Tesis / 0304/I.A. by MAOSABO

EFECTO DE LA APLICACIÓN DE MICROONDAS Y OSMODESHIDRATACIÓN EN EL SECADO DE LÁMINAS DE PERA (Pyrus communis) VARIEDAD BLANQUILLA

GIGLIOLA MORA MUÑOZ ANDREA STEFANIA RIVEROS ORTIZ

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS OCTUBRE BOGOTÁ 2014

EFECTO DE LA APLICACIÓN DE MICROONDAS Y OSMODESHIDRATACIÓN EN EL SECADO DE LÁMINAS DE PERA (Pyrus communis) VARIEDAD BLANQUILLA

GIGLIOLA MORA MUÑOZ ANDREA STEFANIA RIVEROS

Tesis para optar el título de Ingeniera de Alimentos

Directora MSc. Nidia Casas Forero

FUNDACION UNIVERSITARIA AGRARIA DE COLOMBIA PROGRAMA DE INGENIERIA DE ALIMENTOS OCTUBRE BOGOTA 2014

Nota de aceptaci贸n: ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________ ______________________________________

______________________________________ Firma del presidente del jurado

_____________________________________ Firma del jurado

Bogot谩, Octubre 2014

AGRADECIMIENTOS

A la fundación Universitaria Agraria de Colombia – UNIAGRARIA y al programa de Ingeniería de Alimentos que durante nuestra carrera nos formaron como profesionales con valores y principios éticos para el desarrollo óptimo de nuestros conocimientos. Al laboratorio, la planta piloto de Ingeniería de Alimentos y a sus funcionarios los cuales nos aportaron el espacio y el conocimiento para el desarrollo de nuestro trabajo de investigación, y por el préstamo de los equipos y utensilios que fueron necesarios para las pruebas experimentales requeridas en nuestro trabajo. A la Ingeniería Nidia Casas, directora de la tesis, por su gran aporte y apoyo durante el proceso y desarrollo de la misma. Su dedicación, confianza y gran experiencia fueron primordiales para ayudarnos y orientarnos a realizar este sueño. A todos los profesores que durante el proceso de formación aportaron con su experiencia y sus conocimientos una parte fundamental en nuestra carrera para así fortalecer nuestros conocimientos y por su gran formación ética como seres humanos. A todas las directivas de la universidad Agraria, por su colaboración para la realización de este trabajo de investigación. A los jurados de evaluación quienes estuvieron presentes en las ponencias por sus observaciones y percepciones frente a nuestra investigación para así afianzar nuestros conocimientos y enriquecer nuestro trabajo.

DEDICATORIA

A Dios en primera medida, quién me regaló salud, sabiduría y muchas ganas de estudiar para finalizar hoy mi carrera. A mis padres que día a día, lucharon junto a mí por este sueño que hoy se cumple, gracias a su apoyo, por su cariño y su inmenso amor por mí. Sus esfuerzos hoy se ven reflejados en este gran triunfo que también es parte de ellos. A mis hermanas y hermano, quienes han estado apoyándome siempre de una u otra manera, y especialmente a mi hermana Angie Mora, quien ha sido mi reflejo, mi alma gemela, mi amiga, mi compañera de vida, del día a día, y la cual siempre ha estado para ayudarme y guiarme, por su gran amor y preocupación por mí en todo los momentos que hemos compartido y a toda mi familia, por su apoyo, confianza y respaldo que siempre han demostrado por mí y me han brindado. A mi compañera de tesis Stefa, por su dedicación, interés y entrega en la formación de este documento y apoyo en la parte experimental de este trabajo, logrando este sueño que alguna vez comenzamos juntas y que hoy hace parte de nuestra vida. A mis compañeros Pato, Manu, Lili, Lau, Nene, Jorge, y Ricardo gracias por cada día compartido, y sobre todo por los momentos inolvidables que durante nuestra carrera tuvimos. Y por su apoyo y aporte de conocimientos en los momentos que los necesité. A mi mejor amigo Pipe, el cual siempre estuvo ahí para apoyarme incondicionalmente, por su paciencia, y su confianza que día a día fortaleció un lazo de amistad que indudablemente hoy es grande. A mi novio Ruben Darío Joya, quien ha sido mi motor del día a día, mi con razón, mi amigo, mi confidente, mi gran motivación, la persona que me ha visto en las buenas y malas y aun así creyó y cree en mí, quien me ha apoyado y ha sido mi compañía durante estos años de carrera y al que le debo mi felicidad de cada uno de mis días y a su amor sincero y condicional que ha demostrado. Y a todas y cada una de las personas que estuvieron cerca de mi proceso, y quienes creyeron en mis capacidades para que hoy fuera un paso más en el proceso de mi vida, de mis sueños y de realización como persona. Gigliola Mora Muñoz 5

DEDICATORIA

Agradezco principalmente a Dios por haberme dado vida y salud para alcanzar mis objetivos y llegar a éste logro, además de su infinita bondad y amor; por guiar cada uno de mis pasos y darme la fuerza y la sabiduría necesaria para salir adelante, por poner en mi camino las mejores personas y en el momento preciso para apoyarme en la realización de este objetivo. A mis padres María Angélica y Alfonso por su infinito amor, su apoyo y su confianza que fueron la fuerza que a diario alimentó las ganas de cumplir éste sueño, por enseñarme los valores que fundamentan mi vida y que me hacen ser una mejor persona, éste logro es también de ustedes y ésta es la mejor herencia que me dejan, espero ser un orgullo para ustedes así como yo estoy orgullosa de tenerlos a ustedes. A mi hermano David, que a pesar de las circunstancias siempre es y será un apoyo en mi vida y compañía en mis logros A Rodrigo, que ha sido mi inspiración y el impulso durante el final de mi carrera y el pilar para la culminación de la misma, que con su apoyo constante, su incondicional confianza y su amor ha sido mi amigo y mi compañero inseparable, fuente de calma y consejo en todo momento, origen de mi felicidad. A mis tíos Manuel y Milena, a mis primos Brigith, Laura, María José y Vivi y a mi segunda mamá Luz; por ser apoyo en diferentes momentos y situaciones de mi vida tanto en las buenas como en la malas y que han visto mi proceso y me han acompañado en él. A mi compañera de tesis Gigo, por darme la oportunidad de compartir de éste sueño juntas, con su dedicación y apoyo constante es también merecedora de éste logro. Y a mis compañeros, maestros y todas las personas que me ayudaron a formarme tanto académica como personalmente y que hoy son participes de mis logros.

Andrea Stefania Riveros Ortiz

TABLA DE CONTENIDO 1.

INTRODUCCIÓN ................................................................................................................... 15

PROBLEMA A SOLUCIONAR ............................................................................................ 17

PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ..................................................................................... 17

JUSTIFICACIÓN .................................................................................................................... 18

OBJETIVOS ............................................................................................................................ 19 5.1. Objetivo General.................................................................................................. 19 5.2. Objetivos específicos.......................................................................................... 19

REVISIÓN BIBLIOGRAFICA............................................................................................... 20 6.1. Pera ...................................................................................................................... 20 6.1.1. Generalidades de la pera ........................................................................................ 20 6.1.2. Descripción................................................................................................................. 20 6.1.3. Clasificación Taxonómica ...................................................................................... 21 6.1.4. Cultivo del peral ........................................................................................................ 21 6.1.5. Composición nutricional ......................................................................................... 21 6.1.6. Propiedades medicinales de la pera .................................................................... 22 6.1.7. Usos industriales de la pera .................................................................................. 23 6.1.8. Producción de pera a nivel mundial .................................................................... 23 6.1.9. Exportación de pera a nivel mundial ................................................................... 24 6.1.10. Importación de pera a nivel mundial ................................................................. 24 6.1.11. Producción de pera en América ......................................................................... 25 6.2. Secado ................................................................................................................. 25 6.2.1. Métodos de secado .................................................................................................. 25 6.2.2. Deshidratación Osmótica ....................................................................................... 27 6.2.3. Deshidratación por microondas ........................................................................... 29 6.2.4. Deshidratación por aire caliente ........................................................................... 31 6.2.5. Cinética de secado ................................................................................................... 38 6.2.6. Modelación velocidad de secado ......................................................................... 40 6.2.7 Evaluación de calidad de productos deshidratados ........................................ 42

METODOLOGÍA .................................................................................................................... 46 7.1. Selección materia prima ..................................................................................... 46 7.1.1. Preparación de las muestras ................................................................................. 46 7.2. Proceso de Deshidratación de las muestras de pera. ...................................... 46 7.2.1. Proceso de Osmodeshidratación ......................................................................... 46 7.2.2. Pre tratamiento de secado por microondas ...................................................... 47 7.2.3. Proceso combinado (Secado por Microondas y Osmodeshidratación) .... 47 7.2.4. Proceso de Secado por Aire Caliente.................................................................. 47 7.3. Diseño experimental ........................................................................................... 47 7.4. Métodos ............................................................................................................... 48 7.4.1. Análisis Fisicoquímicos .......................................................................................... 48 7.4.2. Análisis Colorimétricos ........................................................................................... 49 7.4.3. Análisis sensorial...................................................................................................... 49

RESULTADOS Y ANÁLISIS................................................................................................ 51 8.1. Caracterización Pera en Fresco ......................................................................... 51 8.2. Efecto de los pre tratamientos en las propiedades fisicoquímicas. ................ 51 8.2.1. Humedad ..................................................................................................................... 51 8.2.2. °Brix .............................................................................................................................. 53 8.2.3. pH .................................................................................................................................. 54 8.2.4. Acidez........................................................................................................................... 55 8.2.5. Análisis de firmeza ................................................................................................... 56 8.2.6. Cambios Colorímetros............................................................................................. 57 8.3 Análisis sensorial ................................................................................................ 64 8.4. Cinética de Secado ............................................................................................. 65 8.4.1. Pérdida de peso......................................................................................................... 65 8.4.2 Pérdida de Humedad ................................................................................................. 66 8.4.3. Velocidad de secado ................................................................................................ 68 8.5 Modelación ........................................................................................................... 71 8.5.1. Modelo de Newton .................................................................................................... 71 8.5.2. Modelado de Henderson and Pabis ..................................................................... 72

CONCLUSIONES .................................................................................................................. 75

10. RECOMENDACIONES .......................................................................................................... 77 11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS .................................................................................... 78

LISTA DE FIGURAS Figura 1. Fruto pera …………………………………………………………………… 20 Figura 2. Producción mundial de pera………………………………………………. 23 Figura 3. Métodos de secado………………………………………………………... 26 Figura 4. Distintas geometrías de reducción de tamaño en alimentos para Osmodeshidratación (Suca, 2010)……………………………...……………………. 28 Figura 5. Curva típica de velocidad de secado constante: a) gráfica de los datos de humedad libre en función del tiempo. b) curva de velocidad de secado en función del contenido de humedad libre……………………………………………... 40 Figura 6. Modelo de color CIE L*a*b………………………………………………… 45 Figura 7. Pera en estado fresco……………………………………………………... 46 Figura 8. Diseño experimental……………………………………………………….. 48 Figura 9. Porcentaje de pérdida de humedad en muestras de pera deshidratadas por aire caliente………………………………………………………………………… 52 Figura 10. Comportamiento de °Brix (sólidos solubles) en muestras de pera deshidratadas por aire caliente……………………………………………………….. 53 Figura 11. Comportamiento de pH en muestras de pera deshidratadas por aire caliente…………………………………………………………………………………... 54 Figura 12. Comportamiento de acidez en muestras de pera deshidratadas por aire caliente…………………………………………………………………………………... 55 Figura 13. Comportamiento de firmeza en muestras de pera deshidratadas por aire caliente……………………………………………………………………………… 57 Figura 14. Diagrama correlación coordenada a* y coordenada b*……………….. 58 Figura 15. Comportamiento de los parámetros L*, C* y HUE* de las muestras de pera deshidratadas por aire caliente…………………………………………………. 61 Figura 16. Diferencia de color (ΔE) en muestras de pera deshidratadas por aire caliente…………………………………………………………………………………... 63 Figura 17. Evaluación sensorial……………………………………………………… 64 Figura 18. Pérdida de peso (g) en muestras de pera deshidratadas por aire…... 66 Figura 19. Cinética de secado de pera a 60°C por 7 horas……………………….. 67 Figura 20. Velocidad de secado de muestras de pera deshidratadas por aire caliente…………………………………………………………………………………... 70 Figura 21. Modelo de Newton para muestras de pera deshidratada por aire caliente……………………………………………………………………………...…… 71 Figura 22. Modelo de Henderson and Pabis para muestras de pera deshidratada por aire caliente…….…………………………………………………………………... 73

LISTA DE TABLAS Tabla 1. Valor nutricional de la pera…………………………………………………. 21 Tabla 2. Cuadro comparativo de las tecnologías de secado (Osmodeshidratacionsecado por aire calientemicroondas)……………………………………………….. 33 Tabla 3. Procesos de secado de muestras de pera………………………………... 36 Tabla 4. Modelos matemáticos para determinar el comportamiento cinético de secado…………………………………………………………………………………… 41 Tabla 5. Caracterización de pera fresca…………………………………………….. 51 Tabla 6. Constantes cinéticas obtenidas para cada modelo matemático en los diferentes pres tratamientos …………………………………….……………………. 74

RESUMEN La conservación de los alimentos por reducción del contenido de humedad es una de las técnicas más utilizadas, ya que permiten reducir el deterioro del producto y el riesgo por contaminación microbiológica lo cual se refleja en un mayor tiempo de su vida útil. Por lo cual este trabajo tiene por objetivo evaluar el efecto de la aplicación de los pre-tratamientos de Osmodeshidratación y microondas en la deshidratación por aire caliente de láminas de pera variedad blanquilla (Pyrus commuris), para lo cual se emplearon 5 pre-tratamientos: microondas en dos tiempos diferentes de aplicación:1 – 2 min, Osmodeshidratación con solución a 40 °Brix por dos horas y dos métodos combinados de microondas y Osmodeshidratación empleando las condiciones antes mencionada y una muestra control. Luego de aplicar el pre-tratamiento, se realizó el proceso de secado por aire caliente durante 7 horas. Al finalizar el proceso se analizaron las muestras a través de pruebas fisicoquímicas: pH, °Brix, acidez, análisis de textura, humedad y análisis de color; donde se pudieron observar grandes cambios en propiedades como: °Brix, en ésta propiedad el pretratamiento que más sufrió variación fueron los trabajados por microondas 1 y 2 minutos con un incremento de 137% y 124% respectivamente; la acidez, donde se pudo observar que los pretratamientos que más variaron fueron todos los trabajados con osmodeshidratación y la dureza con un aumento significativo en todos los pretratamientos pero en especial el trabajado con osmodeshidratación. Por otra parte la humedad disminuyó, teniendo en cuenta que los pretratamientos que más variaron en ésta característica fueron los trabajados con microondas en los tiempos de 1 y 2 minutos con valores de 75,26% y 79,4% respectivamente. En cuanto al color se observó que todas las muestras perdieron luminosidad y tonalidad, mientras su saturación aumentó luego del proceso. Los resultados obtenidos del proceso de secado muestran una correlación directa la cantidad de agua pérdida y la velocidad de secado constante, siendo la condición de tratamiento de microondas en los dos tiempos de proceso, las que mayor pérdida de humedad y mayor velocidad de secado mostraron, manteniendo sus características de calidad fisicoquímica. Las curvas experimentales del secado fueron ajustados al modelo de Newton y Henderson y Pabis, siendo el modelo de Henderson and Pabis el que mejor ajuste de datos obtuvieron presentándose un coeficiente de correlación mayor a 0.95, el cual también favoreció al proceso de secado con valores de a = 0.9817 y 0.9845 respectivamente para Microondas t1 y Microondas t2. El análisis sensorial arrojo que el tratamiento que mayor grado de aceptación tuvo fue la combinación Osmodeshidratación + Microondas t1. En conclusión, se puede evidenciar que la aplicación de microondas como pre

tratamiento previo al proceso de secado por aire caliente permite una mayor reducci贸n en el contenido de humedad, lo cual se refleja en un menor tiempo de secado, asimismo ayuda a reducir el impacto en las caracter铆sticas de calidad del producto.

ABSTRACT Nowadays the food preservation by removal of moisture is one of the techniques used more often, since it prevents rapid deterioration and the risk for a microbiological contamination, in order to extend the food shelf life. Therefore, this study aims to evaluate the effect of the application of the osmotic and microwave dehydration processes as pre-treatments of the hot air drying method of sheets of pear (Pyrus communis); where 5 different kinds of pretreatments were used in addition to a sample using the pulp of the fruit fresh (without any kind of pretreatment used). The five different kinds of pretreatments are: 1) Microwave (1 min), 2) Microwave (2 minutes), 3) Osmotic dehydration in solution at 40 Â° Brix for two hours 4) Pretreatment 1 + Pretreatment 3, and 5) Pretreatment 2 + Pretreatment 3.After applying the pre-treatments to the samples, the hot air drying method was carried out for 7 hours. After completion, physical-chemical analyses were performed: pH, soluble solids (ÂşBrix), acidity, texture analysis, color analysis and moisture; in this property that suffered pretreatment variation were worked by microwave 1 to 2 minutes with an increase of 137% and 124% respectively; acidity, where it was observed that the most varied pretreatments were all worked with osmotic dehydration and hardness with a significant increase in all pretreatments but especially worked with osmotic dehydration. On the other hand humidity decreased, considering that more pretreatments that this characteristic was varied in the worked with microwave at the time of 1 to 2 minutes with values of 75.26% and 79.4% respectively. As for color, it was observed that all samples lost their brightness and hue, while saturation increased after the process. The results of drying kinetics show the direct correlation of the grams of the moisture loss against the constant drying rate, being the condition with two microwave treatment times (1 min and 2 minutes) which showed the further moisture loss, and better drying rate of 7 process hours, keeping their physicochemical characteristics. The experimental drying curves were fitted with two mathematical models (Newton and Henderson and Pabis) being the model Henderson and Pabis which better fit data obtained presenting a coefficient of greater than 0.95 correlation, which is also favored by the drying process with values a = 0.9817 and 0.9845 respectively for Microwave Microwave t1 and t2. For sensory analysis within five pretreatments process, the higher level of satisfaction was the Osmotic Dehydration + Microwave (t1) due its coloration because it doesn't show tendency to a dark color as observed in the other samples. In conclusion it was observed that the effect of applying the pretreatments before hot air drying process is only optimized with the Microwave method (Pretreatments 1 and 2) where it in turn showed the least effect on the physico-chemical and sensory quality of the dehydrated pear.

1. INTRODUCCIÓN En el sector alimentario actualmente en Brasil y Colombia la preservación de pulpas por secado, es una técnica que está siendo utilizada para algunas frutas, pero con muchas restricciones dentro del sector transformador. En ambos países se están impulsando programas de diversificación de productos del sector frutícola con consecuencias socio-económicas positivas, pero que requieren de alternativas de transformación para dar mayor valor a su producción. El conocimiento del comportamiento de los productos en proceso y de la calidad de las materias primas y productos terminados, se convierte en una de las principales herramientas que la industria de alimentos requiere para competir en el creciente mercado de productos novedosos y procesos innovadores. (Ceballos, 2008). Al extraer el agua de los alimentos se tiene la ventaja de reducir el crecimiento microbiano, los costos de envasado, almacenamiento y de transporte. El secado puede reducir parcial o totalmente el volumen de agua libre en el alimento, obteniéndose una mejora en las condiciones microbiológicas, organolépticas y fisicoquímicas. (Gaspareto, et al; 2004). Los alimentos deshidratados se han venido incluyendo en el mercado, ya que se ha convertido en la técnica de conservación de alimentos más utilizada, donde se busca preservar la calidad de algunos frutos aptos para este método reduciendo la cantidad de agua, mediante la disminución del contenido de humedad, evitando factores de contaminación microbiológica y su deterioro, y sus características organolépticas, las cuales no siempre son de buen resultado, pero no obstante a esto se busca la reducción total del secado en la cual se pueden utilizar varios métodos de deshidratación, como secado solar, aire caliente, liofilización, deshidratación osmótica, microondas, entre otros o su combinación. Frente a otros procedimientos de preservación de alimentos, la deshidratación presenta algunas ventajas importantes tal y como se ha comentado anteriormente (fácil embalaje y almacenamiento; ahorros considerables en el transporte, facilidad de utilización con otros métodos combinados en la producción de alimentos de humedad intermedia). Estas ventajas son especialmente interesantes en países en vías de desarrollo. Sin embargo, los consumos de energía utilizada en los actuales procesos de deshidratación son muy importantes. (Fito, et al, 2001) De todas estas técnicas, las más utilizadas en la deshidratación de productos agroalimentarios son la evaporación superficial (secado por aire caliente, secado a vacío, secado solar y secado por microondas), la deshidratación osmótica

(convencional, a vacío o por pulsos de vacío) y la liofilización. En ocasiones estas técnicas se combinan para la obtención de un determinado producto (deshidratación osmótica + secado por aire caliente), o bien constituyen operaciones previas o pre tratamientos en un proceso (ej: deshidratación osmótica como pre tratamiento para la elaboración de productos deshidratados y mermeladas) (Fito, et al, 2001) Para la mayoría de frutas que contengan en su interior una estructura sólida compacta y de sabor dulce, el rendimiento del secado por éstos métodos es óptimo, por lo cual en el presente trabajo se escogió la pera (pyrus communis) variedad blanquilla, adicionalmente por su valor nutricional el cual contiene un alto contenido de nutrientes, fibra y antioxidantes por lo cual son una gran opción para un producto final de un sabor y apariencia agradable, por lo cual se evaluaron varios pre tratamientos previos a la deshidratación por aire caliente (microondas a dos tiempos diferentes y Osmodeshidratación) comparados con la muestra testigo, buscando el mejor pre tratamiento de deshidratación de secado. La tendencia a trabajar con deshidratación en alimentos se hace con el fin de tener una alimentación saludable, libre de químicos y sustancias nocivas para la salud, reduciendo su espacio de manipulación y almacenaje, consumiéndolas en cualquier lugar y siendo de fácil obtención en el mercado y no solo como acompañamiento de cereales en el desayuno sino también como snack. (Prochile, 2009) Se utilizó la variedad de pera blanquilla, debido a la alta disponibilidad que se tiene en el mercado, a su alto porcentaje de agua, fibra, azucares y vitamina A y C, su contenido de minerales, y a su pulpa la cual es firme, jugosa y de sabor dulce, la cual es de gran ventaja para los métodos de secado a utilizar. (Pro-chile, 2009) Por lo tanto, este trabajo tiene como objetivo evaluar el efecto de la aplicación de tratamientos previos al proceso de secado por aire caliente sobre la calidad y tiempos de deshidratación de láminas de pera

2. PROBLEMA A SOLUCIONAR La pera (Pyrus communis) pertenece al grupo de las Rosáceas, y es un fruto de pulpa firme, en algunas ocasiones dulce o acida, con un alto porcentaje de agua, fibra, azucares y vitamina A y C, y se destaca por su contenido de minerales. Por sus aportes nutricionales y sus características organolépticas la hace una fruta altamente escogida por los consumidores. Sin embargo, su alto contenido de humedad la hace susceptible a cambios fisicoquímicos y microbiológicos durante el almacenamiento, reduciendo su tiempo de vida útil. Lo cual ha llevado a emplear técnicas que permitan conservar este tipo de productos por mayor tiempo, dentro de ellos se tiene el secado por aire caliente, que busca reducir el contenido de humedad, influyendo directamente en la estabilidad del producto, pero en algunos casos se presentan cambios en las características organolépticas y nutricionales. La principal desventaja que presenta estos procesos de secado se relaciona con los tiempos de aplicación, ya que se requiere entre 8 a 12 horas de tratamiento para lograr un producto con las características fisicoquímicas deseadas. Por lo cual se ha venido estudiando la aplicación de pre-tratamientos que permitan reducir el tiempo del secado y su impacto en las características organolépticas. Dentro de estos procesos cabe destacar, la Osmodeshidratación, la aplicación de microondas, de pulsos de vacío y de ultrasonido. Por lo cual se busca con este estudio establecer si la aplicación de pre-tratamientos: Osmodeshidratación y microondas, permiten reducir el tiempo del proceso de secado por aire caliente, y el impacto en las características de color y el sabor.

3. PREGUNTA DE INVESTIGACIÓN ¿Cuál es el efecto que tiene la aplicación de pre-tratamientos sobre las características fisicoquímicas y sensoriales en la pera deshidratada con aire caliente?

4. JUSTIFICACIÓN Hoy en día los consumidores buscan en los alimentos que ofrezcan calidad organoléptica y nutricional, así como bienestar, por lo cual la industria alimenticia ha empezado a desarrollar productos deshidratados como una manera de responder a estas necesidades que tienen los consumidores. Teniendo en cuenta que la pera es un producto que se destaca por su alto valor nutricional, y que es empleada frecuentemente en la elaboración de postres y en la industria para la elaboración de compotas y mermeladas, no se han hecho muchos estudios en relación a alternativas de conservación que involucren procesos de deshidratación. Por esto, con este trabajo se busca establecer una alternativa para la deshidratación de pera (Pyrus communis) que permita obtener un producto con buenas características organolépticas y que a la vez el tiempo de aplicación del secado por aire caliente sea menor, impactando directamente en la reducción de la perdida de las características nutricionales y del consumo energético que implica este proceso.

5. OBJETIVOS 5.1. Objetivo General 

Evaluar el efecto de la aplicación de los pre-tratamientos: Osmodeshidratación y microondas en la deshidratación por aire caliente de láminas de pera (Pyrus communis)

5.2. Objetivos específicos 

Determinar la cinética deshidratación por aire caliente en muestras de pera pre tratadas por Osmodeshidratación y microondas.



Evaluar el efecto de la aplicación de los pre- tratamientos sobre la velocidad de secado por aire caliente de láminas de pera



Establecer los cambios en las características de calidad y organolépticas de la pera por efecto de los tratamientos de secado.

6. REVISIÓN BIBLIOGRAFICA

6.1. Pera 6.1.1. Generalidades de la pera La pera es el fruto del árbol del peral, cuyo nombre científico es Pyrus communis: este fruto hace parte de la familia de las Rosáceas. Este tipo de fruta fresca puede asumir muchas formas, y ser de diferente tamaño, sabor y color, según las variedades de pera cultivadas. En el mundo existen más de 5000 tipos de variedades de peras diferentes, casi todo producidas y comercializadas sobre el mercado hortofrutícola. Muy apreciada por sus propiedades nutritivas y su delicado sabor. (Benítez, 2001).

Figura 1. Fruto pera Fuente: http://www.123rf.com/photo_18275992_pear-psylla-pyrus-communis-india.html

6.1.2. Descripción El origen de los perales cultivados en Europa se remonta, probablemente entre 1.000 y 2.000 años a.C. Se considera nativa de las regiones de Europa oriental y de Asia Occidental, y deriva al parecer, de la selección de razas silvestres de peral (Pyrus Communis) hibridadas con otras especies europeas y asiáticas: Pyrus nivalis, P. pyrifolia Nakai y P, spinosa. (Alonso, 2011) Muy apreciada por sus propiedades nutritivas y su delicado sabor. Se recomienda, por su bajo contenido calórico, cerca de 53 calorías por cada 100 gramos. Contiene vitaminas B1, B2 y niacina o B3, todas del Complejo B, que regulan el sistema nervioso y el aparato digestivo; fortifican el músculo cardíaco; protegen la piel y el cabello y son esenciales para el crecimiento. También posee vitaminas A y C, es rica en minerales como calcio, fósforo, magnesio, cobre y potasio, además de taninos, ácidos oleico, palmítico, glutámico, cafeico, linoléico, aspártico, ácido fólico y ascórbico. Su contenido de fibra mejora la digestión. Tiene propiedades astringentes. (Benítez, 2001).

6.1.3. Clasificación Taxonómica La pera pertenece a la familia de las Rosaceae y a la especie Pyrus communis L. El árbol llega hasta los 20 metros de altura y por término medio vive 65 años. El tronco es alto, grueso, de corteza agrietada de color gris. La raíz es profunda, con el eje central muy desarrollado, por lo que permite un buen anclaje además de ser muy resistente a la sequía. Las flores son de color blanco o blanco rosado y el fruto tiene forma de pomo con piel más o menos lisa. La pulpa es dura, muy ácida y astringente primero, y a medida que va madurando se vuelve blanda y dulce. (Infoagro, 2005). 6.1.4. Cultivo del peral El peral Pyrus communis L puede cultivarse en gran variedad de climas, desde los templados a los relativamente fríos; resiste a bajas temperaturas más que otros frutales. En Colombia, este es el tercer frutal caducifolio de importancia en el país; se cultiva en climas fríos o algo templados y su crecimiento está regido por un crecimiento anual de letargo o reposo, de duración variable, que se inicia en junio para finalizar en septiembre. Durante este periodo se realizan procesos fisiológicos que tienen como finalidad preparar el árbol para la floración que comienza en Septiembre o a principios de Octubre, con algunas pequeñas variaciones de una a otra región. 6.1.5. Composición nutricional La pera tiene en su valor nutricional un alto contenido de agua siendo el componente más destacado.

Componentes Agua (g) Proteínas (g) Lípidos (g) Carbohidratos (g) Calorías (kcla) Vitamina A (U.I) Vitamina B1 (mg) Vitamina B2 (mg) Vitamina B6 (mg) Vitamina C (mg)

Contenido 83,2 0,5 0,4 15,5 61 20 0,02 0,04 0,02 4

Ácido málico (mg) 120 Ácido cítrico (mg) 240 Ácido oxálico (mg) 3 Sodio (mg) 2 Potasio (mg) 129 Calcio (mg) 8 Magnesio (mg) 9 Manganeso (mg) 0,06 Hierro (mg) 0,3 Cobre (mg) 0,13 Fósforo (mg) 11 Tabla 1. Valor nutricional de la pera Tomado de (Infoagro, 2005). El contenido de la pera se caracteriza por poseer una composición muy equilibrada de minerales, oligoelementos y vitaminas. Tiene un alto contenido de potasio, bajo contenido en hidratos de carbono y sodio, es baja en calorías y rica en fibras, es fuente de vitamina C, ácido fólico y beta caroteno, y muy rica en aminoácidos y ácidos grasos poliinsaturados. Además de estas importantes sustancias nutritivas, la pera también tiene un conspicuo cuantitativo de fibras (acerca del 16% de la exigencia diaria en una sola pera) y de sustancias con propiedades antioxidantes. Este tipo de fruta fresca desarrolla una acción laxante y diurética, y, siendo de gran digestibilidad, es considerada particularmente indicada por la alimentación de niños y ancianos. (Zipmec, 2014). 6.1.6. Propiedades medicinales de la pera La pera, por sus propiedades nutricionales dentro de ellas su gran contenido de pectina y agua permite que la fruta permanezca más tiempo en el estómago para ser digerida en forma adecuada, gracias a ello es una excelente fruta desintoxicante, estimula al intestino, aumentando la movilidad intestinal. Ayuda a disminuir la concentración de colesterol y triglicéridos en sangre, gracias a su propiedad desintoxicante. Es una fruta diurética, ya que estimula el trabajo del riñón, lo que ayuda también a bajar la tensión arterial. Por su contenido en vitaminas del complejo B (riboflavina, tiamina, niacina, ácido fólico) protege el aparato cardiovascular, ayudando a evitar la ateroesclerosis,

entre otras enfermedades. Por su contenido en yodo es una fruta ideal para agregar a una dieta para hipotiroidismo. (García, 2012) 6.1.7. Usos industriales de la pera La pera puede ser clasificada como variedad de fruta fresca apta por el consumo de mesa, como pera de industria, pera de cocer, pera de sidra o pera de desecación. De hecho, además del consumo fresco de mesa, la pera puede ser utilizada en macedonias de fruta, en la realización de tartas, en la producción de confituras y zumos de fruta, cocida en el vino o en almíbar. (Zipmec, 2014) 6.1.8. Producción de pera a nivel mundial Entre los años 1999 y 2010 se ha venido registrando una tendencia de crecimiento en la producción de pera, aumentando de 58 a 69,5 millones de toneladas. El principal país productor es China, seguido por Italia, Estados Unidos, Argentina, España, India, Turquía y Sud África. (Viñas, et al; 2013).

Figura 2. Producción mundial de pera En la figura 2 se observa la gran producción de pera en China con un crecimiento importante durante los últimos 5 años, produciendo en el 2010 aproximadamente 15.000.000 toneladas, seguido por Italia en segundo lugar y Estados Unidos en tercer lugar con una producción de pera constante y estable. Por otro lado, España, India Turquía Sud África y Japón obtuvieron una producción cerca de las 500 toneladas. (Viñas, et al; 2013).

Asia es el continente que produce la mitad de la fruta mundial, que destina en gran parte al consumo interno: América produce entorno al 20% aunque exporta un 70% de sus recolecciones, mientras Europa tiene una producción de solo el 16% e importa el 50% de lo que consume. (Viñas, et al; 2013). 6.1.9. Exportación de pera a nivel mundial Los principales países exportadores a nivel global que se registraron en el año 2009 de pera son: China, Argentina, Holanda, y Bélgica. En el año 2009 los países con mayores exportaciones fueron China con 460’000,000 toneladas, seguido de Argentina con 450’100.000 toneladas, Holanda con 312’000.000 toneladas y Bélgica con 208’000.000 toneladas, teniendo un notable incremento en los últimos 5 años. Los países con un volumen de exportación similares fueron Sud África, Estados Unidos, Italia, Chile y España donde sus exportaciones oscilaron entre 100’000,000 a 151’000.000 durante los últimos 10 años. Los mayores compradores son Estados unidos de América, Alemania, Francia, Reino Unido, Bélgica y Holanda. Durante los últimos años, el comercio internacional de frutas frescas ha venido consolidándose debido a la apertura progresiva de los mercados, de los avances preferenciales con determinadas áreas y las sucesivas ampliaciones de la Unión Europea. (Viñas, et al; 2013). 6.1.10. Importación de pera a nivel mundial La importación a nivel mundial de pera ha registrado una tendencia creciente entre los años 1999 y 2009 de aproximadamente 52%. En el año 2008 no hubo mayor participación en la importación de pera, mientras que la mayoría de países como Rusia, Holanda, Alemania, Reino Unido e Indonesia en el año 2011 ascendieron significativamente siendo Rusia el de más toneladas importadas en ese año. (Viñas, et al; 2013) El país que se destaca como principal importador mundial de pera en los últimos años es Rusia con 442’214,000 Toneladas, seguido en orden de importancia en el año 2012 son Brasil (223’610,000 Toneladas), Holanda (149’400,000 Toneladas), Alemania (149,000,000 Toneladas), Francia (142’907,000 Toneladas) y Reino Unido (137’100,000 Toneladas). (Viñas, et al; 2013)

6.1.11. Producción de pera en América El principal exportador de América latina es Argentina con una producción aproximadamente de 110.000, luego se destaca España con un mercado entre 11.000 a 17.000 y en tercer puesto se encuentra Chile con una producción de 3000, en los años 2010 a 2012. (Viñas, et al; 2013). 6.2. Secado El secado de los alimentos es un procedimiento de conservación que al eliminar la totalidad del agua libre de un alimento, impide toda actividad microbiana y reduce la actividad enzimática. Existen diferentes denominaciones de este sistema de conservación: Desecación, secado y deshidratación. (Casp et al., 2003) El secado es uno de los métodos de conservación de alimentos más antigua, y uno de los más importantes en la industria de procesado de alimentos. El secado de pescado y de carne al sol ya se practicaba en épocas tan antiguas como el 2000 a.C., las hortalizas deshidratadas se comercializaban desde hace aproximadamente un siglo, y las sopas deshidratadas son incluso anteriores. Antiguamente el secado se realizaba por exposición directa al sol, sin embargo actualmente existen numerosos equipos y métodos más o menos sofisticados para deshidratar alimentos. (Rahman, 2003). El secado es un método de eliminación de agua para obtener productos finales sólidos; por el contrario la concentración consiste en la eliminación de agua, pero manteniendo el estado líquido del producto. Los procesos de secado emplean normalmente calor, solventes, o fuerza mecánica. Por tanto, aunque el principal propósito del secado sea la conservación, los efectos de estos factores sobre los microorganismos y enzimas presentes en los alimentos debería ser también un asunto importante a tener en cuenta durante el secado. El secado reduce la actividad del agua, conservando así los alimentos al impedir el crecimiento microbiano y las reacciones químicas que ocasionan deterioro en el producto. (Rahman, 2003). 6.2.1. Métodos de secado Los métodos más utilizadas en la industria de alimentos para el procesamiento de alimentos son los de altas temperaturas (esterilización, pasteurización y escaldado), ya que producen el efecto de terminar con las bacterias, pero también terminan con los nutrientes de los alimentos. Por lo tanto, es fundamental controlar la temperatura exacta para eliminar el riesgo y conservar lo benéfico del alimento.

En la figura 3, se explican los diferentes métodos de conservación en alimentos más utilizados en la industria: (Aguilar, 2012)

Figura 3. Métodos de secado (Aguilar, 2012) Adicionalmente los tratamientos que reducen la actividad del agua como lo es la deshidratación, liofilización y concentración, son igualmente importantes y resaltados en la industria, ya que mediante esta técnica se controla la perdida de agua en los alimentos. Las bacterias y otros microorganismos se desarrollan mediante el agua, de este modo, si existe un control de la humedad se reduce la posibilidad de contaminación. Entre menos agua, menor capacidad de reacción de las enzimas y desarrollo de microorganismos, y para esto la deshidratación es una buena técnica para la remoción del agua en los alimentos en su mayor totalidad (Aguilar, 2012). Al igual que el método no ionizante (microondas), el uso de altas

presiones, y el uso de campos eléctricos ayudan a conservar sus características organolépticas aumentando su calidad. (Aguilar, 2012).

6.2.2. Deshidratación Osmótica La deshidratación osmótica de alimentos tiene ventajas potenciales en las industrias de transformación de frutas y hortalizas. Este proceso de deshidratación generalmente no produce un producto de bajo contenido de humedad que puede ser considerado estable en almacenamiento. Por consiguiente, el producto tratado osmóticamente debe procesarse adicionalmente (generalmente por aire, congelación, o de vacío - métodos de secado) para obtener un producto estable en almacén, o el proceso de deshidratación podría ser utilizado como un pre tratamiento para el enlatado, congelación, y un procesamiento mínimo. (Rahman, 2007). La Deshidratación Osmótica (DO) es una técnica que aplicada a productos frutihortícolas permite reducir su contenido de humedad (hasta un 50-60 % en base húmeda) e incrementar el contenido de sólidos solubles. Si bien el producto obtenido no es estable para su conservación, su composición química permite obtener, después de un secado con aire caliente o una congelación, un producto final de buena calidad organoléptica. (Spiazzi et al, 2001) Este método de conservación, permite aumentar la vida útil del producto y mejorar sus características sensoriales. Para su aplicación, se requiere de una baja inversión, ya que las sustancias utilizadas como agentes osmóticos son de fácil adquisición en el mercado (fructosa, sacarosa, glucosa, miel de caña y de abejas, entre otras). (Giraldo et al, 2004) En este proceso el fruto es puesto en contacto con una solución concentrada de alcohol, sales y/o azúcares, estableciéndose una doble transferencia de materia: agua desde el producto hacia la solución – junto con sustancias naturales (azúcares, vitaminas, pigmentos) – y, en sentido opuesto, solutos de la solución hacia el fruto. En consecuencia el producto pierde agua, gana sólidos solubles y reduce su volumen. (Spiazzi et al, 2001) El uso de proceso de deshidratación osmótica en la industria alimentaria tiene varias ventajas: mejora de la calidad en términos de color, sabor, y textura, la eficiencia energética, la reducción en los costes de envasado y distribución,

eliminación de la necesidad de tratamiento químico, y la estabilidad del producto y la retención de nutrientes durante el almacenamiento. (Rahman, 2007). En la figura 4 se indican los diferentes cortes geométricos que se pueden emplear en frutas y vegetales para realizar los procesos de deshidratación osmótica, se debe tener en cuenta que las muestras deben ser trozadas de un tamaño y geometría homogéneos, ya que de la uniformidad dependerá, la calidad final del producto. Dentro de las formas que se pueden emplear para la pera están: círculos, rodajas, estrellas, lunas, cubos y óvalos, siendo las de mayor empleo las rodajas, ya que se aprovecha al máximo la materia prima. (Suca, et al. 2010)

Figura 4. Distintas geometrías de reducción de tamaño en alimentos para Osmodeshidratación (Suca, et al. 2010) Se deben realizar cortes limpios y nítidos que no involucren, en lo posible, más que unas pocas capas de células, es decir, que no produzcan un daño masivo en el tejido, para evitar los efectos perjudiciales de un cambio de color y subsecuentemente cambio en el sabor del producto.(FAO, 1993)

De acuerdo al estudio realizado en frutas de kiwi y pera en deshidratación osmótica, se observa que se alcanza una mayor velocidad de pérdida de agua durante las 4 primeras horas de proceso, en comparación con la perdida de agua a las 72 horas de deshidratación, principalmente en los ensayos realizados con agente edulcorante de sacarosa a 60 ºBrix, teniendo una mayor fuerza osmótica de deshidratación entre el alimento y la solución hipertónica al inicio del proceso. (Bianchi, et al. 2010) Con relación a la ganancia de sólidos en frutas (pera y kiwi), se observa un incremento en la concentración de sacarosa la cual aumenta significativamente en el ingreso de sólidos en ambos productos. Para el caso de la pera el efecto de concentración de la solución osmótica sobre la transferencia de masa es más intenso que en el kiwi, ya que pasadas las 72 horas la solución a 60 ºBrix limita la entrada de solidos por la formación de una costra superficial de azúcar alrededor de la fruta por esto las rodajas de pera sufren una menos perdida de agua y ganancia de solidos que las de kiwi. (Bianchi et al, 2010) Gaspareto et al (2004), reporta que la aplicación de deshidratación osmótica como pre-tratamiento en láminas delgadas de banano reduce el tiempo de secado, siendo la condición de deshidratación de 70°Brix y 50°C, la apropiada para esta fruta. 6.2.3. Deshidratación por microondas Las microondas son parte del espectro electromagnético y en consecuencia, se componen de campos magnéticos y eléctricos. En el calentamiento de alimentos por microondas, los campos eléctricos interaccionan con las moléculas de agua y los iones en el alimento, generando calor en forma volumétrica en el interior del mismo. La estructura de la molécula está constituida por un átomo de oxígeno, cargado negativamente y dos átomos de hidrógeno, cargados positivamente. La molécula de agua es un dipolo eléctrico que, cuando se lo somete a un campo eléctrico oscilante de elevada frecuencia, los dipolos se reorientan con cada cambio de polaridad. Así se produce la fricción dentro del alimento que hace posible que el mismo se caliente. (Della, 2010). La interacción entre el campo aplicado y el material alimentario es la clave. Los aplicadores resonantes multinodo, utilizados en todos los hornos domésticos, y en casi todas las aplicaciones industriales, producen un modelo de calentamiento resultante de la interacción compleja del campo, del material y del aplicador. (Richardson, 2005).

El calentamiento con Microondas tiene un número de ventajas cualitativas y cuantitativas sobre las técnicas convencionales de calentamiento. Los trozos más grandes se pueden calentar en un tiempo más corto y con una distribución de temperatura más uniforme. A menudo dan un aumento de la velocidad de producción y/o una mejora en la calidad del producto. (Richardson, 2005). La consecuencia más marcada del poder de penetración de las microondas es la rapidez excepcional del calentamiento. A diferencia de la radiación térmica, la acción de calentamiento con microondas depende fuertemente de la composición química del material a ser irradiado. Las microondas interactúan principalmente con las moléculas polares y las partículas cargadas. El componente más importante en esta interacción son las moléculas de agua del alimento (Berk, 2009). La aplicación de microondas permite la inactivación de microorganismos y su intensidad y número de pulsos influye directamente en un incremento de la inactivación. (Rahman, 2003). Según Arballo (2013) a medida que la concentración de la solución deshidratante aumenta, la pérdida de peso en la deshidratación con microondas se incrementa en los primeros tres minutos del proceso. También puede apreciarse que los pre tratamientos con soluciones a 40 y 60 ºBrix dieron como resultado un aumento en la velocidad de deshidratación con microondas, no presentando diferencias significativas entre ellos. Se observa en el estudio de muestras de papa deshidratada por microondas que tienen pérdidas de peso superiores y en menor tiempo a mayores potencias de microondas. Cuando las papas se deshidrataron osmóticamente durante 1 h y luego se sometieron a un secado combinado durante los posteriores 5-6 min a 60% de potencia de microondas, se pudo obtener un producto que pudo rehidratarse en agua hirviendo durante 5 min estando listo para su consumo y presentaba muy buenas características organolépticas. Para tiempos superiores a los 5-6 min de secado combinado aparecen quemaduras en algunos de los vértices de los cubos y el color de las papas se desfavorece por la aparición de zonas amarronadas, a pesar de que todavía contienen bastante humedad, 48-50 % en base húmeda. (Della, 2010) En deshidratación de zanahoria mediante aire caliente-microondas. La combinación de estas técnicas permitió reducir en un 98% el tiempo de proceso en

comparación con el secado exclusivamente por aire caliente. Además se obtuvo un producto deshidratado de alta calidad y con menores variaciones en el color (Cui et al., 2004; Sumnu et al., 2005; Wang et al, 2005). Otro estudio con relación a la deshidratación de kiwi mediante aire calientemicroondas, permitió reducir un 60% el tiempo del proceso en comparación con el secado exclusivamente por aire caliente. Además el producto obtenido presentó un menor grado de encogimiento y mejores características de rehidratación (Maskan, 2001). 6.2.4. Deshidratación por aire caliente La deshidratación por aire caliente de productos vegetales es una de las operaciones unitarias que ampliamente es utilizada por la industria alimentaria. En ella transcurren simultáneamente transferencia de calor y masa a través de la membrana plasmática celular, acompañada de un cambio de fase. Más aún, puesto que la deshidratación implica la remoción de agua del alimento, se disminuye el potencial desarrollo de microorganismos y reacciones químicas indeseadas prolongándose la vida útil del producto. (Puente, et al., 2010) El proceso de deshidratación depende de la relación entre el agua contenida en un comestible y la presencia de agua en el medio que se seca, que es por lo general el aire. El contenido de humedad directamente es relacionado con los potenciales químicos y así con la fuerza motriz para el proceso de deshidratación. (Ratti, 2009). La velocidad de secado de un material depende de sus propiedades y densidad global; así como de su contenido de humedad inicial y en equilibrio. La velocidad de secado no es la misma durante todo el proceso. La representación gráfica de la Velocidad de secado frente a la humedad del producto o frente al tiempo se denomina “curva de secado”, y será diferente según sea el tipo de producto a deshidratar. Generalmente la forma de las curvas de secado es complicada y deben obtenerse experimentalmente. (Gowen et al, 2008). Las microondas penetran al interior de la fruta y provocan que el calor se genere preferentemente en las moléculas de agua facilitando su migración posterior y en consecuencia, el secado es mucho más rápido. Se ha observado que durante el secado por microondas la temperatura en el interior sobrepasa a la de la superficie y la humedad es transferida hacia la superficie de forma más dinámica que durante el secado convectivo. (Piotrowski et al., 2004).

La transferencia de masa es primordialmente debida al gradiente total de presión de vapor de agua establecido a causa de la rápida generación de vapor dentro del material. La energía adicional aplicada, la rápida penetración de las microondas en el producto y la expulsión forzada de gas suponen una reducción en el tiempo de secado (Maskan, 2001). El secado también genera cambios en el peso y en el volumen del alimento que pueden conducir a ahorros sustanciales en los costos de transporte, almacenamiento, y en algunos casos, costos de envasado. Sin embargo, la deshidratación es un proceso que utiliza grandes cantidades de energía, y los costos de suministro de esta energía pueden ser relativamente altos, comparados con los de otros métodos de conservación. (Brennan, 2008). De acuerdo a los resultados obtenidos por Contreras, (2006) en muestras de fresa y manzana deshidratadas bajo el método de Secado por Aire Secado (SAC), se comprobó que al incrementar la temperatura en 20 ºC (de 30 a 50 ºC) se produjo una reducción de aproximadamente un 60-70% de la humedad contenida en el alimento. El suministro de calor fue menor cuando las muestras fueron sometidas a un pre tratamiento en el microondas, provocando un efecto de reducción en la temperatura del aire alcanzada para el método empleado de SAC. De esta manera, la aplicación de energía microondas previa al SAC redujo considerablemente el tiempo de secado, pasando de requerir entre 7 y 29 h de tratamiento, a 3 y 4 h para lograr una humedad final en el alimento de 10 g agua/100 g producto.

Tabla 2. Cuadro comparativo de las tecnologías de secado (Osmodeshidratacion-secado por aire calientemicroondas) Deshidratación osmótica

VENTAJAS Y DESVENTAJAS

Secado por aire caliente

 Costos energéticos reducidos  No se puede aplicar en todos debido a la aplicación de los alimentos, sólo en aquellos temperaturas relativamente que presentan estructura bajas. sólida.  Permite el procesamiento de  Muchas veces el grado de pequeños volúmenes de humedad al final del proceso producto. no es suficientemente bajo y  Aumenta la vida útil del es necesario complementar alimento ya que disminuye su con otras técnicas como actividad de agua. secado o congelamiento.  En la mayoría de los casos no (Della, 2010) se requiere de tratamientos químicos previos.  Evita pérdidas de aromas de los alimentos.  La ausencia de aire en el interior del jarabe, evita las correspondientes reacciones de oxidación.  En este proceso no se rompen las células, manteniendo un alto nivel de calidad sensorial en el producto final. (Magali Parzanes)

Secado por microondas  Una mayor eficiencia en la difusión de calor y materia  Desarrollo de gradientes internos de humedad que aumentan la velocidad de secado.  Posibilidad de trabajar a menores temperaturas superficiales  Mejora la calidad  La eficiencia de conversión de energía.  Requerimientos de espacio menores debido a la rapidez de calentamiento.  Calentamiento selectivo, el agua se caliente y se elimina, mientras que el sustrato es calentado primordialmente por conducción. (Fito et al, 2001)

 Al haber una inmersión del alimento en el jarabe, se ocasiona flotación, pues algunas muestras del alimento serán menos densos. El jarabe no circulará completamente sobre los trozos y superficies y se obtendrá una ósmosis parcial. (Campos, et al, 2012)  Temperatura de la solución FACTORES QUE osmótica. INFLUYEN EN EL  Presión de operación SECADO  Agitación de la solución osmótica  Concentración de la solución osmótica  Tipo de soluto  Propiedades del soluto  Geometría y tamaño del producto  Relación masa de solución / masa de producto (Sierra, 2010)

    

Temperatura del aire Humedad relativa del aire Velocidad del aire Dimensiones del producto. Velocidad superficial relativa del aire respecto al sólido. (Fito, et al., 2001) (Sierra, 2010)



Necesidad de control de tiempos y potencias de secado.  Reducción de tiempos de secado.  Alta eficacia de secado a menores temperaturas: menor alteración y mayor estabilidad del producto final (Muñoz et al, 2009)

Se puede observar en la tabla 2 las ventajas, desventajas y factores influyentes en cada una de las tecnologías de secado. La tecnología de deshidratación osmótica es la que menor costo en energía utiliza debido a las temperaturas bajas que se necesitan, mientras que el secado por microondas tiene costos de instalación altos con una eficiencia de energía baja. Las frutas que presentan mejores cualidades para el procesamiento con DO son: piña, pera, mango, fresas, guayaba, papaya, melón, carambola y kiwi. (Suca, et al. 2010). La variabilidad observada en los alimentos con tratamiento de OD está relacionada principalmente con la compactación del tejido, contenido inicial de sólidos solubles e insolubles, espacios intercelulares, presencia de gas, relación entre las diferentes fracciones de pectina (pectina hidrosoluble y protopectina) y nivel de gelificación de la pectina. Por ejemplo, la compactación está directamente relacionada con la densidad aparente de los alimentos y ésta, a su vez, tiene que ver con la porosidad. En algunos estudios se ha demostrado que una mayor porosidad del tejido, aumenta la velocidad de transferencia de masa; por lo tanto, el proceso de DO toma menos tiempo. (Suca, et al. 2010) Para los casos de fresas, moras u otros frutos de igual apariencia, el reducido tamaño y la forma son fundamentales para una adecuada velocidad de deshidratación, ya que hay un área mayor expuesta al medio osmótico por unidad de peso de alimento. En este caso, los frutos se procesan enteros, pues no necesitan mayor reducción de tamaño (Suca, et al. 2010). Durante el proceso de Osmodeshidratacion se obtiene una osmosis parcial ya que algunos trozos de la fruta pueden llegar a formar bloques obstruyendo la circulación del jarabe a través de cada trozo del alimento al igual que el secado por aire caliente y secado por microondas, estas tecnologías no tienen como resultado un calentamiento ni un producto seco de forma uniforme. (Suca, et al. 2010). Los factores influyentes en cada una de las tecnologías serán la temperatura de la solución en caso de la deshidratación osmótica, y la temperatura del aire en el secado por aire caliente, para la tecnología de secado por microondas se necesita del control de tiempos y potencias de secado.

Otros de los factores en la deshidratación osmótica son la agitación de la solución osmótica, la concentración, el tipo y propiedades del soluto, su forma y tamaño del alimento y en secado por aire caliente se debe tener en cuenta la humedad relativa del aire, velocidad del aire y las dimensiones del producto. A continuación se muestran diferentes estudios de procesos de secado en muestras de pera: Tabla 3. Procesos de secado de muestras de pera Tipo de muestra

Condiciones de secado

Resultados

Muestras de peras con solución de sacarosa, previamente calentada a temperatura de 30 ºC. Concentración de Peras con sacarosa: soluciones de  40°Brix: Sacarosa y sacarosa y sorbitol sorbitol  60°Brix: Sacarosa y sorbitol  Combinados (Sacarosa, Sorbitol): 20/40; 30/30 y 40/20

Peras

Mayor velocidad de pérdida de agua en las 4 primeras horas de proceso, principalmente con sorbitol. Las muestras de sorbitol presentan una ganancia de sólidos más elevada a lo largo del proceso. En los ensayos realizados en mezcla, hubo mayor pérdida de agua y ganancia de sólidos en los tratamientos con mayor proporción de sorbitol en la solución. Mayores Pérdida de Peso y de Agua con sacarosa al 40% y mayor ganancia de Sólidos con sorbitol al 40% La temperatura del aire de El aire caliente se lleva a secado, tiempo de secado cabo a 30, 40, 50, 60 y y eliminación de la 70ºC humedad tuvo efectos significativos sobre el color y el contenido de nutrientes en el secado de 60 ºC (contenido de ácido ascórbico). Mayor temperatura, mayor cambio en el color.

Referencia

(Ferrari , et al. 2009)

(Djendoubi Mrad, et al. 2011)

Pera (Variedad Blanquilla)

Guayaba Pera

Pera (Variedad D’anjou)

Secado a diferentes temperaturas (35, 45, 55, 65 y 75ºC). Se utilizaron 2 velocidades de secado, 2.2 y 1.2 m/s.

Entre las variables analizadas (temperatura y velocidad de secado) sólo (Keqing, la temperatura tuvo una 2004) influencia significativa en la difusividad efectiva, y el tratamiento durante 48 Las muestras se secaron horas fue prácticamente el en todos los casos hasta que estaba equilibrado con peso constante y se la solución osmótica. realizaron varias repeticiones para cada condición. La deshidratación osmótica se efectuó para tres temperaturas (T): 30, 40 y 50 °C; cada una para tres tiempos (t): 1, 2 y 3 h, así como para tres contenidos de sacarosa (S) de la disolución osmótica: 30, 40 y 50 °Brix a dos condiciones diferentes de presión: atmosférica (PA) y con vacío pulsante (VP). Las soluciones de 40, 55 y 70°Brix se prepararon con sacarosa comercial. Tiempos de aplicación del tratamiento: 30, 60, 90, 120, 150, 180, 210, 240 y 310 min Temperaturas: 40 – 50 – 60 °C

Menores pérdidas ocurrieron a 30 y 40 ºC con solución osmótica a 30 (Quijano , y 40°Brix con 2 horas de et al., tratamiento, mientras que 2012) las mayores se presentaron a 50 ºC, tanto a presión atmosférica como a vacío pulsante.

La pérdida de agua aumenta a medida que la (Park, et temperatura o el soluto al., 2000) aumentan la concentración. Para la temperatura más alta (60°C) la influencia de diferentes concentraciones se minimiza. El aumento de los sólidos también presentó una tendencia de aumento con la mayor temperatura. La pérdida de agua se produjo a 70°Brix y 40° C.

Se puede observar en la tabla 3 que la mayoría de los experimentos mencionados manejan un rango de temperaturas similares ubicadas entre 30 y 75 °C para el secado por aire caliente; mientras que para deshidratación osmótica los valores se encontraron entre 30 °Brix y 70 °Brix, muchos de ellos combinados o individual obtuvieron mejores resultados en ciertos tratamientos. Según Ferrari, et al. (2009) se observó que la mayor pérdida de peso y de agua fue con 40 °Brix. Según Djendoubi, et al. (2011) los resultados obtenidos revelan que a 60 °C el tiempo de secado y eliminación de la humedad tuvo efectos significativos sobre el color. Mientras que según Quijano C., et al., (2012) las mayores pérdidas se presentaron a 50 ºC con solución osmótica a 30 y 40°Brix y 2 horas de tratamiento. En esta experimentación se manejó los criterios que obtuvieron mejor resultados en las referencias analizadas: 40 °Brix para los tratamientos con Osmodeshidratación y 60 °C para el secado por aire caliente. 6.2.5. Cinética de secado La cinética de secado permite investigar la influencia de determinadas variables dentro del proceso térmico aplicado sobre la humedad y la eliminación de compuestos volátiles. Durante el almacenamiento de alimentos, las principales variables a controlar son: la temperatura, la humedad relativa y/o la actividad de agua. El deterioro y la pérdida de los nutrientes debido a las reacciones químicas generadas en el alimento, dependen del contenido total de humedad de los mismos y de la actividad de agua. Es por esto que la cinética de secado juega un papel importante en el análisis de dichas variables, ya que no sólo permite controlarlas sino que garantiza aumentar la vida útil del producto y su conservación en óptimas condiciones. (Hincapié, 2011). El efecto de la temperatura en las curvas de secado es mayor durante la etapa inicial y va disminuyendo hacia la última etapa. Este efecto es atribuido a la rápida redistribución de la humedad y a la migración hacia la superficie de la muestra en la etapa inicial de secado como consecuencia del aumento del calor sensible adquirido a una mayor temperatura del aire. El resultado es un aumento en la tasa de evaporación de humedad de la superficie de la muestra. (Hincapié, 2011). El proceso de secado esta normalmente dividido en tres fases: Una fase inicial de precalentamiento, seguido de otra de velocidad de secado constante y una o más fases de velocidad de secado decreciente. (Casp et al., 2003). 

Periodo de precalentamiento: Transcurre mientras el producto y el agua en él contenida se calienta ligeramente, hasta alcanzar la temperatura de bulbo

húmedo característica de ambiente secante. Al principio la velocidad de transferencia es lenta debido a que el producto esta frio por lo tanto su presión de vapor es igualmente baja. La cantidad de calor transferida a la superficie del producto es netamente superior a la cantidad de calor arrastrada por la poca agua evaporada, existiendo un desequilibrio. El excedente de calor se utiliza entonces en calentar la superficie del producto, lo cual produce una disminución del gradiente de temperatura, que cesará cuando se alcance el equilibrio estacionario. Este periodo es muy corto en comparación con el tiempo total de secado. 

Periodo de velocidad constante: Se produce una reducción importante del contenido del agua, el agua de imbibición se elimina con un flujo másico constante. La evaporación se efectúa en la superficie del producto, a temperatura constante, siendo esta la de bulbo húmedo del aire. Durante este periodo, el flujo del calor intercambiado entre el aire y el producto se utiliza enteramente para la evaporación del agua. Este periodo continúa mientras que la superficie del producto esté alimentada por agua libre liquida desde el interior, fundamentalmente por capilaridad. En la mayoría de los casos esta etapa de velocidad de secado constante finalizará cuando el contenido medio de humedad del producto alcance el valor de la humedad crítica.



Periodo de velocidad decreciente: Comienza cuando la superficie del producto en contacto con el aire de secado alcanza la humedad crítica. La zona de evaporación “frente de secado” que se encontraba en las superficies, se desplaza hacia el interior del producto. La brusca reducción de la superficie efectiva de transferencia, debida a una alimentación insuficiente de agua libre, es la causante de la disminución de la velocidad del secado.

(a)

Figura 5. Curva típica de velocidad de secado constante: a) gráfica de los datos de humedad libre en función del tiempo. b) curva de velocidad de secado en función del contenido de humedad libre. (Geankoplis.1998)

6.2.6. Modelación velocidad de secado Los modelos matemáticos son herramientas útiles que nos permiten estimar el tiempo requerido para reducir la humedad de agua en el producto a diferentes condiciones de secado, llevándonos a mejorando la eficiencia del proceso. (Andrade et al., 2003). Las curvas de secado experimentales se modelaron con dos ecuaciones empíricas: el modelo de Newton, y el modelo de Henderson and Pabis

Tabla 4. Modelos matemáticos para determinar el comportamiento cinético de secado. Modelo No Nombre del modelo Modelo 1 Newton MR= exp –kt 1 Henderson and Pabis MR= aexp(-kt) Estos modelos empíricos derivan de una relación directa entre el contenido de humedad promedio y el tiempo de secado (Vega et al 2007), lo que nos permite determinar el modelo que mejor se ajusta al comportamiento cinético de secado del producto que estamos evaluando; donde MR es la relación de humedad obtenida experimentalmente, Mo es el contenido inicial de humedad del fruto de pera (gr de agua / gr ss), Mt es el contenido de humedad en el tiempo (t) (gr agua / gr ss) y Me es la humedad de equilibrio (gramos de agua / gramos de sólido seco). Debido a que el valor de Me es relativamente pequeño en comparación a Mt o M0, se asume igual a cero (Shi et al., 2008), k es la constante que mide la velocidad de secado, a es la constante que permite calcular la cantidad de agua que libremente se desprendería con una mínima energía y t es el tiempo de secado (establecido en horas). A partir de las ecuaciones, se obtiene

Debido a que el valor de Me es relativamente pequeño en comparación a Mt o M0, se asume igual a cero

Modelo de Newton MR = exp –kt Ln MR = Ln exp –kt Ln MR = - k t El valor de la pendiente de la curva obtenida de Ln (MR) vs el tiempo, corresponde al valor de “k”

Modelo de Henderson y Pabis MR= a exp (-kt) Ln MR = Ln a + Ln e (–kt) Ln MR = Ln a - kt El valor de la pendiente de la curva obtenida de Ln (MR) vs el tiempo, corresponde al valor de “k” y a partir del valor de corte se puede obtener el valor de “a” 6.2.7 Evaluación de calidad de productos deshidratados Los alimentos a los que normalmente se les pueden aplicar procesos de deshidratación son las frutas, hortalizas, la carne, el pescado, la leche y los huevos, teniendo en cuenta que para obtener una buena calidad del alimento se deben priorizar factores propios del proceso, composición química del alimento y condiciones de almacenamiento (Gimferrer, 2009). Reducir la cantidad de agua es posible con la deshidratación, una técnica mediante la cual la vida útil del producto se aumenta por la eliminación de agua, ya que esto evita el crecimiento de microorganismos que deterioran el alimento. Según Gimferrer (2009) es importante llevar a cabo una serie de operaciones previas a la deshidratación, relacionadas con las características y la composición del producto, para evitar la proliferación de patógenos en el alimento. Por ejemplo, eliminar frutas y hortalizas alteradas, el lavado y pelado de frutas y hortalizas, el blanqueado o escaldado de frutas y hortalizas (puede reducir hasta un 99% de los microorganismos). Los microorganismos que aparecen en las frutas y hortalizas desecadas dependen de los tratamientos previos llevados a cabo. Por este motivo, es necesario un adecuado proceso de selección, clasificación o pelado. (Gimferrer, 2009) Los cambios de estructura como endurecimiento, estructura leñosa, baja o incompleta rehidratación y pérdida de la frescura de los alimentos afectan la calidad del producto. Otros ejemplos de los cambios que se pueden observar después del proceso de deshidratación son:

Diferencias de color Diferencias de sabor Pérdida de vitaminas y elementos nutritivos Descomposición parcial Ataque de hongos y mohos

Para conservar los alimentos por el método de deshidratación, se intenta descender su humedad hasta el grado que quede inhibidas las actividades de los microorganismos causantes de alteraciones y toxiinfecciones alimenticias ya que al igual que las enzimas éstos necesitan agua para mantener su actividad. Los alimentos secos son aquellos que están con humedad menos al 25% y actividad de agua aw. Menos a 0.60. Otra categoría de alimentos estables es la que contiene entre el 25% y 50 % de humedad y aw entre 0.60 y 0.85. Son alimentos con un contenido de humedad intermedio. (Jaramillo, 2003). Los alimentos deshidratados en ausencia de crecimiento de microorganismos, están sujetos a ciertos cambios químicos, como por ejemplo el enranciamiento oxidativo como forma más frecuente de alteración química para productos con alto contenido de grasa y oxígeno. Otros alimentos que sufren alteraciones en sus propiedades son aquellos con altas cantidades de azucares reductores, los cuales por reacción de Maillard cambian su color, gracias a un tipo de pardeamiento no enzimático. Esta alteración es indeseable por completo para las frutas y verduras, no solo por su color antinatural sino también por el sabor amargo que toman los alimentos afectados. Se pueden observar otros cambios como la pérdida de vitamina c en vegetales, decoloraciones generalizadas y cambios de estructura que impiden la rehidratación de los productos. Otros cambios químicos que tienen lugar son la perdida de vitamina C en vegetales, decoloraciones generalizadas y cambios estructurales que impiden la completa rehidratación de los productos deshidratados. (Jaramillo, 2003) Dos factores decisivos en la calidad sensorial de un alimento deshidratado son la textura y el color. La textura se ve afectada por la pérdida de la permeabilidad diferencial en la membrana protoplasmática, la perdida de presión de turgencia en las células, desnaturalización de la proteína y el almidón durante el proceso. La textura de los vegetales se deteriora durante el almacenamiento si el producto está expuesto a altas temperaturas. El secado también cambia las características de la superficie de un alimento alterando su color. (Moreno, 2012).

La calidad, en términos generales, es un concepto abstracto, de difícil definición, donde el consumidor se constituye en el principal elemento para su evaluación. Para el consumidor, algunos de los atributos fundamentales de la calidad de cualquier alimento son la ausencia de defectos, la textura, el aroma, el valor nutritivo, el aspecto, que incluye tamaño, color y forma. (Contreras, 2006). Al deshidratar los alimentos, se producen cambios físicos y químicos que influyen en la calidad final, por lo que la producción de cualquier alimento deshidratado no solo pasa por optimizar la operación en sí, en términos de volumen de producción o costo, sino que además es requisito fundamental ofrecer productos que satisfagan las necesidades y requerimientos del consumidor. El interés por mejorar la calidad de este tipo de productos, especialmente de frutas y vegetales secos, nos conduce a diseñar procesos que tiendan no solo a mejorar la estabilidad durante el almacenamiento, sino también a procurar conservar sus propiedades sensoriales lo más parecidas a las del alimento fresco. (Contreras, 2006). El color es una característica de gran importancia en la calidad de los alimentos y percepción en el consumidor. Desde el momento en que la conservación y elaboración de los alimentos comenzó a desplazarse desde los hogares a fábricas, existió el deseo de mantener el color de los alimentos procesados y conservados lo más parecido al de la materia prima de origen. En el caso de las frutas y vegetales el color depende de la presencia de cuatro tipos fundamentales de pigmentos, carotenoides, antocianinas, clorofilas y compuestos fenólicos, los cuales pueden cambiar durante el procesado y almacenamiento. (Contreras, 2006) La medición del color se ve afectada por muchos factores tales como la iluminación, el observador, la naturaleza y características de la propia superficie (tamaño de la muestra, su textura y brillo). Contreras (2006). Las reacciones de pardeamiento no solo son un factor que afecta la calidad de los productos deshidratados, sino que también afecta sus propiedades nutricionales, ya que se disminuye la digestibilidad de las proteínas y hay perdida de aminoácidos esenciales Murat & Onur (2000). Los tratamientos térmicos generalmente llevan a cambios en el color de la superficie del producto, y estos siguen una cinética de primer orden. Nindo, et al (2003). La reacción de Maillard depende de la temperatura y del tiempo que dura el tratamiento térmico (Ho, et al. 2002).

El color de un producto se puede especificar con tres coordenadas obtenidas con el colorímetro. El sistema que utiliza la escala CIELAB, que define L*, a* y b*, es el que se emplea con mayor frecuencia para medir color en los alimentos. L* mide la luminosidad, b* indica el cambio de color de azul a amarillo, y a* indica el cambio de verde a rojo. Avila & Silva (1999).

Figura 6. Modelo de color CIE L*a*b Tomado de: http://thzimage.com/?p=160 Para la determinación de Chroma (Cr*) que indica la saturación del color y cuanto mayor sea su valor más saturado será el color, cuanto menor sea su valor más se aproximará al eje de los grises, perdiendo el color su saturación y para el valor de Hue (h*) que indica el tono y se expresa en grados, de esta manera podemos conocer fácilmente la posición del color, se relacionan las siguientes ecuaciones, (Rivera, 2010): 1. Cr*= (a*2 + b*2)1/2 2. Hue*= tan-1 (b/a) 3. Uno de los objetivos de la industria alimentaria es producir alimentos que sean agradables y fáciles de comer. El placer es derivado de los sentidos del gusto, del olfato, y de la visión. Sin embargo, la percepción de la textura también produce placer y es la sensación más relevante relacionada con la estructura del alimento. Contreras (2006). Cuando el deterioro del color es visualmente extenso el producto resulta inaceptable, por lo que industrialmente, el color puede ser una característica determinante para el éxito comercial de innumerables productos. (Contreras, 2006) 45

7. METODOLOGÍA 7.1. Selección materia prima Para los ensayos, se utilizó pera variedad blanquilla, la cual se adquirió en el mercado local de la ciudad de Bogotá, éstas se seleccionaron teniendo en cuenta su color verde- amarillento verificando que no tuvieran magulladuras, sin presencia de plagas, lesión, y con un peso aproximadamente de 50-61 gr aproximadamente, fueron almacenadas a temperatura ambiente (16°C) durante 24 horas antes del procesamiento.

Figura 7. Pera en estado fresco

7.1.1. Preparación de las muestras Se seleccionaron frutos sanos y en buen estado, posteriormente se realizó un proceso de limpieza y desinfección con hipoclorito de sodio a 200 ppm durante 3 minutos por inmersión, luego se realizó enjuague con agua potable. Posteriormente se retiraron los extremos de la pera y se sacaron rodajas de un espesor de aprox. 5 mm. Se caracterizaron las muestras fisicoquímicamente.

7.2. Proceso de Deshidratación de las muestras de pera. Aplicación de pre-tratamientos 7.2.1. Proceso de Osmodeshidratación Se preparó el jarabe osmótico a una concentración de 40°brix utilizando sacarosa. Las muestras se sometieron a un proceso de inmersión durante 2 horas en el jarabe en una relación 1:5 (fruta: jarabe), terminado el proceso se evaluaron características fisicoquímicas (°Brix, acidez, pH, humedad, color, y textura). Las muestras luego fueron sometidas a proceso de secado por aire caliente

7.2.2. Pre tratamiento de secado por microondas Las muestras de pera se colocaron en el microondas Haceb Serie: DJ11506335 con una potencia activa de 800 w y una frecuencia 60 Hz, durante 1 y 2 minutos de tratamiento, terminado el proceso se evaluaron características fisicoquímicas (°Brix, acidez, pH, humedad, color, y textura). Las muestras luego fueron sometidas a proceso de secado por aire caliente 7.2.3. Proceso combinado (Secado por Microondas y Osmodeshidratación) Este proceso consistió en combinar los pre tratamientos de microondas y deshidratación osmótica, para lo cual primero se aplicó el proceso de microondas y luego el proceso de deshidratación osmótica, para lo cual se empleó las metodología antes descritas. Terminado el proceso se evaluaron características fisicoquímicas (°Brix, acidez, pH, humedad, color, y textura). 7.2.4. Proceso de Secado por Aire Caliente Las muestras de pera que ya fueron tuvieron el proceso de pre tratamiento se sometieron al proceso de secado por aire caliente empleando un secador de bandejas marca javar® a una temperatura de 60ºC por un tiempo de 7 horas. Se tomaron la variación del peso de las muestras durante el tiempo de secado, para evaluar la cinética de secado. Se evaluó una muestra control sin pre tratamiento. Terminado el proceso se evaluaron características fisicoquímicas (°Brix, acidez, pH, humedad, color, y textura), y análisis sensorial del producto final. 7.3. Diseño experimental En la figura 2 se muestra el diseño experimental empleado en la experimentación, es un diseño completamente al azar, con dos factores:  Pre tratamiento: Deshidratación osmótica, microondas y su combinación  Tiempo de del proceso de secado por aire caliente Se realizaron tres replicas por cada tratamiento.

PERA (Pyrus Comunnis)

Blanco

Deshidratacion Osmotica

2 horas 40 °Brix

Aplicación de pre-tratamientos

Pre tratamiento 1

Blanco

Microondas

1 minuto

Pre tratamiento 2

Pre tratamiento 3

Mt1

2 minutos

Pre tratamiento 4

Mt2

Microondas

1 minuto

2 minutos

DO 2 horas 40 °Brix

Pre tratamiento 5

Pre tratamiento 6

Mt1 – DO

Mt2 - DO

Secado por aire caliente por 7 horas a 60 °C

Figura 8. Diseño experimental Análisis estadístico Se realizaran 3 repeticiones por tratamiento y los datos obtenidos se expresaron en términos de media ± desviación estándar. Los datos se analizaran mediante un análisis de la varianza – ANOVA con un nivel de confianza del 95%, y una prueba de diferencia de medias Tukey’s empleando el software de Minitab® version16. 7.4. Métodos A continuación se muestran los métodos analíticos empleados para el análisis de las muestras de pera. 7.4.1. Análisis Fisicoquímicos 

Determinación de pH: Se tomaron 5 gr de muestra de pera a analizar, con 50 ml de agua destilada, se midió el pH utilizando un pH meter CG 818 Schottgerate.



Determinación de °Brix: Se tomó una pequeña muestra de pera a analizar, se colocó sobre el refractómetro con escala de 0-85 °Brix, empleando la metodología AOAC 932.12, (1998).



Determinación de Humedad: Se pesaron 2,0 gr de muestra de pera aproximadamente en papel aluminio, y se colocó en la estufa de Memmert GmbHt Co.KG Modell 100-800 a 80°C durante 24 horas. El porcentaje de humedad se calculó mediante la siguiente ecuación:



Determinación de Textura: La firmeza fue medida mediante el texturómetro Brookfield® (TA-T PRO) empleando una probeta tipo circulo de polietileno y un soporte TA4 - AVJ. Los parámetros de operación fueron: velocidad de ensayo: 0.5 mm/s, fuerza de 4g y una distancia de penetración de 5 mm. Las pruebas se realizaron en tres muestras de peras diferentes por cada tratamiento descartando las bordes y el centro.

7.4.2. Análisis Colorimétricos Determinación de Color: El color fue analizado mediante imágenes tomadas por Cámara digital Samsung 16.1 Mpx Se trabajó con iluminante D65, con un ángulo de 37 inclinación de 45º entre las lámparas y la muestra (Fernández, L. et al., 2005). El color fue cuantificado en el programa Image J® obteniendo las coordenadas RGB que fueron transformadas al sistema de color CIE L*a*b* empleando el programa easyRGB®, a partir del cual se obtuvieron: la coordenada a* (+rojos, -verdes), coordenada b* (+amarillos, -azules), L* luminosidad (blanco – negro). Con estos datos se calculó los valores de Croma C * que representa la saturación del color el cual varia de opaco (bajo valor) a vivo (alto valor) y el ángulo Hue (Hº), que está definido como la rueda de color, con rojo – purpura a un ángulo de 0º, amarillo a 90º, azulado – verde a 180ºy negro a 270º. 7.4.3. Análisis sensorial Para la determinación de la percepción del consumidor frente a los pre tratamientos aplicados a las muestras de pera, se realizó una prueba de análisis sensorial con 30 panelistas no para evaluar el grado de aceptabilidad, empleando una prueba hedónica y definiendo una escala de 1 a 5, siendo:

5: Me gusta mucho 4: Me gusta moderadamente 3: Ni me gusta ni me disgusta 2: Me disgusta moderadamente 1: Me disgusta mucho. En el ensayo se evaluaron los siguientes parรกmetros: color, textura, sabor y apariencia en general, para esto se empleรณ el formato se encuentra en el anexo formato evaluaciรณn sensorial. Ver anexo A, formato evaluaciรณn sensorial (Pรกg. 10).

8. RESULTADOS Y ANÁLISIS

8.1. Caracterización Pera en Fresco En la tabla 5, se indican los resultados de la caracterización de la pera fresca. Los valores de pH y textura son similares a los reportados por Parra et al (2006), quien reporta valores de 3.9 y 7.2 en pera variedad triunfo de Viena. En relación al contenido de sólidos solubles, los valores coinciden con los reportados por varios autores, quienes indican datos de 11.3°Brix para variedad Shinsseiki (Lombardi et al. 2000), 11,5 para la variedad Packham’s Triumph (Seibert et al. 2000), 12°Brix para la variedad triunfo de viena (Parra et al., 2006), 11.1°Brix para la variedad Williams (Calvo, 2004) y 12.8°Brix para la variedad Barlett (Marsal et al., 2000). Al analizar el valor de acidez de la pera, este es superior a lo reportado por Parra et al (2006) en pera variedad triunfo de Viena, quien indican valores de 0.24 y 0.31, esta diferencia puede estar relacionada con el índice de madurez de la fruta. Variable

Valor (X + D)

pH Acidez °Brix Humedad (%bh) Textura

3,5 + 0,18 4,4 + 0,89 13,6 + 0,57 84,9 + 0,18 77,3 + 6,04

Tabla 5. Caracterización de pera fresca 8.2. Efecto de los pre tratamientos en las propiedades fisicoquímicas. A continuación se muestran los resultados obtenidos de las propiedades fisicoquímicas evaluadas durante el proceso de secado de las muestras de pera con y sin pre tratamiento. 8.2.1. Humedad En la figura 9 se puede observar que todos los pre tratamientos presentaron una disminución en el porcentaje de humedad, el cual se encuentra en un rango entre 88% y 93%; lo cual coincide con lo reportado por Arballo (2013) en procesos de secado de pera, kiwi y calabacita por deshidratación individual y combinada de

microondas y osmótica para posterior secado por aire caliente. A partir de datos experimentales ANEXO B se grafica % pérdida de humedad con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente.

Figura 9. Porcentaje de pérdida de humedad en muestras de pera deshidratadas por aire caliente (60°C). Los pre tratamientos de Mt1 y Mt2 fueron los que mayor pérdida de humedad tuvieron coincidiendo con lo reportado por Contreras (2006) quien explica que la aplicación de microondas previa al proceso de deshidratación por aire caliente provoca una gran disminución de tiempo, facilita el proceso y aumenta en cierta cantidad la pérdida de agua. En cuanto a las muestras pre tratadas con Osmodeshidratación también puede observarse pérdida de humedad aunque más lentamente, coincidiendo con lo reportado por Vázquez, et al. (2007) en sus estudios con zanahoria, quien explica que debido a la presencia del jarabe absorbido se impide la eliminación de agua, ya que los poros pueden estar obstruidos por la presencia de jarabe. De acuerdo al análisis estadístico realizado relacionado en el ANEXO M con la prueba de Tukey se evidencia que en la aplicación de 7 horas (secado por aire caliente) el único pre tratamiento que tiene diferencia significativa con respecto a los otros es el Mt2+OD, mientras que el resto no tienen diferencia significativa entre sí.

8.2.2. °Brix Al analizar los cambios en el contenido de solidos solubles - °Brix (figura 10), se encontró que todas las muestras presentaron un incremento en el contenido de °Brix, el cual es estadísticamente significativo, un resultado similar reporta Arballo (2013) en calabacita, kiwi y pera. A partir de datos experimentales ANEXO C se grafica los oBrix con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente.

Figura 10. Comportamiento de °Brix (sólidos solubles) en muestras de pera deshidratadas por aire caliente (60°C). Las muestras presentaron un incremento entre 69% y 137%, siendo las muestras trabajadas con Mt1 y Mt2 las que reportaron mayor variación en las siete horas de proceso, con 137% y 124% respectivamente coincidiendo, con lo reportado por Concha Herrera, et al (2012) en uva, quien afirma que éste comportamiento indica que el pre tratamiento permite concentrar los sólidos en el secado por aire caliente. El análisis de varianza (ANOVA p<0.05), indica que existen diferencias significativas en la variación de las muestras tratadas. Los pre tratamientos que finalizadas las 7 horas de secado obtuvieron mayor cantidad de °Brix fueron las muestra tratada con OD y Mt2 - DO, coincidiendo con lo que reporta Castro, et al. (2008) y Toro, (2000), donde especifican que éste pre tratamiento combinado con el secado modifica la permeabilidad de los poros de la fruta facilitando la impregnación del jarabe incrementando el contenido de sólidos solubles como consecuencia de la ganancia de azúcares.

Según análisis de prueba Tukey relacionada en el ANEXO N después de la aplicación de secado por aire caliente durante 7 horas, no hubo diferencia significativa entre los pretratamientos. 8.2.3. pH En la figura 11 puede observarse un ligero aumento en los valores del pH entre el tiempo 0 y el tiempo 7 en todas las muestras coincidido con lo reportado por Castaño et al, (2008) y Moraga et al (2001), quienes indican que éste cambio puede ser debido posiblemente a la pérdida de ácidos la cual provoca una aceleración en el metabolismo de la fruta asociado con el movimiento celular ocasionado por la deshidratación, aunque éste cambio no es estadísticamente significativo. A partir de datos experimentales ANEXO D se grafica los valores de pH con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente.

Figura 11. Comportamiento de pH en muestras de pera deshidratadas por aire caliente (60°C) Así mismo se observa un valor de pH de 3,5 para la pera fresca, lo cual coincide con lo reportado por Keqing (2004) con valores que varían entre 2,6 y 5,4. Para las 6 muestras con pre tratamiento la muestra que sufrió menor variación en ésta característica fue Mt2 + DO mientras que la muestra que sufrió más variación en su pH fue Mt1, lo cual coincide con lo reportado por Sagñay, (2009), quien afirma que esta reacción puede ser debido a que el proceso de deshidratación por microondas disminuye la acidez en la fruta como lo explica y en consecuencia su

pH aumenta. Según prueba de Tukey relacionada en el ANEXO O realizada se evidencia que en la aplicación de secado por aire caliente (7 horas), no hubo diferencia significativa entre los pre tratamientos. 8.2.4. Acidez En el comportamiento de la acidez se muestra en la figura 12, donde se observa todas las muestras sufrieron una pérdida en su porcentaje de acidez. Analizando individualmente cada tratamiento se evidencia que para el caso de la pera fresca se presentó una disminución en su acidez en un 51% coincidiendo con lo reportado por Toro, (2000) quien afirma que durante los procesos de secado de piña sin pre tratamiento previo existe una menor pérdida de ácido, esto se debe a que durante la operación de secado, se genera en la superficie del tejido expuesto al aire de secado una capa o costra que impide el paso de sustancias de alto peso molecular como ácidos. A partir de datos experimentales ANEXO E se grafica los valores obtenidos de acidez con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente.

Figura 12. Comportamiento de acidez en muestras de pera deshidratadas por aire caliente (60°C). Los procesos de OD provocan la disminución del % de acidez del producto lo cual puede deberse al flujo de materia que emigra hacia el jarabe y también a la ganancia de sólidos como lo explican Concha, et al. (2012), Della, (2010) y Toro,

(2000), en sus estudios, lo cual se relaciona con los resultados obtenidos en los pre tratamientos de OD, M t1 + OD y M t2 + OD. En cuanto a las muestras tratadas con microondas se observó una disminución significativa en su contenido de acidez después de aplicados los pre tratamientos, ésta pérdida puede deberse a la expulsión de líquido ocasionado por la ebullición del agua de la fruta, que posiblemente arrastró consigo parte del contenido de ácidos como lo explicado por Concha et al, (2012) en su estudio con uva Thompson Seedless. Se puede evidenciar según análisis Tukey, en el ANEXO P, después de la aplicación de secado por aire caliente durante 7 horas, la muestra blanco y los pre tratamientos Mt1, Mt2 y Mt2 – DO, no son significativamente diferentes. 8.2.5. Análisis de firmeza En la figura 13 se puede observar una variación en el valor de la firmeza del tejido de la pera antes y después del proceso de secado por aire caliente, la cual no es estadísticamente significativa, siendo las muestras pre tratadas con microondas las que presentaron una menor variación y las muestras pre tratadas con OD las que mayor cambio presentaron a lo largo del proceso de 7 horas, y la muestra sin tratamiento permaneció constante. Como lo sustenta Rosenthal, et al. (2001), la pérdida de agua y la exposición a altas temperaturas durante el proceso de secado, provocan el encogimiento celular y por consiguiente cambios en la textura de los productos obtenidos. A partir de datos experimentales ANEXO F se grafica los los datos obtenidos de firmeza con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente.

Figura 13. Comportamiento de firmeza en muestras de pera deshidratadas por aire caliente (60°C). El aumento observado en todas las muestras coincide con lo reportado por Ordosgoitía (2007) en el estudio de diferentes procesos de secado en rodajas de banano, afirmando que la textura de frutas y verduras secadas con aire se deteriora aumentando la firmeza del producto debido a la exposición a altas temperaturas. Según los estudios estadísticos realizados en la prueba de Tukey, se observó que los pre tratamientos Mt1, OD, Mt1+OD y Mt2+OD, tuvieron diferencia significativa en comparación con los demás pre tratamientos. (Ver ANEXO Q)

8.2.6. Cambios Colorímetros El color es uno de los parámetros de calidad más importantes de un producto, ya que juega un papel decisivo en la aceptación final por parte del consumidor. Para la evaluación de la influencia de los pre tratamientos de deshidratación osmótica y por microondas, en la calidad del producto durante el proceso de secado por aire caliente se evaluaron los parámetros de: luminosidad*, coordenada a*, coordenada b*, croma* y Hue*.

8.2.6.1. Coordenadas a* y b* La coordenada (a*) es el parámetro que define el color del punto acromático correspondiente al rojo (>0) y el verde (<0), y la coordenada (b*) indica la cromaticidad en el eje azul (<0) a amarillo (>0). Con el fin de evidenciar la relación de estas dos variables se construyó un grafica que las relaciona (figura 14). La cual nos permite identificar que para todos los tratamientos, la coordenada b* incrementa, es decir que las muestras toman una tonalidad más amarillas, en relación a la coordenada a*, las muestras tienden a moverse al eje positivo es decir hacia los tonos rojos, principalmente las muestras con retratamientos, lo cual indica que estos no ayuda a mantener el color de la muestra de pera. A partir de datos experimentales ANEXO G se grafica los valores relacionados de coordenada a* y coordenada b* con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente.

AMARILLO 35

Tiempo 7

VERDE -15

M T1

M T2

MT1 + OD

MT2 + OD

ROJO

0 -10

-5

Blanco

Tiempo 0

Coordenada b*

0 AZUL

Coordenada a*

Figura 14. Diagrama correlación coordenada a* y coordenada b* En general todos los pre tratamientos muestran un incremento durante el proceso de secado en diversas condiciones además, lo cual coincide con lo reportado por Edoun et al. (2014) quien indica que los valores positivos a* explican que la pera seca es más roja que la pera fresca.

El blanco y OD fueron las muestras que no cambiaron su eje de coloración y se mantuvieron con su color amarillo. La tendencia en la coordenada a* define el incremento de los tonos rojos lo cual se relaciona con la degradación de pigmentos carotenoides (oxidación por oxigeno), esto coincidiendo con lo dicho por Zuluaga (2010), donde reporta que entre más largo sea el proceso de deshidratación y más alta sea la temperatura las pérdidas de pigmentos son mayores llegando así a la reacción de Maillard o pardeamiento enzimático. Todas las muestras presentaron un aumento en los valores de esta coordenada, tendiendo a la coloración amarilla. Estudios realizados por Krokida, (2008), Fernández et al, (2005) y Zuluaga (2010) coinciden en que la coloración amarilla aumenta a medida del tiempo de secado y la pérdida de humedad en las muestras, cambiando así las características de su superficie como su color y su reflectancia debido a los procesos de deshidratación. Asimismo, este cambio se ve relacionado con lo reportado por Krokida, (2008) quien dice que debido a la contracción del área se provoca un aumento en la concentración de carotenoides desplazando así el color hacia el amarillo. De acuerdo a los datos arrojados por el análisis de la prueba de Tukey, para la coordenada a* en la aplicación de secado por aire caliente durante 7 horas los pre tratamientos blanco, OD, Mt1 y Mt2 – OD, son significativamente diferentes comparados con Mt2 y Mt1 – OD, y para la coordenada b* los pre tratamientos no fueron significativamente diferentes.

8.2.6.2. Relación Luminosidad, Croma y Hue. En la figura 15, se muestra el comportamiento de la luminosidad, el croma y Hue, para los 6 tratamientos de secado realizados. Teniendo en cuenta que la luminosidad (L*), es un parámetro que indica el nivel de brillantez en la muestra y se encuentra en una escala donde negro=0 y blanco=100, se observa que para todos los tratamientos, el valor de la luminosidad disminuyó, como lo reportado por Zuluaga (2010) y Edoun et al. (2014) en procesos con mango y piña, quienes dicen que gracias a el pardeamiento enzimáticos se refleja en un oscurecimiento de las muestras. Este cambio en el parámetro no es estadísticamente significativo entre los tratamientos, lo cual indica que los pre tratamientos no permiten reducir el impacto en el cambio de color de la pera, sin embargo el pre tratamiento que afecto en menor porcentaje la pérdida de luminosidad fue la aplicación de microondas.

Esta disminución en la luminosidad está relacionada con la disminución de la actividad de agua en los procesos de deshidratación, ya que facilita la formación de los compuestos del pardeamiento no enzimático durante el proceso, además como lo reporta Cortés et al. (2007) con otras reacciones como la degradación oxidativa del ácido ascórbico y/o la conversión de polifenoles en policarbonilos que pueden contribuir igualmente al oscurecimiento. A partir de datos experimentales ANEXO H se grafica los datos de Luiminosidad, Croma y Hue con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente. Para la obtención del análisis estadístico se realizó la prueba de Tukey observando que los pre tratamientos que tuvieron mayor significancia en Luminosidad, fueron OD, Mt1 – OD y Mt2 – OD, en el parámetro de Croma los pre tratamientos no fueron significativamente diferentes y en el parámetro de Hue fueron Mt1, Mt2 y Mt2 – OD los parámetros que obtuvieron una diferencia significativa.

Figura 15. Comportamiento de los parรกmetros L*, C* y HUE* de las muestras de pera deshidratadas por aire caliente

La disminución en el valor de luminosidad oscila entre 9,7% para la muestra Microondas t1 (3) y 11% para la muestra Blanco (1) lo cual indica que ésta muestra fue la que más se oscureció pasadas las 7 horas; las muestras, Osmodeshidratación, M t1 + OD, M t2 y M t2 + OD presentaron pérdidas de 7,9%, 9,5%, 10,7% y 10,86% respectivamente. Los valores de disminución no son estadísticamente significativos. En relación al croma, o saturación, es el parámetro que se usa para representa la pureza o intensidad del color. Se observa que todos los tratamientos, el valor del croma aumentó, lo cual indica la saturación de color en las muestras. Se puede observar que la muestra que más sufrió cambios en éste parámetro fue Mt1 + OD, mientras que el blanco sufrió menos cambio. Estadísticamente el factor de tiempo afecta significativamente este parámetro. Pudo observarse que la muestra (5) obtuvo el mayor aumento en éste parámetro (196%), mientras que las muestras de OD, Blanco, Mt2 + OD, Mt1, Mt2 sufrieron aumento de 24,8%, 40%, 66%, 66,8% y 90% respectivamente. Hue, o el tono, es la propiedad que se refiere al estado puro del color, La grafica muestra que en todas las muestras sufrieron una disminución en la tonalidad amarillenta, siendo más notable en la muestra tratada con microondas t1. La muestra que presentó menos cambio en este parámetro fue la osmodeshidratada. El análisis estadístico muestra que este cambio es altamente significativo (ANOVA p˂0.05). La disminución de los valores de HUE oscila entre 9,9% para la muestra Blanco y 32,5% para la muestra M t2; las muestras de OD, Mt2 + OD, Mt1 y Mt1 + OD se observaron pérdidas de 7,4%, 11,5%, 20,6% y 22,3% respectivamente. 8.2.6.3. Diferencia de color (ΔE) Para establecer el cambio total del color en las muestras, se determinó la diferencia de color (ΔE), la cual combina los parámetros L*, a* y b*; para éste parámetro entre mayor valor (ΔE) se tenga, mayor cambio de color se presenta en la muestra y por tanto el tratamiento afecta más la calidad del producto. Se observa mayor valor en la muestra con microondas coincidiendo con lo reportado por Leiva, (2012) quien obtuvo resultados similares en banano al aplicar éste pre tratamiento, esto indica que el microondas, en cuanto al color, fue el pre tratamiento menos eficaz mientras que el método combinado favorece el color de la muestra. Edoun, M. (2014) en piña; afirmó que varios autores han demostrado

que los cambios en ΔE son influenciados por pardeamiento no enzimático y la destrucción del pigmento carotenoides. 25 20 15 10 5 0 BLANCO

MT1

MT2

MT1+OD

MT2+OD

Figura 16. Diferencia de color (ΔE) en muestras de pera deshidratadas por aire caliente 8.3. Análisis Sensorial En la evaluación sensorial realizada a las diferentes muestras puede observarse uniformidad en la valoración de la mayoría de los atributos evaluados, exceptuando el pre tratamiento OD - Mt2 el cual en general tuvo menor aceptación, salvo que en el atributo de sabor esta muestra tuvo una valoración aceptable por los panelistas. Los pre tratamientos blanco y OD - M t1 presentan un comportamiento muy similar y son las más aceptadas en la evaluación de atributos por los panelistas. Para el atributo de color podemos relacionar los cambios colorímetros con las preferencias de los panelistas ya que la muestra que presentó menor luminosidad fue OD - Mt2, fue la que menos preferencia tuvo en su color y apariencia. La muestra tratada con Osmodeshidratación fue por el contrario la más luminosa coincidiendo con la preferencia de los panelistas en cuanto al color y apariencia junto con el blanco.

En resumen, dentro de los cinco pre tratamientos el que mayor nivel de agrado presentó fue OD - Mt1 ya que en las muestras con mayor tiempo en microondas, tendían a una coloración oscura la cual era asociada por los panelistas con el pardeamiento de la fruta, coincidiendo con Mandala et al, (2004) y Falade, (2007) donde referencian que la remoción de agua a altas temperaturas y largos tiempos de proceso pueden ocasionar daños sensoriales, y no fue de buena aceptación su color y apariencia, con lo cual se podría decir que el rechazo surge más por la coloración que toma la fruta que por el sabor de la misma y se convierte en un aspecto cultural, y también reportado en un estudio de pera por Murata et al, (1993), donde se demostró que al retirar el centro de la fruta y la pulpa más cercana a la cascara presentaba menor grado de pardeamiento, gracias a que la actividad de la polifenoloxidasa que se encuentra principalmente en el centro de la fruta y de forma secundaria cerca de la cascara, lo que no se realizó en este presente trabajo ya que el centro de la fruta y la cascara siempre se conservaron.

8.4. Cinética de Secado 8.4.1. Pérdida de peso En la figura 18, a partir de datos experimentales ANEXO I se grafica el % de pérdiad de peso con respecto a la aplicación de los pre tratamientos y la aplicación de secado por aire caliente. Se puede observar que las muestras de pera alcanzaron una pérdida de peso entre 75% y 84% tras 7 horas de tratamiento bajo el método de SAC presentándose en las muestras sometidas a pre tratamiento con microondas por 1 y 2 minutos una pérdida de peso de 83,23% y 84,63% respectivamente, seguido de la muestra patrón o blanco (fruta fresca) con un 82% de pérdida de peso. Así mismo se observa que durante las tres primeras horas del tratamiento con SAC se presentan las mayores variaciones en la pérdida de peso de las muestras tratadas, coincidiendo con lo reportado por Della, (2009) quién afirma que en métodos independientes y combinados se observa una significativa pérdida de peso. En la parte inicial del tratamiento. Por otro lado, se puede observar que durante las últimas tres horas las variaciones son menores a un 15%, debido a que la cantidad de agua y compuestos volátiles se acercan a su nivel mínimo dentro del alimento. Transcurridas las dos primeras horas, se observa que la muestra que presentó una mayor pérdida de peso fue la sometida al pre tratamiento de OD, corroborando los resultados reportados por Zuluaga (2010), quien afirma observar

una mayor pérdida de peso y ganancia de sólidos en la muestra osmodeshidratada al final del proceso. Así mismo se observa que en las muestras previamente osmodeshidratadas, la pérdida de peso es más lenta debido a la dificultad en la eliminación del agua por la ganancia de °Brix obtenidos del jarabe en el pre tratamiento realizado.

Figura 18. Porcentaje de pérdida de peso en muestras de pera deshidratadas por aire A partir de las cuatro horas de proceso, el porcentaje de pérdida de peso se hace constante, presentando el mayor cambio las muestras tratadas con microondas; el pre tratamiento que presentó menos pérdida fue el método combinado de Mt1+ OD.

8.4.2 Pérdida de Humedad En la figura 19, a partir de datos experimentales ANEXO J se grafica la humedad (gr agua / gr producto seco) con respecto al tiempo de secado de aire caliente durante 7 horas. Se muestra el comportamiento de la cinética de secado de las rodajas de la pera a 5 pre tratamientos de proceso durante las 7 horas de secado, donde se observa que durante las primeras 4 horas se presentan la mayor velocidad de secado y a partir de este tiempo, se inicia un proceso de velocidad constante. Así mismo, se observa que la aplicación del pre tratamiento de microondas, permite una mayor reducción del contenido de humedad, lo cual puede deberse a que al exponer el

producto al microondas, estas tienen la capacidad de interactuar con las moléculas de agua en el interior del alimento produciendo su calentamiento y promoviendo la evaporación volumétrica del agua contenida en el producto, con lo cual se puede relacionar con una alta pérdida de humedad. Arballo (2013). Esparza (2001) reporta que al aplicar microondas en el secado de manzana, y mientras exista suficiente cantidad de agua en el tejido, la evaporación de agua en la parte interna de la muestra supone la creación de un gradiente de presión de vapor, que actúa como fuerza impulsora adicional para la difusión de agua, lo que hace que haya una velocidad relativamente constante, por esto puede ser el resultado de humedad perdida de las muestras pre tratadas con Mt1 y Mt2. Como consecuencia, la aplicación de esta tecnología disminuye el tiempo de secado.

Figura 19. Cinética de secado de pera a 60°C por 7 horas.

Los pre tratamientos que obtuvieron menos pérdida de humedad fueron los sometidos a los pre tratamientos de OD y posteriormente Mt1 y Mt2, puede ser atribuido a la alta incorporación de azúcar, una alta concentración de sacarosa inhibiendo la pérdida de agua en la etapa de secado con microondas. Esto podría producir una reducción en la porosidad del tejido debido a una excesiva infiltración de azúcar o a una posible formación de una capa de azúcar periférica. Con experimentos previos se han verificado esta suposición. En ellos se han medido los perfiles de sólidos solubles en las muestras sometidas a diferentes

concentraciones de sacarosa y se observa un alto contenido de azúcar cerca de la superficie de las muestras. (Arballo, 2010). En relación a la mayor pérdida de velocidad de secado y por ende una mayor pérdida de peso fueron las muestras de pera secadas por aire caliente con pre tratamiento de Mt1 y Mt2, manteniendo sus características de calidad fisicoquímicas ya que no provoca cambios significativos en la superficie del alimento.

8.4.3. Velocidad de secado En la figura 20, a partir de datos experimentales ANEXO K se obtiene la construcción de la grafica (kg H2O / h*m2) contra (kg H2O / kg solido seco). Se observa el comportamiento de la velocidad de secado de las rodajas de pera a los 5 pre tratamientos de proceso durante 7 horas de secado, donde se observa la perdida de humedad y los periodos de velocidad constante. Además se observa el efecto de las temperaturas del aire de secado y de los pre-tratamientos combinados con aplicación de microondas y Osmodeshidratación, donde se observa que no son las mejores condiciones para la pérdida de humedad debido a que con el incremento en la concentración de la solución en el proceso de Osmodeshidratación previo se forma una capa de soluto sobre la superficie del producto que actúa como barrera reduciendo la pérdida de nutrientes y a muy altas concentraciones, pueden dificultar también la pérdida de agua (Della, 2010). Los datos obtenidos en los pre tratamientos de Blanco, Mt1, Mt2 y Mt2 - DO, fueron los periodos de velocidad con un contenido de inicial de humedad mayor observados, alcanzando una velocidad constante cuando tenían 1,00 gr de humedad / gr producto seco. Al igual que los pre tratamientos de OD y Mt1 - OD, lograron estos periodos de velocidad de secado, alcanzando una velocidad constante cuando tenían aproximadamente 2,00 gr de humedad / gr producto seco. En relación con los tratamientos de Mt1 y Mt2, y blanco se identificaron los periodos de velocidad de secado esto puede deberse a que la generación interna de calor relacionada con la aplicación de microondas supone un calentamiento interno más rápido, que en ocasiones puede conllevar el cambio de estado del agua líquida a vapor en el interior del producto. Contreras (2006) además describe que los microondas penetran al interior de la fruta y provocan que el calor se genere preferentemente en las moléculas de agua facilitando su migración posterior y en consecuencia, el secado es mucho más rápido. 68

Las muestras de pera deshidratadas osmóticamente con microondas como secado adicional presentan las tasas más bajas de velocidad de secado, esto puede deberse al efecto ligante de agua que ejercen los agentes osmóticos y a la formación de una capa superficial de azúcar, como lo anuncia Baque et al, (2010) en el proceso de secado de manzana con procesos convencionales.

Figura 20. Velocidad de secado de muestras de pera deshidratadas por aire caliente

8.5 Modelación A continuación se muestran los dos modelos (Newton y Henderson and Pabis) con los que fueron comparados los resultados obtenidos de las muestras ANEXO L en cada uno de los pre tratamientos realizados. 8.5.1. Modelo de Newton A continuación en la figura 21 se muestran las gráficas de los diferentes pre tratamientos después de aplicar el método de secado por aire caliente a las muestras de pera.

Figura 21. Modelo de Newton para muestras de pera deshidratada por aire caliente

De acuerdo a las gráficas presentadas anteriormente, el modelo de Newton se ajusta más a los resultados obtenidos al aplicar el pre tratamiento de Mt1 con el proceso de OD, cuyo R2 fue de 0,938. 8.5.2. Modelado de Henderson y Pabis A continuación en la figura 22 se muestran las gráficas de los diferentes pre tratamientos después de aplicar el método de secado por aire caliente, donde se realizó la gráfica relacionando en el eje y, el Ln MR y en el eje x, el tiempo t (en horas). De acuerdo a la ecuación: y= kx + a, se establece que acorde a las líneas de tendencia lineal presentadas k y a son constantes, y me permiten determinar la velocidad de secado y la cantidad de agua que se desprende con la mínima energía requerida, respectivamente.

Figura 22. Modelo de Henderson y Pabis para muestras de pera deshidratada por aire caliente

De acuerdo a las gráficas presentadas anteriormente, los datos obtenidos para todos pre-tratamientos muestra un mejor ajuste al modelo de Henderson y Pabis, en comparación con el modelo de Newton, presentándose valores de correlación superior a 0,95 excepto el tratamiento DO, que obtuvo un R 2 de 0,91. En la tabla 6 se resumen los resultados de las constantes cinéticas para los dos modelos y tratamientos.

Tabla 6. Constantes cinéticas obtenidas para cada modelo matemático en los diferentes pres tratamientos Modelo Pre tratamiento

Newton o exponencial k R2

Blanco

-0,476

0,9337

-0,5883

0,6361

0,9785

-0,3425

0,9159

-0,3581

0,0881

0,9181

Mt 1

-0,4923

0,9281

-0,6219

0,9817

Mt 2

-0,6254

0,9229

-0,8047

0,9845

Mt 1 - OD

-0,3228

0,9388

-0,3837

0,9696

Mt 2 - OD

-0,2457

0,899

-0,3299

0,9793

Henderson and Pabis k

La constante a se interpreta como la cantidad de agua que se desprende libremente con una mínima energía, tomando esta como la humedad superficial eliminada de forma natural durante todo el proceso, adicional a la humedad que está siendo eliminada acorde a la constante k de velocidad de secado. Se infiere que el efecto de la aplicación de pre tratamientos Mt1 y Mt2 en secado de aire caliente en el modelo de Henderson and Pabis favorece al proceso de secado con valores de a = 0.9817 y 0.9845 respectivamente, teniendo la mejor capacidad de liberación de agua superficial en las muestras con respecto al tratamiento en blanco, siendo similar a lo reportado por Puente et al (2010) para manzana quién propone valores entre 1.00 – 1.27, los cuales varían independiente de la temperatura. Mientras que la aplicación del pre tratamiento de OD con un valor de a = 0.0881 relativamente bajo y el cual no favoreció al modelo de Henderson and Pabis, lo cual no presenta dependencia con el tiempo. De acuerdo a los resultados obtenidos para todos los pre tratamientos aplicados a las muestras, se observa que la constante k tanto en el modelo de Newton (1) como de Henderson and Pabis (2) al ser negativa, representa un decrecimiento de la humedad durante el proceso, siendo los pre tratamientos Mt1 (1) -0.4923 y 2) 0.6219) y Mt2 (1)-0.6254 y 2) -0.8047) lo que presentaron una mayor pérdida de humedad durante el tiempo.

9. CONCLUSIONES 

El proceso realizado a las muestras con los pre tratamientos no favoreció la calidad final de la pera deshidratada, debido a que se presenta un detrimento respecto a su calidad final, principalmente en la variable de textura. Esto se debe a la exposición de las muestras a altas temperaturas durante el proceso de Secado por aire caliente (SAC), generando un producto con poca firmeza y obteniendo un encogimiento celular al final del producto afectando su forma.



En relación a la mayor velocidad de secado fueron las muestras de pera secadas por aire caliente con pre tratamiento de microondas en t1 y t2, manteniendo sus características de calidad fisicoquímicas ya que no provoca cambios significativos en la superficie del alimento, y desarrolla gradientes internos de humedad que aumentan la velocidad de secado.



La aplicación del pre tratamiento con microondas favorece en mayor proporción la pérdida de humedad en relación con el pre tratamiento de osmodeshidratación aplicado a las muestras de pera. Esto se debe a que en éste último, al aumentar los ºBrix mediante la absorción del jarabe utilizado, se presenta una obstrucción por parte del mismo en los poros de las muestras, lo que impide mantener una eliminación de agua similar a cuando se aplica el pre tratamiento con microondas, donde los poros del alimento no se ven afectados de esta manera.



Se comprobó que durante el proceso de deshidratación por medio de Secado por Aire Caliente (SAC) afectó significativamente el color de las muestras de pera ocasionado por la reacción de pardeamiento enzimático presentada durante el tratamiento, debido al contacto de la pulpa con el oxígeno durante todo el proceso de deshidratación, generando en las muestras una coloración de tipo marrón.



El proceso de osmodeshidratación como pre tratamiento ayuda a mejorar principalmente las características de sabor, de acuerdo al análisis organoléptico realizado a las muestras pero afecta otras variables como textura, color y apariencia en general, debido a que el pardeamiento enzimático es mayor.



Se realizó la cinética de secado de pera en rodajas mediante la deshidratación con aire caliente posterior a los pre tratamientos. Se ajustaron los datos experimentales a dos modelos matemáticos, los cuales permitieron determinar que a 60 ºC, la perdida de agua en la pera es deseable para obtener una adecuada velocidad de secado.



La diferencia total de color (delta E) muestran una relación directa con el tiempo y la velocidad de secado, siendo las muestras tratadas con microondas las que más afectaron la calidad del producto por lo tanto son las menos recomendadas para deshidratación de pera.



Las dos ecuaciones propuestas (Newton y Henderson and Pabis) y utilizadas para describir el proceso de secado a los 6 pre tratamientos resultaron ser favorables, siendo el modelo de Henderson and Pabis el que obtuvo el mejor ajuste sobre los datos experimentales a la temperatura empleada de 60 ºC al ser evaluados por las pruebas estadísticas.

10. RECOMENDACIONES 

Evaluar los agentes osmóticos para obtener un mejor producto en diferentes jarabes, teniendo en cuenta que estas muestras en pre tratamiento de Osmodeshidratacion en jarabe a 40°Brix fueron las de menor aceptación frente a la calidad final, después del secado por aire caliente.



Es importante hacer nuevos estudios con agentes antioxidantes para mirar la reducción del pardeamiento enzimático, y sus cambios en las diferentes variables.

11. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

1. AGUILAR MORALES, Jessica. Métodos de conservación de alimentos. México. Red Tercer Milenio S.C., 2012. 197p. 2. ALONSO GAITE, María Asunción. Caracterización sensorial y físico-química de manzanas reineta y pera conferencia, figuras de calidad en castilla y león. 2011, 296p. Tesis doctoral. Universidad de León. Facultad de Veterinaria. Departamento de higiene y tecnología de los alimentos. 3. ANDRADE, E.T., BORÉM, F.M., HARDOIM, P.R. Cinética de secagem do café cereja, bóia e cereja desmucilado, em quatro diferentes tipos de terreiros. Revista Brasileira de Armazenamento. Vol. 1. No. 7. (2003). Pág. 37-43. 4. ARBALLO, Javier R. Modelado y simulación de la deshidratación combinada osmótica-microondas de frutihortícolas. La Plata, 2013, 172p. Tesis doctoral (Doctor en ingeniería). Universidad Nacional de la Plata. Departamento de Ingeniería Química. Facultad de Ingeniería. 5. ARBALLO, Javier R., Campañone, Laura A. y MASCHERONI, Rodolfo H. (2010). Simulación numérica de la deshidratación de frutas por métodos combinados: Secado por impregnación y microondas. En línea. 11 Marzo de 2014. Disponible en: (http://www.cimec.org.ar/ojs/index.php/mc/article/viewFile/3593/3506). 6. AVILA, I.M & SILVA, C. L. Modelling kinetics of thermal degradation of color in peach puree. Journal of Food Engineering. Vol. 39, No 2. (Feb, 1999). Pág. 161-166. 7. BAQUE, Marcos; MACÍAS, Braulio; CORNEJO, Fabiola. 2010. Influencia de pre tratamientos convencionales en el proceso de secado de manzana y en las características físicas del producto final. En línea (10 de Junio de 2014). Disponible en: https://www.dspace.espol.edu.ec/bitstream/123456789/8993/1/Influencias%20d e%20PRE%20Tratamientos%20convencionales%20en%20el%20proceso%20 de%20secado%20de%20manzana.pdf. 8. BENÍTEZ, Celia E. Cosecha y pos cosecha de peras y manzanas. Patagonia. L&M S.R.L, (2001). 121p. 9. BERK, Zeki. Food process engineering and technology. USA. Editorial Academic Press. (2009). 677p. 10. BIANCHI, M., MILISENDA, P., GUARNASCHELLI, A., MASCHERONI, R. (2010) Transferencia de masa en deshidratación osmótica de frutas.

Determinación experimental y simulación. En línea. 2 Marzo de 2014. Disponible en: http://www.fcai.uncu.edu.ar/upload/51atc-bianchi-cidca.pdf. 11. BRENNAN, James G. Manual del procesado de los alimentos. Zaragoza. Acribia. (2008). 581p. 12. CALVO, G. Efecto del 1-metilciclopropeno (1-MCP) en pera variedad Williams cosechadas con dos estados de madurez. Revista de Investigaciones Agropecuarias. Vol. 33, No.2 (2004). Pag.3-26. 13. CAMPOS OCHOA, Ana Laura & FLORES TREJO, Daniela. “Deshidratación osmótica de placas de chayote (Sechium edule) utilizando soluciones hipertónicas de cloruro de sodio y sacarosa”. Orizaba. 2012. 42p. Trabajo de grado. Universidad Veracruzana, Facultad de Ciencias Químicas. Ingeniería de Alimentos. 14. CASP, A. y ABRIL, J. “Procesos de conservación de alimentos”. 2 Edición. Madrid. Mundi prensa S. A. 2003. 451p. 15. CASTAÑO I, Natalia; BEJARANO G, Cesar & GIRALDO G, Germán. Conservación de la fresa (fragaria chiloensis L. Duch) osmodeshidratada por el método de liofilización. Revista Investigación Universidad del Quindío. No 18 (Sep. 2008); Pag.87-93. 16. CASTRO, Adriana M., RODRÍGUEZ, Ligia., VARGAS, Edgar M. Secado de uchuva (physalis peruviana L) por aire caliente con pretratamiento de osmodeshidratación. Vitae, Revista de la facultad de química farmacéutica. Vol. 15. No 2. (Abril, 2008). Pág. 226-231. 17. CEBALLOS PEÑALOZA, Adela María. Estudio comparativo de tres sistemas de secado para la producción de un polvo deshidratado de fruta. Manizales, 2008, 111p. Tesis de Grado (Master en ingeniería). Universidad Nacional Sede Manizales. 18. CONCHA HERRERA, Victoria., CONTRERAS MARTÍNEZ, Cristina Sarai., CARRERA QUINTANAR, Lucrecia Susana., CARRANZA CONCHA, José. Deshidratación osmótica y secado por microondas asistido con aire caliente de la uva Thompson seedless. En: Revista Salud pública y nutrición. (Mayo, 2012); Pág. 355-360 19. CONTRERAS MONZÓN, Carolina. Influencia del método de secado en parámetros de calidad relacionados con la estructura y el color de manzana y fresa deshidratadas. Valencia. 2006. 233p. Tesis doctoral. Universidad Politécnica de Valencia. Departamento de Tecnología de Alimentos. 20. CORBELLA FOTOGRAFIA. Gestión del color. En línea (22 Mayo de 2014). Disponible en http://thzimage.com/?p=160

21. CORTÉS, R. Misael., GARCÍA, S., Andrea., y SUAREZ, M. Héctor. Fortificación de hongos comestibles (Pleurotus ostreatus) con calcio, selenio y vitamina C. Vitae. Vol. 14, No. 1. 2007. Pág. 16 - 24. 22. CUI, Zheng-Wei., XU, Shi-Ying., SUN, Da-Wen. Microwave-vacuum drying kinetics of carrot slices. Journal of Food Engineering. Vol. 65. No 2. (Nov, 2004). Pág. 157-164. 23. DELLA ROCCA, Patricia. Secado de alimentos por métodos combinados: deshidratación osmótica y secado por microondas y aire caliente. Buenos Aires, 2010, 167p. Tesis de grado (Maestría en tecnología de los alimentos). Universidad Tecnológica Nacional. Facultad regional Buenos Aires. 24. DJENDOUBI MRAD, Nadia., BOUDHRIOUA, Nourhène., Kechaou, Nabil., Francis Courtois, Bonazzi, Catherine. Influence of air drying temperature on kinetics, physicochemical properties, total phenolic content and ascorbic acid of pears. Food and bioproducts processing. Vol. 9, 2012. Págs. 433–441 25. EDOUN, M., KUITCHE, A., FRANCOIS, G. Effect of Thermal Process and Drying Principle on Color Loss of Pineapple Slices. American Journal of Food Science and Technology. Vol.; 2. No: 1 (2014); Pág. 17-20. 26. ESPARZA M, Martín. Utilización de microondas en el secado por aire caliente de manzana (Var. Granny Smith). Influencias del pre tratamiento por impregnación a vacío. (2001). Departamento de tecnología de Alimentos. Politécnica de Valencia. 27. FALADE, Kolawole O., ABBO, Emmanuel S. Air-drying and rehydration characteristics of date palm (Phoenix dactylifera L.) fruits. Journal of Food Engineering. Vol.79. No 2. (Mar, 2007). Pág.724-730 28. FAO, 1993. Procesos. Los principios de la conservación de alimentos. En línea (14 febrero de 2014). Disponible en http://www.fao.org/docrep/x5062s/x5062s08.htm 29. FERNÁNDEZ, L.., CASTILLERO, C., & AGUILERA, J. An application of image analysis to dehydration of apple discs. Journal of Food Engineering. Vol. 67. No 1 (Sep, 2005); Pág. 185 - 193. 30. FITO MAUPOEY, Pedro., ANDRÉS GRAU, Ana María., ALBORS SOROLLA, Ana María., BARAT BAVIERA José Manuel. Introducción al secado de alimentos por aire caliente. Valencia. Editorial Universidad Politécnica de Valencia. 2001. 211p. 31. FLOREZ, Juan Sebastian., GIRALDO GIRALDO, Germán., DUQUE CIFUENTES, Alba Lucía. Isotermas de sorción modeladas a partir de la determinación de la humedad y la a w en trozos de frutas tropicales. Revista investigación Universidad Quíndio. Vol. 18. (Sep, 2008). Págs. 81-86.

32. GARCÍA, Gloria. Alimentos que ayudan a prevenir y combatir enfermedades. Estados Unidos. Palibrio. (2012). 257p. 33. GASPARETO, O.C.P.; OLIVEIRA, E.L.; DA SILVA, P.D. L. y MAGALHAES, M.M.A. Influencia del Tratamiento Osmótico en el Secado de la Banana Nanica (Musa cavendishii, L.) en Secador de Lecho Fijo. Información Tecnológica. (2004). Vol.15, No.6. Pág. 9-16. 34. GEANKOPLIS, C J. Procesos de transporte y operaciones unitarias. Cinética de secado. México. 3o edición. (1998). Pág.: 592-602. 35. GIMFERRER MORATÓ, Natalia. 2009. Alimentos desecados. Calidad en el desecado. En línea (12 Julio de 2014). Disponible en: http://www.consumer.es/seguridad-alimentaria/ciencia-ytecnologia/2008/12/31/182431.php 36. GIRALDO BEDOYA, Diana Patricia., ARANGO VELEZ, Lina María., y MÁRQUEZ CARDOZO, Carlos Julio. Osmodeshidratación de mora de castilla (Rubus Glaucus Benth) con tres agentes edulcorantes. Revista Facultad Nacional. Vol. 57, No. 1. 2004 37. GOWEN, A., ABU-GHANNAM, N., FRIAS, J., OLIVEIRA, J. 2008. Optimisation of dehydration and Rehydration properties of cooked chickpeas (Cicer arietinum L.) undergoing microwave hot air combination drying. Trends in Food Science and Technology. Vol. 17. Págs. 177–183. 38. HINCAPIÉ LLANOS, Gustavo A., BARAJAS GAMBOA, Jaime A., ARIAS GOMEZ, Zuleyma. Evaluación del secado por convección de la guayaba (Psidium guajava L.) Variedad manzana. Revista Investigaciones Aplicadas. Vol.; 5. No. 2 (Jul-Dic, 2011). Pág. 92-103. 39. HO, J.C., CHOU, S.K., CHUA, K.J., MUJUMDAR, A.S & HAWLADER, M. N. A. Analytical study of cyclic temperature drying: effect on drying kinetics and product quality. Journal of Food Engineering. Vol. 51, No 1. (Ene, 2002). Págs. 65-75. 40. INFOAGRO. Frutas tropicales, 2006. En línea. (13 Agosto de 2014). Disponible en: http://www.infoagro.com/frutas/frutas.htm. 41. JARAMILLO SERNA, Daniel. Evaluación de la aplicación de tres técnicas para la obtención de concentrado de tomate y su efecto sobre los parámetros de color, textura, tiempos de procesamiento y consumo energético. Chía. 2003. 88p. Trabajo de grado. Universidad de la Sabana, Programa de Producción Agroindustrial. 42. KEGING, Xue. Optimización del secado por aire caliente de pera (Variedad Blanquilla). Valencia, 2004, 268p. Tesis doctoral. Universidad politécnica de Valencia. Departamento de tecnología de alimentos.

43. KROKIDA, Magdalini K., ZACHARIAS B, Maroulis., SARAVACOS, George D. The effect of the method of drying on the colour of dehydrated products. International Journal of Food Science & Technology. Vol.; 36. No: 1. (Ene, 2008); Págs. 53-59. 44. LEIVA RAMIREZ, Dolly A. Evaluación del efecto de la combinación de tecnologías de deshidratación aplicadas en tejido de piña sobre el consumo energético del proceso y la calidad del producto terminado. Chía, 2012, 171 p. Trabajo de grado (Magister en diseño y gestión de procesos). Universidad de la Sabana. Facultad de Ingeniería. 45. LOMBARDI, S.R.B.; MORAES, D.M. de; CAMELATTO, D. Evaluación del crecimiento y la maduración post-cosecha de pera Shinsseiki. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Vol.35, No. 12. (2000). Págs. 2399-2405. 46. MANDALA, I., ANAGNOSTARAS, E., OIKONOMOU, C. Influence of osmotic dehydration conditions on Apple air–drying kinetics and their quality characteristics. Journal of Food Engineering. Vol. 69, No 3. (Nov, 2004). Págs. 307-316. 47. MARSAL, J., RAPOPORT, H.F., MANRIQUE, T., GIRONA, J. Pear fruit growth under regulated deficit irrigation in container-grown trees. Sciencie Direct. Vol. 85, No 4. (Agosto, 2000). Págs. (243-259) 48. MASKAN, Medeni. Drying, shrinkage and rehydration characteristics of kiwifruits during hot air and microwave drying. Journal of Food Engineering. Vol. 48, No 2. (Mayo, 2001). Pág. 177-182. 49. MORAGA, G., MARTÍNEZ NAVARRETE, N. Cambios en la composición de fresa durante tratamientos combinados de secado por aire y osmótico. III Congreso Iberoamericano de ingeniería de alimentos. 2001. 319-324 p. 50. MORENO GUARÍN, Diana., SIERRA HOYOS, Hernán., DÍAZ MORENO, Consuelo. Color y textura, características asociadas a la calidad de tomate deshidratado. Vitae. Vol.19, No 1. (Ene-Abril, 2012). Pág. 201-203. 51. MUÑOZ BERMUDEZ, Liliana Paola y RODRIGUEZ RODRIGUEZ, Paola. Análisis de propiedades fisicoquímicas de papaya deshidratada mediante deshidratación osmótica, aire caliente, liofilización y microondas. Chía, 2004, 104p. Trabajo de grado (Ingeniería Agroindustrial). Universidad de la Sabana. Facultad de Ingeniería. Ingeniería de producción agroindustrial. 52. MURAT, Ozdemir & DEVRES, Onur. Analysis of color development during roasting of hazelnuts using response surface methodology. Journal of Food Engineering. Vol.45, No 1. (Jul, 2000). Pág. 17-24. 53. MURATA, Masatsune. KUROKAMI, Chiyo. HOMMA, Seiichi. MATSUHASHI, Choku. Immunochemical and immunohistochemical study of apple chlorogenic

acid oxidase. Journal of Agricultural and food chemistry. Vol.41, No 9. (Sep, 1993). Págs. 1385-1390. 54. NINDO, C. I., SUN, T., WANG, S. W., TANG, J., & POWERS, J. R. Evaluation of drying technologies for retention of physical quality andantioxid ants in asparagus (Asparagus officinalis, L.). Lebensmittel Wissenschaft und Technologie. Vol. 36. (Ene, 2003). Págs.507-516. 55. ORDOSGOITÍA LEAL, Fabio., ROMERO AGUDELO, Juan Camilo. Estudio de la influencia de diferentes procesos de secado sobre algunas propiedades físicas en rodajas de banano. Chía, 2007, 55p. Tesis. Universidad de la Sabana. Facultad de ingeniería. Ingeniería de producción agroindustrial. 56. PARK, Kil Jin, BIN, Adriana. , REIS BROD, Fernando Pedro., KYUNG BRANDINI PARK, Tatiane. Osmotic dehydration kinetics of pear D’anjou (Pyrus communis L.). Journal of Food Engineering. Vol. 52, No. 3. (Mayo, 2002). Págs. 293–298 57. PARRA CORONADO, A.; HERNÁNDEZ-HERNÁNDEZ, J. E.; y CAMACHO TAMAYO, J. H. 2006a. Estudio de algunas propiedades físicas y fisiológicas precosecha de la pera Variedad Triunfo de Viena. Revista Brasileña de Fruticutura. Vol.28, No. 5. (2006). Págs. 55 – 59 58. PARRA, Alfonso., HERNÁNDEZ HERNÁNDEZ, Jose Eugenio., CAMACHO TAMAYO, Jesús Hernán. Estudio de algunas propiedades físicas y fisiológicas precosecha de la variedad Triunfo de Viena. Revista Brasileña de Fruticultura. Vol.; 28. No 1. (Abril, 2006); Págs. 55-59. 59. PARZANESE, Magali. Tecnologías para la industria alimentaria. Vegetales mínimamente procesados. En línea. 9 febrero de 2014. Disponible en: http://www.alimentosargentinos.gov.ar/contenido/sectores/tecnologia/Ficha_11 _Vegetales.pdf 60. PIOTROWSKI, D.; LENART, A.; WARDZYNSKI, A. Influence of osmotic dehydration on microwave-convective drying of frozen strawberries. Journal of Food Engineering. Vol. 65. (2004). Págs. 519-525. 61. Pro-Chile. (2009). Estudio de mercado frutas deshidratadas Nueva Zelandia. En línea. (10 Marzo de 2014). Disponible en: http://www.chilealimentos.com/medios/Servicios/noticiero/EstudioMercadoCuyu ntura2009/Deshidratados/n_zelanda_fruta_seca_2009_septiembre_prochile.pd f. 62. PUENTE, Luis., LASTRETO, Silvio., MOSQUEDA, María José., SAAVEDRA, Jorge., CORDOVA, Andres. Influencia de un pre-tratamiento osmótico sobre la deshidratación por aire caliente de manzana Granny Smith. Dyna. Vol. 77, No. 164, (Dic, 2010). Pág. 274-283.

63. QUIJANO CELIS, Clara E., PINO, Jorge A., MARTINEZ, Nuria y CHIRALT, Amparo. Evolución de la composición de volátiles durante la deshidratación osmótica de la guayaba pera palmira ICA-I. Revista Alimentos Hoy. Vol. 21, No. 25. (Mar, 2012). Págs. 16. 64. RAHMAN, M. Shafiur. Handbook of food preservation. Osmotic dehydration of foods. London. Editorial Taylor & Francis Group. 2 Edición. (2007). 1031p. 65. RAHMAN, M. Shafiur. Manual de conservación de los alimentos. Zaragoza. Editorial Acribia S.A. (2003). 863p. 66. RATTI, Cristina. Advances in food dehydration. Boca Ratón, Fl. Editorial Taylor & Francis Group. (2009). 467p. 67. RICHARDSON, Philip. Thermal technologies in food processing. Cambridge England. Editorial Woodhead Publishing Limited. 1 Edición. (2005). 68. RIVERA, Luis Fco. (2010). Estandarización del color, El color en LCh. En línea. Febrero 16 de 2014. Disponible en: http://www.lfrivera-itgt.com/2010/05/elcolor-en-lch_04.html. 69. ROSENTHAL, A.J., IBARZ RIBAS, Alberto. Textura de los alimentos. Medida y percepción. Zaragoza: Editorial Acribia, S.A. 2001. 314p. 70. SAGÑAY RUIZ, Norma Isabel. Control de la calidad de frutilla (Fragaria Vesca) deshidratada por método de microondas a tres potencias. Chimborazo, 2009, 109 p. Tesis de grado. Escuela Superior politécnica de Chimborazo. Facultad de ciencias. Escuela de Bioquímica y Farmacia. 71. SEIBERT, Eduardo; BARRADAS, Carlos Iguassú Nogueira; ARAUJO, Paulo Junqueira de and BENDER, Renar Juan. Efectos de etefón en la maduración y almacenamiento en frío de peras cv. Triunfo de Packham. Pesquisa Agropecuaria brasileña. Vol.35, No 1. (2000) p.55-62. 72. SHI, J., Pan, Z., McHugh, T., Wood, D., Hirschberg, E. & Olson, D. Drying and quality characteristics of fresh and sugar-infused blueberries dried with infrared radiation heating. Food Science and Technology. Vol. 41. (2008), Págs. 19621972. 73. SIERRA G. Rubén Adolfo. Estudio de la deshidratación osmótica de la arveja china (pisum sativum l.) mediante dos metodologías, directa e indirecta, como alternativa tecnológica al sector hortofrutícola del país. Guatemala, 2010, 810p.Trabajo de grado (Ingeniero Químico). Universidad de San Carlos de Guatemala. Facultad de Ingeniería. Escuela de Ingeniería Química. 74. SPIAZZI, Edgardo A. y MASCHERONI Rodolfo H. Modelo de deshidratación osmótica de alimentos vegetales. MAT. Vol. 4, 2001; Pág. 23-32. 75. SUCA APAZA, Carlos Alberto., SUCA APAZA, Guido Rene. Deshidratación osmótica de alimentos. En: Boletín de divulgación tecnológica agroindustrial. Vol. 1, No 1. (Ene, 2010). Pág. 24.

76. SUMNU, Gulum., TURABI, Elif., OZTOP, Mecit. Drying of carrots in microwave and halogen lamp–microwave combination ovens. En: Journal of Food Engineering. Vol.38, No 5. (Ago, 2005). Pág. 549-553. 77. TORO GALLEGO, Lucia Paola. Influencia del procesamiento de la piña Var. (Cayena lisa) combinando las operaciones de impregnación a vacío, deshidratación osmótica y secado con aire caliente, sobre características de textura, color y propiedades fisicoquímicas en un producto tipo snack. Chía, 2000, 138p. Trabajo de grado. Universidad de la Sabana. Facultad de Ingeniería. Ingeniería de producción agroindustrial. 78. VÁZQUEZ VILA, Maria. José., CHENLO ROMERO, F., MOREIRA MARTÍNEZ, R., PACIOS PENELAS B. Cinéticas de deshidratación de zanahorias mediante deshidratación osmótica y secado con aire. En: XI Congreso Internacional de ingeniería de proyectos. (Sep, 2007); Pág. 127-136. 79. VEGA, Antonio A. y LEMUS, Roberto A. Modelado de la Cinética de Secado de la Papaya Chilena (Vasconcellea pubescens). Información tecnológica. Vol 17, No 3. (2006). Págs. 23-31. 80. VEGA GÁLVEZ, Antonio., TELLO IRELAND, Cristian., LEMUS MONDACA, Roberto. Simulación matemática del proceso de secado de la Gracilaria Chilena (Gracilaria Chilensis). En: Revista chilena de ingeniería. Vol. 15, No.1. (2007). Pág 55-64. 81. VIÑAS ALMENAR, María Inmaculada., USALL RODIE, Josep., ECHEVERRÍA CORTADA, Gemma., GRAELL SARLE, Jordi., LARA AYALA, Isabel., RECASENS GINJUAN, Divina Inmaculada. Poscosecha de pera, manzana y melocotón. Editorial Mundi- prensa libros. (2013). 335 p. 82. WANG, J. & XI, Y. Drying characteristics and drying quality of carrot using a two stage microwave process. Journal of Food Engineering. Vol. 68, No 4. (Jun, 2005). Pág. 505-511. 83. ZIPMEC. Peras - historia, producción, comercio. En línea (21 Julio de 2014). Disponible en: http://www.zipmec.com/es/peras-historia-produccioncomercio.html. 84. ZULUAGA, Juan Diego., CORTES RODRÍGUEZ, Misael., RODRÍGUEZ SANDOVAL, Eduardo. Evaluación de las características físicas de mango deshidratado aplicando secado por aire caliente y deshidratación osmótica. Revista de la facultad de ingeniería universidad central de Venezuela. Vol.; 25. No 4. (Dic, 2010); Pág.127-135.

ANEXOS

ANEXO A Formato evaluaci贸n sensorial

ANEXO B Datos experimentales de Humedad OD Mt1 Blanco Mt2 Mt1 - OD Mt2 - OD 84,1710026 7,23196843 84,9704607 85,9079999 79,1911507 76,3583604 Aplicación de pre 84,6790666 6,83339702 81,7445441 86,0880932 76,6516927 76,7972214 tratamientos Media Desviación 7 Horas de SAC Media Desviación

85,907892 5,77921716 85,1705267 83,6638732 80,6899191 84,9193204 6,6148609 83,961844 85,219989 78,844254 0,89302163 0,75 1,92 1,3506406 2,0413405 78,6701449 8,99480393 5,67677333 5,37404278 9,57520712 81,0095169 6,36762683 14,1488532 5,86042884 8,03969107 80,4384893 6,2710198 6,09733498 5,91525873 10,3975908 80,039384 7,2111502 8,6409872 5,7165768 9,3374963 1,2196841 1,5454445 4,7745847 0,2979073 1,1967884

73,8353017 75,663628 1,5985094 8,42110254 24,9435035 13,0874187 15,484008 8,5179319

ANEXO C Datos experimentales de oBrix

Aplicación de pre tratamientos Media Desviación 7 Horas de SAC Media Desviación

Blanco 14 14 14 14 0 30 35 30 31,7 2,89

OD 23 22 23 22,67 0,58 40,00 35 40 38,33 2,89

Mt1 13 14 13 13,33 0,58 35,00 25 35 31,67 5,77

Mt2 14 13 14 13,67 0,58 30 30 32 30,67 1,15

Mt1 - OD 19 24 22 21,67 2,52 35 40 35 36,67 2,89

Mt2 - OD 17 19 24 20 3,61 40,00 40 35 38,33 2,88

ANEXO D Datos experimentales de pH

Aplicación de pre tratamientos Media Desviación 7 Horas de SAC Media Desviación

Blanco 3,76 3,4 3,54 3,57 0,18 4,21 3,98 3,6 3,93 0,31

Mt1

3,54 4,11 3,83 3,83 0,29 3,65

3,6 3,72 4,12 3,81 0,27 3,92

3,83 4,48 3,99 0,44

4,38 3,74 4,01 0,33

Mt2 3,57

Mt1 - OD 4,09

4,02 3,69 3,76 0,23 3,93 3,7 4,03 3,89 0,17

3,74 3,82 3,88 0,18 3,91 3,93 4,14 3,99 0,13

Mt2 3,216 4,288 4,288 3,93 0,62 0,89 1,072 0,536 0,83 0,27

Mt1 - OD 2,144 1,43 0,71 1,43 0,71 4,288 2,86 0,89 2,68 1,704

Mt2 - OD 3,8 3,91 3,72 3,81 0,1 3,66 4,15 3,85 3,89 0,25

ANEXO E Datos experimentales de acidez

Aplicación de pre tratamientos Media Desviación 7 Horas de SAC Media Desviación

Blanco 5,36 3,57 4,47 4,47 0,89 3,04 3,216 0,36 2,2 1,6

OD 3,57 1,43 1,97 2,32 1,12 3,57

Mt1 3,752 4,11 3,216 3,69 0,45 1,07

1,97 0,71 2,08 1,43

0,536 0,36 0,66 0,37

Mt2 - OD 1,43 2,86 0,536 1,608 1,17 0,71 0,536 1,43 0,89 0,47

ANEXO F Datos experimentales de firmeza

Aplicación de pre tratamientos Media Desviación 7 Horas de SAC Media Desviación

Blanco 112,67

Mt1

Mt1 - OD 65,83

Mt2 - OD

63,33

Mt2 58,5

35,83

68,5

31,17

128,67

67,17

24,17

50,73 77,3 31,89 54,67 100 78,17 77,6133333 22,67

36,83 34,61 3,02 75 86 78,33 79,78 5,64

101,83 86,05 20,17 110,33 72,33 69,83 84,16 22,7

68,67 85,28 37,92 84,17 84,83 109,33 92,78 14,34

49,83 60,94 9,65 87 100,33 104,83 97,39 9,27

41,83 28,22 12,1

18,67

92,5 70,5 80,17 81,06 11,03

ANEXO G Datos experimentales para coordenadas a* y b* Blanco Aplicación de Coordenada a pre tratamientos Coordenada b Aplicación de Coordenada a secado por aire caliente (7 Coordenada b horas)

Mt1

Mt2

Mt1 - OD Mt2 - DO

-12,685 18,444

0,569 20,568

-12,013 13,954

-7,059 15,460

-0,834 9,151

1,006 18,489

-11,994

4,626

-5,630

8,329

4,898

6,638

29,167

32,811

28,912

31,868

26,994

30,181

ANEXO H Datos experimentales para los parámetros de Luminosidad, Croma y Hue

Blanco Luminosidad Aplicación Croma de pre tratamientos Hue Aplicación de secado por aire caliente (7 horas)

Luminosidad Croma Hue

Mt1

Mt2

Mt1 - OD Mt2 - DO

51,859 22,398

54,137 20,580

52,427 18,421

52,417 17,362

54,632 9,271

49,061 18,524

124,64 46,190 31,558

88,511 49,829 33,172

130,619 47,296 30,739

112,266 46,785 33,073

100,093 49,4 27,446

87,879 43,786 30,908

112,419

81,946

101,164

75,802

79,476

77,787

ANEXO I Datos experimentales de % pérdida de peso Tiempo 1 2 3 4 5 6 7

% Pérdida de peso

Blanco 29,08 51,25 69,64 78,19 81,40 82,54 82,89

OD 34,29 60,58 71,49 75,69 77,76 78,55 78,97

Mt1 28,05 50,32 69,91 78,65 81,61 82,88 83,23

Mt2 32,08 56,80 77,97 80,95 82,65 83,85 84,63

Mt1 - OD 26,99 46,48 62,90 72,14 75,73 77,39 78,19

Mt2 - OD 18,64 33,18 46,71 61,41 69,91 73,94 75,25

ANEXO J Datos experimentales de % Humedad en base seca (gr agua / gr producto seco) % Humedad en base seca Blanco

Mt1

Mt2

Mt1 - OD

Mt2 - OD

5,582

5,217

5,635

5,697

5,2514

5,0636

5,615

5,372

5,421

5,709

5,083

5,093

5,697

5,334

5,648

5,548

5,351

4,896

Media

5,631

5,308

5,568

5,651

5,228

5,017

Desviación

0,059 3,888

0,081 3,613

0,128 3,724

0,090 3,426

0,135 3,9735

0,106 3,9462

3,794

2,900

3,801

3,211

3,862

3,875

3,401

3,607

3,799

3,888

3,703

5,260

Media

3,694

3,373

3,775

3,508

3,846

4,360

Desviación

0,258

0,410

0,044

0,346

0,136

0,780

2,487

2,011

2,309

1,693

2,7301

2,7447

2,329

1,323

2,382

1,516

2,579

2,644

1,848

2,021

2,184

2,401

2,359

4,745

Media

2,222

1,785

2,292

1,870

2,556

3,378

0,333

0,400

0,100

0,469

0,187

1,185

1,238

1,146

1,030

0,432

1,5973

1,6681

1,017

0,704

1,210

0,408

1,499

1,561

0,763

1,190

0,724

0,543

1,302

4,174

Media

1,006

1,013

0,988

0,461

1,466

2,467

Desviación

0,237

0,269

0,246

0,072

0,150

1,479

0,538

0,746

0,439

0,174

0,9203

1,0128

0,423

0,563

0,508

0,162

0,877

0,904

0,371

0,828

0,289

0,458

0,754

2,630

Media

0,444

0,712

0,412

0,265

0,851

1,516

Desviación

0,085

0,136

0,112

0,167

0,086

0,967

Tiempo 0

1 hora

2 horas

3 horas

4 horas

0,236

0,570

0,230

0,103

0,6440

0,7475

0,230

0,450

0,288

0,094

0,648

0,641

0,236

0,677

0,134

0,258

0,543

1,530

Media

0,234

0,566

0,217

0,151

0,611

0,973

Desviaciรณn

0,004

0,113

0,078

0,092

0,060

0,485

0,112

0,506

0,169

0,003

0,5059

0,6227

0,174

0,422

0,156

0,066

0,540

0,527

0,191

0,601

0,072

0,143

0,456

1,001

Media

0,159

0,510

0,132

0,071

0,500

0,717

Desviaciรณn

0,041

0,090

0,053

0,070

0,042

0,251

0,071

0,474

0,156

-0,012

0,4506

0,5603

0,160

0,380

0,113

0,053

0,472

0,461

0,176

0,586

0,056

0,015

0,418

0,872

Media

0,136

0,480

0,108

0,019

0,447

0,631

Desviaciรณn

0,057

0,103

0,050

0,032

0,027

0,215

5 horas

6 horas

7 horas

ANEXO K Datos experimentales de velocidad de secado (kg H2O / h*m2) y (kg H2O / kg solido seco).

ANEXO L Datos experimentales para modelaciรณn de Newton y Henderson and Pabis (Ln) Tiempo 0 Media Ln 1 hora Media Desviaciรณn 2 horas Media Ln 3 horas Media Ln 4 horas

Blanco 1 1 1 1 0 0,6965107 0,6756294 0,59696071 0,65636694 -0,42103529 0,44561655 0,41484082 0,32447014 0,39497583 -0,92893069 0,22177961 0,18111521 0,13399129 0,17896203 -1,72058159 0,09633253 0,07532361 0,06520726

OD 1 1 1 1 0 0,693 0,540 0,676 0,636 -0,452 0,386 0,246 0,379 0,337 -1,088 0,220 0,131 0,223 0,191 -1,654 0,143 0,105 0,155

Pre tratamientos Mt1 Mt2 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0,661 0,60132538 0,701 0,562507 0,673 0,70074328 0,678 0,62152522 -0,388 -0,47557879 0,410 0,29711728 0,439 0,26552039 0,387 0,43284039 0,412 0,33182602 -0,887 -1,10314448 0,183 0,07587503 0,223 0,07152108 0,128 0,09796178 0,178 0,08178596 -1,726 -2,50364964 0,078 0,03062093 0,094 0,02841012 0,051 0,08250585

Mt1 - OD 1 1 1 1 0 0,7566502 0,75979738 0,69202355 0,73615705 -0,30631181 0,51988132 0,50737936 0,44090589 0,48938886 -0,7145979 0,30415856 0,29481681 0,24326698 0,28074745 -1,27029976 0,17525106 0,17259335 0,14095979

Mt2 - OD 1 1 1 1 0 0,77932835 0,76089799 1,07423617 0,8714875 -0,13755375 0,54205706 0,51916585 0,96915607 0,676793 -0,39038982 0,32943733 0,30644157 0,85240041 0,4960931 -0,70099166 0,20001662 0,17751777 0,53716012

Media Ln 5 horas Media Ln 6 horas Media Ln 7 horas Media Ln

0,07895447 -2,53888394 0,04221811 0,04087984 0,0413974 0,04149845 -3,18209921 0,02008039 0,03103876 0,03346078 0,02819331 -3,56867053 0,01270115 0,02857849 0,03081524 0,02403163 -3,72838448

0,134 -2,008 0,109 0,084 0,127 0,107 -2,238 0,097 0,079 0,113 0,096 -2,343 0,091 0,071 0,110 0,090 -2,403

0,074 -2,600 0,041 0,053 0,024 0,039 -3,238 0,030 0,029 0,013 0,024 -3,737 0,028 0,021 0,010 0,019 -3,938

ANEXO M AnĂĄlisis estadĂstico Humedad

0,04717897 -3,0538071 0,01805035 0,01643486 0,046442 0,02697573 -3,61281756 0,00045154 0,01164475 0,02583408 0,01264346 -4,37061557 -0,00206258 0,0092497 0,00265018 0,0032791 -5,72018708

0,16293473 -1,81440557 0,12263576 0,12742381 0,10143201 0,11716386 -2,14418184 0,0963281 0,10616755 0,08515586 0,09588384 -2,34461783 0,08580504 0,09288239 0,07818037 0,0856226 -2,45780599

0,30489817 -1,18777743 0,14763205 0,12594824 0,31240546 0,19532859 -1,63307208 0,12298049 0,10338658 0,20440648 0,14359118 -1,94078505 0,1106547 0,0904942 0,17813645 0,12642845 -2,06807873

ANEXO N Análisis estadístico °Brix

ANEXO O Análisis estadístico pH

ANEXO P Análisis estadístico Acidez

ANEXO Q Análisis estadístico Firmeza

100

101

ANEXO R Análisis estadístico coordenada a* y b* 

Coordenada a*

102

103

ď&#x201A;ˇ

Coordenada b*

104

105

ANEXO S Análisis estadístico Luminosidad, Croma y Hue 

Luminosidad

106

107



Croma

108

109



Hue

110

111