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“UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO”
ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL

“DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA”
PROFESOR: ING. ARTEAGA
MIAÑOHUBERT.

CURSO: LABORATORIO
Nº 2 DE INGENIERÍA DE
ALIMENTOS

ALUMNA: YURICO

TRUJILLO-2011

ELIZABETH MARTÍNEZ
SALDAÑA
DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DEL MAMEY
I.

OBJETIVOS
Evaluar la ganancia de sólidos y perdida de agua durante la deshidratación osmótica
de mamey.
Determinar la difusividad media efectiva del soluto en la fase liquida del mamey.

II.

FUNDAMENTO

El mamey se cultiva más que nada por su fruta, la cual tiene una pulpa carnosa firme y de
color anaranjado, cubierta por una cáscara correosa de color pardo.
La reducción del contenido de agua del mamey, es uno de los métodos comúnmente
empleados para su preservación. Las tecnologías más utilizadas están basadas en la
evaporación del agua. En fechas relativamente recientes la DO ha cobrado gran interés
debido a las bajas temperaturas de operación usadas (20-50°C), lo cual evita el daño de
productos termolábiles, además de reducir los costos de energía para el proceso. La DO
consiste en sumergir los alimentos en soluciones hipertónicas con el objetivo de producir dos
efectos principales: flujo de agua desde el producto hacia la solución hipertónica y flujo de
solutos hacia el interior del alimento. En algunos casos se puede presentar la salida de
solutos como son los ácidos orgánicos. Este fenómeno, aunque es poco importante por el
bajo flujo de sólidos perdidos, puede modificar sustancialmente algunas propiedades del fruto
como son las organolépticas.
El fruto del mamey es casi redondo o algo irregular, con un tallo corto y grueso, y una punta
más o menos distintiva como remanente de la actividad floral en el ápice. Oscila entre 4 a 8
pulgadas (10-20 cm) de diámetro, es pesada y dura hasta que está completamente madura,
estado en el cual se ablanda ligeramente. La piel es de color marrón o marrón-grisáceo con
pequeñas, verrugas dispersas, coreácea, de aproximadamente 1 / 8 pulgada (3 mm) de
espesor y amarga. Debajo de ella hay una membrana blanquecina, seca y fina, astringente y,
a menudo amarga, que se adhiere a la pulpa. Esta última es de color desde amarillo claro o
amarillo dorado a naranja, no fibrosa, varía entre firme a crujiente y, a veces de seca a
blanda, y jugosa. Está más o menos separada de la cubierta de las semillas, que puede ser
amarga y, generalmente adherida a la pared de pulpa que la rodea. La pulpa de la fruta
madura es fragante y apetitosa en las mejores variedades, agradablemente sub-ácida, se
asemeja a la del albaricoque o la frambuesa roja en el sabor
El mamey por ser una fruta climatérica, sufre de manera rápida el pardeamiento enzimático es
por esta razón es necesario acondicionar el mamey para que no pierda sus
característicasorganolépticas:sabor, textura, olor; es por esto que se somete el mamey a la
técnica de deshidratación osmótica para que conserve sus propiedades y no se deteriore.
Esto es debido ser un producto susceptible a grandes pérdidas de postcosecha debido a sus
características fisiológicas tan particulares, obliga al productor a desarrollar nuevas
alternativas para su transformación y conservación.

2
Para tal fin en esta practica aplicaremos una de las técnicas de conservación “deshidratación
osmótica”, siendo esta una tecnología de preservación que reduce las pérdidas postcosecha y
proporciona una opción para transformarla, utilizando materiales muy comerciales y de fácil
acceso, para disminuir las perdidas y aumentar los ingresos en la cadena productiva del
mamey.
Deshidratación Osmótica (DO):
Es una técnica de remoción de agua que consiste en sumergir frutas u hortalizas troceadas en
soluciones acuosas de lata concentración de solutos como azúcar y sal.
En nuestro caso para el mamey fue en soluciones de sacarosa.
Con la deshidratación osmótica se extrae agua de un alimento debido a la presión osmótica
que aparece en la interfase entre el alimento (mamey) y la solución concentrada (solución de
sacarosa). En este proceso se va dar:
Trasferencia de materia
Trasmisión de energía (la cual es despreciable)
La DO consiste en sumergir los alimentos en soluciones hipertónicas con el objetivo de
producir dos efectos principales: flujo de agua desde el producto hacia la solución hipertónica
y flujo de solutos hacia el interior del alimento. En algunos casos se puede presentar la salida
de solutos como son los ácidos orgánicos. Este fenómeno, aunque es poco importante por el
bajo flujo de sólidos perdidos, puede modificar sustancialmente algunas propiedades del fruto
como son las organolépticas.
El fenómeno de deshidratación osmótica se ha tratado de explicar a partir de los conceptos
fundamentales de transferencia de masa al establecer el origen de las fuerzas impulsoras
difusivas involucradas. El mecanismo de impregnación se considera que es producto de la
casi saturación de las capas exteriores o superficiales; la mayoría de las explicaciones y el
modelado y cálculo de los parámetros que los describen han sido calculados a partir de la
segunda Ley de Fick. Es importante mencionar que algunos de los trabajos publicados han
sido realizados con substancias modelo, lo cual lleva muchas veces implícito el estudio de
estructuras homogéneas. Sin embargo, es bien conocida la no homogeneidad de las
estructuras de los productos naturales, lo cual genera resistencias complejas durante el
proceso de transferencia de masa. (Ibarz, 2005).
El efecto neto de los flujos de salida de agua y ganancia de sólidos ha sido estudiado por
diversos autores, por ejemplo, utilizando cubos de gel de agar expuestos a diferentes
condiciones de temperatura y concentración de la solución osmótica. Se han identificado dos
etapas en el proceso de DO. En la primera, denominada deshidratación, la pérdida de agua
es mayor que la ganancia de sólidos y en una segunda etapa, llamada impregnación, se
obtiene una ganancia de sólidos mayor ala pérdida de agua. En esta segunda etapa, la masa
total del sólido aumenta con el tiempo. Dado el fenómeno de inclusión de solutos, la DO se
presenta como un método alternativo de formulación de productos. En trabajos recientes se
ha encontrado que la DO permite modificar la composición del producto y, como
consecuencia, mejorar sus propiedades nutricionales, sensoriales y funcionales.

3
Otraaplicación consiste en aumentar la estabilidad durante el almacenamiento e incluso
modificar el contenido de sólidos al final del proceso de DO. Dentro de ciertos límites, por
ejemplo usando soluciones de sacarosa y sal como soluciones osmóticas, se puede
incrementar el nivel dedeshidratación y disminuir la impregnación de sal enhongos, en un proceso
de DO realizado en dos etapas.Se ha observado que la inclusión de azúcares protege lapigmentación
de los vegetales, por lo que su aplicaciónpodría eliminar la necesidad de inactivar enzimas, proceso
comúnmente aplicado para eliminar los problemas de oscurecimiento de vegetales (Parra, 2008).

Una alternativa del hombre para aprovechar mas y mejor los alimentos que se producen en
épocas de cosecha es conservarlos mediante la disminución del contenido de agua. Para
esto, desde la antigüedad empleó el secado al sol y en algunos casos lo complementó con la
impregnación de sal.Hoy, la investigación tecnológica busca la aplicación de otras técnicas
más eficientes de deshidratación, bajo condiciones controladas para producir mayores
volúmenes de mejor calidad.Desafortunadamente durante la deshidratación de las frutas
ocurren cambios más o menos intensos que disminuyen en calidad y cantidad el contenido de
nutrientes básicos para la dieta humana y cambian las características sensoriales de los
productos. En un intento para evitar estos efectos se emplean aditivos que contrarrestan el
desarrollo de microorganismos y previene o reponen los cambios ocasionados por los
procesos aplicados.

Figura A. Procesos de desarrollo en la Deshidratación Osmótica del Mamey.

4
En la actualidad existe una amplia tendencia mundial por la investigación y desarrollo de
técnicas de conservación de alimentos que permitan obtener productos de alta calidad
nutricional, que sean muy similares en color, aroma y sabor a los alimentos frescos y que no
contengan agentes químicos Conservantes.Entre las técnicas que son objeto de investigación
en la sección de vegetales del ICTA., para su aplicación en frutas se halla la deshidratación
Osmótica Directa.
Al igual la osmosis; consiste en el movimiento molecular de ciertos componentes de una
Solución a través de una membrana semipermeable, hacia otra solución de menor
concentración.Las pérdidas de agua por parte del alimento en el proceso de secado osmótico,
se pueden dividir en dos períodos:
Un período de alrededor de dos horas con una alta velocidad de eliminación de agua.
Un período, de dos a seis horas, con una velocidad decreciente de eliminación de
agua.
La temperatura y concentración de la solución osmótica afectan la velocidad de pérdida de
agua del producto. Comparada con el secado de aire o con la liofilización, la deshidratación
osmótica es más rápida, ya que la eliminación de agua ocurre sin cambio de fase. (Ibarz,
2005).

Figura B. Productos sumergidos en solución sin agitación o renovación de solución.

5
En el proceso ocurre una salida importante de agua desde el producto hacia la solución, una
entrada de soluto desde la solución hacia el alimento y una mínima perdida de solutos propios
del alimento. Estos flujos ocurren a través de la membrana celular que posee permeabilidad
diferencial regulando en cierto grado la entrada y salida de solutos, en el cual el agua se
elimina sin cambio de fase (Morales, et al1999).
Una característica en la operación de inmersión de la fruta en el jarabe es la flotación. Esto es
debido a la menor densidad de la fruta que tendrá 5 a 6 veces menos brix que el jarabe y
además a los gases que esta puede tener ocluidos. Cuando se intenta sumergir toda la masa
de fruta dentro del jarabe se forma un bloque compacto de trozos que impiden la circulación
del jarabe a través de cada trozo, con lo que se obtiene la ósmosis parcial de la fruta.
La posibilidad de que el soluto de la solución entre en la fruta dependerá de la
impermeabilidad de las membranas a este soluto. Por lo general los tejidos de las frutas no
permiten el ingreso de sacarosa por el tamaño de esta molécula, aunque si pueden dejar salir
de la fruta moléculas mas sencillas como ciertos ácidos o aromas. En circunstancias como el
aumento de temperatura por escaldado previo de las frutas, la baja agitación o calentamiento
del sistema, se puede producir ingreso de sólidos hasta un 10% (Zapata, 1998).
Ventajas de la deshidratación:
Evita las pérdidas de aromas propios de la fruta, lo cual se observa cuando el agua que
sale de la fruta al jarabe de temperatura ambiente y en estado liquido.
Evita las reacciones de oxidación (pardeamiento enzimático) que afectan directamente la
apariencia del producto final; este se observa en la Ausencia de oxígeno en el interior de
la masa de jarabe donde se halla la fruta.
Permite mantener una alta calidad al producto final, se observa en la deshidratación de
la fruta sin romper células y sin poner en contacto los sustratos que favorecen el
oscurecimiento químico. Es notoria la alta conservación de las características
nutricionales propias de la fruta.
La fruta obtenida conserva en alto grado sus características de color, sabor y aroma.
Además, si se deja deshidratar suficiente tiempo es estable a temperatura ambiente (18
ºC) lo que la hace atractiva a varias industrias.
No permite el fácil desarrollo de microorganismos que rápidamente atacan y dañan las
frutas en condiciones ambientales; la relativa baja actividad de agua del jarabe
concentrado.
Presenta interesantes ventajas económicas, teniendo en cuenta la baja inversión inicial
en equipos, cuando se trata de volúmenes pequeños a nivel de Planta piloto, donde
solamente se requieren recipientes plásticos medianos, mano de obra no calificada, sin
consumo de energía eléctrica y además los jarabes que se producen, pueden ser
utilizados en la elaboración de yogurts, néctares, etc.), a fin de aprovechar su poder
edulcorante y contenido de aromas y sabores de la fruta osmodeshidratada.

6
Desventajas de la deshidratación:
No a todas las frutas puede aplicarse. Por ahora solo se emplean las frutas que
presentan estructura sólida y pueden cortarse en trozos.
Tampoco se recomiendan las frutas que poseen alto número de semillas de tamaño
mediano como la mora o guayaba.
Algunas frutas pueden perder su poca acidez como el mango o la piña, aunque se
puede corregir este inconveniente ajustando la acidez del jarabe a fin de que la relación
de sabor ácido-dulce sea agradable al gusto.
Las frutas obtenidas, dependiendo del grado de deshidratación, por lo general no son
productos estables, sino semielaborados que pueden complementarse con otras
técnicas que podrían encarecer el producto final. Las investigaciones desarrolladas en
diferentes centros han estudiado complementar la ósmosis con la refrigeración,
pasterización, congelación, deshidratado mediante diferentes técnicas o en condiciones
de secado solar. Los resultados han sido diversos tanto en calidad sensorial como de
vida útil en anaquel. En el ICTA se han desarrollado productos en los que se ha
combinado la ósmosis con la deshidratación por aire caliente y la pasterización.
También se presentan inconvenientes con el manejo de los jarabes. Algunos de estos
inconvenientes están relacionados con el almacenamiento de los altos volúmenes que
se necesitan, su reutilización una vez se hayan concentrado de nuevo; el enturbiamiento
que se genera por el desprendimiento de solutos y partículas de las frutas allí
sumergidas; el riesgo de contaminación microbiana cuando ha descendido a niveles
inferiores a 60°Bx; la resistencia de los microorganismos a los tratamientos térmicos
higienizantes; la necesidad de conservar los jarabes almacenados bajo condiciones que
eviten su fermentación, y si ya avanzó un poco esta contaminación puede transmitirse a
la nueva fruta allí sumergida.
Finalmente está la presencia de insectos que se puede generar en los sitios donde se
manejan estos jarabes debido a la atracción que estos tienen por los aromas frutales
que con el tiempo se pueden tornar difíciles de erradicar.

III. MATERIALES Y MÉTODOS
MATERIALES
Producto vegetal: Mamey (Pouteriasapota).
Materiales de Laboratorio:

Beaker de 500 mL.
Sacarosa
Fenoltaleina
Buretas
Termómetro
Refractómetro (para medir ºBrix)
Phmetro
Agua destilada

7
Agentes edulcorantes (panela)
Cuchillos.
MÉTODOS
A. Preparación de la Materia Prima
Seleccionar la materia prima en nuestro caso el mamey, retirando las que presenten
daños físicos, debemos escoger productos con un grado de calidad de primera. En
nuestro caso la parte central porque es la que esta semimadura y no servirá para
encontrar la deshidratación osmótica.
Cortar en 9 rodajas equitativamente de la cual encontraremos su deshidratación.
Caracterizar química y físicamente la materia prima determinado el contenido de
sólidos solubles totales expresados como grados Brix, pH, acidez y el contenido de
humedad, medir de igual manera la longitud y diámetro de cada rodaja de mamey.
No olvidar tomar un peso inicial.
B. Tratamiento Osmótico:
Una vez seleccionada y caracterizada la fruta proceder a pelarla y trocearla en forma
de cubitos (Total 9 cubos de mamey). Tomar sus medidas correspondientes de cada
cubo y pesado de cada uno.
Sumergir los ocho trocitos en solución osmótica (solución de sacarosa) a 60ºBrix.
Deben estar a una temperatura adecuada, con agitación constante.
Luego de una hora retiramos las muestras de Mamey.
Realizar la determinación de humedad y sólidos solubles a los 1, 3, 6, 10, 15, 25,40 y
60 horas.
C. Determinaciones Analíticas:
Determinar el contenido de humedad por el método de la estufa hasta peso constante.
Determinar los sólidos solubles con el refractómetro manual a 20ºC.
Determinar la acidez inicial y expresarla en % de acido cítrico.
Determinar el pH inicial de la muestra.
D. Cálculos:
Determinar la pérdida de agua con la ecuación (1).
(1)

Donde:
: Pérdida porcentual de agua con respecto a la masa inicial.
: Contenido de agua en el producto.
: Contenido de agua en el producto a un tiempo t (g).
: Masa inicial de producto (g).

8
Determinar la ganancia de sólidos con relación a la masa inicial del producto.
(2)

Donde:

: Ganancia porcentual de sólidos con respecto a la masa inicial.
: Materia seca inicial de agua en el producto (g).
: Materia seca en un tiempo t en el producto (g).
: Masa inicial del producto (g).

Modelo matemático
Para encontrara la difusividad se hará con la Ecuación de Crank para Lamina Semiinfinita
para tiempos Largos para F0>0.20,la cual es la siguiente:

Y

Z0
Z0

Zt
Z

1

8
2

2

exp

*

Def * t
e
4*
2

2

Donde:

Zo:

ºBrix inicial (t=0)

Zt:

ºBrix en un tiempo (t)

Z∞:

ºBrix en equilibrio ( ºBrix de la solución osmótica respectiva)

e:
espesor del mamey
Def: difusividad efectiva
De la ecuación de arriba, despejamos difusividad:

2

Def

ln (1 Y )

8

9

*

E2
2
*t
No olvidar calcular la perdida de agua con la ecuación (1).
Del mismo modo no olvidar calcular la ganancia de soluto con la ecuación (2).
Determinar los cambios de concentración de la fase líquida de la fruta (FLF) en
términos de fuerza impulsora (Y)
(3)
Donde:

:ºBrix iniciales solubles en la fase liquida del fluido a un tiempo t.
: ºBrix a tiempo cero en la fase liquida del fluido.
: ºBrix de la solución osmótica.

IV.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

ºBRIX SOLUCIÓN OSMÓTICA: 61.1
ESPESOR (m): 0.05m

10
TABLA 1. DATOS PRELIMINARES PARA ENCONTRAR %WL, %SG Y De EN EL MAMEY.

TIEMPOS
(HORAS)
0
1
3
14
18
23
38
43

PESO DE
PLACA+MUESTRA PLACA+MUESTRA
LA
HUMEDAD %HUMEDAD
INICIAL
FINAL
MUESTRA

PESOS
INICIALES

PESO
FINAL

3.4242

Nada

1.5029

15.5703

14.2738

0.86266551

86.27%

10

3.1032

2.494

1.1862

20.0832

19.1548

0.78266734

78.27%

14.7

3.0441

2.114

1.0508

21.5055

20.7189

0.74857252

74.86%

19.8

3.1037

1.531

0.8218

21.109

20.663

0.54271112

54.27%

39.6

3.5251

1.6752

0.714

13.9909

13.5895

0.56218487

56.22%

27.5

3.3753

1.5636

0.8055

15.4804

15.0207

0.57070143

57.07%

34.8

3.1536

1.3

0.6216

20.9092

20.646

0.42342342

42.34%

42.12

3.3181

1.3205

0.7512

22.9983

22.6647

0.44408946

44.41%

48.9

ºBRIX

TABLA 2. INFLUENCIA DEL TIEMPO EN %WL, %SG Y De EN EL MAMEY.

%MS

MASA H2O MASA H2O
INICIAL
FINAL
0

%WL

0

MASA SECA MASA SECA
INICIAL
TOTAL
0.47026075

Y

De (m2/s)

0

0

0

13.73%

2.95393925

21.73%

2.67702362 1.95197235 23.3646324 0.42617638 0.54202765 3.7332841 0.908023483 -2.8762E-07

25.14%

2.62604009 1.5824823 34.2813242 0.41805991 0.5315177 3.72713741 0.890086207

2.4480E-09

45.73%

2.67745495 0.83089073 59.4955771 0.42624505 0.70010927 8.82379824 0.520581114

1.1865E-07

43.78%

3.0409822

0.7334279 7.07242632 1.562790698

2.9447E-08

42.93%

2.91175491 0.89234875 59.8289383 0.46354509 0.67125125 6.15370944 0.782738095

5.0025E-08

57.66%

2.72050196 0.55045045 68.8118821 0.43309804 0.74954955 10.0346116 0.721673004

5.2023E-08

55.59%

2.86241044 0.58642013 68.5931802 0.45568956 0.73407987 8.3900519 0.642781876

7.2010E-08

0.9417721 59.5503702 0.4841178

11

0

%SG
80
70

Pérdida de Agua (WL %)

60
50
y = -0.054x2 + 3.523x + 14.51
R² = 0.900

40
30
20
10
0
0

10

20

30

40

50

Tiempos (Horas)
Figura 1. Comportamiento de la ganancia de solutos y Pérdida de Agua vs. Tiempo.
12

10

SG (%)

8

6

4
y = -0.005x2 + 0.409x + 2.051
R² = 0.781
2

0

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Tiempos (Horas)
Figura 2. Comportamiento de l ganancia de sólidos con respecto a la masa inicial (SG) vs.
Tiempo.

12
1.4E-07
1.2E-07

De (m2/s)

0.000000
8E-08
6E-08
4E-08
2E-08
0
-2E-08

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Tiempo (horas)

Figura 3. De (Difusividad efectiva) para cada tiempo.
Según Di Bernardo (1988), hay una mayor pérdida de humedad al aumentar el tiempo y la
concentración de sólidos. Si la temperatura se incrementa la pérdida de agua es aún mayor.
Esto se observa en el laboratorio al ver que iba perdiendo humedad las muestras de mamey
al pasar las horas es decir hay una mayor pérdida de humedad que a la vez aumenta la
pérdida de sólidos. Esto se observa en la Tabla 1.
Según Lenart, et al(1984), el incremento en los niveles de concentración de sacarosa en las
soluciones va a causar un aumento en la fuerza impulsora que favorece la pérdida de agua.
Esto se observa en la Tabla 2 donde la pérdida de agua (WL%) del mamey aumenta al pasar
las horas lo cual es directamente proporcional entre ambas variables a excepción de las 43
horas en la cual bajo ligeramente de un 68.81 a un 68.59 pero su coeficiente de
determinación es R2 = 90.05% lo cual indica que las variaciones de la pérdida de agua (WL%)
son explicadas por el tiempo tomado para cada muestra. Esto se observa en la Tabla 2 y
Figura 1, lo cual queda comprobado según el autor.
Según Nowakunda, et al (2004); la mayor pérdida de agua por parte del alimento, en el
proceso de secado osmótico ocurre en las primeras 6 horas, siendo las dos iniciales las de
mayor velocidad de eliminación de agua.
Esto se observa en la Tabla 1, donde vemos que en las tres primeras horas se produce un
mayor pérdida de agua por parte de las muestras del Mamey y que luego hay ligeramente
poca pérdida de humedad, esto se puede deber según expuesto por el autor a que en las tres
primeras horas hay una mayor velocidad de eliminación de agua.

Según Lazarides, et al (2003); la mayor pérdida de agua ocurrió dentro de los primeros 60
minutos de proceso, a partir de los cuales un aumento de tiempo no produjo cambios

13
apreciables en el contenido de agua de las muestras, lográndose a partir de los 90 minutos, la
estabilización del sistema.
Estos resultados son coincidentes con lo encontrado en otras matrices alimentarias en la
Figura 1, donde vemos que esto ocurrió entre las 3-14 horas en el cual asciende de un 34.28
(3 horas) a un 59.50 (14 horas); lo cual queda demostrado que al aumentar el tiempo la
pérdida de agua WL(%) aumenta en las muestras del Mamey.
Según Conway , et al (1983); Pointing ,et al (1966); Raoult ,et al( 1992), mencionan que en la
medida en que aumenta el tiempo de procesamiento, se produce una mayor pérdida de agua
y una mayor ganancia de sólidos, sin embargo, no conviene deshidratar más allá de una
pérdida del 50% del peso pues la tasa osmótica disminuye en el tiempo.
Esto se observa en la Figura 2, donde la ganancia de sólidos (%SG), fue en aumento al
aumentar el tiempo porque de este modo también se va perdiendo humedad, pero llega a un
punto donde disminuye y luego asciende, esto se puede deber a los diferentes agentes
osmóticos como actúan en el mamey, pero vemos según la Figura 2 donde su R2 = 78.13% lo
cual nos indica que las variaciones de la ganancia de sólidos (%SG) son explicados por los
diferentes tiempos a lo cual se sometieron las muestras de Mamey.
SegúnSharma (2003), menciona que la sacarosa es uno de los mejores agentes osmóticos,
además de que se ocupa para frutas principalmente, evita la pérdida de sabores volátiles y la
mayoría de las membranas celulares son permeables a ella.
Esto se observó en la práctica en donde la solución de azúcar, presentó ganancia de peso,
debido a que en los vegetales las membranas de la pared celular son unidades biológicas que
permite el paso de moléculas de solvente y también permiten el paso de moléculas de soluto.
Ya que es importante para el proceso al cual queremos usar, se empleo sacarosa debido a su
eficacia, conveniencia y sabor.
Según Ramírez (2005), el objetivo de predecir el valor del coeficiente de difusión del agua en
la deshidratación osmótica del mamey., se determinará cortando el mamey en forma de
láminas de dos centímetros de ancho, tres centímetros de largo por 0,06 centímetros de
espesor. Se determinaron los °Brix iniciales, y se formaron siete grupos experimentales de
cuatro láminas cada uno, que luego se introdujeron en la solución osmótica de concentración
y temperatura dadas. A intervalos de 20 minutos para la primera hora, 30 minutos para la
segunda hora y 60 minutos por el resto del tratamiento, se sacó un grupo experimental y se
determinaron °Brix. Con los datos obtenidos, se determinó el coeficiente de difusión del agua
a las concentraciones de 40, 45, 50, 55 y 60 °Brix y temperaturas de 35, 40, 45, 50 y 55 °C,
que varió entre 8,78x10-10 y 9,88x10-10 m2/s.
En nuestro caso para realizar la deshidratación osmótica del mamey se determinó cortando
unos 0.05m de espesor en forma de laminas semiinfinitas en los cuales determinamos los
ºBrix iniciales y tomamos unas 7 muestras de Mamey en el cual examinamos a 0, 1, 2, 3,
14,18, 23, 38 y 43 horas; en el cual observamos que al pasar el tiempo los ºBrix iban en
aumento (hubo excepción a las 14 horas y hubo ºBrix a las 43 horas, esto se observa en la
Tabla 1. Otro punto que a un rango de 10 - 48.9 ºBrix la difusividad vario entre 2.4480E-09 a
1.18648E-07 m2/s lo cual comparando con el autor vemos que esta entre el rango, del mismo
modo se observa que la difusividad efectiva (De) aumenta al pasar el tiempo y llega a un

14
punto de equilibrio que es a 3 horas conde comienza a descender su difusividad quedando la
grafica como forma de una campanita; observándose en la Figura 3.
V. CONCLUSIONES
Se evaluó la ganancia de sólidos (%SG) y pérdida de agua (%WL) durante la
deshidratación osmótica. Donde vemos que la ganancia de sólidos
(%SG) va
disminuyendo de acuerdo a su tiempo pero que luego aumenta y que cuenta con un
coeficiente de determinación de 78.13%. Al igual vemos en la deshidratación del Mamey
que la pérdida de agua (%WL) va en aumento al pasar el tiempo contando con un
coeficiente de determinación de 90.05%.
Se determinó la difusividad media efectiva del soluto en la fase liquida del Mamey, la cual
nos dio entre 2.4480E-09 a 1.18648E-07 m2/s lo cual comparando con el autor vemos que
esta entre el rango.

VI. RECOMENDACIONES
Se debería utilizar un mejor método para la conservación de un producto,
permitiéndonos prolongar la vida útil del producto a consumir y que tengan mejores
características organolépticas como producto final.
Se recomienda tener cuidado al preparar la solución osmótica en donde se someterá el
producto, de esta manera determinar todos los parámetros a analizar para un mejor
resultado.
Para un proceso óptimo se debe seleccionar materia prima con un buen estado de
madurez; se debe tener en cuenta que todas las muestras extraídas de esta materia
prima en común cuenten con un buen tamaño un peso adecuado y que todas las
muestras sean de la misma variedad y en estado de madurez optimo.
Se den seguir todas las instrucciones dadas en el laboratorio así como: medir a la hora
adecuada cada muestra, tomar los pesos correspondientes en estas horas dadas,
siguiendo de este modo un monitoreo constante para controlar las variables y no
exceder el tiempo, porque pueden ganar humedad.

VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
CONWAY, J., CASTAIGNE, G., PICARD, G., VOVAN, X. (1983). Mass transfer consideratios
in the osmotic dehydration of apples. Canadian InstituteFoodScienceandTechnologyJournal.
16 (1): 25-29.
DI BERNARDO, LUIZ.(1988). Sedimentación Convencional y Laminar. Copias para el Curso
de Maestría para la Facultad de Ingeniería Ambiebtal de la UNI Lima.
LAZARIDES, H. N.; KATSANIDIS, E.; NICKOLAIDIS, A. (1995).Mass Transfer Kinetics during
osmotic preconcentration aiming at minimal solid uptake. J. Food Eng., v. 25, n. 2, p. 151-166,
LENART, A., J. M. FLINK. (1984). Osmotic concentration of potato: I Criteria for the end-point
of the osmosis process. J. of FoodProcessEngineering.

15
NOWAKUNDA, K., FITO, P. (2004). Osmotic dehydration of banana slices as a pretreatment
for drying processes. São Paulo, Brazil: The Symposium, 2004. p. 2077-2083.
RAMÍREZ, O. (2005). Aplicación del modelo de peleg en el estudio de la Transferencia de
masa durante la deshidratación osmótica de Laminas de mamey.Departamento de Ciencias
Área de Química y Tecnología de Alimentos Universidad de Oriente
SHARMA Y KAMAL S. (2003)., Ingeniería de Alimentos: Operaciones Unitarias y Prácticas de
Laboratorio, Limusa, México.

ANEXOS

Figura C. Pelado del Mamey.Figura D. Troceado del Mamey .

Figura E. Equipo con solución de sacarosa.
Mamey.

Figura F. Distincion de muestras de

16

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Deshidratacion osmótica

  • 1. “UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO” ESCUELA DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL “DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA” PROFESOR: ING. ARTEAGA MIAÑOHUBERT. CURSO: LABORATORIO Nº 2 DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS ALUMNA: YURICO TRUJILLO-2011 ELIZABETH MARTÍNEZ SALDAÑA
  • 2. DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DEL MAMEY I. OBJETIVOS Evaluar la ganancia de sólidos y perdida de agua durante la deshidratación osmótica de mamey. Determinar la difusividad media efectiva del soluto en la fase liquida del mamey. II. FUNDAMENTO El mamey se cultiva más que nada por su fruta, la cual tiene una pulpa carnosa firme y de color anaranjado, cubierta por una cáscara correosa de color pardo. La reducción del contenido de agua del mamey, es uno de los métodos comúnmente empleados para su preservación. Las tecnologías más utilizadas están basadas en la evaporación del agua. En fechas relativamente recientes la DO ha cobrado gran interés debido a las bajas temperaturas de operación usadas (20-50°C), lo cual evita el daño de productos termolábiles, además de reducir los costos de energía para el proceso. La DO consiste en sumergir los alimentos en soluciones hipertónicas con el objetivo de producir dos efectos principales: flujo de agua desde el producto hacia la solución hipertónica y flujo de solutos hacia el interior del alimento. En algunos casos se puede presentar la salida de solutos como son los ácidos orgánicos. Este fenómeno, aunque es poco importante por el bajo flujo de sólidos perdidos, puede modificar sustancialmente algunas propiedades del fruto como son las organolépticas. El fruto del mamey es casi redondo o algo irregular, con un tallo corto y grueso, y una punta más o menos distintiva como remanente de la actividad floral en el ápice. Oscila entre 4 a 8 pulgadas (10-20 cm) de diámetro, es pesada y dura hasta que está completamente madura, estado en el cual se ablanda ligeramente. La piel es de color marrón o marrón-grisáceo con pequeñas, verrugas dispersas, coreácea, de aproximadamente 1 / 8 pulgada (3 mm) de espesor y amarga. Debajo de ella hay una membrana blanquecina, seca y fina, astringente y, a menudo amarga, que se adhiere a la pulpa. Esta última es de color desde amarillo claro o amarillo dorado a naranja, no fibrosa, varía entre firme a crujiente y, a veces de seca a blanda, y jugosa. Está más o menos separada de la cubierta de las semillas, que puede ser amarga y, generalmente adherida a la pared de pulpa que la rodea. La pulpa de la fruta madura es fragante y apetitosa en las mejores variedades, agradablemente sub-ácida, se asemeja a la del albaricoque o la frambuesa roja en el sabor El mamey por ser una fruta climatérica, sufre de manera rápida el pardeamiento enzimático es por esta razón es necesario acondicionar el mamey para que no pierda sus característicasorganolépticas:sabor, textura, olor; es por esto que se somete el mamey a la técnica de deshidratación osmótica para que conserve sus propiedades y no se deteriore. Esto es debido ser un producto susceptible a grandes pérdidas de postcosecha debido a sus características fisiológicas tan particulares, obliga al productor a desarrollar nuevas alternativas para su transformación y conservación. 2
  • 3. Para tal fin en esta practica aplicaremos una de las técnicas de conservación “deshidratación osmótica”, siendo esta una tecnología de preservación que reduce las pérdidas postcosecha y proporciona una opción para transformarla, utilizando materiales muy comerciales y de fácil acceso, para disminuir las perdidas y aumentar los ingresos en la cadena productiva del mamey. Deshidratación Osmótica (DO): Es una técnica de remoción de agua que consiste en sumergir frutas u hortalizas troceadas en soluciones acuosas de lata concentración de solutos como azúcar y sal. En nuestro caso para el mamey fue en soluciones de sacarosa. Con la deshidratación osmótica se extrae agua de un alimento debido a la presión osmótica que aparece en la interfase entre el alimento (mamey) y la solución concentrada (solución de sacarosa). En este proceso se va dar: Trasferencia de materia Trasmisión de energía (la cual es despreciable) La DO consiste en sumergir los alimentos en soluciones hipertónicas con el objetivo de producir dos efectos principales: flujo de agua desde el producto hacia la solución hipertónica y flujo de solutos hacia el interior del alimento. En algunos casos se puede presentar la salida de solutos como son los ácidos orgánicos. Este fenómeno, aunque es poco importante por el bajo flujo de sólidos perdidos, puede modificar sustancialmente algunas propiedades del fruto como son las organolépticas. El fenómeno de deshidratación osmótica se ha tratado de explicar a partir de los conceptos fundamentales de transferencia de masa al establecer el origen de las fuerzas impulsoras difusivas involucradas. El mecanismo de impregnación se considera que es producto de la casi saturación de las capas exteriores o superficiales; la mayoría de las explicaciones y el modelado y cálculo de los parámetros que los describen han sido calculados a partir de la segunda Ley de Fick. Es importante mencionar que algunos de los trabajos publicados han sido realizados con substancias modelo, lo cual lleva muchas veces implícito el estudio de estructuras homogéneas. Sin embargo, es bien conocida la no homogeneidad de las estructuras de los productos naturales, lo cual genera resistencias complejas durante el proceso de transferencia de masa. (Ibarz, 2005). El efecto neto de los flujos de salida de agua y ganancia de sólidos ha sido estudiado por diversos autores, por ejemplo, utilizando cubos de gel de agar expuestos a diferentes condiciones de temperatura y concentración de la solución osmótica. Se han identificado dos etapas en el proceso de DO. En la primera, denominada deshidratación, la pérdida de agua es mayor que la ganancia de sólidos y en una segunda etapa, llamada impregnación, se obtiene una ganancia de sólidos mayor ala pérdida de agua. En esta segunda etapa, la masa total del sólido aumenta con el tiempo. Dado el fenómeno de inclusión de solutos, la DO se presenta como un método alternativo de formulación de productos. En trabajos recientes se ha encontrado que la DO permite modificar la composición del producto y, como consecuencia, mejorar sus propiedades nutricionales, sensoriales y funcionales. 3
  • 4. Otraaplicación consiste en aumentar la estabilidad durante el almacenamiento e incluso modificar el contenido de sólidos al final del proceso de DO. Dentro de ciertos límites, por ejemplo usando soluciones de sacarosa y sal como soluciones osmóticas, se puede incrementar el nivel dedeshidratación y disminuir la impregnación de sal enhongos, en un proceso de DO realizado en dos etapas.Se ha observado que la inclusión de azúcares protege lapigmentación de los vegetales, por lo que su aplicaciónpodría eliminar la necesidad de inactivar enzimas, proceso comúnmente aplicado para eliminar los problemas de oscurecimiento de vegetales (Parra, 2008). Una alternativa del hombre para aprovechar mas y mejor los alimentos que se producen en épocas de cosecha es conservarlos mediante la disminución del contenido de agua. Para esto, desde la antigüedad empleó el secado al sol y en algunos casos lo complementó con la impregnación de sal.Hoy, la investigación tecnológica busca la aplicación de otras técnicas más eficientes de deshidratación, bajo condiciones controladas para producir mayores volúmenes de mejor calidad.Desafortunadamente durante la deshidratación de las frutas ocurren cambios más o menos intensos que disminuyen en calidad y cantidad el contenido de nutrientes básicos para la dieta humana y cambian las características sensoriales de los productos. En un intento para evitar estos efectos se emplean aditivos que contrarrestan el desarrollo de microorganismos y previene o reponen los cambios ocasionados por los procesos aplicados. Figura A. Procesos de desarrollo en la Deshidratación Osmótica del Mamey. 4
  • 5. En la actualidad existe una amplia tendencia mundial por la investigación y desarrollo de técnicas de conservación de alimentos que permitan obtener productos de alta calidad nutricional, que sean muy similares en color, aroma y sabor a los alimentos frescos y que no contengan agentes químicos Conservantes.Entre las técnicas que son objeto de investigación en la sección de vegetales del ICTA., para su aplicación en frutas se halla la deshidratación Osmótica Directa. Al igual la osmosis; consiste en el movimiento molecular de ciertos componentes de una Solución a través de una membrana semipermeable, hacia otra solución de menor concentración.Las pérdidas de agua por parte del alimento en el proceso de secado osmótico, se pueden dividir en dos períodos: Un período de alrededor de dos horas con una alta velocidad de eliminación de agua. Un período, de dos a seis horas, con una velocidad decreciente de eliminación de agua. La temperatura y concentración de la solución osmótica afectan la velocidad de pérdida de agua del producto. Comparada con el secado de aire o con la liofilización, la deshidratación osmótica es más rápida, ya que la eliminación de agua ocurre sin cambio de fase. (Ibarz, 2005). Figura B. Productos sumergidos en solución sin agitación o renovación de solución. 5
  • 6. En el proceso ocurre una salida importante de agua desde el producto hacia la solución, una entrada de soluto desde la solución hacia el alimento y una mínima perdida de solutos propios del alimento. Estos flujos ocurren a través de la membrana celular que posee permeabilidad diferencial regulando en cierto grado la entrada y salida de solutos, en el cual el agua se elimina sin cambio de fase (Morales, et al1999). Una característica en la operación de inmersión de la fruta en el jarabe es la flotación. Esto es debido a la menor densidad de la fruta que tendrá 5 a 6 veces menos brix que el jarabe y además a los gases que esta puede tener ocluidos. Cuando se intenta sumergir toda la masa de fruta dentro del jarabe se forma un bloque compacto de trozos que impiden la circulación del jarabe a través de cada trozo, con lo que se obtiene la ósmosis parcial de la fruta. La posibilidad de que el soluto de la solución entre en la fruta dependerá de la impermeabilidad de las membranas a este soluto. Por lo general los tejidos de las frutas no permiten el ingreso de sacarosa por el tamaño de esta molécula, aunque si pueden dejar salir de la fruta moléculas mas sencillas como ciertos ácidos o aromas. En circunstancias como el aumento de temperatura por escaldado previo de las frutas, la baja agitación o calentamiento del sistema, se puede producir ingreso de sólidos hasta un 10% (Zapata, 1998). Ventajas de la deshidratación: Evita las pérdidas de aromas propios de la fruta, lo cual se observa cuando el agua que sale de la fruta al jarabe de temperatura ambiente y en estado liquido. Evita las reacciones de oxidación (pardeamiento enzimático) que afectan directamente la apariencia del producto final; este se observa en la Ausencia de oxígeno en el interior de la masa de jarabe donde se halla la fruta. Permite mantener una alta calidad al producto final, se observa en la deshidratación de la fruta sin romper células y sin poner en contacto los sustratos que favorecen el oscurecimiento químico. Es notoria la alta conservación de las características nutricionales propias de la fruta. La fruta obtenida conserva en alto grado sus características de color, sabor y aroma. Además, si se deja deshidratar suficiente tiempo es estable a temperatura ambiente (18 ºC) lo que la hace atractiva a varias industrias. No permite el fácil desarrollo de microorganismos que rápidamente atacan y dañan las frutas en condiciones ambientales; la relativa baja actividad de agua del jarabe concentrado. Presenta interesantes ventajas económicas, teniendo en cuenta la baja inversión inicial en equipos, cuando se trata de volúmenes pequeños a nivel de Planta piloto, donde solamente se requieren recipientes plásticos medianos, mano de obra no calificada, sin consumo de energía eléctrica y además los jarabes que se producen, pueden ser utilizados en la elaboración de yogurts, néctares, etc.), a fin de aprovechar su poder edulcorante y contenido de aromas y sabores de la fruta osmodeshidratada. 6
  • 7. Desventajas de la deshidratación: No a todas las frutas puede aplicarse. Por ahora solo se emplean las frutas que presentan estructura sólida y pueden cortarse en trozos. Tampoco se recomiendan las frutas que poseen alto número de semillas de tamaño mediano como la mora o guayaba. Algunas frutas pueden perder su poca acidez como el mango o la piña, aunque se puede corregir este inconveniente ajustando la acidez del jarabe a fin de que la relación de sabor ácido-dulce sea agradable al gusto. Las frutas obtenidas, dependiendo del grado de deshidratación, por lo general no son productos estables, sino semielaborados que pueden complementarse con otras técnicas que podrían encarecer el producto final. Las investigaciones desarrolladas en diferentes centros han estudiado complementar la ósmosis con la refrigeración, pasterización, congelación, deshidratado mediante diferentes técnicas o en condiciones de secado solar. Los resultados han sido diversos tanto en calidad sensorial como de vida útil en anaquel. En el ICTA se han desarrollado productos en los que se ha combinado la ósmosis con la deshidratación por aire caliente y la pasterización. También se presentan inconvenientes con el manejo de los jarabes. Algunos de estos inconvenientes están relacionados con el almacenamiento de los altos volúmenes que se necesitan, su reutilización una vez se hayan concentrado de nuevo; el enturbiamiento que se genera por el desprendimiento de solutos y partículas de las frutas allí sumergidas; el riesgo de contaminación microbiana cuando ha descendido a niveles inferiores a 60°Bx; la resistencia de los microorganismos a los tratamientos térmicos higienizantes; la necesidad de conservar los jarabes almacenados bajo condiciones que eviten su fermentación, y si ya avanzó un poco esta contaminación puede transmitirse a la nueva fruta allí sumergida. Finalmente está la presencia de insectos que se puede generar en los sitios donde se manejan estos jarabes debido a la atracción que estos tienen por los aromas frutales que con el tiempo se pueden tornar difíciles de erradicar. III. MATERIALES Y MÉTODOS MATERIALES Producto vegetal: Mamey (Pouteriasapota). Materiales de Laboratorio: Beaker de 500 mL. Sacarosa Fenoltaleina Buretas Termómetro Refractómetro (para medir ºBrix) Phmetro Agua destilada 7
  • 8. Agentes edulcorantes (panela) Cuchillos. MÉTODOS A. Preparación de la Materia Prima Seleccionar la materia prima en nuestro caso el mamey, retirando las que presenten daños físicos, debemos escoger productos con un grado de calidad de primera. En nuestro caso la parte central porque es la que esta semimadura y no servirá para encontrar la deshidratación osmótica. Cortar en 9 rodajas equitativamente de la cual encontraremos su deshidratación. Caracterizar química y físicamente la materia prima determinado el contenido de sólidos solubles totales expresados como grados Brix, pH, acidez y el contenido de humedad, medir de igual manera la longitud y diámetro de cada rodaja de mamey. No olvidar tomar un peso inicial. B. Tratamiento Osmótico: Una vez seleccionada y caracterizada la fruta proceder a pelarla y trocearla en forma de cubitos (Total 9 cubos de mamey). Tomar sus medidas correspondientes de cada cubo y pesado de cada uno. Sumergir los ocho trocitos en solución osmótica (solución de sacarosa) a 60ºBrix. Deben estar a una temperatura adecuada, con agitación constante. Luego de una hora retiramos las muestras de Mamey. Realizar la determinación de humedad y sólidos solubles a los 1, 3, 6, 10, 15, 25,40 y 60 horas. C. Determinaciones Analíticas: Determinar el contenido de humedad por el método de la estufa hasta peso constante. Determinar los sólidos solubles con el refractómetro manual a 20ºC. Determinar la acidez inicial y expresarla en % de acido cítrico. Determinar el pH inicial de la muestra. D. Cálculos: Determinar la pérdida de agua con la ecuación (1). (1) Donde: : Pérdida porcentual de agua con respecto a la masa inicial. : Contenido de agua en el producto. : Contenido de agua en el producto a un tiempo t (g). : Masa inicial de producto (g). 8
  • 9. Determinar la ganancia de sólidos con relación a la masa inicial del producto. (2) Donde: : Ganancia porcentual de sólidos con respecto a la masa inicial. : Materia seca inicial de agua en el producto (g). : Materia seca en un tiempo t en el producto (g). : Masa inicial del producto (g). Modelo matemático Para encontrara la difusividad se hará con la Ecuación de Crank para Lamina Semiinfinita para tiempos Largos para F0>0.20,la cual es la siguiente: Y Z0 Z0 Zt Z 1 8 2 2 exp * Def * t e 4* 2 2 Donde: Zo: ºBrix inicial (t=0) Zt: ºBrix en un tiempo (t) Z∞: ºBrix en equilibrio ( ºBrix de la solución osmótica respectiva) e: espesor del mamey Def: difusividad efectiva De la ecuación de arriba, despejamos difusividad: 2 Def ln (1 Y ) 8 9 * E2 2 *t
  • 10. No olvidar calcular la perdida de agua con la ecuación (1). Del mismo modo no olvidar calcular la ganancia de soluto con la ecuación (2). Determinar los cambios de concentración de la fase líquida de la fruta (FLF) en términos de fuerza impulsora (Y) (3) Donde: :ºBrix iniciales solubles en la fase liquida del fluido a un tiempo t. : ºBrix a tiempo cero en la fase liquida del fluido. : ºBrix de la solución osmótica. IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ºBRIX SOLUCIÓN OSMÓTICA: 61.1 ESPESOR (m): 0.05m 10
  • 11. TABLA 1. DATOS PRELIMINARES PARA ENCONTRAR %WL, %SG Y De EN EL MAMEY. TIEMPOS (HORAS) 0 1 3 14 18 23 38 43 PESO DE PLACA+MUESTRA PLACA+MUESTRA LA HUMEDAD %HUMEDAD INICIAL FINAL MUESTRA PESOS INICIALES PESO FINAL 3.4242 Nada 1.5029 15.5703 14.2738 0.86266551 86.27% 10 3.1032 2.494 1.1862 20.0832 19.1548 0.78266734 78.27% 14.7 3.0441 2.114 1.0508 21.5055 20.7189 0.74857252 74.86% 19.8 3.1037 1.531 0.8218 21.109 20.663 0.54271112 54.27% 39.6 3.5251 1.6752 0.714 13.9909 13.5895 0.56218487 56.22% 27.5 3.3753 1.5636 0.8055 15.4804 15.0207 0.57070143 57.07% 34.8 3.1536 1.3 0.6216 20.9092 20.646 0.42342342 42.34% 42.12 3.3181 1.3205 0.7512 22.9983 22.6647 0.44408946 44.41% 48.9 ºBRIX TABLA 2. INFLUENCIA DEL TIEMPO EN %WL, %SG Y De EN EL MAMEY. %MS MASA H2O MASA H2O INICIAL FINAL 0 %WL 0 MASA SECA MASA SECA INICIAL TOTAL 0.47026075 Y De (m2/s) 0 0 0 13.73% 2.95393925 21.73% 2.67702362 1.95197235 23.3646324 0.42617638 0.54202765 3.7332841 0.908023483 -2.8762E-07 25.14% 2.62604009 1.5824823 34.2813242 0.41805991 0.5315177 3.72713741 0.890086207 2.4480E-09 45.73% 2.67745495 0.83089073 59.4955771 0.42624505 0.70010927 8.82379824 0.520581114 1.1865E-07 43.78% 3.0409822 0.7334279 7.07242632 1.562790698 2.9447E-08 42.93% 2.91175491 0.89234875 59.8289383 0.46354509 0.67125125 6.15370944 0.782738095 5.0025E-08 57.66% 2.72050196 0.55045045 68.8118821 0.43309804 0.74954955 10.0346116 0.721673004 5.2023E-08 55.59% 2.86241044 0.58642013 68.5931802 0.45568956 0.73407987 8.3900519 0.642781876 7.2010E-08 0.9417721 59.5503702 0.4841178 11 0 %SG
  • 12. 80 70 Pérdida de Agua (WL %) 60 50 y = -0.054x2 + 3.523x + 14.51 R² = 0.900 40 30 20 10 0 0 10 20 30 40 50 Tiempos (Horas) Figura 1. Comportamiento de la ganancia de solutos y Pérdida de Agua vs. Tiempo. 12 10 SG (%) 8 6 4 y = -0.005x2 + 0.409x + 2.051 R² = 0.781 2 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Tiempos (Horas) Figura 2. Comportamiento de l ganancia de sólidos con respecto a la masa inicial (SG) vs. Tiempo. 12
  • 13. 1.4E-07 1.2E-07 De (m2/s) 0.000000 8E-08 6E-08 4E-08 2E-08 0 -2E-08 0 1 2 3 4 5 6 7 8 Tiempo (horas) Figura 3. De (Difusividad efectiva) para cada tiempo. Según Di Bernardo (1988), hay una mayor pérdida de humedad al aumentar el tiempo y la concentración de sólidos. Si la temperatura se incrementa la pérdida de agua es aún mayor. Esto se observa en el laboratorio al ver que iba perdiendo humedad las muestras de mamey al pasar las horas es decir hay una mayor pérdida de humedad que a la vez aumenta la pérdida de sólidos. Esto se observa en la Tabla 1. Según Lenart, et al(1984), el incremento en los niveles de concentración de sacarosa en las soluciones va a causar un aumento en la fuerza impulsora que favorece la pérdida de agua. Esto se observa en la Tabla 2 donde la pérdida de agua (WL%) del mamey aumenta al pasar las horas lo cual es directamente proporcional entre ambas variables a excepción de las 43 horas en la cual bajo ligeramente de un 68.81 a un 68.59 pero su coeficiente de determinación es R2 = 90.05% lo cual indica que las variaciones de la pérdida de agua (WL%) son explicadas por el tiempo tomado para cada muestra. Esto se observa en la Tabla 2 y Figura 1, lo cual queda comprobado según el autor. Según Nowakunda, et al (2004); la mayor pérdida de agua por parte del alimento, en el proceso de secado osmótico ocurre en las primeras 6 horas, siendo las dos iniciales las de mayor velocidad de eliminación de agua. Esto se observa en la Tabla 1, donde vemos que en las tres primeras horas se produce un mayor pérdida de agua por parte de las muestras del Mamey y que luego hay ligeramente poca pérdida de humedad, esto se puede deber según expuesto por el autor a que en las tres primeras horas hay una mayor velocidad de eliminación de agua. Según Lazarides, et al (2003); la mayor pérdida de agua ocurrió dentro de los primeros 60 minutos de proceso, a partir de los cuales un aumento de tiempo no produjo cambios 13
  • 14. apreciables en el contenido de agua de las muestras, lográndose a partir de los 90 minutos, la estabilización del sistema. Estos resultados son coincidentes con lo encontrado en otras matrices alimentarias en la Figura 1, donde vemos que esto ocurrió entre las 3-14 horas en el cual asciende de un 34.28 (3 horas) a un 59.50 (14 horas); lo cual queda demostrado que al aumentar el tiempo la pérdida de agua WL(%) aumenta en las muestras del Mamey. Según Conway , et al (1983); Pointing ,et al (1966); Raoult ,et al( 1992), mencionan que en la medida en que aumenta el tiempo de procesamiento, se produce una mayor pérdida de agua y una mayor ganancia de sólidos, sin embargo, no conviene deshidratar más allá de una pérdida del 50% del peso pues la tasa osmótica disminuye en el tiempo. Esto se observa en la Figura 2, donde la ganancia de sólidos (%SG), fue en aumento al aumentar el tiempo porque de este modo también se va perdiendo humedad, pero llega a un punto donde disminuye y luego asciende, esto se puede deber a los diferentes agentes osmóticos como actúan en el mamey, pero vemos según la Figura 2 donde su R2 = 78.13% lo cual nos indica que las variaciones de la ganancia de sólidos (%SG) son explicados por los diferentes tiempos a lo cual se sometieron las muestras de Mamey. SegúnSharma (2003), menciona que la sacarosa es uno de los mejores agentes osmóticos, además de que se ocupa para frutas principalmente, evita la pérdida de sabores volátiles y la mayoría de las membranas celulares son permeables a ella. Esto se observó en la práctica en donde la solución de azúcar, presentó ganancia de peso, debido a que en los vegetales las membranas de la pared celular son unidades biológicas que permite el paso de moléculas de solvente y también permiten el paso de moléculas de soluto. Ya que es importante para el proceso al cual queremos usar, se empleo sacarosa debido a su eficacia, conveniencia y sabor. Según Ramírez (2005), el objetivo de predecir el valor del coeficiente de difusión del agua en la deshidratación osmótica del mamey., se determinará cortando el mamey en forma de láminas de dos centímetros de ancho, tres centímetros de largo por 0,06 centímetros de espesor. Se determinaron los °Brix iniciales, y se formaron siete grupos experimentales de cuatro láminas cada uno, que luego se introdujeron en la solución osmótica de concentración y temperatura dadas. A intervalos de 20 minutos para la primera hora, 30 minutos para la segunda hora y 60 minutos por el resto del tratamiento, se sacó un grupo experimental y se determinaron °Brix. Con los datos obtenidos, se determinó el coeficiente de difusión del agua a las concentraciones de 40, 45, 50, 55 y 60 °Brix y temperaturas de 35, 40, 45, 50 y 55 °C, que varió entre 8,78x10-10 y 9,88x10-10 m2/s. En nuestro caso para realizar la deshidratación osmótica del mamey se determinó cortando unos 0.05m de espesor en forma de laminas semiinfinitas en los cuales determinamos los ºBrix iniciales y tomamos unas 7 muestras de Mamey en el cual examinamos a 0, 1, 2, 3, 14,18, 23, 38 y 43 horas; en el cual observamos que al pasar el tiempo los ºBrix iban en aumento (hubo excepción a las 14 horas y hubo ºBrix a las 43 horas, esto se observa en la Tabla 1. Otro punto que a un rango de 10 - 48.9 ºBrix la difusividad vario entre 2.4480E-09 a 1.18648E-07 m2/s lo cual comparando con el autor vemos que esta entre el rango, del mismo modo se observa que la difusividad efectiva (De) aumenta al pasar el tiempo y llega a un 14
  • 15. punto de equilibrio que es a 3 horas conde comienza a descender su difusividad quedando la grafica como forma de una campanita; observándose en la Figura 3. V. CONCLUSIONES Se evaluó la ganancia de sólidos (%SG) y pérdida de agua (%WL) durante la deshidratación osmótica. Donde vemos que la ganancia de sólidos (%SG) va disminuyendo de acuerdo a su tiempo pero que luego aumenta y que cuenta con un coeficiente de determinación de 78.13%. Al igual vemos en la deshidratación del Mamey que la pérdida de agua (%WL) va en aumento al pasar el tiempo contando con un coeficiente de determinación de 90.05%. Se determinó la difusividad media efectiva del soluto en la fase liquida del Mamey, la cual nos dio entre 2.4480E-09 a 1.18648E-07 m2/s lo cual comparando con el autor vemos que esta entre el rango. VI. RECOMENDACIONES Se debería utilizar un mejor método para la conservación de un producto, permitiéndonos prolongar la vida útil del producto a consumir y que tengan mejores características organolépticas como producto final. Se recomienda tener cuidado al preparar la solución osmótica en donde se someterá el producto, de esta manera determinar todos los parámetros a analizar para un mejor resultado. Para un proceso óptimo se debe seleccionar materia prima con un buen estado de madurez; se debe tener en cuenta que todas las muestras extraídas de esta materia prima en común cuenten con un buen tamaño un peso adecuado y que todas las muestras sean de la misma variedad y en estado de madurez optimo. Se den seguir todas las instrucciones dadas en el laboratorio así como: medir a la hora adecuada cada muestra, tomar los pesos correspondientes en estas horas dadas, siguiendo de este modo un monitoreo constante para controlar las variables y no exceder el tiempo, porque pueden ganar humedad. VII. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS CONWAY, J., CASTAIGNE, G., PICARD, G., VOVAN, X. (1983). Mass transfer consideratios in the osmotic dehydration of apples. Canadian InstituteFoodScienceandTechnologyJournal. 16 (1): 25-29. DI BERNARDO, LUIZ.(1988). Sedimentación Convencional y Laminar. Copias para el Curso de Maestría para la Facultad de Ingeniería Ambiebtal de la UNI Lima. LAZARIDES, H. N.; KATSANIDIS, E.; NICKOLAIDIS, A. (1995).Mass Transfer Kinetics during osmotic preconcentration aiming at minimal solid uptake. J. Food Eng., v. 25, n. 2, p. 151-166, LENART, A., J. M. FLINK. (1984). Osmotic concentration of potato: I Criteria for the end-point of the osmosis process. J. of FoodProcessEngineering. 15
  • 16. NOWAKUNDA, K., FITO, P. (2004). Osmotic dehydration of banana slices as a pretreatment for drying processes. São Paulo, Brazil: The Symposium, 2004. p. 2077-2083. RAMÍREZ, O. (2005). Aplicación del modelo de peleg en el estudio de la Transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de Laminas de mamey.Departamento de Ciencias Área de Química y Tecnología de Alimentos Universidad de Oriente SHARMA Y KAMAL S. (2003)., Ingeniería de Alimentos: Operaciones Unitarias y Prácticas de Laboratorio, Limusa, México. ANEXOS Figura C. Pelado del Mamey.Figura D. Troceado del Mamey . Figura E. Equipo con solución de sacarosa. Mamey. Figura F. Distincion de muestras de 16