Vol 22, No 30 (2013), Revista Alimentos Hoy -23 REDUCCIÓN DE PÉRDIDA DE CALIDAD DE MELÓN (Cucumis Melo) DURANTE LA CONGELACIÓN MEDIANTE APLICACIÓN PREVIA DE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA
Alejandra Bermúdez1, Maritza Narváez2, Martha I. Cadena3, Alfredo Ayala-Aponte4*
1,2,3,4 Escuela de Ingeniería de Alimentos. Universidad del Valle, Cali, Colombia
RESUMEN
El propósito de este trabajo fue evaluar el efecto de un pre-tratamiento osmótico con dos niveles de humedad (85 y 75%) y el tiempo de almacenamiento sobre la pérdida de fase líquida (∆m), cambio de volumen (∆V) y luminosidad (L*) de cilindros de melón congelados (2 cm de diámetro y 1.5 cm de altura). Las muestras previas a la congelación se deshidrataron en una solución osmótica (SO) de sacarosa comercial a 65 °Brix a 28 °C. La SO se agitó permanentemente a 440 rpm mediante un agitador mecánico con una relación fruta-solución de 1-20. Las muestras frescas (control) y las osmodeshidratadas se congelaron a -40 °C en un ultra-congelador, posteriormente se empacaron en bolsas de congelación y se almacenaron en un congelador a -18 °C durante 15 días. La ∆m se determinó por diferencia de peso empleando una balanza analítica, el volumen se midió con un calibrador digital y L* se midió con un colorímetro. El ANOVA evidenció efectos significativos (p<0.05) del pre-tratamiento osmótico y del tiempo de almacenamiento sobre ∆m, ∆V y L*. Las muestras deshidratadas osmóticamente hasta niveles de humedad de 85 y 75% presentaron menores pérdidas de ∆m con respecto a la muestra control, alcanzando en el día 15 valores de 24.42, 33.35 y 38.8% respectivamente. Asimismo, los tratamientos 85 y 75% presentaron menores pérdidas de volumen con 29.96 y 31.64% respectivamente, mientras que el control perdió el 41.25%. Las muestras frescas presentaron valores superiores de L* (41) con respecto a los tratamientos 85% (35.88) y 75% (45), pero estas diferencias no son relevantes en la calidad del melón. La aplicación de pre-tratamientos osmóticos a la congelación de melón evidenció un efecto crioprotector (reducción de pérdidas de calidad); esta aplicación de pre-tratamientos osmóticos ofrece un alto potencial para la reducción de pérdidas de calidad a otras frutas durante la congelación.
Palabras clave: Melón,Deshidratación osmótica, Congelación, Almacenamiento.
ABSTRACT
The aim of this work was to evaluate the effect of osmotic pre-treatment with two humidity levels (85 y 75%) and the storage time on the drip loss (∆m), volume change (∆V), and illuminance (L*) of frozen melon cylinders (2 cm diameter and 1.5 cm height). The samples before freezing were dehydrated in an osmotic solution (SO) with sucrose (65% w/w) at 28 °C. The SO was agitated permanently at 440 rpm with a mechanical shaker with a ratio of melon pieces to osmotic solution to 1-20. Untreated and osmotically dehydrated samples
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were frozen at -40 °C in an ultra-freezer; subsequently they were packed in plastic freezing packages and were stored in a freezer at -18 °C for 15 days. ∆M was determined by weight difference using an analytic balance, volume was measured with a digital capiler and L* was conducted with a colorimeter. ANOVA demonstrated significant effects (p<0.05) of osmotic pre-treatment and storage time on ∆m, ∆V and L*. The osmotically dehydrated samples to humidity levels of 85 and 75% presented lower losses of ∆m compared with untreated samples, reaching in day 15 values of 24.42, 33.35 y 38.8% respectively. Similarly, treatments of 85 and 75% showed lower volume losses with 29.96 y 31.64% respectively, meanwhile the untreated sample lost 41.25%. The untreated samples showed higher L* values (41) regarding 85% (35.88) and 75% (45) treatments, but these differences are not outstanding on the cucumber quality. The application of osmotic pre-treatments to melon freezing proved a crioprotector effect (reduction of quality losses); this application gives a high potential to reduction of quality losses to other fruits during freezing.
Keywords: Melon,Osmotic dehydration, Freezing, Storage.
I. INTRODUCCIÓN
El melón es una de las frutas tropicales más conocidas y demandadas por los países desarrollados, sin embargo en su estado fresco tan solo está disponible de 40 a 60 días (Maestrelli et al., 2001). El melón como las frutas en general son productos altamente perecederos por su alto contenido de humedad que requieren de tecnologías para su conservación. Las
tecnologías más comunes para
conservación de frutas son el secado o deshidratación (secado convectivo, liofilización, deshidratación osmótica, entre otras) concentración, irradiación, atmósferas modificadas, tecnología de obstáculos, conservantes, congelación entre otros (Casp et al., 2003).
La congelación es uno de los
métodos más usados para la
conservación de los alimentos por mantener significativamente los atributos originales del producto (Chassagne-Berces, 2010). De acuerdo a Wu L. et al., (2009) argumentan que la congelación es el mejor método de conservación de alimentos que cualquier otra tecnología. Sin embargo, cuando se emplea para
frutas y vegetales con altos contenidos de humedad se forman cristales de hielo de gran tamaño que provocan una fuerte agresión y daños irreversibles a la estructura, presentado notables pérdidas de calidad como pérdida de peso o pérdida de fase líquida, textura, color entre otras propiedades (Plank, 2005). La pérdida de fase liquida está asociada a la pérdida de nutrientes y encogimiento (disminución de volumen) del producto.
Una alternativa para la reducción de estas pérdidas de calidad es la aplicación previa de un pre-tratamiento osmótico o deshidratación osmótica (DO), el cual es una herramienta útil para la crio-conservación de frutas y vegetales en general, debido a la reducción en el contenido de agua congelable o a la posible impregnación de solutos crio-protectores. Se ha demostrado que la aplicación de tratamientos osmóticos previo a la congelación-descongelación de frutas disminuye significativamente la pérdida de fase líquida, el colapso
estructural (encogimiento), el
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Otras investigaciones han reportado la bondad de esta técnica en tomates (Dermesonlouoglou et al., 2007), pepinos (Dermesonlouoglou et al., 2008) y fresas (Moraga et al., 2006; Blanda et al., 2009).
En la literatura no se evidencia información sobre la reducción de la pérdida de calidad del melón; por consiguiente el objetivo de esta investigación fue disminuir el contenido de agua congelable de muestras de melón mediante la aplicación de un pre-tratamiento osmótico con el propósito de reducir pérdidas de calidad (fase liquida, encogimiento o volumen y color) durante el almacenamiento en congelación.
II. MATERIALES Y MÉTODOS
Preparación de las muestras
Los melones (Cucumis Melo var.
“Cantaloup”) con grado de madurez entre 7-10 °Brix se compraron en un mercado local de la ciudad de Cali. Las muestras se pelaron manualmente y se cortaron en cilindros de 1.5 cm de alto por 2 cm de diámetro empleando un sacabocados de acero inoxidable.
Deshidratación osmótica
Las muestras de melón previamente
identificadas y pesadas fueron
sumergidas en una solución hipertónica de sacarosa comercial de 65 °Brix a 28 °C hasta alcanzar un contenido de humedad del 85 y 75% de acuerdo a tiempos de deshidratación osmótica previamente establecidos (14 y 77 minutos, respectivamente). La solución osmótica se agitó permanentemente a 440 rpm mediante un agitador mecánico con una relación fruta-solución de 1-20. A las muestras removidas de la solución
se les eliminó el exceso de solución utilizando agua destilada y papel absorbente.
Congelación- descongelación y almacenamiento
Las muestras frescas (control) y parcialmente deshidratadas (85 y 75%) fueron almacenadas a 5 °C por 12 horas previo a la congelación. Posteriormente se congelaron en un ultra congelador (Revco, USA) a -40 °C y se almacenaron a -18 °C por 15 días en una nevera comercial empacadas individualmente en bolsas plásticas resellables. Para la evaluación de las propiedades físicas (pérdida de fase líquida, encogimiento y color) las muestras se descongelaron a 8 °C por 18 horas para evitar la presencia de hielo (Talens, Martínez-Navarrete, Fito, y Chiralt, 2002).
Determinación de propiedades físicas
El contenido de humedad de las muestras frescas (control) y parcialmente deshidratadas se determinó por el
método 20.013 (AOAC, 1990). El
contenido de sólidos solubles se midió empleando un refractómetro digital (ABBE ATAGO 1T de Zeiss), con una precisión de ± 0,5 °Brix, utilizando el método 932.12 (AOAC, 1990). La pérdida de fase líquida (∆m) se determinó pesando las muestras antes y después de la congelación mediante una balanza analítica (Metler-Toledo AE200, Suiza) con sensibilidad 0.001 g. ∆m se expresó como la variación porcentual del peso (Ec.1).
1 .
: Ec
Mi Mi Mf
m
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Donde Mi y Mf corresponden al peso de la muestra antes y después de congelación respectivamente
El volumen o encogimiento se determinó utilizando un calibrador digital, se midieron la altura y el diámetro de las
muestras frescas (control) y
deshidratadas antes y después de la congelación. El cambio en el volumen (ΔV) se expresó porcentualmente (Ec.2), en donde Vi y Vf son el volumen antes y después de la congelación.
2
.
:
Ec
Vi
Vi
Vf
V
El color (Luminosidad, L*) de las muestras frescas y congeladas se midió empleando un colorímetro (Hunter Lab - Color flex) mediante un espectro de reflexión entre 400-780 nm. Se utilizó como referencia el iluminante D65 y el observador 100.
Análisis estadístico
Los resultados se analizaron mediante análisis de varianza (ANOVA) con un nivel de confiabilidad del 95%, para ello se emplearon los programas R y Minitab v15.
III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
El contenido inicial de humedad del melón fue de 92,20 ± 0,51% (b.h.) y después de la deshidratación osmótica, en los dos niveles, fue de 85.00 ± 0,34% (b.h.) y 75.00 ± 0,98% (b.h.) con 14.10 ±
0,54 y 24.30 ± 0,78 °Brix,
respectivamente.
La pérdida de fase líquida (∆m) y el cambio de volumen (∆V) de las muestras de melón se ilustran en la Figura 1.
Figura 1. Pérdida de fase líquida durante almacenamiento para las muestras control y pre-tratadas a 65° Brix con 85 y 75% de contenido de humedad.
De acuerdo al análisis de varianza (ANOVA) se observó que el tiempo de almacenamiento y el pre-tratamiento
osmótico evidenciaron un efecto
significativo (p<0.05) sobre la pérdida de fase líquida (∆m). A los 15 días de almacenamiento se incrementaron las pérdidas de la fase liquida en los tres tratamientos, no obstante las muestras pretratadas osmoticamente 85-DO65 y
75-DO65 presentaron las menores
pérdidas (∆m) alcanzando valores de
24.42 y 33.35% respectivamente,
mientras que la control presentó la mayor pérdida con 38.8%.
Resultados similares se han
reportado en fresas (Sormani et al., 1999; Marani et al., 2007), kiwis, manzanas y peras (Marani et al., 2007). Este comportamiento se explica por la menor cantidad de agua congelable de las muestras deshidratadas previamente a la congelación, formandose menor
cantidad de cristales de hielo
(Charoenrein et al., 2006). De acuerdo a estos resultados el pretratamiento
osmótico evidenció un efecto
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∆m, lo cual indica mejoramiento de la calidad de la fruta durante el alamacenamiento en congelación.
La figura 2 muestra la variación de volumen (∆V) de las muestras de melón deshidratas osmóticamente y control.
Figura 2. Cambios de volumen durante almacenamiento para las muestras control y pre-tratadas a 65° Brix con 85 y 75% de contenido de humedad.
El ANOVA mostró un efecto
significativo (p<0.05) del tiempo de almacenamiento y del pre-tratamiento osmótico sobre la pérdida de volumen (∆V) de las muestras de melón. Es evidente la influencia positiva o crioprotectora de la aplicación del pre-tratamiento osmótico al melón durante el almacenamiento en congelación; puede notarse que en los días 1 y 15 las muestras pre-tratadas, 85-DO65 y 75-DO65 presentaron las menores pérdidas de volumen con respecto a la fruta sin pre-tratar (control), alcanzando 29.96 y 31.64% respectivamente, mientras que la control alcanzó una pérdida significativa del 41.25%. Este cambio o pérdida de volumen durante el almacenamiento está asociado con la pérdida de la fase
líquida de la fruta (∆m) debido al proceso de recristalización del hielo, explicado anteriormente. De acuerdo con Bany y Fingen (2008) las pérdidas de agua en un alimento provocan daños en la estructura generando cambios en su microestructura y encogimiento; lo que indica que las muestras control presentaron mayor daño estructural debido a mayor pérdida de turgencia celular por contener mayor agua congelable.
La Figura 3 presenta la Luminosidad de las muestras de melón durante el almacenamiento en congelación. Puede notarse que L* disminuyó con el tiempo
de almacenamiento en los tres
tratamientos. Las muestras pretratadas mostraron valores inferiores que la muestra control, debido al ingreso de solución osmótica cercana a la superficie de la muestra con el posterior desplazamiento de gas que implica un índice refractivo más homogéneo en el tejido y por consiguiente mayor absorción de la luz en la superficie de la muestra (Talens, Martínez-Navarrete, Fito, y Chiralt, 2002). Un comportamiento similar se observó en kiwi (Talens etal., 2001), y manzana (Marani etal., 2007).
Vol 22, No 30 (2013), Revista Alimentos Hoy -28 Figura 3. Cambios de luminosidad durante el
almacenamiento en congelación para muestras control y pre-tratadas a 65° Brix con 85 y 75% de contenido de humedad.
CONCLUSIONES
Se evidenció un potencial efecto crioprotector (mejoramiento de la calidad) en matrices del melón durante el almacenamiento en congelación con la aplicación previa de pre-tratamientos osmóticos con sacarosa a 65°Brix. Se observó disminución significativa de la pérdida de fase líquida y del volumen
durante el almacenamiento en
congelación, lo cual indica mejoramiento de la calidad del melón osmo-congelado. Esta aplicación de pre-tratamientos osmóticos ofrece un alto potencial para la reducción de pérdidas de calidad a otras frutas durante la congelación.
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