproximadamente 23.5 Kg y es comercial.

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 Selladora para Bolsa

Son selladoras que sirven para sellar bolsa de alta densidad modelo PFS-300 y es comercial.

Figura Nº10: Selladora de bolsa.

 Balanza digital

Equipos de Marca Sartorius con una capacidad de peso de 0- 500gr.

Figura Nº11: Balanza Analítica.

3.2.6.- INSUMOS  Azúcar.  Agua Tratada.  Ácido cítrico  Pectina.  Sorbato de Potasio.  Ácido Ascórbico.

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32 3.2.7.- REACTIVOS

 2-6-diclorofenol indofenol 5 hidratado.

 Ácido sulfúrico.  Ácidometafosforico.  Sulfato de cobre.  Sulfato de potasio.  Acetona. 3.2.8.- EMPAQUES.

 Plástico rígido con tapa a presión (100 g de capacidad) para envasar mermelada.

 Bolsas de Alta densidad (3 mm) para vacío. 3.3.- METODOS

3.3.1.- Diseño Experimental para los Rebanados de Piña

Se aplicó un diseño experimental de tipo al azar, con 3 factores de estudios, con tres niveles cado uno y con dos repeticiones. Es decir se desarrollara 12 tratamientos.

3 x 22 = 12 tratamientos

El Factor 1 (F1) = Tiempo de Impregnación o deshidratación Osmótica de Piña (4 y 5 horas).

El Factor 2 (F2)= Temperatura de Deshidratación Osmótica de Piña (30, 40 y 50 °C).

El Factor 3 (F3) = Variedad Guayaquil y Variedad Cayena. Constantes; Concentración de Azúcar 65°Brix de la Solución Osmótica.