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UNIVERSIDAD NACIONAL FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS DEPARTAMENTO ACADEMICO DE CIENCIA Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS

“DESHIDRATADO DE ALIMENTOS” CURSO

: TECNOLOGIA E INDUSTRIAS DE FRUTAS Y HORTALIZAS

DOCENTE : Ing.

AUTORES :

Tingo María – Perú 2017

I.

INTRODUCCION

La deshidratación de alimentos se lleva a cabo mediante diversos métodos, variando de artesanales a altamente sofisticados y a gran escala. La deshidratación permite reducir la actividad acuosa del fruto, reduciendo la susceptibilidad al deterioro, pero induciendo una serie de cambios físicos, químicos y de bioactividad que afectan su aceptabilidad por el consumidor final. La magnitud de estos cambios depende de las condiciones de deshidratación La deshidratación de alimento es el proceso de extracción del agua que contiene mediante la circulación de aire caliente, lo que detiene el crecimiento de enzimas y microorganismos que lo deterioran. Además, muchos microorganismos son destruidos cuando la temperatura llega a 60°C. El objetivo de secar es preservar el alimento al disminuir su humedad hasta que el crecimiento microbiano de bacteria, levadura y moho, y las reacciones químicas por degradación enzimática se detengan y cesen de destruir el alimento durante su almacenaje. En el caso de las frutas, el objetivo adicional es aumentar el nivel de azúcar. OBJETIVOS: -

Analizar y conocer los diferentes métodos de deshidratación de frutas y hortalizas en la industria alimentaria.

-

Prolongar el tiempo de vida útil del alimento.

II.

REVISIÓN DE BIBLIOGRAFICA

II.1.

Antecedentes (Vincent, 1989 y Khan y vincent,1990), Enfatizaron las diferencias

en las dimensiones de las células y espacios intercelulares en el parénquima Interior (cerca al corazón) y en el Exterior (cerca de la cáscara). Al interior las células están organizadas en columnas más o menos radiales, las células son cilíndricas, arrinconadas y los espacio de aire están radialmente elongado y bien interconectados, mientras que al exterior del parénquima, las células son groseramente esféricas, muestran poca orientación y los espacios de aire son más pequeños y no están bien interconectados. (Lozano et.al 1980), encontraron como ejemplo de las magnitud de encogimiento, que el volumen final de manzanas después de la deshidratación fue el 17% del volumen inicial; una cantidad escasamente justificable. (Wallapapan et.al 1983), encontró que la porosidad tiene un efecto directo en las otras propiedades físicas tales como el coeficiente de difusión de masa, la conductividad térmica y la difusividad térmica. Cuando los sistemas heterogéneos contienen fase gaseosa (poros), la densidad Parente es sin duda otro factor que la afecta (conductividad térmica), ya que involucra a la distribución de tamaños de partículas y porosidad.

II.2. Definición de Deshidratado El deshidratado de frutas y hortalizas es uno de los métodos más antiguos y más empleados para su conservación. El deshidratado consiste en la extracción del agua contenida en los alimentos por medios físicos hasta que

el nivel de agua sea adecuado para su conservación por largos Periodos, el nivel de agua se reduce por debajo del 10%. Con el deshidratado se aumenta la vida de anaquel de los alimentos mediante la reducción de la actividad de agua, lo que inhibe el crecimiento microbiano y la actividad de las enzimas. La reducción del peso y volumen en el secado también reduce los costos de transporte y almacenamiento. (SHARMA, 2003). Según (Welti et al. 2001) la deshidratción es una técnica de conservación de alimentos basada en la eliminación de agua de los mismos para darles estabilidad microbiana, reducir reacciones químicas deteriorativas y reducir los costos de almacenamiento y transporte. Según (Perry 1966) las razones para deshidratar son múltiples, pero de ordinario son algunas de las siguientes:  Facilidad de manipulación en algún Tratamiento posterior  Permitir la utilización satisfactoria del producto final  Reducir los costos de transporte  Aumentar la capacidad de otros aparatos o instalaciones de proceso.  Conservar un producto durante su almacenamiento y su transporte II.3.

Ventajas y desventajas del deshidratado de alimentos II.3.1.

Ventajas del deshidratado  Se elimina la posibilidad de su deterioro biológico  Se puede encontrar en cualquier temporada  Disminuir el peso del alimento  Los procesos de transferencia de materia prima y de calor pueden ser optimizados  Efecto conservante  Se reduce el volumen del alimento  Disminuir costos  Aumenta la eficacia de los procesos de transporte y almacenaje.

II.3.2.

Desventajas del deshidratado



Afecta profundamente a las características del alimento



Al deshidratarse no presentan las características del producto fresco, ni en sabor ni en textura.



La eliminación del agua debe hacerse de modo que el perjuicio sobre su calidad sea mínimo.

II.4.

Propiedades de los alimentos en el proceso deshidratación Según (Poter, 1999 y Follows 1994), algunas propiedades de los

alimentos tienen un efecto en el proceso de deshidratación, y la calidad del producto final será afectada. A continuación se anuncia algunas de las propiedades (Potter, 1999 y Fellows, 1994):  Orientación del constituyente Los alimentos usualmente son homogéneos. La orientación de las capas en el alimento que se seca será afectada por la velocidad de deshidratación. Similarmente en una emulsión acética en agua se puede esperar que se secara más rápidamente que una emulsión agua/aceite.  Concentración de soluto Los solutos en solución elevan el punto de ebullición, así los alimentos con gran concentración de solutos tenderán a secarse lentamente. Esta es también una razón del porque decrece la velocidad de deshidratado.  Ligación del agua El agua libre es más fácil que remover que el agua en geles coloidales (por ejemplo: almidones de trigo, pectina, u otra goma presente), y más que el agua ligada.



Estructura celular Los tejidos celulares vivos son menos permeables al agua. Cuando

la planta o animal está muerta, o el material es blanqueado o cocido, este tejido

llega a ser más permeable. Generalmente los vegetales o carnes cocidas se secaran más rápidamente que los materiales frescos, esta cocción no causara excesivo ablandamiento o encogimiento.  Encogimiento El encogimiento usualmente ocurre cuando un producto es deshidratado. Los cubos tienden a reducirse y tener superficies cóncavas. En algunos casos donde el producto es secado rápidamente, la superficie llega a estar seca y rígida primero, y el interior entonces empuja fuera causando vacíos, y efectos de pañales, lo cual reduce la densidad volumétrica.  Otros efectos texturales Las variaciones localizadas en el contenido de humedad pueden elevar el estrés interno. En alimentos que son blanqueados, la pérdida de textura puede ser causada por gelatinización del almidón y cristalización de la celulosa. Preparamientos, por ejemplo, adición de cloruro de calcio al agua de blanqueado, puede modificar estos efectos  Case hardening (endurecimiento de cubierta) Como el agua se mueve hacia la superficie del producto, tiende a llevar disuelto sólidos con el. Como el agua se evapora desde la superficie, estos sólidos pueden concentrarse, formando una dura capa vidriosa conocida como case hardening. Este, en conbinación con los efectos de encogimiento, tiende a bloquear los poros, evitando el secado efectivo. Debe anotarse que el gradiente de concentración que ocurre cuando la superficie se seca antes que el interior puede elevarse el gradiente de concentración causando migración de solutos hacia el centro del producto.

 Termoplasticidad Muchos alimentos se suavizan con el calentamiento, ellos son llamados termoplásticos.

 Color El secado cambia de reflectividad y el color de la superficie. Los caroteniodes y la clorofila sufre cambios químicos debido al color y a la oxidación, las altas temperaturas y cortos tiempos de deshidratación incrementan la perdidas de pigmentos. La oxidación y la actividad enzimática residual causa Pardeamiento durante el almacenamiento, se previene por blanqueado o tratamiento con dióxido de azufre (o ácido ascórbico). 

Flavor y aroma Los componentes volátiles como agua se evaporan por el proceso

de deshidratación. La cantidad de perdida depende de factores incluyendo a la temperatura, concentración de sólidos, presión de vapor de volátiles, y solubilidad de los volátiles, en el vapor de agua.  Valor Nutritivo El valor nutritivo de alimentos secos varía ampliamente de acuerdo a los factores tales como los procedimientos de preparación, la temperatura y tiempos de deshidratación, y condiciones de almacenamiento. En la frutas y vegetales, las perdida durante la preparación usualmente exceden a los del secado.  Rehidratación La rehidratación no es la reversa del proceso de deshidratación. Muchos cambios de textura, migración de solutos y pérdida de volátiles son irreversibles. El calor reduce el grado de hidratación del almidón y la elasticidad de las paredes celulares y las proteínas coagulan para reducir su capacidad de retener agua.

II.5.

Factores influyentes en el deshidratado

II.5.1. Tiempo y temperatura

Además de la temperatura y el tiempo de deshidratado, el incremento en la superficie de contacto del alimento con el fluido deshidratante también incrementa la velocidad de movimiento del agua desde el alimento hacia el exterior del mismo. Esto se logran rebanando y perforando el tomate (Rajkumar et al., 2007). Frutas mayor que 57 ° C y en Hortalizas mayores que 52 ° C

Cuadro 1. El tiempo de deshidratación de frutas en horas Fruta Arándanos Cereza Ciruela Damasco Durazno,nectarín

Tiempo entre 50°Cy 60°C, Horas 8-12 18-30 18-24 16-36 24-36

Cuadro 2. El tiempo de deshidratación de hortalizas en horas. Hortaliza Apio Arveja Berenjena Betarraga Brocoli Zanahoria

Tiempo entre 50°Cy 60°C, Horas 18 17 24 12 10 18

Vainitas

14

Tomate

26

Repollo

10

Pimentón

12

II.5.2. Superficie. En general, para ser deshidratadas las frutas y hortalizas son cortadas en pequeños trozos que son esparcidos sobre las bandejas en

delgadas capas. Ello permite aumentar la transferencia de calor y masa. Grandes superficies de secado proveen mayor contacto con el medio calórico (el

aire

caliente)

y

mayor

área

de

escape

de

la

humedad.

Pequeñas partículas o delgadas capas reducen la distancia de escape de la humedad del núcleo hacia la superficie. II.5.3. Control químico El objetivo del control químico es preservar el color y el sabor del producto, mantener sus nutrientes, detener la descomposición por la acción enzimática,

asegurar

un

deshidratado

parejo,

extender

su

vida

de

almacenamiento.  Solución ácida: un principal problema es el pardeamiento por oxidación y la pérdida de vitaminas A y C. El pardeamiento es crítico en las frutas de color pálido, como manzanas, peras, duraznos, damascos y bananas a causa de la acción de la enzima fenoloxidasa. Para impedir estos efectos, apenas peladas, se las somete a un control químico que interfiere las reacciones químicas oxidantes. Este consiste en un baño en una solución de ácido con agua.  Azufrado: Se realiza antes del secado para preservar el color del producto final y disminuir el ataque de insectos. Para tal fin se utilizan cámaras (cajones) herméticos dentro de los cuales se coloca la fruta y se quema azufre. El azufrado se puede reemplazar por el uso de metabisulfito.

II.6.

Tipos de proceso de deshidratado II.6.1. Deshidratación atmosférica consiste en pasar aire caliente sobre el alimento a secar. El secado

industrial se lleva a cabo con el último método en lotes o en procesos continuos. Los procesos continuos incluyen el secador de túnel, el secador rotatorio, secadores de tambor, el secador de charolas, entre otros. Por otra

parte el secado industrial a temperaturas superiores a los 90 °C, ocasiona pérdidas de calidad con respecto al color, sabor, nutrientes y puede llegar a formar costras en el producto, impidiendo que se seque la parte interior de este. (ANDRITSOS et al, 2003) II.6.2. Deshidratación en bandeja Estos tipos de deshidratadores están elaborados con paredes de acero inoxidable en su interior, aluminio en el exterior, abastecido de bandejas o charolas en su interior con una ligera inclinación, las cuales giran lentamente (5-20 rpm) generando que el producto se mueva a través de la charola, entre las cuales fluye una corriente de aire caliente que circula a diferentes velocidades, ya sea en la misma dirección o en dirección opuesta al flujo del producto (KIRANOUDIS et al., 1997). II.6.3. Deshidratación osmótica La deshidratación osmótica tiene la ventaja de mantener de mejor manera las características organolépticas (color, textura, sabor y aroma) y nutricionales (vitaminas, minerales y compuestos protectores) de los tomates, lo cual no se logra con la deshidratación térmica (Jiokap et al., 2001). La deshidratación osmótica también permite reducir los costos de producción, empaque y distribución de esta hortaliza (Aouar et al., 2006). La deshidratación osmótica consiste en colocar el producto en contacto con una solución de azúcar y/o sal, a la cual se le denomina solución osmótica. Durante la deshidratación osmótica disminuye continuamente el contenido de agua en el tomate mientras el agente osmótico penetra en él (HUU-THAUAN et al., 2009).

II.6.4. Deshidratación Solar La deshidratación por exposición al sol es ampliamente practicada en los trópicos y subtrópicos. La variante más común y económica de este método consiste en colocar el alimento sobre la tierra (acondicionada o alfombrada) o piso de concreto, quedando expuesto directamente al sol. La

desventaja de esta variante radica en la vulnerabilidad del alimento a la contaminación por polvo, infestación por insectos y hongos productores de aflatoxinas, pérdidas por animales y baja calidad de los productos obtenidos (BALA, 2004). II.7.

Alimentos que se pueden deshidratar

II.7.1. Deshidratado de frutas

Fig.2: Deshidratado de fresa

Fig.1: Deshidratado de aguaymanto

Fig.3: Deshidratado de manzana

II.7.2. Deshidratado de hortalizas

Fig.5: Deshidratado de pepino

Fig.4: Deshidratado de tomate

Fig.6: Deshidratado de zanahoria

III.

MATERIALES Y METODOS

III.1.

Materia prima -

Materia prima (Manzana) de tamaño medio, en perfectas condiciones aparentes.

III.2.

Equipos

 Balanza analítica AND, Capacidad máxima de 310g  Refractómetro Universal rango de medición de 0 a 95 g/100g  Potenciómetro  Micrómetro  Deshidratador de bandeja de aire caliente  Cortadora (cuchillos)  sacabocados III.3.

Materiales

 Vasos precipitados de 500ml  Probetas graduadas de 10,20 y 50 ml  Pipetas graduadas de 10ml  Buretas de 50ml  Placas Petri  Campana de desecación  Papel aluminio  Recipientes de plásticos  Tijeras y pinzas III.4. Metodología Experimental III.4.1. Acopio: El acopio se realizó en el mercado de tingo María se acopia en función a la selección y clasificación. III.4.2. Etapas a considerar  Etapa I: Se caracterizó la manzana determinándose el índice de madurez, densidad real, densidad aparente, porosidad, volumen y humedad.

 Etapa II: Se determinaron las condiciones de secado que minimizaron el grado de encogimiento en función de sus propiedades físicas: densidades y porosidad de las rodajas de manzana  Etapa III: Tratamiento de datos. Se efectuó el tratamiento de datos experimentales obtenidos en la etapa anterior para ver la influencia de estas condiciones sobre las densidades real y aparente y porosidad. Diagrama1: Etapas de la investigación ETAPA I Caracterización de materia prima: Índice de madurez, densidad real y aparente, porosidad, volumen y humedad

ETAPA II Determinación de parámetros físicos Durante el secado: Densidades Real y aparente y porosidad. Volumen y humedad al final del proceso.

ETAPA III Caracterización de materia prima: Tratamiento de datos Determinación de las condiciones óptimas de deshidratado

III.4.3. Selección y clasificación Las manzanas se clasificaron en función al tamaño con diámetro mayor a 6 cm

III.4.4. Almacenamiento Las manzanas fueron mantenidas en refrigeración a 2°C y 95% HR, hasta el momento del ensayo. III.4.5. Lavado y desinfección Fue por inmersión en agua y el desinfectante hipoclorito de sodio III.4.6. Preparación de la muestra La manzana fue pelada y se usaron “sacabocados” para perforar en dirección radial hasta el centro para tomas muestras. Se determinó el índice de madurez de la materia prima. De cada cilindro radial se obtuvo 2 muestras por corte en el punto donde el tejido vascular denso (Vincent, 1989) de este modo se obtuvo muestras del sector más cercano al corazón y del sector más próximo a la cascara del tejido parenquimático de la manzana. Las muestras fueron discos cilíndricos con diámetro de 171mm y con espesor de 71mm. El diámetro de las muestras lo da el sacabocados y para obtener el espesor deseado se utilizó un cortador eléctrico de embutidos. Para medir estad dimensiones se utilizó un micrómetro. Luego, se colocaron sobre papel secante para remover el exceso de agua y se pesaron; se colocaron junto con una pieza de papel húmedo para evitar la deshidratación superficial antes de empezar el experimento, según la metodología seguida por Mavroudis et al. (1998).

Figura 7. Sección transversal de manzana ilustrando la dirección radial de toma de muestra

III.4.7. Deshidratación En un secador de bandejas, en el cual se deshidrataron las rodajas de manzanas obtenidas en la primera etapa de experimentación. Las temperaturas de deshidratación fueron 45, 60 y 75ºC, con velocidades de aire de 2,3 y 4 m/s. durante todo el proceso de secado se determinó la variación de densidad aparente, densidad real y porosidad (ver diseño experimental). La toma de pruebas se realizó en tres tiempos: 1, 3 y 5 horas de secado. Al finalizar el tiempo de secado se determinó el porcentaje de humedad y el volumen de las muestras. Las condiciones de secado se fijaron en función a las características del deshidratador de bandejas utilizado y a la investigación de Kavac y Bicer (2003), quienes citan que espesores de 8mm pueden ser deshidratados en el rango de 180 a 320 minutos con condiciones de secado de 60 a 80ºC. a estas condiciones y con 1,5 m/s de velocidad de aire de secado, encontraron que la curva de secado de rodajas de manzana obedece a un modelo logarítmico.

III.4.8. Envasado Se realiza cuando el producto está completamente envasado se realizar en

frío.

El

bolsas de polipropileno de 1 micra de espesor

(Hernández y Giacin, 1998). III.4.9. Almacenado El producto se almacenará a temperatura ambiente. Se realizarán mediante las siguientes operaciones.

Flujograma de operaciones 2: deshidratado de Manzana Acopio

Sanas sin defecto alguno Maduras, medianas (D> 6cm) 13°Bx/ 0.3-0.5 % acidez

Selección y clasificación

Almacenamiento

Hipoclorito de sodio 2ml/1Lt agua x 15 min

Lavado y desinfección

1-2°C / 95 %HR

Agua + materias extrañas

IV.

CONCLUSIÓN

El

proceso de deshidratación en

alimentos es una forma

ampliamente utilizada en la conservación, es importante analizar porque de esto dependerá el método adecuado y las variables a controlar La temperatura es el factor que afecta directamente la calidad del fruto o la hortaliza deshidratada. Las altas temperaturas degradan el color y

provocan un encogimiento en la textura del fruto, dándole una apariencia poco agradable al producto de acuerdo a la revisión bibliográfica obtenida y figuras mostradas de distintos alimentos.

V.

BIBLIOGRAFIA VINCENT, J. 1989. Relationship Between Density and Stiffnes of

Apple Flesh, J.Sci. Food Agriculture, 47, 443-447 p. KHAN, A. y VINCENT, J.1190. Anisotropy of Apple parenchyma. Journal of the Science of food and Agriculture. 53, 455-458 p. LOZANO, J; ROSTEIN, E. y URBICAIN, M. 1980. Total, Porosity and Open pore porosity in the dryng of fruits, journal of Food science., 45, 13-17 p.

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