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AGRO INDUSTRIA AMAZÓNICA

UNIVERSIDAD POLITÉCNICA SALESIANA FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS Y AMBIENTALES CARRERA DE BIOTECNOLOGÍA PROGRAMA DE TECNOLOGÍA EN PROCESAMIENTO DE RECURSOS BIOLÓGICOS AMAZÓNICOS

PROCESAMIENTO DE FRUTAS

Profesor: Biólogo. Marco Cerna Esp. Fito Química Nivel: QUINTO Semestre: sep 08 – feb 09

Unidad 1 Fundamentos conservación de frutas

de

la

Importancia de las frutas. Importancia de conservar las frutas. ¿Por qué se dañan las frutas? ¿Cómo controlar el daño ocasionado por los microorganismos (MO)? Alimentos de humedad intermedia ¿Cómo conservar alimentos de forma tradicional mediante el uso de calor? ¿Qué tratamiento térmico emplear? ¿Cómo conservar mediante el uso del frío? ¿Cómo conservar mediante la deshidratación y la concentración de alimentos? Métodos de secado. La concentración de alimentos Unidad 2

Obtención de pulpas de frutas

Introducción, Definiciones Características de los jugos y pulpa Generalidades sobre la obtención y conservación de las pulpas. Operaciones pre-proceso. Operaciones de transformación. Control de calidad. Técnicas de conservación de pulpas: Pasterización, Congelación, Empleo de aditivos, Pulpas edulcoradas, Concentración, Deshidratación Unidad 3

Características generales de los néctares de frutas

Definición, Ingredientes, Aditivos, Conservantes, Estabilizantes, Colorantes, Acidulantes, Antioxidantes, Sustancias no permitidas, Límite de defectos, Metales pesados, Denominación Generalidades sobre la obtención de néctares de frutas. Formulación de néctares. Néctares elaborados con más de una pulpa de fruta. Néctares con diferentes edulcorantes. Néctares a partir de pulpas concentradas.

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Néctares dietéticas. Técnicas de conservación de néctares: Pasterización, Pasterilización térmica y envasado aséptico, Empleo de aditivos, Conservación por métodos combinados. Práctica de laboratorio: Cálculos de formulación y dosificación para un néctar Néctar de: arazá, carambola, granadilla, guaba, manzana, maracayá, naranjilla, piña, piña, papaya Jugo de tomate Unidad 4 Obtención de mermeladas Introducción, Fundamento Ingredientes: fruta, azucares, pectinas. Propiedades de las pectinas: Pectinas de bajo metoxilo, Empleo de la pectina Métodos para la medición de la graduación de la pectina El ácido Interacción de los componentes del gel Generalidades sobre la elaboración industrial de mermeladas Los sólidos solubles. Porcentaje optimo de azúcar invertido. Acidez total y ph de la mermelada. La cocción en marmita abierta usando pectina seca. Calculo de la formulación de ingredientes. Control de calidad de mermeladas. Errores frecuentes que se deben evitar. Causas de los inconvenientes más comunes. Inconvenientes Práctica de laboratorio: Cálculos para formulación y dosificación de la mermelada (similar en el caso jalea) Mermelada de: carambola, guayaba, naranja, naranjilla, papaya en trozas, papaya pulpada, piña en trozos, tomate de árbol, zanahoria y limón/naranja; jarabe de tamarindo, dulce de carambola, Jarabe de maracuyá Unidad 5 Deshidratados Introducción, Fundamentos de la deshidratación osmótica directa; Empleo en la deshidratación osmótica en frutas; Descripción del proceso; Factores que influyen en la velocidad de deshidratación. Características y usos de las frutas y los jarabes obtenidos. Ventajas y desventajas de la osmosis. Algunos resultados Balance de materia Práctica de laboratorio: Preparación de deshidratados

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DESARROLLO UNIDAD 1

FUNDAMENTOS DE LA CONSERVACION DE FRUTAS

Importancia de las frutas Una fuente importante de nutrientes para los seres humanos y los animales la ha constituido desde siempre los alimentos de origen vegetal. Estos alimentos aportan los carbohidratos necesarios en la dieta, tales como azúcares, almidones y fibra. Igualmente las frutas aportan agua, enzimas, minerales, vitaminas y otros compuestos que son importantes en el mantenimiento de una buena salud. Es así que hoy la medicina y la nutrición recomiendan incluir en la dieta porciones apreciables de frutas y hortalizas con el fin de equilibrar el consumo de alimentos de origen animal. De otra parte, según estos contenidos de agua y sus características de acidez, los vegetales son clasificados como alimentos de diferentes grados de perecibilidad. Entre más agua posean y pH más cercanos a la neutralidad son más propensos al rápido deterioro, sobre todo por causa de origen microbiológico. Es así que el contenido en agua de los vegetales oscila entre un 12% (en los cereales), a un 95% (en las hortalizas de hoja o algunas frutas como la patilla). El pH en las frutas oscila entre 2,5 a 4,5. En los demás vegetales se aproxima a la neutralidad (6,0 -7,0). La perecibilidad de las frutas en parte se debe a su contenido de agua y sólidos solubles representados en azúcares que oscilan entre 6 y 25% (expresado en sacarosa). Un manejo inadecuado o un grado avanzado de madurez en las frutas favorece la contaminación microbiológica, pero no patógena para el consumidor promedio. Esto se debe a la dificultad del desarrollo de flora peligrosa en un medio de pH muy ácido es decir menor de 4.0, si se compara con el resto de alimentos. En relación a la cantidad de frutas producidas en Colombia es insuficiente. Cada habitante sólo podría consumir el 34% de la cantidad mínima de fruta recomendada por el ICBF (Inst. Colombiano de Bienestar Familiar). Es decir que cada colombiano debería consumir 120 kg de fruta al año para satisfacer los requerimientos mínimos nutritivos recomendados, pero la producción total actual de fruta sólo permite que en promedio cada uno consuma cerca de 40 kg. El problema se agrava debido a las pérdidas en un 30% de esta fruta cultivada, que por las más diversas razones se queda en el camino de la postcosecha antes que llegue al consumidor final. Ante esta situación, es urgente disminuir las pérdidas para contribuir al aumento de la disponibilidad y del consumo de frutas sanas, nutritivas, agradables y en lo posible a precios accesibles por la mayoría de la población. La disminución de estas pérdidas puede lograrse con un mejor manejo postcosecha y destinando parte de la producción a la conservación en fresco o transformación de las frutas mediante técnicas apropiadas.

Importancia de conservar las frutas. La humanidad desde tiempos inmemoriales encontró razones de importancia que lo llevaron a decidir producir y conservar los alimentos que no podía consumir de forma inmediata y completa luego de la cosecha. Quizás algunas de estas razones fueron: o

Por ser las frutas alimentos vitales para la conservación y desarrollo de la especie.

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AGRO INDUSTRIA AMAZÓNICA Porque al prolongar la vida útil se aumenta su disponibilidad y consumo. Porque así se protegen de otras especies que también compiten por su consumo. Porque facilita alimentar de manera variada a amplias poblaciones aún alejadas de los sitios de cultivo en forma simultánea. Por ser fuente de seguridad nacional, de trabajo para personas de diferente grado de capacitación y de amplias posibilidades de mercadeo a nivel nacional e internacional. Porque le ahorran tiempo y esfuerzo al consumidor y a la vez le dan placer y bienestar. Porque es posible aplicar técnicas de conservación que le mantienen su alta calidad sensorial y nutricional a costos razonables. Porque permite estabilizar el suministro y los precios de los diferentes vegetales estacionales. Porque permite disponer en cualquier lugar y en cualquier momento de cantidades suficientes de los alimentos sometidos a conservación.

¿Por qué se dañan las frutas? El deterioro de la frutas comienza en el cultivo, en la misma planta donde se desarrolla. Son innumerables y variadas las plagas que las invaden, aparte de los depredadores como pájaros, insectos y otras especies que compiten con el hombre por el consumo de estos productos. Una vez cosechadas las frutas sanas, pintonas o maduras, como todo ser vivo, están sometidas a procesos naturales de deterioro y descomposición progresivos. Este deterioro se ve acelerado por el inadecuado manejo que puede realizarse durante las operaciones de post cosecha. Este tipo de manejo favorece reacciones fisiológicas de deterioro, y en la mayoría de los casos facilitan la contaminación microbiana. Se puede afirmar que los microorganismos (MO) son la principal causa de deterioro grave y rápido que pueden dañar las frutas en cualquier momento de su vida. Los MO producen daños irreversibles en las frutas, los cuales se detectan fácilmente por el cambio producido en una o más de sus características sensoriales, es decir su apariencia, aroma, color, sabor y textura. El tipo de MO invasor y la velocidad de desarrollo en las frutas o sus derivados, están determinados por varias condiciones relacionadas con las condiciones ambientales y las características de estos productos que le servirán de alimento. Los MO se desarrollan en medios que les son más favorables y les están disponibles. Las principales condiciones internas del alimento que influyen en el desarrollo microbiano son: el contenido de humedad o mejor aún su disponibilidad del agua, aw, la acidez y pH, la capacidad tamponizante (buffer), el potencial oxirreducción (Eh), la composición nutricional, el grado de madurez, la presencia de constituyentes antimicrobianos y su estructura. Más adelante se aclararán algunos de estos términos. Las condiciones externas al alimento que influyen en el desarrollo de MO son: la temperatura, la humedad relativa, la composición de la atmósfera o del medio que rodea al alimento, el grado de contaminación, la flora o presencia de agentes depredadores circundantes y las radiaciones. En todos los casos el grado del daño por MO a la fruta está en proporción exponencial al tiempo en que permanezcan sometidas a las anteriores condiciones que favorecen la contaminación y deterioro.

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¿Cómo controlar el daño ocasionado por los microorganismos (MO)? Existen técnicas de conservación que le permiten al hombre controlar el daño producido por los MO a las frutas. Entre las técnicas, hay unas tradicionales, que usan uno o dos efectos intensos, que aunque logran detener las reacciones bioquímicas de deterioro propias del material biológico y además controlar los MO que normalmente pueden contaminar las frutas, disminuyen la calidad del alimento final. Otras técnicas se basan en la aplicación de varios efectos moderados que no prolongan demasiado la vida útil pero si mantienen mejor las características de calidad de los productos; estos son los nuevos orientamientos en la conservación moderna de alimentos. Cada técnica emplea efectos físicos o químicos que impiden o retardan el desarrollo de estos MO. Entre las técnicas más usadas se hallan las que estabilizan un alimento por el empleo adecuado de efectos como calor, frío, control de la actividad del agua, del oxígeno del aire, del ácido, presencia de sustancias químicas u otras cepas competitivas y la aplicación de radiaciones.

Fig.1 Factores para conservar frutas procesadas.

La aplicación de uno o dos de estos efectos, de manera intensa, era lo usual hasta hace unos años. Hasta hace unas décadas se investigaba sobre cómo lograr procesos de alto rendimiento, limitar los consumos de energía para reducir los costos, emplear los subproductos y aumentar la productividad. La calidad no era una prioridad. En épocas recientes se ha tomado la 'calidad' del producto como factor determinante en la orientación a los consumidores y por consecuencia en las técnicas de producción industrial. Buscar la calidad de un producto alimenticio significa proteger las características intrínsecas de las materias primas, retirar los elementos extraños o indeseables, conferirle al producto todos aquellos atributos que van a influir la esfera higiénico-sanitaria, el poder nutricional, las propiedades organolépticas y funcionales y obviamente, el valor comercial. Desde la perspectiva puramente tecnológica, la reducción de los daños irreversibles de diferente origen que puede sufrir un alimento durante su elaboración hasta llegar al consumidor, puede ser

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obtenida al minimizar todos los efectos conexos indeseables, es decir, escoger la técnica más adecuada, a fin de evitar las consecuencias de acciones únicas llevadas al extremo, como tratamientos de esterilización, de tal forma que se pueda lograr transformaciones muy selectivas, reducción al máximo de los daños y el mantenimiento de la calidad. La gama de productos alimenticios obtenidos de la transformación de las frutas es y puede ser muy amplia.

Fig.2 Alternativas de procesamiento y conservación de frutas.

Los nuevos orientamientos de las técnicas de estabilización en los procesos de conservación tienden a sustituir los tratamientos químicos por intervenciones de orden físico, gracias a las evoluciones de las operaciones físicas de conservación y de empacado. Nuevos sistemas de calentamiento, como un ejemplo del empleo de microondas, y de enfriamiento, a través de nuevos sistemas de transferencia de energía térmica han permitido el desarrollo de procesos a alta velocidad y de variación de la temperatura en el tiempo (sistemas HTST, High Temperature, Short Time, Alta Temperatura, Corto Tiempo, ATCT), que hoy están siendo ampliamente empleados en países desarrollados también para los derivados de frutas, en particular para líquidos como jugos o néctares. Estos modernos sistemas de pasterización vienen asociados a plantas de llenado y empacado aséptico que permiten el empleo de envases flexibles. En el caso de fruta deshidratada, el mercado, si bien rico en perspectivas, aparece todavía modesto. En el aspecto de la calidad, la investigación básica y aplicada ha aportado mejoramientos sensibles. La tecnología de deshidratación a base de vacío y bajas temperaturas ha desarrollado la liofilización; nuevos sistemas de intercambio térmico, individualización de las condiciones críticas, nuevos sistemas de empacado, permiten hoy reducir el daño térmico al punto que pueden obtenerse productos deshidratados de calidad muy superior a los obtenidos mediante técnicas tradicionales. En este sector específico de derivados de fruta, el desarrollo en los próximos años podría ser muy interesante, más aún cuando existen sectores del mercado hoy ocupados en productos alimenticios tipo pasabocas o dulces en ciertos casos con calidad nutricional muy discutible.

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Otra alternativa para mantener la calidad de los alimentos y evitar los daños propiciados por el empleo de condiciones extremas es el de combinar varias técnicas aplicadas en forma parcial. Un ejemplo de combinación es la 'dehidrocongelación'. Las mayores ventajas de esta técnica se deben atribuir a la reducción de peso y especialmente en los líquidos, la reducción de volumen, obtenibles en la fase de deshidratación. El contenido reducido de agua permite que la siguiente fase de congelación sea menos traumática para los tejidos vegetales. La deshidratación que normalmente se realiza por medio de aire caliente, puede ser convenientemente realizada por ósmosis directa. En resumen, se puede decir que en lo relacionado con los alimentos transformados, incluidos los derivados de fruta, la tendencia para el próximo futuro estará orientada a una transformación lo más "delicada" o "ligera" posibles. Esto significa que se podrá tener dos líneas evolutivas distintas hacia el objetivo de "tecnología delicada". Una línea relativa a los productos de larga conservación que pueden mejorar a través del empleo de técnicas muy selectivas. Una segunda línea evolutiva se relaciona con productos frescos que tienden progresivamente a enriquecerse de "contenido tecnológico" para un mejor mantenimiento de las características peculiares (propiedades higiénicas, nutricionales y sensoriales) y más convenientes bajo el perfil de su utilización. Para estos productos se les ha acuñado una definición que los distingue: "Minimally Processed Foods" (Huxsoll et al., 1989), 'Alimentos Mínimamente Procesados', cuyas características peculiares son: alto contenido de mano de obra, siendo alimentos preparados en modo de estar prácticamente listos para el consumo doméstico; alta perecibilidad, tanta como la de los materiales originarios, estabilizados para tener una vida de anaquel (shelf life) de pocos días, de máximo una semana, mediante la combinación de efectos 'delicados' que promueven la refrigeración y el empacado en atmósferas modificadas y eventualmente una ligera acidificación o/y una modesta disminución de la actividad del agua. Concretamente en términos de actividad de agua (aw) la fruta procesada al 'mínimo' podría ocupar un espacio comprendido entre la fruta fresca y los derivados a humedad intermedia. En resumen, la tendencia general de hoy es mejorar la calidad de la producción industrial, un mejoramiento que involucra las materias primas, los procesos, los productos, además de los sistemas de empacado y distribución. Se prevé que la industria alimentaria deberá disminuir cada vez más el espacio de las soluciones y valoraciones empíricas y cambiarlas por una tecnología mas 'científica' , vale decir, basada en el conocimientos de los fenómenos y sobre la capacidad de los operarios de interpretar correctamente las informaciones suministradas por los instrumentos analíticos y de control.

Alimentos de humedad intermedia Una forma de conservar las frutas es deshidratándolas, a fin de controlar su vulnerabilidad causada por el alto contenido de agua. Cuando se deshidrata un alimento no solo se disminuye su contenido en agua sino que se disminuye la disponibilidad de esta agua. Aquí disponibilidad se refiere que aunque un alimento posea una cantidad de agua, esta puede no estar disponible para reacciones bioquímicas o microbiológicas. Una forma de expresar esta disponibilidad es mediante el término "Actividad de agua". Por analogía, así como el pH es un término que indica el grado de acidez de un alimento, la actividad de agua Aw, es un término que se emplea para indicar la disponibilidad del agua. La Aw se representa como la relación de presiones del vapor de agua disponible en un material, que puede ser un alimento, sobre la presión del vapor del agua pura, ambos permaneciendo a la misma temperatura. Aw = (Palimento/ Pagua pura) temperatura

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El máximo valor es 1,0. Cuando en agua pura se disuelven otras sustancias, el valor de la Aw disminuye, o cuando a un alimento se le retira parte del agua su Aw también disminuye. Si esta disminución es en un porcentaje elevado, el alimento adquiere un valor de Aw relativamente bajo y se le podrá denominar alimento de humedad intermedia, o IMF. La actividad del agua Aw de los alimentos influye en la multiplicación y actividad metabólica de los microorganismos (MO), como también en su resistencia y supervivencia. En el intervalo (0.90 0.60) de los alimentos de humedad intermedia, algunas bacterias, levaduras y hongos pueden multiplicarse. La mayoría de estos MO causan daños, y algunos producen toxinas. Una inhibición de los MO en los IMF no depende solamente del Aw, sino también son importantes el pH, el Eh, la temperatura, los conservantes y la flora competitiva. En las últimas dos décadas se ha desarrollado una técnica de conservación que permite aumentar la estabilidad de los alimentos, manteniendo sus características de calidad muy parecidas al alimento originario. Está basada en la teoría de los "Obstáculos". Se les denomina así a los factores que de alguna manera dificultan el desarrollo natural de los MO, tales como el calor, el frió, la Aw, el pH, el Eh y otros mencionados antes. La pregunta es, cuántos de estos obstáculos son necesarios para lograr la estabilidad de IMF y a qué niveles de estos obstáculos depende no solo el tipo, sino también el número de MO presentes? Puesto que la mayoría de procesos empleados en la conservación de alimentos están basados en varios obstáculos, la mayoría de alimentos procesados también tienen varios obstáculos inherentes los cuales dan la estabilidad microbiológica deseada en los productos. La Fig. 3. presenta seis ejemplos del efecto de los obstáculos en alimentos. El ejemplo 1 presenta el caso de un alimento que posee 6 obstáculos, los cuales los MO presentes no los pueden superar todos. Por lo tanto este alimento tiene suficiente estabilidad microbiológica. Aquí todos los obstáculos tienen la misma intensidad, que en la realidad es difícil encontrar. Una situación mas real se presenta en el ejemplo 2. La estabilidad microbiológica de este producto está basada en 5 obstáculos de diferente intensidad. Los principales obstáculos son la Aw y el agente conservante (ej. sorbato de potasio), y los obstáculos adicionales son la temperatura de almacenamiento, el pH y el potencial redox. Estos obstáculos son suficientes para detener los tipos y el número de microorganismos asociados con este producto.

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FIGURA 3. Estabilidad de alimentos basados en el efecto "obstáculo".

El ejemplo 3 representa el mismo producto pero con una mejor condición sanitaria, es decir con pocos MO al iniciar. Por lo tanto, en este producto, solo 2 obstáculos serían necesarios. De otra parte, en el ejemplo 4, debido a las deficientes condiciones de higiene, demasiados MO están presentes desde el comienzo. De ahí que los obstáculos inherentes en este producto no previenen el deterioro. El ejemplo 5 es un alimento de excelente contenido de nutrientes y vitaminas. Por lo tanto, aunque por el tipo y número usual de MO y los mismos obstáculos del ejemplo 2, el 3 y 4 no son suficientes. Hay alguna indicación en el sentido que importa más el resultado del obstáculo que el número que se interpongan para determinar la estabilidad microbiológica del alimento. El ejemplo 6 ilustra el efecto sinérgico que los obstáculos en un alimento podrían tener entre si.

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El efecto del obstáculo es de fundamental importancia en la conservación de alimentos, ya que el concepto de obstáculo gobierna el deterioro microbiológico de los alimentos tanto como su daño o fermentación.

TABLA 1. Procesos tradicionales y nuevos desarrollados en conservación de alimentos y parámetros u obstáculos sobre los que están basados.

La Tabla 1. y la Fig. 3 ilustran el concepto obstáculo de manera simplificada.

FIGURA 4.Gráfica de estabilidad de los alimentos. Velocidad relativa de las reacciones degradativas en función de la actividad del agua. (Labusa, 1970).

En la Fig. 4 se presenta el efecto de la actividad del agua sobre la velocidad de las principales reacciones degradación relativa que pueden ocurrir en los alimentos. Para disminuir la contaminación en los alimentos, donde sea factible, las materias primas deberían ser procesadas mediante calor; además los IMF deberían ser preparadas bajo condiciones higiénicas y refrigeración para asegurar un bajo recuento inicial de MO tolerantes a una determinada Aw.

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Si las características sensoriales del producto lo permiten, la Aw de los IMF debería estar por debajo de 0,85 o el pH < 5.0 ya que uno de estos obstáculos protege el producto contra la presencia de enterotoxina del estafilococo. Sin embargo, IMF con una Aw< 0.90 son microbiológica-mente estables si estos reciben un tratamiento térmico suficiente para inactivar MO o si estos tienen "obstáculos" inherentes, los cuales inhiben el desarrollo de MO indeseables. Si es posible, los IMF deberían ser empacados al vacío en recipientes que ofrezcan impermeabilidad al oxígeno. Un bajo potencial de oxi-reducción (Eh) del producto inhibe el crecimiento de hongos y la producción de enterotoxinas estafilocóccicas.

¿Cómo conservar alimentos de forma tradicional mediante el uso de calor? Hay diferentes niveles de tratamiento con calor, he aquí sus características generales: o o o o

Esterilización: Eliminación completa de microorganismos (MO) Esterilización comercial: Se permite la presencia de algunos esporas que no poliferan en el alimento. Pasterización: Eliminación de MO patógenos. Se combina con la refrigeración. Escaldado: Inactivación enzimas, y quizás algunos MO.

¿Qué tratamiento térmico emplear? Como el tiempo en que se aplique una cantidad de calor afectará las propiedades sensoriales y las nutricionales del alimento y sin duda los costos, se debe conocer el tipo de MO que pueden estarlo contaminando para asegurar su adecuada destrucción. También hay que conocer las características de penetración del calor en el alimento. Esta información permitirá racionalizar el empleo de energía y de equipos. El tratamiento térmico será más prolongado o a mayor temperatura, en la medida que el alimento se encuentre más contaminado, su pH sea más alto, su viscosidad sea más elevada, o más nutritivo sea para los MO patógenos (presencia de azúcares, almidón o proteínas) o tenga menor contenido de agua. En el caso de las frutas y sus derivados, no se corre mucho peligro de contaminación con MO patógenos para los humanos, ya que estos MO no crecen en medios de alta acidez o bajo pH o con la composición en nutrientes que caracterizan a las frutas.

¿Cómo conservar mediante el uso del frío? Existe la conservación mediante la refrigeración y la congelación. El almacenamiento refrigerado se considera cuando se emplean temperaturas superiores a la de congelación que van entre -2ºC y 15ºC. El almacenamiento congelado se caracteriza porque los alimentos se conservan en estado congelado. Las temperaturas deben ser inferiores a los -18ºC. La refrigeración permite conservar alimentos durante días y hasta semanas. El almacenamiento congelado los conserva durante meses y aún años. Esta última técnica de conservación es bastante benigna con respecto a los cambios de sabor, textura, sabor y valor nutritivo, siempre y cuando no se prolonguen demasiado. No se puede decir lo mismo cuando se emplean otros métodos de conservación como el calor, la deshidratación, los aditivos o la irradiación.

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La refrigeración aplicada lo más pronto posible, por ejemplo a una fruta recién cosechada y mantenida durante el transporte, la conservación en bodegas, la venta y el almacenamiento anterior al consumo, permite mantener sus características de calidad prácticamente intactas. En el almacenamiento refrigerado, además de mantener la temperatura dentro de un rango ligeramente superior a la de congelación, pero regulada, es crítico mantener la circulación de aire, el control de la humedad y la modificación de los gases atmosféricos, sobre todo en el caso del almacenamiento de vegetales. La refrigeración de las frutas momentos antes de entrar a procesamiento presenta ventajas relacionadas con la disminución de la velocidad en que ciertas reacciones químicas y físicas, como la formación de espuma en los proceso como de despulpado de frutas, y lo más importante, retarda el desarrollo de microorganismos. LA CONGELACION empieza donde termina la refrigeración. La congelación permite mantener una gran variedad de alimentos a disposición de los consumidores y ofrece el mayor número de ventajas como ninguna otra técnica. Esto ha hecho que se consumen cada vez más alimentos congelados. Los alimentos que se van a congelar se comportan de manera diferente debido a sus diferencias en composición. Los alimentos de mayor concentración de sólidos demorarán más en quedar completamente congelados. En el caso de las pulpas congeladas el proceso de enfriamiento no es uniforme, es decir no se pasa repentinamente del estado líquido al estado sólido. La congelación avanza produciendo primero cristales de agua pura en las paredes del empaque que están mas cerca a la superficie congeladora. Estos cristales van separándose de la masa de pulpa y esta se va concentrando. Finalmente queda un centro de masa muy concentrado que no se congela fácilmente, solo si la temperatura es lo suficientemente baja. Para mantener alta la calidad de las pulpas se necesita que la pulpa se congele completamente, de lo contrario en la masa concentrada que no alcanza a congelarse puede sufrir daños en su textura, color y sabor, además de los daños que pueden causar los microorganismos (MO) al poderse desarrollar aún en esas condiciones. Las altas concentraciones de sólidos provocan desnaturalización de las proteínas y producen una precipitación más rápida de los sólidos insolubles cuando se reconstituyen estos productos, tal es el caso de los néctares que se preparan a partir de pulpas congeladas. La formación de cristales también afectará la integridad de los tejidos donde se encontraba el agua que se congeló. Estos cristales serán más grandes y romperán más los tejidos si la congelación es lenta. El que sea lenta también afectará el desarrollo de los MO. La congelación rápida deja casi intactos los tejidos y al descongelar no se detectará daños apreciables. La temperatura de congelación de -18ºC es recomendada porque evita daños importantes de textura, reacciones químicas, enzimáticas y desarrollo de MO patógenos y esto influye en la reducción de costos. A esta temperatura o más bajas no se detienen las reacciones enzimáticas pero se hacen más lentas así como los otros tipos de reacciones. En general existen algunos factores que determinan la velocidad de congelación, los cuales a su vez ayudan a determinar la calidad del alimento. Uno de estos factores lo constituyen las

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resistencias a la transmisión del calor; el otro es la diferencia de temperatura entre el producto y el medio de enfriamiento. Las resistencias dependen de factores como la velocidad del aire, el espesor y composición del producto, agitación y el grado de contacto entre el alimento y el medio de enfriamiento. Existen situaciones en general, que si se logran, aumentan la velocidad de congelación; estas son: 1.Cuanto mayor sea la diferencia de temperaturas entre el alimento y el refrigerante, 2. Cuanto más delgado sea el alimento y su envase; 3. Cuanto mayor sea la velocidad del aire refrigerado o del refrigerante circulante, 4. Cuanto mas íntimo sea el contacto entre el alimento y el medio de enfriamiento y 5. Cuanto mayor sea el efecto de refrigeración o capacidad térmica del refrigerante. Finalmente el envasado de alimentos impone ciertos requisitos especiales. Debido a la tendencia que tiene el vapor de agua de sublimarse de las superficies de los alimentos congelados a las superficies más frías de los congeladores y cámaras frigoríficas, los materiales de envasado empleados deben tener un alto grado de impermeabilidad al vapor de agua. La mayoría de los alimentos se dilatan al congelarse, algunos de ellos hasta un 10% de su volumen. Por lo tanto los envases en que se congelan deben ser fuertes, hasta cierto punto flexibles y no llenarse completamente. Como en el caso de todos los alimentos que pueden almacenarse durante meses, sus envases deben protegerse contra la luz y el aire. Ya que generalmente se les descongela dentro de sus envases, estos deben ser impermeables a fin de prevenir el escurrimiento durante la descongelación. Entre los envases mas comunes están las latas, laminados, papel encerado, cartones revestidos de plástico y películas de plástico, que son satisfactorios para alimentos congelados. El vidrio no lo es, debido al quebrantamiento causado por la expansión y los choques térmicos.

¿Cómo conservar mediante la deshidratación y la concentración de alimentos? El secado ha sido, desde tiempos remotos, un medio de conservación de alimentos. El agua retirada durante este secado, deshidratación o concentración, puede ser eliminada de los alimentos por las simples condiciones ambientales o por una variedad de procesos controlados de deshidratación en los que se someten a técnicas que emplean diferentes medios como calor, aire, frío, y ósmosis. El secado al sol permite retirar agua hasta niveles del 15%, que es suficiente en algunos casos. Por este sistema se requiere un espacio bastante grande y los alimentos expuestos al sol son susceptibles a la contaminación y a pérdidas debidas al polvo, los insectos, los roedores y otros factores. Por las razones anteriores el secado al sol evolucionó a fin de realizarlo en recintos interiores en donde las condiciones pudieran ser controladas en forma más eficiente. Hoy en día el término deshidratación de alimentos se refiere al secado artificial bajo control. Esta eliminación de agua puede ser casi completa y se busca prevenir al máximo los cambios en el alimento, a fin de lograr luego, durante la reconstitución, obtener productos lo mas parecidos a los alimentos originarios. Los niveles de humedad remanente llegan alcanzar valores de 1 al 5%, según el producto. Por lo general la calidad lograda en la de deshidratación es proporcional al costo del proceso aplicado, existiendo sus excepciones. Los procesos llamados de evaporación o concentración tienen como finalidad la eliminación de solo una parte de agua de los alimentos, quizás una o dos terceras partes, como en la preparación de jarabes, leches evaporadas o pasta de tomate.

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Además de los fines de la conservación, la deshidratación se realiza para disminuir el peso y el volumen de los alimentos. El peso se puede llegar a disminuir 8 veces su peso original. Esto resulta evidentemente en ahorro en el costo del transporte y de los empaques. Un ejemplo de deshidratación donde solo se retira el agua, a fin de mantener las características de aroma y sabor del producto es al obtención de café instantáneo. Hay otras técnicas en las que se emplea calor durante el proceso de retiro de agua. Allí se busca que sea lo más rápido posible, lo cual se logra teniendo en cuenta las siguientes variables: Area expuesta: Entre más dividido esté el alimento, hasta cierto límite, más posibilidades hay para que el calor penetre y deshidrate. Temperatura: Entre más alta sea la diferencia de temperatura entre el medio de transmisión de calor el alimento mayor la velocidad de salida de humedad. o o o

Velocidad del aire. Humedad del aire. Presión atmosférica

Por lo general la deshidratación produce cambios físicos, químicos y sensoriales en los alimentos. Entre los cambios físicos están el encogimiento, endurecimiento y la termoplasticidad. Los cambios químicos contribuyen a la calidad final, tanto de los productos deshidratados como de sus equivalentes reconstituidos, por lo referente al color, sabor, textura, viscosidad, velocidad de reconstitución, valor nutritivo y estabilidad en el almacenamiento. Con frecuencia estos cambios ocurren solo en determinados productos, pero algunos de los principales tienen lugar en casi todos los alimentos sometidos a deshidratación, y el grado en que ocurren depende de la composición del alimento y la severidad del método de secado. Las reacciones de oscurecimiento pueden deberse a oxidaciones enzimáticas, por lo que se recomienda inactivarlas mediante tratamientos de pasterización o escaldado. El oscurecimiento también puede deberse a reacciones no enzimáticas. Estas se aceleran cuando los alimentos se someten a altas temperaturas y el alimento posee elevada concentración de grupos reactivos y el secado alcanza niveles del 15 a 20%. Cuando se superan los niveles de deshidratación como el 2% los cambios en el color son menos intensos. Otra consecuencia de la deshidratación de alimentos es la dificultad en la rehidratación. Las causas son de origen físico y químico, teniendo en cuenta por una parte el encogimiento y la distorsión de las células y los capilares y por otra, la desnaturalización de las proteínas ocasionada por el calor y la concentración de sales. En estas condiciones estas proteínas de las paredes celulares no podrán absorber tan fácil de nuevo el agua, perdiendo así la turgencia y alterando la textura que caracteriza a un determinado alimento. La pérdida parcial de componentes volátiles y de sabor es otro efecto de la deshidratación. Por esto algunos métodos emplean atrapar y condensar los vapores producidos en el secador y devolverlos al producto secado. Otras técnicas usan agregar esencias y saborizantes que derivan de otras fuentes, o bien agregando gomas u otros compuestos que reducen las pérdidas de sabor y aroma. Los factores analizados se tienen en cuenta cuando se va a diseñar un equipo de deshidratación de alimentos. Todo debe tender a lograr la máxima velocidad del secado, con el mínimo de daño al alimento al costo más bajo. Para esto se debe trabajar en forma interdisciplinaria para conseguir resultados óptimos.

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El punto crítico es que el material biológico que son los alimentos nunca es completamente homogéneo y tiende a comportarse de manera diferente debido a que es diferente su composición inicial, cantidad y características del agua que posee; los patrones de encogimiento, migración de solutos y más importante, que cambian sus propiedades a lo largo de la operación de secado. Por todo lo anterior es definitivo combinar unas buenas condiciones de proceso, equipos adecuados y experiencia con los productos a deshidratar. Métodos de secado. Existen diferentes métodos de secado y un mayor número de modificaciones de los mismos. El método escogido depende del tipo de alimento que se va a deshidratar, el nivel de calidad que se puede alcanzar y el costo que se puede justificar. Existen entre los métodos de secado por convección del aire, secadores de tambor o rodillo y secadores al vacío. Algunos de estos sirven para alimentos líquidos y otros para sólidos. Cada uno de estos métodos tiene un número mayor de variantes que se ajustan a las necesidades de volúmenes y características de productos finales. La concentración de alimentos Esta forma de conservar los alimentos se realiza prácticamente por las mismas razones que se emplea la deshidratación. Aquí también se reduce el peso y el volumen que resultan en algunas ventajas inmediatas. Casi todos los alimentos líquidos que se van a deshidratar se concentran antes de ser sometidos a la deshidratación. Los alimentos concentrados más comunes incluyen productos como los jugos y néctares de frutas, jarabes, mermeladas y jaleas, pasta de tomate, y otros. Estos últimos son bastante estables debido a las altas presiones osmóticas que los caracterizan. Cuando los microorganismos se ponen en contacto con estos productos concentrados, sufren una pérdida de agua que resulta letal para su desarrollo. Estos alimentos se conservan por tiempos prolongados sin refrigeración, aunque estén expuestos a la contaminación microbiana, a condición que no sean diluidos arriba de un punto crítico de concentración por medio de la asimilación de humedad, por ejemplo del medio ambiente circundante. La concentración crítica de azúcar o de sólidos solubles varía según el tipo de microorganismo, la acidez del medio y la presencia de otros nutrientes, pero normalmente cerca de un 65-70% de sacarosa en solución detiene el crecimiento de todos los microorganismos en los alimentos. Entre los métodos de concentración mas empleados esta el solar, muy empleado para obtener sal del agua de mar. Otra forma de concentrar son las marmitas abiertas calentadas principalmente con vapor para elaborar mermeladas y jaleas. Existen los evaporadores de película descendente, película delgada y al vacío. Otra técnica de concentrar es mediante congelación. Esta técnica llamada Crioconcentración se basa en que al congelarse un alimento sólido o líquido, no todos sus componentes se congelan inmediatamente. Primero se congela una parte del agua, y ésta forma cristales de hielo que permanecen suspendidos en la mezcla. La solución alimenticia que permanece sin congelar tiene entonces una mayor concentración de sólidos. Este efecto va aumentando a medida que más agua se va congelando. De esta forma es posible separar los cristales de hielo formados inicialmente antes de que se congele toda la mezcla. Una forma de separar el hielo es mediante centrifugación a través de un tamiz de malla fina. La solución de alimento concentrado sin congelar pasa por el tamiz, en tanto que los cristales de agua congelada son retenidos y luego separados. La ósmosis directa es otra técnica que permite concentrar a temperatura ambiente alimentos sólidos. Un caso típico que son las frutas en trozos, que al ser sumergidas en soluciones

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concentradas de azúcares, por el fenómeno de ósmosis el agua de las células de las frutas sale a diluir el jarabe exterior. De esta forma la fruta se concentra y el jarabe se diluye progresivamente con el agua y ciertos compuestos solubles de la fruta capaces de salir de ésta a través de la membrana o paredes celulares. Estos compuestos son los que contribuyen a comunicar al jarabe el sabor, color y aroma de una determinada fruta. Este jarabe puede servir para endulzar jugos, mermeladas, jaleas o cualquier otro derivado de las frutas o productos lácteos. La concentración elevada del jarabe o compuesto que rodea los trozos de fruta no permite el crecimiento microbiano, además evita el contacto directo con el oxigeno, y todo esto en condiciones ambientales, sin necesidad de invertir de manera importante en energía o en equipos sofisticados para lograr concentrar este tipo de alimentos. En la técnica de ósmosis directa son factores importantes que influyen en la velocidad de deshidratación la temperatura, agitación, presión, composición del sistema, cantidad de área expuesta, tipo de membrana y características de los trozos de fruta.

Práctica de laboratorio: Formulación de conservas en almíbar Algunos pasos preliminares en la formulación de una conserva, cuyo medio de empaque es el almíbar, son: o Determinar la concentración de azúcar de la materia prima, por refractometría (°Brix). o Fijar la concentración de azúcar del producto final (°Brix). o Establecer la proporción de sólido que se ha de poner en el envase. o Determinar la concentración de azúcar del medio de empaque para lograr la concentración final deseada. Para lograr un adecuado equilibrio en la conserva, de acuerdo a los valores de concentración de azúcar preestablecidos, se debe realizar un cálculo del azúcar proveniente de las dos fuentes consideradas en el proceso, la fruta y el azúcar pura para preparar el almíbar. Cálculo del azúcar de la fruta: Se mide la concentración de azúcar en un poco de jugo de fruta, mediante refractómetro. La concentración expresada en fracción (porcentaje dividido por 100) se multiplica por la cantidad total de fruta que se ha de poner en cada envase y, con ello, se obtiene el contenido de azúcar aportado por la frota que irá en el envase. La concentración de azúcar deseada en el envase, expresada como fracción, multiplicada por el peso total, preestablecido para el envase, dará el total de azúcar en peso que contendrá el envase. Del azúcar total del envase, se descuenta el azúcar aportado por la fruta y dará el total de azúcar que se ha de agregar en forma de almíbar. Del peso total del envase, se resta el peso de la fruta y se obtiene el peso del almíbar, el cual deberá contener toda el azúcar previamente calculado. Si el peso del azúcar del almíbar, se divide por el peso total del almíbar, se tiene la fracción de azúcar del almíbar. Si esta fracción se multiplica por 100, se tiene el porcentaje de azúcar del almíbar o grados. Brix del almíbar que se debe preparar. NOTA: Se debe cuidar que el peso de fruta en el envase debe determinarse con fruta escaldada, porque de otro modo el envase de vidrio se verá vacío una vez que se haya precalentado y

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esterilizado. Se recomienda que el peso de fruta sea determinado en cinco envases para obtener un promedio para los cálculos. Así, si, o BF : °Brix de la fruta o BA : °Brix del azúcar = 100 o XAF : Fracción de azúcar en la fruta o BP : °Brix del producto final o PT : Peso total en el envase o PF : Peso de fruta escaldada en el envase o PAL : Peso almíbar en el envase o PAF : Peso de azúcar aportado por la fruta en el envase o PAAL : Peso del azúcar aportado por al almíbar en el envase o XAAL : Fracción de azúcar en el almíbar o PAT : Peso del azúcar total en el envase o BAL : °Brix del almíbar Entonces: o o o o o o

BF: 100 = XAF PF x XAF = PAF PT x BP: 100 = PAT PAT- PAF = PAAL PAAL: PAL = XAAL XAAL x 100 = BAL

De este modo, se calculan cuántos frascos se pueden obtener del peso total de fruta disponible y se calcula la cantidad de almíbar necesaria de acuerdo al ejemplo que se presenta a continuación. Ejemplo: Se cuenta con 50 kg de carambola para conserva, con un rendimiento industrial del 85% es decir, un 85% aprovechable para poner dentro del envase. La carambola tiene una concentración de azúcar de 12°Brix y se desea preparar una conserva que tenga una concentración final de 22°Brix. Calcule cuántos frascos de 500 g de peso total (peso neto) y 300 g de fruta (peso drenado o escurrido) puede preparar; indique cuántos kilogramos de azúcar necesita para hacerlo. Solución I: Si cada envase contiene 300 g de fruta, entonces hay 200 g de almíbar como medio de empaque. Si se dispone del 85% de 50 kg de fruta, entonces, se cuenta con 42.5 kg. lo que dividido en unidades de 300 g da un total de 141 frascos y sobran unos 180 g de frota. Si se piensa en un rendimiento real de un 95%, se tendría que el número total de frascos seria de 134, asumiendo una pérdida de fruta por el proceso de 5 por ciento. Así, se debería contar con 134 frascos y sus tapas; 40,2 kg de fruta preparada, trozada y escaldada; y 26,8 kg de almíbar preparada con la concentración adecuada, que se calculará como se muestra a continuación. Se muestran enseguida los diversos pasos para calcular la concentración de azúcar del almíbar a modo de obtener la concentración deseada de azúcar en el producto final.

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Cálculos: o BF: 12 °Brix o

XAF: BF :100 = 0,12

o

PAF: PF x XAF = 0,300 x 0,12 = 0,036 kg de azúcar de fruta por envase

o

BP: 22°Brix

o

PT x BP: 100 = PAT = 0,500 x 0,22 = 0,11 kg de azúcar total por envase

o

PAT - PAF: PAAL = 0,11 kg - 0,036 kg = 0,074 kg azúcar del almíbar por envase

o

PAAL: PAL: XAAL = 0,074: 0,200 = 0,37

o

BAL: XAAL x 100 = 0,37 x 100 = 37°Brix

De este modo, se deberán preparar 26,8 kg de almíbar con una concentración de 37°Brix. Para lo cual se calcula el 37% del peso total, lo que corresponde en este caso a 9,916 kg de azúcar. Estos kilogramos de azúcar se pesan en un recipiente de 30 litros. Una vez pesado el azúcar en el recipiente (no olvide destapar el recipiente), se procede a completar el volumen con agua hasta alcanzar el peso de 26,8 kilogramos. Esto corresponde a un porcentaje: peso de 37% ó 37 °Brix. Resulta muy importante tener en cuenta al menos dos recomendaciones puntuales al preparar una solución: NUNCA SE DEBE PESAR EL AZÚCAR Y AGREGAR UN VOLUMEN DE AGUA IGUAL AL TOTAL DE ALMÍBAR DESEADO, PUES EN ESE CASO LA CONCENTRACIÓN SERÁ MENOR. SIEMPRE SE DEBE COMPLETAR EL VOLUMEN CON EL AGUA. Este es uno de los errores más comunes al preparar soluciones de sal o azúcar para usarlas como medio de empaque. Siempre que sea posible se debería comprobar la concentración final de las soluciones, mediante un refractómetro para el caso de las soluciones de azúcar y con un densímetro o salómetro para el caso de las salmueras. TAMPOCO SE DEBE ASUMIR QUE EL VOLUMEN DEL AZÚCAR O LA SAL ES IGUAL AL DEL AGUA PARA UN MISMO PESO. Con el fin de comparar el efecto de un diferente estado de madurez en la fruta, es decir, de una distinta concentración de azúcar, se asumirá que la carambola en lugar de tener una concentración de azúcar de 12%, es decir de 12 °Brix, tendrá 18%, o sea, 18 °Brix. Así, si se repite el procedimiento anterior, se tiene: Solución 2: Como en el caso anterior, cada envase contiene 300 g de fruta, entonces contiene 200 g de almíbar como medio de empaque. Si se dispone del 85% de 50 kg de fruta, entonces se cuenta con 42,5 kg. lo que dividido en unidades de 300 g, da un total de 141 frascos y sobran unos 180 g de fruta. Si se piensa en un rendimiento real de un 95%, se tendría que el número total de frascos sería de 134, asumiendo una pérdida por el proceso, de un 5 por ciento. Así, se debería contar con 134 frascos y sus tapas; 40,2 kg de fruta preparada, trozada y escaldada; y 26,8 kg de almíbar preparada de la concentración adecuada, que se calculará como se muestra a continuación. Se muestran enseguida los diversos pasos para calcular la concentración de azúcar del almíbar para obtener la concentración deseada de azúcar en el producto final.

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Cálculos: o BF: 18°Brix o

XAF: BF :100 = 0,18

o

PAF: PF x XAF = 0,300 x 0,18 = 0,054 kg de azúcar de fruta por envase

o

BP: 22°Brix

o

PT x BP: 100 = PAT = 0,500 x 0,22 = 0,11 kg de azúcar total por envase

o

PAT - PAF: PAAL = 0,11 kg - 0,054 kg = 0,056 kg azúcar del almíbar por envase

o

PAAL: PAL: XAAL = 0,056: 0,200 = 0,28

o

BAL: XAAL x 100 = 0,28 x 100 = 28 °Brix

De este modo, se deberán preparar 26,8 kg de almíbar con una concentración de 28 °Brix. Para lo cual se calcula el 28% del peso total, lo que corresponde en este caso a 7,504 kg de azúcar. Estos kilogramos de azúcar se pesan en un recipiente de 30 litros. Una vez pesado el azúcar en el recipiente (no olvide destapar el recipiente), se procede a completar el volumen con agua hasta alcanzar el peso de 26,8 kilogramos. Esto corresponde a un porcentaje peso: peso de 28% ó 28 °Brix. De este modo, contar con una fruta de mayor contenido de azúcar, es decir de 18 °Brix en lugar de 12 °Brix, significa que para los 134 envases preparados se ahorran 2,412 kg de azúcar. Si esto se expresa por tonelada de fruta materia prima o por mil envases, se tiene un ahorro de 48,24 kg de azúcar por tonelada de fruta materia prima usada; o un ahorro de 18 kg de azúcar por cada 1000 envases preparados. Por lo anterior, resulta evidente la conveniencia de contar con fruta con un mayor contenido de azúcar, pero ello tiene un límite y es que la fruta debe presentar, además, una serie de características de calidad que también son afectadas por el estado de madurez, como son su textura, su color y su sabor. Así, se debe tener en cuenta que el contenido de azúcar de la frota para una conserva es de mucha importancia, pero también deben considerarse otros factores, por lo que: La materia prima debe contener el mayor tenor de azúcar posible, pero manteniendo las otras características deseables para la obtención de un producto de calidad. Un ahorro similar se podría obtener si a igual concentración de azúcar inicial en la fruta se decide trabajar con un contenido de azúcar menor en el producto final. En efecto, si se supone que el contenido de azúcar final en la conserva será de 20 °Brix, en lugar de 22 °Brix, se podría desarrollar un cálculo similar al anterior, modificando en algunos de los ejemplos anteriores el contenido de azúcar expresado en BI'. Así, para el caso de la fruta de 18 °Brix, se tienen: Cálculos: o

BF: 18°Brix

o

XAF: BF: 100 = 0,18

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o

PAF: PF x XAF = 0,300 x 0,18 = 0,054 kg de azúcar de fruta por envase

o

BP: 20°Brix

o

PT x BP: 100 = PAT = 0,500 x 0,20 = 0,10 kg de azúcar total por envase

o

PAT - PAF: PAAL = 0,10 kg - 0,054 kg = 0,046 kg azúcar del almíbar por envase

o

PAAL: PAL: XAAL = 0,046: 0,200 = 0,23

o

BAL: XAAL x 100 = 0,23 x 100 = 23 °Brix

De este modo, se deberán preparar 26,8 kg de almíbar con una concentración de 23 °Brix. Para lo cual se calcula el 23% del peso total, lo que corresponde en este caso a 6,164 kg de azúcar. Estos kilogramos de azúcar se pesan en un recipiente de 30 litros. Una vez pesado el azúcar en el recipiente (no olvide destapar el recipiente), se procede a completar el volumen con agua hasta alcanzar el peso de 26,8 kilogramos. Esto corresponde a un porcentaje peso:peso de 23% ó 23 °Brix. Como se puede observar, sobre la base de una fruta de 18 °Brix y con una concentración final en la conserva de 20% de azúcar se tiene un ahorro de 1,248 kg por cada 134 frascos, o un equivalente a 9,31 kg para los 1000 envases. Esto resulta de una importancia muy grande al momento de formular los productos, pues se debe tener presente que ni el precio de la fruta, ni el precio final del producto tendrán variaciones muy importantes respecto de los valores originales presentados. Esto quiere decir que la fruta no se paga, en general por el contenido de azúcar que presente, ni tampoco las conservas se venden por el contenido de azúcar al equilibrio. Es más, en algunos casos, una conserva con menor contenido de azúcar puede ser más valorada que una con un contenido de azúcar mayor, no en el precio, sino en las oportunidades comerciales y la aceptación de los consumidores finales.

Papaya en trozos en almíbar Materia prima: A partir de la frota entera se obtiene: Papaya en trozos:

74%

Desechos:

26%

Contenido de azúcar de la fruta:

9,0-9,5 °Brix

Almíbar de acuerdo a las necesidades, conforme a los cálculos de relación sólido/líquido en el envase, como se discute en el Capítulo 4.2.1. de este Manual. Producto terminado: conserva de 22-25 °Brix o de acuerdo a las exigencias del mercado. Luego de la recepción, pesado y lavado de las papayas, se procede a su selección, separando las más maduras que se usan para la elaboración de mermelada y de néctar. Los frutos escogidos se pelan, se les saca las semillas y se trozan en pedazos regulares de aproximadamente 2 cm de lado. Los trozos, opcionalmente, pueden escaldarse durante ] mio en el almíbar en el caso de que no estuviesen muy maduros. Los pedazos se colocan en los envases, tratando de llenar con la mayor parte de fruta posible, sin dañar los pedazos, lo cual se consigue golpeando el fondo de los frascos contra una tabla colocada sobre la mesa.

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Después de está operación, se calcula la cantidad de almíbar para cada frasco, así como la cantidad de fruta en los mismos; la primera operación se lleva a cabo llenando un frasco con agua y midiendo la cantidad requerida, y la segunda, pesando cinco frascos llenos de frota y cinco frascos vacíos, dividiendo la diferencia entre cinco, obteniéndose así la cantidad de fruta en cada frasco. Con los datos anteriores, se prepara la cantidad necesaria de almíbar con el contenido de azúcar requerido para alcanzar los grados Brix calculados. Se calienta el almíbar hasta el punto de ebullición y se lleva a los frascos con fruta para, luego, proceder al precalentamiento hasta alcanzar la temperatura de 85 °C, cuidando de rellenar con almíbar caliente en caso de ser necesario. A dicha temperatura los frascos se sellan, para luego ser esterilizados en agua hirviendo. Después de haberlos enfriado, se etiquetan los frascos y se almacenan.

Piña en cubos en almíbar Materia prima: A partir de la materia prima entera se obtiene: Trozos de piña:

65%

Desechos:

35%

Almíbar de acuerdo a las necesidades, conforme a los cálculos de relación sólido/líquido en el envase. Producto terminado: conserva de 22-25 °Brix o de acuerdo a las exigencias del mercado. Después de la recepción, las piñas se pesan, se lavan y se pelan quitando las hojas, sin eliminar mucha pulpa.La piña pelada completamente, se corta en rodajas de 1,5 a 2 cm de ancho, a las que se les elimina la parte conocida como "corazón" y se troza en pedazos iguales de aproximadamente 1,5 cm de lado. Dependiendo de la madurez del producto, los pedazos de pina pueden ser escaldados en el mismo almíbar que posteriormente servirá como medio de empaque. También la duración de esta operación dependerá de su madurez. Los pedazos escaldados pueden ser envasados en caliente utilizando el procedimiento detallado en papayas en trozos, llenando inmediatamente los frascos con el almíbar para luego proceder al sellado, esterilización, enfriamiento, etiquetado y almacenamiento. En caso contrario, si el envasado se realiza con los trozos fríos antes de las operaciones mencionadas, los frascos deben ser sometidos a un precalentamiento hasta alcanzar la temperatura de 85 °C, cuidando de rellenar con almíbar caliente si es necesario. Luego los frascos se cierran herméticamente, se esterilizan, se enfrían, se secan, se etiquetan y se almacenan.

Plátano en almíbar En este caso el medio de empaque es almíbar calculado de acuerdo a las condiciones del contenido de azúcar de la materia prima y contenido sólido/líquido del envase. Materia prima: El plátano se recepciona y se selecciona, y el rendimiento es: Fruto por racimo:

87%

Racimo descarte:

13%

Fruto pelado:

60%

Cáscara:

40%

Frutos cortados longitudinalmente:

95%

Descarte:

5%

Rodajas para almíbar por fruto pelado:

75%

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Descarte:

25%

Contenido de azúcar del plátano:

12-14 °Brix

Almíbar de acuerdo a las necesidades, conforme a los cálculos de relación sólido/líquido en el envase. Vinagre aromatizado para completar el volumen del envase. Producto terminado: plátano en almíbar con 22 °Brix final o de acuerdo a las exigencias del mercado. El plátano es recepcionado y se selecciona en estado de inmadurez con color verde. Se pesa, se lava para evitar contaminar la pulpa y se pela. El plátano pelado se escalda entero o partido en el almíbar hirviendo por 3 minutos. Se enfría y se prepara de la forma en que se desee. Por ejemplo, en rodajas o en cuartos; opcionalmente, pueden escaldadarse ya partidos. Los trozos se envasan y se les agrega el medio de empaque en caliente. Se precalientan los envases semicerrados hasta que los trozos alcancen 85 °C, cuidando de rellenar con almíbar caliente si es necesario. Se cierran los envases herméticamente y se esterilizan por 20 mio a 100 °C. Después de enfriarlos por rebalse con agua, los frascos se secan, se etiquetan y se almacenan.

Uvilla en almíbar Este producto se debe considerar como un proceso de carácter experimental y, por tal motivo, se han desarrollado dos tipos distintos de producto, con y sin semilla, y en dos almíbares distintos, natural y coloreado con el pigmento propio de la fruta que se encuentra en su piel. Por esta razón, se puede preparar un producto escaldado antes de pelar y, luego, eliminar las semillas en algunos de ellos. Luego se prepara almíbar natural y los frutos escaldados se colocan directamente en el almíbar caliente; se precalientan con los envases abiertos para eliminar el aire aún presente en la fruta y el almíbar y se cierra herméticamente el envase para su esterilización por 20 mio a 100 grados centígrados. El almíbar se adiciona con jugo de limón a razón de 10 g / kg de almíbar Materia prima:

El producto recibido y procesado presenta los siguientes rendimientos: Para producto sin semilla:

Para producto con semilla:

Cáscara:

18% Cáscara:

18%

Semilla:

7%

14%

Escobajo y pedúnculo:

14% Pulpa con semilla:

Pulpa sin semilla:

61%

Escobajo y pedúnculo:

68%

Contenido de azúcar de la fruta: 13 °Brix (después del escaldado la fruta tiene 7.5 °Brix) Producto terminado: Uvilla pelada sin semilla en almíbar natural Uvilla pelada sin semilla en almíbar coloreada Uvilla pelada con semilla en almíbar natural Uvilla pelada con semilla en almíbar coloreada Conserva de 20 °Brix al equilibrio o de acuerdo a las exigencias del consumidor.

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Almíbar de acuerdo al contenido de azúcar de la fruta y al peso de fruta y almíbar en el envase. El almíbar puede ser natural, es decir agua con azúcar, o puede ser agua con colorante proveniente de la maceración por 5 ó 10 min de las pieles de los frutos a temperatura no menor de 60 °C y luego filtrada y adicionado el azúcar.

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UNIDAD 2

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OBTENCION DE PULPAS DE FRUTAS

INTRODUCCIÓN El consumo de frutas en la dieta humana es de vital importancia por el aporte de vitaminas, minerales, fibra, agua, y otros nutrientes, además de la satisfacción de consumir un producto de características sensoriales tan variadas y agradables. En países tropicales como Colombia, la diversidad de frutas producidas es amplia, gracias a los diferentes climas y ecosistemas que naturalmente existen en nuestra geografía. A pesar de esta diversidad, en Colombia el consumo de frutas promedio por persona es de aproximadamente 40 kg. al año, siendo el recomendado por la Organización Mundial de la Salud (OMS) de 120 kg. para lograr una dieta adecuada. Este bajo consumo se debe en parte a factores como la baja producción de frutas en el país, las altas pérdidas postcosecha, que se acercan al 30%, el bajo poder adquisitivo de la mayoría de la población, el atraso tecnológico del sector y la deficiente formación nutricional de la mayoría de la población. En el presente documento se explicarán los aspectos relacionados con la obtención de pulpas y jugos. Entre estos aspectos descritos están: La identificación de las características de las materias primas, las operaciones y condiciones de proceso para la obtención de productos y su conservación, además de la evaluación de la calidad exigida en el mercado.

DEFINICIONES Existen diferencias entre las definiciones de jugo, pulpa y néctar de frutas. El Ministerio de Salud de Colombia los define de la siguiente manera: EL JUGO es el líquido obtenido de exprimir algunas clases de frutas frescas maduras y limpias, sin diluir, concentrar o fermentar. También se consideran jugos los productos obtenidos a partir de jugos concentrados o clarificados, congelados o deshidratados, a los cuales se les ha agregado solamente agua, en cantidad tal que restituya la eliminada en el proceso. LA PULPA es el producto pastoso, no diluido, ni concentrado, ni fermentado, obtenido por la desintegración y tamizado de la fracción comestible de frutas frescas, sanas, maduras y limpias. EL NÉCTAR es el producto elaborado con jugo, pulpa o concentrado de frutas adicionado de agua, aditivos e ingredientes permitidos por la norma colombiana. Condiciones de elaboración. Los jugos y pulpas de frutas deben elaborarse en condiciones apropiadas, con frutas frescas, sanas, maduras y limpias. Los jugos pueden prepararse a partir de concentrados de frutas, siempre que reúnan las condiciones antes mencionadas Existen diferencias entre las definiciones de jugo, pulpa y néctar de frutas. El Ministerio de Salud de Colombia los define de la siguiente manera:

CARACTERÍSTICAS DE LOS JUGOS Y PULPA Las pulpas y jugos se caracterizan por poseer una variada gama de compuestos nutricionales que les confieren un atractivo especial a los consumidores. Están compuestas de agua en un 70 a 95%, pero su mayor atractivo desde el punto de vista nutricional es su aporte a la dieta de principalmente vitaminas, minerales, enzimas y carbohidratos como la fibra.

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La composición en pulpa también varía mucho entre el amplio número de frutas producidas en Colombia. En la gráfica 3 se observa esta fluctuación. En particular la pulpa de cada especie posee compuestos que la hacen diferente en sus características de composición, organolépticas y rendimiento.

GRAFICA 3: Rendimiento en pulpa de algunas frutas

Estas características varían de manera importante aún entre frutas de una misma especie. Hay factores genéticos y agroculturales que influyen para que haya, por ejemplo guanabanas de una región que posean 12% de sólidos solubles y otras que pueden alcanzar hasta 23%. Obviamente lo mejor es conseguir frutas que posean alto rendimiento en pulpa, un elevado valor de sólidos solubles e intensas características sensoriales propias de la fruta. Las características de las pulpas y jugos más tenidas en cuenta en la legislación colombiana son las organolépticas, las fisicoquímicas y las microbiológicas. Las características organolépticas son las que se refieren a las propiedades detectables por los órganos de los sentidos, es decir la apariencia, color, aroma, sabor y consistencia. La apariencia de los jugos o pulpas debe estar libre de materias extrañas, admitiéndose una separación en fases y la mínima presencia de trozos y partículas oscuras propias de la fruta utilizada. La mayor separación de fases se produce por la presencia de aire ocluido, por el tamaño grueso de las partículas que componen la pulpa y por reacciones enzimáticas en pulpas no pasterizadas.

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El atrapamiento de aire es inevitable cuando se emplean despulpadoras que provoquen esta incorporación. En relación con el tamaño de partícula depende del diámetro del orificio del tamiz que se empleó para la separación de las semillas durante el despulpado. A mayor diámetro, partículas más gruesas que menos se sostienen en la columna de fluido, tendiendo a caer por efectos de la fuerza de la gravedad. La separación de fases se presenta al dejar las pulpas en estado crudo, es decir sin aplicar un tratamiento térmico que inactive las enzimas, causantes de la hidrólisis de pectinas y posterior formación de sales que precipitan. Esta precipitación es la que produce un líquido de apariencia más transparente en la parte superior y opaca en la inferior. La presencia de partículas oscuras en la pulpa se puede deber a la rotura de semillas de color oscuro durante el despulpado. Un caso típico se presenta en el maracuyá. También puede ser debido a la presencia de manchas oscuras en la piel de la fruta que pueden pasar a la pulpa. Este caso se puede dar en la guayaba o en la guanabana. Las normas de los países importadores de estas pulpas establecen el grado de separación de fases y el número máximo de puntos oscuros por gramo que aceptan. La pulpa debe estar libre de sabores extraños. Cualquier sabor a viejo o a alcohol es señal de fermentación, que de inmediato es rechazado. El color y olor deben ser semejantes a los de la fruta fresca de la cual se ha obtenido. El producto puede tener un ligero cambio de color, pero no desviado debido a alteración o elaboración defectuosa. Además la pulpa debe contener el elemento histológico, o tejido celular de la fruta correspondiente. Otras características exigidas para las pulpas son las fisicoquímicas. Específicamente la legislación colombiana establece solo condiciones de acidez y de sólidos solubles para las pulpas de frutas más comunes en el mercado nacional. En el caso de la acidez titulable establece los niveles mínimos de ácido que debe poseer cada pulpa, expresados en porcentaje masa/masa de ácido cítrico anhidro. Con esta medida se puede deducir el grado de madurez de la fruta que se empleo o si la pulpa ha sido diluida. En otros países piden la presencia de iones (cationes y aniones) propios de determinada fruta, de proteína, y aún de aminoácidos específicos que se hallan en cada una de las pulpas. También se exige un nivel mínimo de sólidos disueltos o solubles determinados por lectura refractométrica a 20 ºC o grados Brix. El valor de este parámetro permite igualmente deducir el grado de madurez de la fruta o si ha sido diluida. En las gráficas 4 y 5 se observan los valores de acidez y Brix de las frutas más comunes. Los datos graficados son valores promedio de pulpas de diferentes procedencias. Se observa cómo el maracuyá ofrece los valores más altos comparado con las otras pulpas, por lo que se le considera una pulpa concentrada en su estado natural. GRAFICA 4: Sólidos solubles (%) de algunas pulpas de frutas producidas en Colombia

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Una relación muy utilizada para determinar el estado de madurez en que se encuentra una pulpa es el valor que resulta de dividir los grados Brix por la acidez; se le conoce como el Indice de Madurez (IM). Así para la mora, según los datos aquí presentados su IM es 9/1.2, lo que da 7.5. Este valor se hace mayor cuando la fruta avanza en su proceso de maduración natural. Los azúcares aumentan porque llegan de diversas partes de la planta a la fruta y los ácidos disminuyen porque son gastados en la respiración de la planta, de tal forma que ocurre el natural aumento de sus °Bx y disminución de su grado de acidez. Esta relación es muy empleada para normalizar pulpas, es decir lograr ajustar el IM a un valor específico. Con una pulpa normalizada un jefe de producción de una fábrica puede formular y elaborar un néctar también normalizado, con lo que garantiza tanto el contenido en pulpa como los brix y la acidez final del néctar. En otras palabras, con una pulpa de cualquier procedencia que ha sido normalizada se puede preparar un néctar de características sensoriales y fisicoquímicas previstas. La metodología seguida y los respectivos cálculos se explicarán en el capítulo de néctares de frutas. GRAFICA 5: Acidez (% ácido cítricoanhidro) aproximada de algunas pulpas de frutas.

Las características microbiológicas de las pulpas también están normatizadas. Se aceptan ciertos niveles de contaminación de algunos microorganismos (MO) que comúnmente pueden desarrollarse en este tipo de alimento. Las determinaciones mas usuales son la de MO mesófilos, coliformes, esporas de clostridium sulfito reductor, hongos y levaduras. El nivel de estos MO permitidos en las pulpas dependerá del tipo de proceso de conservación a que se haya sometido la pulpa. Cuando la pulpa ha sido simplemente congelada después de su obtención, se le denomina pulpa cruda congelada. Los niveles de recuentos de microorganismos aceptados por la norma colombiana son los siguientes: Buena *

Aceptable

Mesófilos/g

20.000

50.000

Coliformes totales/g

9