• No se han encontrado resultados

Evaluación del Proceso Oxidativo en el producto Liofilizado y Pulverizado de palta (Persea Americana Mill) variedad fuerte, mediante la adición de Antioxidantes y Maltodextrina como coadyuvante de secado

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2020

Share "Evaluación del Proceso Oxidativo en el producto Liofilizado y Pulverizado de palta (Persea Americana Mill) variedad fuerte, mediante la adición de Antioxidantes y Maltodextrina como coadyuvante de secado"

Copied!
260
0
0

Texto completo

(1)UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA FACULTAD DE INGENIERIA DE PROCESOS ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS. EVALUACIÓN DEL PROCESO OXIDATIVO EN EL PRODUCTO LIOFILIZADO Y PULVERIZADO DE PALTA (Persea Americana Mill) VARIEDAD FUERTE, MEDIANTE LA ADICIÓN DE ANTIOXIDANTES Y MALTODEXTRINA COMO COADYUVANTE DE SECADO. Tesis presentada por los bachilleres: Choquecondo Pumacota, Ruth Yasmin Mamani Tarifa, Gladis Vanesa Para optar el Título Profesional de: Ingeniero en Industrias Alimentarias. AREQUIPA – PERÚ 2019.

(2) PRESENTACIÓN. Sr. Decano de la Facultad de Ingeniería de Procesos: Dr. Ing. Henry G. Polanco Cornejo. Sr. Director de la Escuela Profesional de Ingeniería de Industrias Alimentarias: Mg. Fernando Carlos Mejía Nova. Sres. Miembros del Jurado dictaminador: Mg. Fernando Carlos Mejía Nova Mg. Mariel Álvarez Rodríguez Mg. Teresa Tejada Purizaca. Cumpliendo con las disposiciones de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería de Procesos, de la Escuela Profesional de Ingeniería de Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional de San Agustín, ponemos en consideración el presente trabajo de Tesis Titulado: “EVALUACIÓN DEL PROCESO OXIDATIVO EN EL PRODUCTO LIOFILIZADO Y PULVERIZADO DE PALTA (Persea Americana Mill.) VARIEDAD FUERTE, MEDIANTE LA ADICIÓN DE ANTIOXIDANTES Y MALTODEXTRINA COMO COADYUVANTE DE SECADO”. Que previo dictamen favorable nos permitirá obtener el título profesional de Ingeniero en Industrias Alimentarias. Arequipa, Julio del 2019.

(3) AGRADECIMIENTO. Al equipo directivo y miembros del staff de Procesadora Agroindustrial la Joya S.A.C., por la colaboración y facilidades brindadas para iniciar, desarrollar y culminar el presente trabajo de investigación. A nuestros maestros, amigos de EPIIA y compañeros de trabajo que tomaron parte de nuestra formación profesional y que quedara en nuestro recuerdo. A nuestras familias por su ayuda en las diferentes etapas de muestro desarrollo académico..

(4) DEDICATORIA. A Dios y a la Virgen María por estar conmigo siempre. A mis padres por ser el pilar fundamental en todo lo que soy, por su apoyo y por confiar siempre en mí. A mi pequeño James por alegrar mis días. Yasmín. A mis padres quienes se esforzaron por mantener el espíritu de unión y colaboración en familia, lo que me permitió alcanzar mis objetivos trazados a lo largo de mi vida y me incentivan a continuar planteándome muchos más. Gladis Vanesa.

(5) ÍNDICE. RESUMEN CAPITULO I ..........................................................................................................1 INTRODUCCIÓN .................................................................................................1 CAPITULO II ........................................................................................................4 REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA ............................................................................4 2.1. Palta ...........................................................................................................4. 2.1.1 Clasificación Taxonómica.....................................................................5 2.1.2 Descripción morfológica .......................................................................5 2.1.3 Variedades de palta ...............................................................................7 2.1.4 Composición bioquímica ......................................................................9 11 2.1.5 Valor nutricional ...............................................................................101 2.1.6 Producción y Exportación ...................................................................13 2.2. Tecnologías de conservación de pulpa de palta ......................................16. 17 2.2.1 Deshidratación ..................................................................................167 2.3. Tecnología de Conservación por Liofilización .......................................18. 2.3.1 Principios de la liofilización ...............................................................18 2.3.2 Etapas de la liofilización .....................................................................20 2.3.3 Influencia de las condiciones de operación sobre el proceso de liofilización………………………………………………………….22 24 2.3.4 Cinética de Liofilización ...................................................................234 2.4. 26 Palta Liofilizada ....................................................................................256. 2.4.1 Alteraciones en el perfil sensorial .......................................................26 2.4.2 Reacciones enzimáticas.......................................................................27 2.4.3 Proceso oxidativo de las grasas ...........................................................28 2.5. Vida útil ...................................................................................................31. 2.5.1 Pruebas aceleradas de vida de útil.......................................................32.

(6) 2.6. Antioxidantes ..........................................................................................36. 2.6.1 Montanox BT -27 ................................................................................36 2.6.2 Ácido cítrico ........................................................................................37 2.6.3 Maltodextrina ......................................................................................37 CAPITULO III .....................................................................................................38 MATERIALES Y MÉTODOS ...........................................................................38 3.1. Lugar de ejecución. .................................................................................38. 3.2. Materiales y equipos de experimentación ...............................................38. 3.2.1 Materia prima ......................................................................................38 3.2.2 Equipos de experimentación ...............................................................38 3.2.3 Insumos ...............................................................................................39 3.2.4 Reactivos .............................................................................................39 3.2.5 Materiales de laboratorio ....................................................................39 3.2.6 Otros:...................................................................................................40 3.3. 40 Métodos De Análisis .............................................................................410. 40 3.3.1 Determinación de Índice de madurez................................................410 40 3.3.2 Caracterización fisicoquímica de la palta .........................................410 41 3.3.3 Determinación del Rendimiento .......................................................421 41 3.3.4 Determinación de los parámetros de la Cinética de Liofilización ....421 3.3.5 Evaluación del proceso oxidativo de Palta Liofilizada .......................42 3.3.6 Determinación de la Vida Útil mediante pruebas aceleradas .............46 46 3.3.7 Análisis Microbiológico del producto final ......................................476 3.4. Metodología Experimental ......................................................................47. 3.4.1 Recepción de la Materia prima ...........................................................47 3.4.2 Selección .............................................................................................47 3.4.3 Maduración .........................................................................................47 47 3.4.4 Selección y clasificación ...................................................................487.

(7) 47 3.4.5 Lavado y desinfección ......................................................................487 47 3.4.6 Pelado ................................................................................................487 3.4.7 Pulpeado ..............................................................................................48 3.4.8 Triturado y Homogenizado .................................................................48 3.4.9 Congelación ........................................................................................49 3.4.10 Liofilización ........................................................................................49 3.4.11 Pulverizado..........................................................................................49 3.4.12 Tamizado .............................................................................................50 3.4.13 Envasado .............................................................................................50 50 3.4.14 Almacenamiento. ..............................................................................510 CAPITULO IV .....................................................................................................54 RESULTADOS Y DISCUSIONES ....................................................................54 4.1. Determinación del Índice de Madurez ....................................................54. 4.1.1 Palta Fuerte en estado de madurez comercial. ....................................54 4.2. Caracterización Fisicoquímica de la Pasta de Palta Fuerte .....................55. 4.3. 58 Determinación del Rendimiento............................................................598. 4.4. Evaluación de la cinética de liofilización ................................................60. 4.4.1 Cinética de deshidratado .....................................................................61 4.5. 65 Evaluación del proceso oxidativo de Palta Liofilizada .........................665. 4.5.1 Determinación de la actividad enzimática ..........................................66 68 4.5.2 Determinación de la Capacidad Antioxidante ..................................698 70 4.5.3 Evaluación sensorial .........................................................................710 4.5.4 Evaluación de las características fisicoquímicas durante el tiempo de almacenamiento ..................................................................................77 4.6. Determinación del mejor tratamiento ......................................................87. 4.7. Determinación de la Vida Útil mediante pruebas aceleradas ..................88. 4.8. Análisis del Producto Final .....................................................................92.

(8) 4.8.1 Caracterización fisicoquímica de la Palta Liofilizada.........................92 4.8.2 Evaluación Microbiológica de la Palta Liofilizada .............................93 CONCLUSIONES................................................................................................95 RECOMENDACIONES .....................................................................................97 BIBLIOGRAFIA..................................................................................................98 ANEXOS .............................................................................................................105.

(9) INDICE DE FIGURAS. Figura 1: Palta (Persea americana Mill.). ................................................................................. 5 Figura 2: Partes del fruto de la palta ......................................................................................... 6 Figura 3: Palta, variedad Fuerte (Persea americana Mill.) ....................................................... 9 Figura 4: Perú, Producción Nacional de Palta ........................................................................ 14 Figura 5: Producción Mundial de Palta (tn) ........................................................................... 15 Figura 6: Exportación de palta de los años 2014 - 2016. ...................................................... 16 Figura 7: Diagrama Presión vs temperatura del agua ............................................................. 19 Figura 8 : Transformaciones bioquímicas en la alteración de los lípidos. ............................. 31 Figura 9:Diagrama del flujo experimental para la evaluación del proceso oxidativo en el producto liofilizado de palta (persea americana) variedad fuerte mediante la adición de antioxidantes y maltodextrina como coadyuvante de secado........................... 52 Figura 10: Esquema experimental para la evaluación del proceso oxidativo en el producto liofilizado de palta (Persea Americana Mill.) variedad fuerte mediante la adición de antioxidantes y maltodextrina como coadyuvante de secado. .......................... 53 Figura 11: Curvas de temperatura en pasta de palta tratada con. antioxidantes durante el. proceso de liofilización. ........................................................................................ 61 Figura 12: Diferenciación de etapas en la Cinética de deshidratado. ..................................... 62 63 Figura 13: Curva de secado de palta. .................................................................................... 643 64 Figura 14: Representación gráfica de la temperatura y la fracción de agua retirada. ........... 654 Figura 15: Actividad enzimática de la enzima polifenoloxidasa en pasta de palta fresca y 67 liofilizada, con y sin tratamiento antioxidante. ................................................... 687 Figura 16: Capacidad antioxidante en las diferentes muestras estudiadas. ............................ 70 72 Figura 17: Efectos principales de Tratamientos y descriptores de Textura en la Boca. ....... 732.

(10) Figura 18: Efectos principales de Tratamientos y descriptores de Sabor en la Boca. ............ 75 Figura 19: Efectos principales de Tratamientos y descriptores de Aroma en la Boca. .......... 76 Figura 20:Variación del índice de peróxidos de las muestras durante el tiempo de almacenamiento .................................................................................................... 77 Figura 21:Representación gráfica de la variación del PH durante el tiempo de almacenamiento 80 ............................................................................................................................. 800 Figura 22:Variación del Índice de acidez de las muestras durante el tiempo de almacenamiento ............................................................................................................................... 81 Figura 23: Variación de la humedad residual de las muestras durante el tiempo de almacenamiento .................................................................................................... 83 Figura 24: Variación de la Actividad de Agua de las muestras durante el tiempo de almacenamiento .................................................................................................... 85 Figura 25:Medias con respecto a los tratamientos evaluados en los 6 meses de almacenamiento ............................................................................................................................ 87 Figura 26: Índice de Peróxidos en función del tiempo para cada temperatura....................... 88 Figura 27: Gráfico del lnk en función de 1/T ......................................................................... 89 Figura 28: Gráfico del log de vida útil en función de las temperaturas.................................. 90.

(11) INDICE DE CUADROS. Cuadro 1: Clasificación Taxonómica......................................................................................... 5 Cuadro 2: Composición química en 100g de palta. ................................................................. 10 Cuadro 3: Composición de aminoácidos en 100 g de palta ..................................................... 12 Cuadro 4: Composición de vitaminas en 100 g de palta .......................................................... 13 Cuadro 5: Escala de aceptación ............................................................................................... 46 Cuadro 6: Índice de madurez de Palta Fuerte (madurez fisiológica). ...................................... 54 Cuadro 7: Índice de madurez de Palta Fuerte (madurez comercial) ........................................ 55 55 Cuadro 8: Caracterización fisicoquímica de pasta de palta fuerte ......................................... 555 56 Cuadro 9: Resultados de análisis químico proximal .............................................................. 576 58 Cuadro 10: Rendimiento en cada etapa del proceso .............................................................. 598 Cuadro 11: Rendimiento general ............................................................................................. 59 Cuadro 12: Datos experimentales de palta liofilizada. ............................................................ 63 66 Cuadro 13: Resultados de promedios de actividad de polifenoloxidasa................................ 676 Cuadro 14: Capacidad Antioxidante en palta (Persea Americana Mill.) liofilizada................ 69 Cuadro 15: ANVA para descriptor Textura en boca ............................................................... 71 Cuadro 16: Comparación por parejas de Tukey: Respuesta = TEXTURA_BOCA, Término = DESCRIPTORES .................................................................................................................... 72 Cuadro 17: ANVA para descriptor Sabor. ............................................................................... 73 Cuadro 18: Comparación por parejas de Tukey: Respuesta = SABOR,. Término =. TRATAMIENTOS................................................................................................ 74 Cuadro 19: Comparación por parejas de Tukey: ..................................................................... 74 76 Cuadro 20: ANVA para descriptor Aroma. ........................................................................... 756 Cuadro 21: ANVA para índice de peróxidos ........................................................................... 78.

(12) Cuadro 22 : Comparaciones por parejas de Tukey: ................................................................. 79 Cuadro 23: ANVA para PH de las muestras ............................................................................ 80 Cuadro 24: Comparaciones por parejas de Tukey: .................................................................. 81 Cuadro 25: ANVA para Índice de acidez de las muestras ....................................................... 82 Cuadro 26: Comparaciones por parejas de Tukey: .................................................................. 82 Cuadro 27: ANVA para Humedad Residual de las muestras .................................................. 84 Cuadro 28: Comparaciones por parejas de Tukey: .................................................................. 84 Cuadro 29: ANVA para Aw de las muestras ........................................................................... 85 Cuadro 30: ANVA para el sabor. ............................................................................................. 86 Cuadro 31: Respuesta = Grado de satisfacción en cuanto al sabor.. Término =. Tratamientos.......................................................................................................... 86 Cuadro 32: Índice de Peróxidos según temperatura ................................................................ 88 Cuadro 33: Valores de vida útil y Q10 ...................................................................................... 91 Cuadro 34: Caracterización fisicoquímica de palta Liofilizada. .............................................. 92 Cuadro 35: Análisis Microbiológico del producto final .......................................................... 93.

(13) INDICE DE ANEXOS. ANEXO N°01: “Procedimiento de la elaboración de palta liofilizada” ANEXO N°02: “Análisis referencial de costos” ANEXO N°03: “Método para determinación de la Materia Seca” ANEXO N°04: “Método para Determinación de Humedad Residual” ANEXO N°05: “Método para Determinar la Actividad de Agua” ANEXO N°06: “Determinación de la acidez titulable en productos elaborados a partir de frutas y hortalizas”. (NMX-F-102-S-1978.) ANEXO N° 07: “Determinación de Ph en alimentos”. (NMX-F-317-S-1978) ANEXO N°08: “Lecturas de absorbancia para determinar actividad enzimática de la polifenoloxidasa.” ANEXO N°09: “Método de CUPRAC espectrofotométrico para determinar Capacidad Antioxidante.” ANEXO N°10: “Cartilla de Evaluación Sensorial- Análisis Descriptivo Cuantitativo” ANEXO N°11: “Cartilla de Evaluación Sensorial- Prueba del Grado de Satisfacción con Escala Hedónica” ANEXO N°12: “Resultados de la Evaluación Sensorial - Análisis Descriptivo Cuantitativo QDA de los 5 tratamientos y la muestra patrón.” ANEXO N°13: “Resultados de la Evaluación Sensorial- Prueba del Grado de Satisfacción con Escala Hedónica de Palta Liofilizada almacenada 6 meses” ANEXO N°14: “Resultados de la variación del Índice de Peróxidos (meq/1000 g), Ph, índice de acidez (% Ac. Oleico), %Humedad Residual y Actividad de Agua de la muestra patrón y los cinco tratamientos, en los 6 meses de almacenamiento”.

(14) ANEXO N°15: “Medias con respecto a los tratamientos evaluados en los 6 meses de almacenamiento para la determinación de la mejor muestra.” ANEXO N°16: “Cálculo de Vida Útil mediante pruebas aceleradas” ANEXO N°17: “Norma Técnica Peruana para paltas - Requisitos” (NTP 011.018 2014) ANEXO N°18: “Norma Técnica Peruana (NTP 209.158) – Productos Liofilizados. Ajo Liofilizado” ANEXO N°19: “Especificación de Producto Terminado.” Ajo Gránulos Liofilizado” ANEXO N°20: “Especificación de Producto Terminado. Jalapeño Rojo Polvo Liofilizado” ANEXO N°21: “Ficha Técnica de Montanox BT-27” ANEXO N°22: “Informe de Ensayo Fisicoquímico de Palta Fuerte” ANEXO N°23: “Informe de Ensayo Fisicoquímico de Palta Liofilizada” ANEXO N°24: “Informe de Ensayo – Evaluación del Índice de Peróxidos en los 6 meses de almacenamiento de palta liofilizada” ANEXO N°25: “Informe de Ensayo – Determinación de Capacidad antioxidante” ANEXO N°26: “Informe de Ensayo – Análisis Microbiológico” ANEXO N°27: “RM 591-2008/MINSA: Norma Sanitaria que establece los criterios microbiológicos de calidad sanitaria e inocuidad para los alimento y bebidas de consumo humano” ANEXO N°28: “Boleta de Investigación y Desarrollo - Ensayo 1: Liofilización Experimental” ANEXO N°29: “Constancia de ensayo I- Liofilización experimental” ANEXO N°30: “Boleta de Investigación y Desarrollo - Plan del Proceso de Liofilización” ANEXO N°31: “Constancia de trabajo de investigación” ANEXO N°32: “Norma para Aceites Vegetales Especificados – CODEX STAN 210-1999”.

(15) RESUMEN. El presente trabajo de investigación consiste en elaborar una pasta de palta de la variedad Fuerte con la adición de antioxidantes y coadyuvante de secado a diferentes concentraciones, posteriormente se sometió a un proceso de liofilización y se evaluó las características oxidativas durante el almacenamiento. Para la preparación de la palta se utilizó una mezcla de antioxidantes fenólicos: Montanox BT27 y Ácido Cítrico; y coadyuvantes del secado: Maltodextrina. Se trabajaron cinco tratamientos a una misma concentración de Montanox BT27 a 0.05%, Ácido Cítrico a: 0.2 %, 0.15%, 0.1%, 0.05% y 0.025%; Maltodextrina a: 2.5%, 2.0%, 1.5%, 1% y 0.5%. Además, se consideró una muestra patrón sin antioxidantes. Los diferentes tratamientos liofilizados y reducidos en tamaño fueron analizados en un tiempo inicial (0) con respecto al desarrollo del proceso oxidativo, para ello se determinó la Capacidad Antioxidante con el método CUPRAC Espectrofotométrico en el que se determinó que para una muestra no tratada su capacidad antioxidante fue de 183.45 (mmol Trolox) y para las muestras con antioxidantes superan los 300 (mmol Trolox), también se realizó el Análisis Descriptivo Cuantitativo “QDA” con una escala del 1-10 de donde se tuvo que la muestra 4 tenía la mejor calificación con respecto a las demás incluyendo la muestra patrón, posteriormente se determinaron las características fisicoquímicas (I. Peróxidos, pH, I. de Acidez, %HR, Aw) de las cuales se tuvieron resultados muy parecidos y relacionados directamente con la concentración de antioxidantes, el resto de material fue envasado con gas inerte y almacenado a temperatura de refrigeración. Después de evaluar los resultados iniciales se procedió a evaluaciones periódicas utilizando análisis sensoriales del grado de satisfacción en cuanto al sabor durante 6 meses, donde predominó la mejor calificación para la muestra 4, las caracterizaciones físico químicas (I..

(16) Peróxidos, pH, I. de Acidez, %HR, Aw) tuvieron un comportamiento similar, resaltando que el desarrollo del proceso oxidativo determinado por el índice de peróxidos describe un comportamiento desacelerado del deterioro de los componentes lipídicos. Seguidamente se realizó el análisis microbiológico de la mejor muestra (ML4) mediante el recuento microbiano al final del tiempo de almacenamiento, encontrándose dentro del rango establecido por la Normativa R.M.591-2008/MINSA. Finalmente se evaluó la vida útil de la muestra con el tratamiento 4 (ML4) mediante pruebas aceleradas, empleando el índice de peróxidos como indicador de deterioro. El producto se almacenó en incubadoras exento de luz a 20 °C y 30 °C durante 6 meses. Se realizaron cuatro muestreos para cada temperatura y los resultados obtenidos se utilizaron para definir la cinética de esta reacción de deterioro. La cinética de la reacción fue de orden cero y las constantes cinéticas encontradas fueron (0.0350, 0.491 y 0.746 meqO2/kg. d), en orden creciente de temperatura. Con estas constantes específicas de reacción y el modelo de Arrhenius se obtuvo un valor de energía de activación de 89081.3 J/mol, la cual se encuentra dentro del ámbito de las reacciones de oxidación de lípidos. Palabras clave: Montanox BT27, antioxidantes, proceso oxidativo, liofilización..

(17) ABSTRACT. The present research work consists of making a paste of the strong variety with the addition of antioxidants and drying aid at different concentrations, subsequently undergoing a lyophilization process and evaluating the oxidative characteristics during storage. For the preparation of the avocado, a mixture of phenolic antioxidants was used: Montanox BT27 and Citric Acid; and drying adjuvants: Maltodextrin. Five treatments were worked at the same concentration of Montanox BT27 at 0.05%, Citric Acid at: 0.2%, 0.15%, 0.1%, 0.05% and 0.025%; Maltodextrin a: 2.5%, 2.0%, 1.5%, 1% and 0.5%. In addition, a standard sample without antioxidants was considered. The different lyophilized treatments and reduced in size were analyzed in an initial time (0) with respect to the development of the oxidative process, for which the Antioxidant Capacity was determined with the CUPRAC Spectrophotometric method in which it was determined that for an untreated sample its capacity antioxidant was 183.45 (mmol Trolox) and for the samples with antioxidants exceeded 300 (Trolox mmol), the Quantitative Descriptive Analysis "QDA" was also performed with a scale of 1-10 where sample 4 had the best qualification with respect to the others including the standard sample, later physicochemical characteristics were determined (I. Peroxides, pH, I. of Acidity,% RH, Aw) of which results were very similar and directly related to the concentration of antioxidants , the rest of the material was packed with inert gas and stored at refrigeration temperature. After evaluating the initial results, periodic evaluations were carried out using sensory analysis of the degree of satisfaction in terms of taste for 6 months, where the best score for sample 4 prevailed, the physical and chemical characterizations (I. Peroxides, pH, I. Acidity, % HR, Aw) had a similar behavior, highlighting that the development of the oxidative process determined.

(18) by the peroxide index describes a decelerated behavior of the deterioration of the lipid components. Then the corresponding microbiological analysis of the best sample (ML4) was carried out by means of the microbial count at the end of the storage time, being within the range established by Regulation R.M.591-2008 / MINSA. Finally, the useful life of treatment 4 was evaluated by accelerated tests, using the peroxide index as an indicator of deterioration. The product was stored in light-free incubators at 5 ° C, 20 ° C and 30 ° C for 6 months. Four samples were taken for each temperature and the results obtained were used to define the kinetics of this deterioration reaction. The kinetics of the reaction were zero order and the kinetic constants found were (0.0350, 0.491 and 0.746) meqO2 / kg.d, in increasing order of temperature. With these specific reaction constants and the Arrhenius model, an activation energy value of 89081.3 J / mol was obtained, which is within the scope of lipid oxidation reactions. Key words: Montanox BT27, antioxidants, oxidative process, freeze-drying..

(19)

(20) CAPITULO I INTRODUCCIÓN. La palta es una fruta tropical de gran interés para la industria de alimentos, rico en compuestos activos y con declaraciones sobre beneficios para la salud del consumidor (Dreher, M.L. y Davenport, A.J. 2013), su composición lipídica se encuentra constituida por un alto contenido de ácidos grasos monoinsaturados y poliinsaturados (Carvalho, C.P. y Velázquez, M.A., 2015). Sin embargo, la palta es un fruto climatérico altamente perecedero y con barreras fitosanitarias de ingreso a varios mercados internacionales, por lo que la implementación de métodos de conservación, en particular la liofilización se han venido estudiando con gran interés, mostrando gran particularidad por sus características de estabilidad en su almacenamiento, fácil manejo y reconstitución del producto obtenido (Moraga, G., Mosquera, L.H., 2015), de esta manera se ha venido ampliando el rango de comercialización de la materia prima fresca al ser convertida en producto seco con mayor tiempo de vida útil. Uno de los principales problemas que presenta el proceso de industrialización de pulpa de palta fresca es la oxidación causado por enzimas, que alteran la apariencia del producto e inducen a cambios en el sabor y aroma de la fruta. (Alvarez, L. D. 1971). Además, por su alto contenido en ácidos grasos insaturados, su composición por fenoles capaces de ser oxidados y una importante porción de lípidos oxidables, hacen de la palta un producto susceptible al fenómeno de rancidez oxidativa e hidrolítica, dichas reacciones inducen aromas y sabores extraños que alteran los caracteres organolépticos, (Bayley, A. E. 1961.). Todo ello ha imposibilitado su procesamiento mediante técnicas de conservación convencionales, por lo que es de suma importancia desarrollar técnicas de conservación que permitan la obtención de un producto estable, conservando sus características iniciales.. 1.

(21) La tecnología de liofilización está surgiendo como una alternativa para la preservación de alimentos, ya que es un proceso basado en la separación del agua por sublimación con el que se obtiene un producto aceptable que no cambia de forma, es fácilmente re-hidratable y posible de ser utilizado como base para otros productos (Ramírez, J., 2011). Debido a que presenta una pequeña actividad de agua, se evita el crecimiento de microorganismos. El producto obtenido puede empacarse en simples bolsas de polietileno o de aluminio laminado con polietileno, y posteriormente rehidratarlo para lograr la consistencia deseada (Huguet, 1984; Rodríguez et al, 1979). Por ello en el presente trabajo se busca aplicar esta tecnología combinada con antioxidantes para obtener un producto con un mayor tiempo de vida útil, preservando sus características fisicoquímicas y organolépticas. Para tal fin se iniciará con someter pasta de palta al efecto de antioxidantes, antes del proceso de liofilización, y posteriormente evaluar los resultados obtenidos. El antioxidante combinado principal para el presente estudio es el Montanox BT27 (butilhidroxianisol (BHA), butilhidroquinona terciaria (TBHQ) y monooleato de sorbitol), este es un producto comercial utilizado como antioxidante para productos con alto contenido graso. El Ácido Cítrico es un regulador del pH y sinérgico a la efectividad del Montanox, tiene un mecanismo de acción basada en formar complejos con los metales que catalizan las reacciones de oxidación. La maltodextrina se usa como coadyuvante de secado y agente encapsulante para proteger las moléculas grasas de la acción del oxígeno del aire (M. Schwartz, Et Al, 2007). Por lo planteado anteriormente se estableció los siguientes objetivos: 1.. Determinar el índice de madurez y caracterización fisicoquímica de la palta fresca variedad fuerte en forma de pasta.. 2.. Determinar el rendimiento de la palta variedad fuerte en cada etapa del proceso.. 3. Evaluar la cinética de liofilización identificando las diferentes etapas del proceso.. 2.

(22) 4. Evaluar el proceso oxidativo de la Palta Liofilizada mediante la determinación de la Capacidad Antioxidante, Análisis sensorial y Evaluación de las características fisicoquímicas durante el tiempo de almacenamiento. 5.. Estimar la vida útil de palta liofilizada mediante pruebas aceleradas, empleando el Índice de Peróxidos como indicador de deterioro.. 6.. Caracterización fisicoquímica, microbiológica y sensorial de la muestra liofilizada con el mejor tratamiento.. 3.

(23) CAPITULO II REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA. 2.1 Palta La palta es un cultivo nativo de América, su árbol es originario de Mesoamérica, que es la región alta del centro de México y Guatemala (William 1977). La palabra palta es de origen quechua, su uso está documentado en la obra “Comentarios reales de los incas” de Garcilaso de la Vega publicada en 1605, en referencia a la etnia “los paltas”, quienes habitaron la actual provincia de Loja (Ecuador). Actualmente, se conoce como palta o Persea americana Mill en los países de Perú, Bolivia, Chile, Argentina y Uruguay (Rengifo, 2014). La palta (Persea Americana Mill), mostrada en la figura 01, fue clasificado en tres grupos ecológicos o variedades: la mexicana, que es originaria de los valles de México, de regiones con altura de 1500 a 2000 msnm; la guatemalteca originaria de Guatemala, de zonas con altura de 500 a 1 000 msnm; y la antillana, cuyo país de origen no ha sido precisado, en lugares con menos de 500 msnm. (Gómez, 2000). A nivel mundial, en 1932 comienza la explotación intensiva de la palta, con perspectivas comerciales y de mercado inicialmente en California y Florida, y extendiéndose posteriormente a Israel, Sudáfrica Argentina etc.; es decir a regiones tropicales y subtropicales ecológicamente apropiadas para su cultivo (Gómez, 2000).. 4.

(24) Figura 1: Palta (Persea americana Mill.).. Fuente: Boletín INIA N° 240 – Chile 2.1.1 Clasificación Taxonómica Clasificación taxonómica de palta (Persea americana Mill) según Acosta (2011). Cuadro 1: Clasificación Taxonómica Reino. Plantae. Sub reino. Tracheobionta. División. Magnoliophyta. Clase. Magnoliopsida. Orden. Laurales. Familia. Lauraceae. Género. Persea. Raza. Mexicana, Guatemalteca y Antillana. Especie. Persea americana. Fuente: Acosta 2011. Palta (Persea Americana Mill.). 2.1.2 Descripción morfológica La palta pertenece a la familia de las Lauráceas que incluye aproximadamente 150 especies, la mayoría de los cuales son el hábitat de los bosques tropicales de América (Pushkar et.al., 2001). Es cultivado en el Perú desde al menos 5000 años; el fruto es 5.

(25) una baya de formas periforme y redonda, y de diversos colores. Tiene una pulpa consistente con un contenido variable en grasas de acuerdo con la variedad a la que pertenece. Además, es rico en calorías, minerales y vitaminas. (Chávez, 2010). El árbol es una planta perenne, que puede llegar a medir hasta 20 m. de altura. Las plantas injertadas sin embargo son mucho más pequeñas. El tronco es corto, de corteza parda y más o menos rugosa. La copa del árbol es muy frondosa. Las hojas son color verde intenso y lustroso, de borde liso, oblongas (cuando están maduras) o elíptico lanceolada y de color pardo (cuando son tiernas), (Mostacero, 2011). Los frutos climatéricos del palto, son bayas generalmente de 10 centímetros de largo, con el exocarpio verde a morado, mesocarpio blando, suave y oleoso de color amarillo al interior y verde hacia el exterior conteniendo una semilla de 4 a 6 centímetros de largo; el color amarillo del mesocarpio se debe a los pigmentos de beta carotenos, criptoxantina, luteína, crisantemaxantina e isoluteina; el envero sólo se produce en algunas variedades y la maduración del fruto no tiene lugar hasta que éste se separa del árbol (Caamal, 2000). Figura 2: Partes del fruto de la palta. Fuente: Barrientos et al., 1996. 6.

(26) 2.1.3 Variedades de palta Se conocen tres variedades botánicas o razas: Raza Mexicana, Raza Guatemalteca y Raza Antillana. (Velásquez, 2005); dentro de las cuales la Mexicana es la que posee un mayor contenido de aceite, que varía entre un 18 a 26 % (Gardiazabal y Rosenberg, 1991). Las paltas originarias de las zonas altas del centro y este de México generan la Raza Mexicana, los de las zonas altas de Guatemala generan la Raza Guatemalteca, y la Raza Antillana proviene de las primeras plantas encontradas en Las Antillas (Velásquez, 2005). Estas tres razas desde la antigüedad se fueron mezclando naturalmente entre ellas por medio de su propio sistema de reproducción. El resultado de estas fusiones; producidas por medio de “polinización cruzada”; dieron origen a incontables variedades híbridas naturales indefinidas. Recién a partir de principios del siglo XX se comenzaron a seleccionar paltas de excelentes atributos para ganar mercados consumidores, dando origen a los distintos cultivares que durante décadas lideraron los mercados mundiales. Se estima que la palta cuenta con cerca de 1000 variedades en el mundo. Dentro de ello, actualmente las principales variedades que se cultivan en Perú y tienen mayor importancia para los mercados son: Hass, Fuerte, Nabal, Bacon y Gwen (Romero, & Castro, 2015). 2.1.1.1 Variedad fuerte. Es una variedad híbrida resultado del cruce de un progenitor de la raza guatemalteca y otro mexicano. Se originó en Puebla-México. Es la variedad más conocida en México y posiblemente en el mundo. (Romero, & Castro, 2015). Gano su denominación de fuerte porque sobrevivió a una helada severa ocurrida en california (MINAGRI, 2016).. 7.

(27) El árbol muestra buen vigor, a menudo algo compacto y porte medio, es bastante plantado en diversos lugares, sin embargo, viene siendo reemplazada por otras variedades con menos problemas de producción. (MINAGRI 2015). Su desarrollo inicial es muy lento y tiene un bajo índice de precocidad para iniciar su primera cosecha. El fruto de la variedad fuerte es periforme, de tamaño mediano, con 300 g a 400 g de peso en promedio. La cáscara fácilmente separable de la carne, es ligeramente áspera al tacto, medianamente gruesa, de color verde y consistencia carnosa. La calidad de la pulpa es buena, de color amarillo, de textura mantecosa, de excelente sabor, los frutos tienen poca fibra y sus semillas son de tamaño mediano. Su contenido de aceite varía entre 18% y 26%. (MINAGRI 2015).Tiene una producción alternada, habiendo años en que las cosechas son muy bajas. Cuando las condiciones para la polinización no son buenas, una gran parte de la cosecha puede consistir en frutos sin semillas, de forma alargada, de 2 cm a 6 cm de largo (llamados dedos) además cuando la temperatura durante la floración es extrema (muy baja o alta) la polinización puede ser muy pobre. Tiene un regular comportamiento al transporte y almacenamiento para cubrir distancias relativamente grandes. En la costa central del Perú el período de cosecha se extiende desde mayo hasta agosto; en otras áreas, las condiciones ambientales permiten tener frutas en épocas diferentes. Su producción está orientada básicamente al mercado interno. (MINAGRI 2015). En la Figura 3 se muestra el fruto de palta de la variedad Fuerte.. 8.

(28) Figura 3: Palta, variedad Fuerte (Persea americana Mill.). Fuente: Agrodata Perú, 2014. 2.1.4 Composición bioquímica La porción comestible del aguacate está constituida principalmente por grasas, proteínas, carbohidratos y minerales, en concentraciones que varían dependiendo de la raza, variedad, localización y del estado fisiológico del fruto. En el cuadro 2, se ilustra la diferencia en la composición entre las dos variedades de mayor importancia económica, Fuerte y Hass. Según Bergh (1992) reporta que el mesocarpio de la palta contiene alta proporción de ácidos grasos monoinsaturados, baja cantidad de ácidos grasos saturados, casi cero de colesterol y rico en vitamina E, vitamina B6, ácido ascórbico, β-caroteno, magnesio y potasio. Asimismo, Ozdemir, F. y Topuz A. (2004) determinaron que los ácidos grasos insaturados en palta están constituidos por el monoinsaturado (oleico) en un 72%, encontrándose los ácidos poliinsaturados entre 11 y 15%; mientras los ácidos grasos saturados varían entre un 10 al 19 %, dependiendo de la variedad y el estado de madurez del fruto; comparable al aceite de girasol, de maíz, de oliva, de soya y de maní.. 9.

(29) Mostacero (2011) refiere que la pulpa del fruto contiene, además de las sustancias mencionadas, tiamina, ácido acético, ácido málico, almidón, glucosa, proteína, taninos, fitosteroles y hierro. La composición bioquímica reportado por Conafrut (1997) y Nagalimgam (1993), para 100 g de palta se presenta en el siguiente Cuadro: Cuadro 2: Composición química en 100g de palta. Unidad Kcal. Palta(a) Has 131.0. Palta(b) Fuerte 104.0. Palta(c) 141.0. Agua. G. 79.2. 69.7. 78.8. Proteína. G. 1.7. 1.9. 1.5. Grasa total. G. 12.5. 8.9. 12.0. Carbohidratos Totales. G. -. 17.1. -. Carbohidratos Disponibles. G. 5.6. 6.5. 5.9. Azucares. G. -. -. 5.9. Fibra Cruda. G. 5.8. -. 1.8. Fibra Dietaria. G. 6.7. 10.6. -. Ceniza. G. 1.0. 2.4. -. Calcio (CA). Mg. 30.0. 11.0. 16.0. Hierro (FE). Mg. 0.6. 0.5. 0.7. Iodo (I). Mg. -. -. 2.0. Magnesio (MG). Mg. -. -. 41.0. Zinc (ZN). Mg. 0.6. 0.6. 0.3. Sodio (NA). Mg. -. 21.0. 2.0. Potasio (K). Mg. -. 431.0. 400.0. Fosforo (P). Mg. 67.0. 60.0. 28.0. B-Caroteno. Mg. -. 12.6. 150.0. Descripción Energía. Fuente: (a)Reyes, et al., (2009); (b)Reyes, (2013); (c)Moreiras, et al., (2013). – No se ha reportado o se desconoce el dato. 2.1.5 Valor nutricional De acuerdo con la Asociación Americana de la dieta (ADA), la palta puede ser clasificada como un alimento funcional, debido a su alto valor nutritivo y por sus 10.

(30) efectos beneficiosos para la salud humana. Es una fruta muy apreciada en el mercado mundial por su exquisito sabor y aroma y por sus amplias posibilidades de uso no solo en la culinaria sino en procesos industriales. Ha sido reconocida como una buena fuente de energía (160 kcal), vitaminas, alto contenido de fibra y el nivel de azúcar es relativamente bajo. Varios fotoquímicos bioactivos han sido encontrados en esta fruta, antioxidantes tales como vitamina E o tocoferoles (2.07 mg/100g) reconocida como estabilizante de radicales libres; se reportan además carotenoides como la luteína (248 mg/100g) que ayuda a proteger los ojos de enfermedades como la degeneración de la mácula y cataratas. Su contenido de β-sitosterol es similar al encontrado en soya y olivos, varios estudios afirman que este compuesto está relacionado con la inhibición de cáncer en líneas celulares humanas. (Morton, 1987). La palta es buena fuente de Folato (81μg/100g) importante en períodos de alto crecimiento, tales como la infancia, la adolescencia y durante el embarazo. Ayuda a controlar los niveles sanguíneos de homocisteína, un aminoácido ligado a enfermedades cardíacas crónicas, depresión, Alzheimer y cáncer de cuello uterino. Otro componente del aguacate es la mezcla de ácidos grasos ω-3, ω-6 y ω-9, relacionado con la baja incidencia de enfermedad coronaria ya que reducen las concentraciones de colesterol y triglicéridos esto es: ayudar a disminuir el colesterol LDL (el llamado colesterol "malo"), y protege el colesterol HDL (colesterol "bueno") al mismo tiempo que es menos susceptible de ser oxidado disminuyendo la producción de radicales libres. (Morton, 1987). La palta es la única fruta fresca que contiene entre un 14 y 22 % de aceite, y los ácidos grasos que la constituyen en su mayoría son los denominados esenciales (Gardiazaba, 1991).. 11.

(31) Otra característica que hace de la palta un fruto extremadamente nutritivo es el nivel de proteínas, que en relación a otros frutos es bastante alto ya que estos alcanzan como máximo un 1%, en cambio en palta se puede alcanzar hasta un 2.4 % de proteínas (Baile y Young. 1971). Las proteínas están formadas por aminoácidos unidos por enlace peptídicos (Tovar, 2003), a continuación, en el cuadro 3 se describen las cantidades de las mismas, contenida en 100g de fruta fresca. Cuadro 3: Composición de aminoácidos en 100 g de palta Aminoácidos. Mg. Valina. 63. Lisina. 59. Fenilalanina. 48. Isoleucina. 47. Leucina. 46. Treonina. 40. Metionina. 29. Triptófano. -. Arginina. 47. Istidina. 25. Tirosina. 32. Fuente: Tovar, (2003).. Las vitaminas de la Palta aportan prácticamente el total de las requeridas por el organismo; a excepción de la vitamina B12 (cobalamina), presente solo en el reino animal. Destacándose dentro de las hidrosolubles el importante porcentaje de ácido ascórbico, que potencializa el poder antioxidante de los tocoferoles presentes en la vitamina E. El aporte de las vitaminas liposolubles es suficiente en cantidad, sin la presencia de colesterol (Tovar, 2003).. 12.

(32) Cuadro 4: Composición de vitaminas en 100 g de palta Vitaminas. Pulpa de. Valor. palta. recomendado. Vitamina A (ug). 85.0. 900.0. Vitamina D (ug). 10.0. 50.0. Vitamina K (ug). 8.0. 110.0. Vitamina E (ug). 3.0. 9.0. Vitamina B1 (mg). 0.1. 1.4. Vitamina B2 (mg). 0.2. 1.6. Vitamina B6 (mg). 0.4. 2.1. Ácido Pantoténico (mg). 1.0. 5.5. Niacina (mg). 1.6. 16.0. Biotina (ug). 10.0. 100.0. Vitamina C (mg). 14.0. 60.0. Ácido Fólico (ug). 32.0. 200.0. Fuente: Tovar, 2003; CENEXA, 1991, citado en Ariza, 2010. 2.1.6 Producción y Exportación 2.1.1.2 Producción nacional de palta. La palta es el tercer producto más importante de la canasta de agroexportaciones, detrás del café y la uva, la producción nacional de palta superó en el 2017 las 470 mil toneladas, que significó un incremento de 3.4% respecto a lo producido en el 2016, siendo los departamentos La Libertad, Lima, Ica y Junín los que explican el 80% de la producción nacional. Estas (MINAGRI 2018). Según datos recopilados del Ministerio de Agricultura, Sierra y Selva Exportadora se puede observar en la Figura 4 que el incremento en la producción nacional de palta ha ido en aumento. (Sierra y Selva Exportadora, 2017). De acuerdo al Ministerio de Agricultura (MINAGRI, 2017), las principales zonas productoras con mayor rendimiento de palta son: Arequipa, Ica y Pasco (15.0 TM/ha);. 13.

(33) Lima y Lima Metropolitana (14.0 TM/ha); La Libertad (13 TN/ha); San Martín (11.6 TM/ha) y Ancash (11 TM/ha). Figura 4: Perú, Producción Nacional de Palta. Fuente: MINAGRI, Sierra Y Selva Exportadora, 2017. 2.1.1.3 Producción mundial de palta. La producción de palta en el mundo ha mostrado un crecimiento de 5,1% por año en el período 2000-2017. México es el principal productor, consumidor y exportador en el mundo, para el 2018 represento el 34% de la producción mundial con una tasa de crecimiento anual de 5,09% en promedio (2000-2017), le sigue República Dominicana con un 11% de participación y un incremento de 13,3% promedio anual. Perú es el tercer país en volumen de producción, con un 8% de participación, es el país que muestra la tasa más elevada de crecimiento de su producción con un 14,4% promedio por año, a esa tasa de crecimiento probablemente en el 2021 se iguale a la producción de República Dominicana. (MINAGRI, 2019). En la figura 5, observamos a los diez principales países productores (45% del total mundial).. 14.

(34) Fuente: FAOSTAT, 2016.. Figura 5: Producción Mundial de Palta (tn) 2.1.1.4 Exportaciones. Geográficamente los principales países exportadores de palta en el mundo, se dividen en dos grandes bloques, los países del Hemisferio Norte, en el que destaca nítidamente México como primer exportador mundial. También podemos incluir a algunos países como España y los Países Bajos (reexportador), Israel y algunos países centroamericanos. En el Hemisferio Sur, tenemos los países que muestran un dinámico comportamiento, entre éstos destacan Perú, Chile y Sudáfrica. De acuerdo con datos de la FAO, alrededor de 70 países son los que registran cifras de exportación en el mundo; sin embargo, el grueso de las exportaciones está concentrada en alrededor de 15 países que representan en promedio el 92% del total exportado al mundo, estos países en los últimos años han venido ganando una mayor importancia, de manera que entre los años 2012 y 2013 han representado el 96,8% de las exportaciones totales mundiales. La producción de palta peruana a tenido un crecimiento considerable, donde las estadísticas de exportación han ido creciendo, siendo sus principales mercados de destino del año 2016 paises. 15.

(35) Europeos, como Holanda (41% del total), España (20%) y EE UU (18%). Se señala que la palta peruana ingresó recientemente a Argentina, al cual se define como un mercado interesante para el consumo de palta y cuyos resultados se verán en la siguiente campaña.. Fuente: Rev. Red Agricola,2017. Figura 6: Exportación de palta de los años 2014 - 2016. 2.2 Tecnologías de conservación de pulpa de palta Dentro de las tecnologías más usadas en la conservación de pulpa de palta se encuentran aquellas que reducen el contenido de agua obteniendo un producto compacto y de fácil reconstitución, alargando así el tiempo de vida útil del producto. A continuación, se explica brevemente cada una de ellas. 2.2.1 Deshidratación El efecto de retirar el contenido acuoso del alimento, disminuye factores como la actividad de agua que favorece el crecimiento de microorganismos y deterioran la calidad de los alimentos. De acuerdo al tipo de deshidratación que se utilice se tienen ventajas y desventajas que podrían o no afectar el contenido de sustancias sensibles al calor, además de su forma y textura.. 16.

(36) 2.2.1.1 Deshidratación Osmótica (DO). Al someter trozos de palta a un proceso de deshidratación osmótica se produce un fenómeno de transferencia de masa simultáneo y en contracorriente, es decir sale agua desde el alimento hacia la solución hipertónica e ingresan solutos desde la solución al alimento. La idea es disminuir la actividad de agua, de tal forma que se reduzca el agua disponible necesaria para el crecimiento de microorganismos. La cinética de la DO utilizando soluciones osmóticas como soluciones salinas con maltodextrina ya ha sido estudiado dando buenos resultados (Cornejo, 2010). En un estudio realizado se concluyó que es posible reducir el pardeamiento del aguacate por medio de la deshidratación osmótica, con una solución de maltodextrina, cloruro de sodio y ácido cítrico en condiciones de vacío, favoreciendo las características de textura, acidez, humedad y actividad acuosa de la palta (E. Zapata, 2016). 2.2.1.2 Secado por Atomización. En un estudio realizado recientemente para determinar la estabilidad de las propiedades del polvo de aguacate adicionado con vitaminas y minerales empleando secado por atomización, los resultados obtenidos indican mayores cambios negativos en la calidad de palta atomizada con componentes activos y una disminución en sus propiedades nutricionales, asociado a los bajos porcentajes de retención de vitamina A y vitamina D, relacionado con el incremento en la temperatura y el tiempo de almacenamiento.. El. producto. obtenido. de. la. atomización. se. conservó. microbiológicamente seguro hasta el final del almacenamiento con valores de humedad <4% y actividad de agua <0,4. (Cortez, 2017). 2.2.1.3 Liofilización. Este es el método favorable para la conservación de muchas de las propiedades físico químicas de la palta, debido a la facilidad y rapidez para su reconstitución, lo convierte. 17.

(37) en un producto práctico, pero debido al alto contenido graso es susceptible a la oxidación, no hay buena aceptación sensorial por la generación de sabores desagradables al ser rehidratado, sin embargo, al compararlo con los métodos clásicos, el producto obtenido de la liofilización es mucho mejor. (Desrosier, 1991). 2.3 Tecnología de Conservación por Liofilización La liofilización es una técnica que da como resultado productos deshidratados de alta calidad debido a la ausencia de agua líquida y a las bajas temperaturas requeridas en el proceso. (Ratti, 2001). El estado sólido del agua durante la liofilización, protege la estructura primaria de la fruta y minimiza los cambios en la forma del producto, con una reducción mínima del volumen (Marques., et. al., 2007). Además, contribuye a preservar constituyentes como minerales y vitaminas, así como para conservar el sabor y el aroma. (George y Datta, 2002). 2.3.1 Principios de la liofilización El principio en el que se basa el proceso de liofilización es en la sublimación, el cambio de un sólido directamente en un gas. Este cambio de fase de solido a gas debe realizarse en condición de presión y temperatura menor a las del punto triple (punto en el que conviven los tres estados de la materia), ya que por debajo de este no existe la fase líquida. En la Figura 7, se representa la presión de vapor del agua en función de su temperatura, se puede apreciar que el punto triple del agua se sitúa a la presión de 610 Pascal (4.58 Torr = 4.58 mm de Hg) para una temperatura de 0 °C, de esta manera el porcentaje de humedad disminuye a 3% del valor original. (Clementz, & Delmoro, 2011). Este proceso permite obtener un producto con una estructura porosa que fácilmente puede ser rehidratado y que puede recuperar completamente sus propiedades una vez se realice su rehidratación. (S. Bosca y D. Fissore, 2011).. 18.

(38) El cambio de fases del agua puede ser explicado en el siguiente Diagrama de Presión vs temperatura del agua dando especial importancia a la sublimación, que se cumple cuando el agua se encuentra en fase sólida y con aplicación de baja presión pasa a fase gaseosa.. Fuente: (P. Fellows, 1994).. Figura 7: Diagrama Presión vs temperatura del agua Como se muestra en la figura 7, se evidencian las 3 etapas las cuales son: de 1–2 es un proceso de congelación del agua del producto, de 2 – 3 se presenta el proceso de sublimación, y de 3 – 4 es un proceso de presión constante donde la temperatura desciende a -35°. Las condiciones de operación como la velocidad de congelación, presión de la cámara y la velocidad de calentamiento son factores que determinan la calidad de los productos liofilizados, donde también intervienen las características de la materia prima como el grado de madurez (Hammami y René 1997).. 19.

(39) 2.3.2 Etapas de la liofilización El fundamento de liofilización consta de tres etapas: congelación, sublimación o desecación primaria y etapa desorción o desecación secundaria. (Y. Cengel y M. Boles, 2009). 2.3.2.1 Etapa de congelación. Es una operación previa y obligatoria (la temperatura del material completamente sólido debe ser inferior a 0°C). El objetivo es congelar el agua libre del producto, para ello se inicia el proceso en equipos independientes llegando a temperaturas de -25°C, posteriormente el producto obtenido es transferido al equipo liofilizador bajando aún más la temperatura hasta -35°C, de esta manera se busca la redistribución del soluto, con el fin de facilitar la etapa de secado. El tiempo necesario depende de varios factores como la cantidad, concentración y naturaleza del producto. En líneas generales se puede decir que una congelación adecuada es la base para que el producto liofilizado presente óptimas condiciones de aspecto, conservación de sus propiedades originales y rápida rehidratación. (Viteri, 2009). El proceso de congelación se divide en dos fases: la formación y crecimiento de cristales de hielo y el descenso de la temperatura hasta el punto eutéctico del producto, garantizándose la cristalización completa (Huaraca, 2011). Se requiere llegar al estado eutéctico para asegurar la eliminación de agua solo por sublimación y no por combinación de sublimación y evaporación (Roy J. Dossat, 2002). Los resultados obtenidos por la liofilización son influidos considerablemente por la velocidad con la que se congelan. La congelación rápida o duradera es un proceso a través del cual la temperatura, de los alimentos desciende aproximadamente unos -20°C en 30 minutos. “La congelación lenta es un proceso en que la temperatura deseada se alcanza en 3 a. 20.

(40) 72 horas, tal como sucede en los aparatos domésticos de refrigeración” (Huaraca, 2011). 2.3.2.2 Etapa de sublimación o desecación primaria. Es la etapa en la que la mayor parte del agua libre (en forma de hielo) pasa a vapor. La sublimación del agua tiene lugar por debajo del punto triple que es el aquel donde coexisten los tres estados físicos o lo que es lo mismo, donde las tres fases se hallan en equilibrio. (Ayala et al., 2010). Durante esta etapa pasa a vapor aproximadamente el 90% del agua total del producto. (Welti et al., 2005). El proceso de la sublimación del agua se inicia mediante una transmisión de calor. El suministro de calor al producto congelado se puede realizar por radiación o conducción. (G. Barbosa, 2000). Estos dos se utilizan comercialmente combinándose su efecto al colocarse el producto en bandejas sobre placas calefactoras separadas a una distancia bien definida. (Viteri, 2009). La variable de operación más importante en esta etapa es la presión en la cámara, para ello es necesario reducir la presión en el interior de la cámara, mediante una bomba de vacío, y aplicar calor al producto. (Evranuz et al., 2011). Al comenzar el proceso, el hielo se sublima de la superficie del producto, retrocediendo el nivel de sublimación dentro de él, teniendo entonces que pasar el vapor por capas ya secas para salir del producto. El calor es requerido en las zonas límites, punto en el cual el hielo pasa de la forma sólida a la gaseosa. (Ramírez, 2011). Debido a la temperatura máxima admisible y a la pobre conductividad térmica del producto, el gradiente de temperatura necesaria se hace siempre mayor y tratar de no sobrepasar la temperatura máxima admisible para el producto, a fin de no ocasionar daños en él y al mismo tiempo evitar el descongelamiento. (Huaraca, 2011).. 21.

(41) En esta fase el producto se sublima hasta un contenido de humedad del 15% (sobre su peso seco), (G. Barbosa, 2000). 2.3.2.3 Etapa de desorción o desecación secundaria. Durante el secado final, lo importante es lograr condiciones de presión (caída de presión) que permitan el secado del producto a humedades residuales mínimas, de modo que se dé la evaporación del agua parcialmente ligada al producto y que no se sublima en la etapa de secado primario. Se lleva a cabo a una temperatura inferior a la de desnaturalización del producto y elimina el 10% de agua ligada restante. Con lo que se puede llegar hasta productos con humedad del 2%. (Barreto, 1966). Por otra parte, como los cristales sublimados de hielo dejan cavidades, el material seco contiene miles de intersticios por los que el agua puede penetrar produciendo una rápida y completa rehidratación cuando sea necesaria. (Saarela, et al., 2005). 2.3.3 Influencia de las condiciones de operación sobre el proceso de liofilización 2.3.3.1 Velocidad de congelación. La velocidad de congelamiento es determinante en las propiedades del producto seco, dado que influye directamente en el tamaño de poro producido luego de la sublimación de los cristales de hielo (Orrego 2003). La velocidad de congelación lenta produce formación de cristales de hielo voluminosos que después de realizarse la sublimación, se transforman en poros, lo cual puede lograr una rápida velocidad de secado (Ramírez, 2011). 2.3.3.2 Flujo de calor. Si el secado se realiza rápidamente el producto puede colapsar y degradarse, y se presentan cambios en las características físicas del material seco. Cuando la temperatura de liofilización es alta se afecta la humedad final del producto, el producto sufre pérdida de su estructura y puede colapsar, se afecta la retención de aroma, se. 22.

(42) endurece el volumen del producto y se afecta su rehidratación (Pardo & Niranjan, 2011). 2.3.3.3 Presión de la cámara. La presión de la cámara dependerá de las características físicas del material a liofilizar y de la temperatura a la cual se debe mantener el producto congelado. Si se deja aumentar la presión, la velocidad de sublimación será menor y la temperatura del material aumentará. Al llegar a cierta presión elevada, la liofilización como tal se detiene. (Pardo & Niranjan, 2011). 2.3.3.4 Temperatura. La temperatura en la liofilización está limitada a la temperatura que se retira el hielo del material biológico, sin embargo, el operador del liofilizador puede controlar indirectamente la fuente de calor para controlar que la temperatura de la superficie no deteriore el producto, ya que la temperatura de la superficie de secado depende de la cantidad de calor aplicado, la velocidad de sublimación y la efectividad de remoción de vapor (Barreto, 1966). Cuando la temperatura aumenta sin tener en cuenta el tipo de material biológico a liofilizar, puede crearse una capa seca superficial y evitar en flujo de vapor al exterior, por esta razón los tejidos internos forman una superficie esponjosa, lo que se llama colapso (Barbosa & Vega, 2000). 2.3.4 Cinética de Liofilización La cinética de Liofilización está compuesta por la cinética de congelación que está relacionada con la formación del estado eutéctico (punto de intersección de las dos curvas que separan la zona líquida y la zona donde el líquido se encuentra en equilibrio con el sólido y es la temperatura más baja a la cual puede existir la fase líquida) de las muestras; y la cinética de sublimación con la eliminación del hielo a través de los poros. 23.

(43) en forma de vapor de agua. (Barbosa, 2000). En la cinética de deshidratación, la etapa de sublimación se relaciona con la velocidad de deshidratado y el tiempo de deshidratado, para lo cual se tiene en cuenta el modelo de estado estacionario, en base a los supuestos: • La temperatura de la superficie es constante durante la etapa de sublimación • El calor solo entra por la capa seca • La transferencia de masa solo es a través de la capa seca • El frente de hielo solo mantiene una posición paralela a la superficie • Tanto la conductividad térmica, la cual depende de la composición y de la estructura celular de la muestra; como la permeabilidad se mantienen constantes en el producto (Parra, 2013). La transferencia de masa en el proceso de sublimación en estado estacionario, las siguientes ecuaciones relacionan la velocidad de pérdida de masa de agua con el flujo de vapor a través de la capa porosa (1) y la velocidad de pérdida de agua con la variación de la fracción de agua en el producto y el movimiento del frente de hielo (2) (Barbosa, 2000).. 𝑑𝑤. = 𝑑𝑡𝐴 𝑑𝑤 𝑑𝑡𝐴. 𝑏∆𝑝 𝑥. (01). = ρs(m0 − mt). 𝑑𝑥 𝑑𝑡. (02). Siendo: b= La permeabilidad. Δp = Presión de vapor del hielo a la temperatura medida x = Distancia entre el frente de hielo y la superficie (m) m0 y mt = La fracción de agua inicial y final definidos en base seca. ρs = Densidad de la capa seca (kg/m3) 24.

(44) Por otro lado, la Ley de Fourier en estado estacionario se utiliza para escribir la transferencia de calor:. Q=. AK(Ts−Ti) x. (03). Haciendo un balance de calor y asumiendo que todo es utilizado en el proceso de sublimación se tiene. dw dt. ∆𝐻 = Q. (04). Dónde: A= Área de transferencia (m2) K= Conductividad térmica del producto seco (Wm-1K-1) Ts y Ti: =Temperaturas de la superficie y del frente de hielo (K). ΔH= Calor latente de sublimación (2840000 Jkg-1) Finalmente asumiendo que existe un equilibrio entre la transferencia de masa y calor; reemplazando (01) en (02), igualando con (3) y luego integrando, se obtiene el tiempo de secado (05) el cual es aproximadamente proporcional al cuadrado del espesor del producto, por lo que las capas delgadas o trozos pequeños son adecuadas para el proceso (Mafart, 1994).. Tf =. 𝑥 2 ∆𝐻ρs(m0−mf) 2K(Ts−Ti). (05). 2.4 Palta Liofilizada La palta liofilizada es un producto que conserva casi la totalidad de las características físico químicas del producto fresco, posee muy bajos valores de humedad y su reconstitución con agua es casi instantánea. El proceso para producir palta liofilizada sin adición de conservantes, nos da como resultado un producto con propiedades fisicoquímicas y sensoriales poco aceptables (Ana María Restrepo, 2012). Sin embargo, al realizar. 25.

(45) tratamientos con antioxidantes y coadyuvante de secado a la pulpa de palta hecha pasta y posterior proceso de liofilización, se obtiene un producto mucho más aceptable al consumidor. Es necesario conservar el producto en envases de alta densidad, con sello de gas inerte, bajo temperaturas de refrigeración y aislados de la luz para evitar el deterioro de sus componentes lipídicos (M. Schwartz, et al, 2007). 2.4.1 Alteraciones en el perfil sensorial Las alteraciones sensoriales del aguacate liofilizado se da por 2 vías básicas, la primera es por la oxidación enzimática durante la maduración del fruto, teniendo los ácidos grasos libres como sustrato de las lipasas y la segunda se presenta el producto expuesto al medio ambiente puede sufrir oxidación de grasas por el contacto del oxígeno con las mismas o por acción de las peroxidasas, y estas oxidaciones generan sustancias que dan características sensoriales no agradables al consumidor; y finalmente, si la pulpa se ve expuesta a temperaturas no controladas, y la presencia de proteínas y carbohidratos favorecen las reacciones de Maillard, las moléculas generadas por esta reacción y la de oxidación de grasas, producen notas sensoriales desagradables. (López y col., 2004); De este modo los sabores indeseables encontrados en el pericarpio del aguacate fresco son debidos a terpenoides como son el nerolidol, α-farnesne, β-cariofileno, óxido de cariofileno y α-copaeno, que aportan un sabor amargo, los cuales generan sabores indeseables. También existen compuestos no volátiles como acetilénicos y olefínicos con grupos hidroxilos, y estos compuestos son diferentes solo en un doble y tripe enlace terminal. La identificación de estos compuestos se realizó por medio de cromatografía de líquidos HPLC y por análisis sensorial (Brown, 1972). Se ha demostrado que los compuestos 1, 2,4- trihidro-xihepta-deca-16-ino y el 1, 2,4trihidroxiheptadeca-16-eno son los responsables del sabor amargo en el pericarpio del. 26.

(46) aguacate con tratamiento térmico, para lo cual utilizaron una técnica de comparación utilizando como muestra testigo la pulpa de aguacate sin tratamiento o estándares de diluciones conocidas y realizando la prueba comparativa de la dilución contra el pericarpio tratado térmicamente. (Degenhardt & Hofmann, 2010). 2.4.2 Reacciones enzimáticas La alteración del color de las frutas y hortalizas como es el caso de la palta está fundamentalmente relacionada con el pardeamiento enzimático (Nicolas et al., 1994), siendo éste uno de los principales factores que limitan la vida útil de los alimentos procesados. Se le denomina pardeamiento enzimático a la transformación de compuestos fenólicos en polímeros coloreados, denominándoseles melaninas a los pigmentos de colores pardos o negros que se forman frecuentemente. (Cheftel, 1976). El proceso de pardeamiento se desencadena cuando, tras la operación de corte se produce una pérdida de la integridad celular en las superficies de las frutas. Esto provoca una destrucción de la compartimentación de enzimas y sustratos, con lo que se catalizan las reacciones y se produce la formación de metabolitos secundarios no deseados (Bruns, 1995). Para que el fenómeno de pardeamiento enzimático tenga lugar es necesaria la presencia de tres componentes: oxígeno, enzima (polifenoloxidasa) y substrato oxidable como catecol, tirosina, ácido gálico, hidroquinonas, antocianos, flavonoides, etc. (Dorantes, 2000). La polifenoloxidasa es una metaloenzima que contiene 2 Cu en el sitio activo que catalizan dos tipos de reacciones usando O2 como agente oxidante: la o-hidroxilación de monofenoles para producir o-difenoles y la posterior oxidación de o-difenoles a oquinonas, las cuales se polimerizan dando lugar a pigmentos que presentan color marrón, rojo o negro, dependiendo de los componentes naturales presentes en los. 27.

Figure

Figura 1: Palta (Persea americana Mill.).
Figura 4: Perú, Producción Nacional de Palta
Figura 8 : Transformaciones bioquímicas en la alteración de los lípidos.
Figura 9: Diagrama del flujo experimental para la evaluación del proceso oxidativo en el  producto  liofilizado  de  palta  (persea  americana)  variedad  fuerte  mediante  la  adición  de  antioxidantes y maltodextrina como coadyuvante de secado
+7

Referencias

Documento similar

Proporcione esta nota de seguridad y las copias de la versión para pacientes junto con el documento Preguntas frecuentes sobre contraindicaciones y

En estos últimos años, he tenido el privilegio, durante varias prolongadas visitas al extranjero, de hacer investigaciones sobre el teatro, y muchas veces he tenido la ocasión

que hasta que llegue el tiempo en que su regia planta ; | pise el hispano suelo... que hasta que el

En junio de 1980, el Departamento de Literatura Española de la Universi- dad de Sevilla, tras consultar con diversos estudiosos del poeta, decidió propo- ner al Claustro de la

E Clamades andaua sienpre sobre el caua- 11o de madera, y en poco tienpo fue tan lexos, que el no sabia en donde estaña; pero el tomo muy gran esfuergo en si, y pensó yendo assi

Sanz (Universidad Carlos III-IUNE): &#34;El papel de las fuentes de datos en los ranking nacionales de universidades&#34;.. Reuniones científicas 75 Los días 12 y 13 de noviembre

(Banco de España) Mancebo, Pascual (U. de Alicante) Marco, Mariluz (U. de València) Marhuenda, Francisco (U. de Alicante) Marhuenda, Joaquín (U. de Alicante) Marquerie,

Tratamientos y dosis evaluadas en el control del acaro café (Oligonychus punicae Hirst) (Acari: Tetranychidae), en el cultivo del aguacate (Persea americana Mill)