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IX CONGRESO DE CIENCIA DE LOS ALIMENTOS y V FORO
DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS
Isotermas de Porción a Diferentes Temperaturas para el Higo Variedad Misión
Soto Muñoz Janeth Alejandra, Candelas Cadillo María Guadalupe. Facultad de Ciencias
Químicas de la Universidad Juárez del Estado de Durango Av. Artículo 123 s/n.
Fraccionamiento Filadelfia. Gómez Palacio, Dgo. [email protected]
Resumen
Considerando que es un producto que se cosecha en una temporada muy corta, de cuatro a
seis semanas, y que además es altamente perecedero, es conveniente aprovechar la
producción y tenerlo al alcance de los consumidores durante todo el año sometiéndolo a
algún proceso de conservación como la deshidratación; por lo que es necesario generar
información para comprender y controlar estos procesos. El objetivo de este trabajo es
establecer las isotermas de adsorción y desorción para higo a 25 y 70°C. Para tal fin, se
utilizaron diez soluciones saturadas desde 11% hasta 97% de humedad relativa. Luego de
preparar las soluciones, se colocaron en desecadores donde se situaron también 2 muestras
de higos frescos en el caso de los datos para las curvas de desorción y 2 higos
deshidratados para las de adsorción. Se pesaron las muestras constantemente hasta que
alcanzaron el equilibrio con la atmósfera a la que estaban sometidas y se registró el peso. Se
llevaron a cabo tres repeticiones para cada solución y cada temperatura. Los datos
obtenidos fueron graficados para obtener las isotermas de sorción, las cuales presentaron la
forma sigmoidea que es característica de muchos alimentos. Ambas curvas exhibieron
histéresis.
Palabras clave: Higos, isotermas y actividad de agua.
Abstract
The figs are harvested in four or six weeks, and they are highly perishables. It is necessary to
take advantage of the fig production putting them in conservation treatment like dehydration
in order to the figs is available throughout all the year. This is the reason why, it is essential to
generate information to understand and to control its process. The objective of this work is to
determine the sorption isotherms at 25 and 70°C, using saturated solutions from 11% to 97%
of relative humidity. The solutions were translated into glass desiccators where the samples
were introduced too. We used two fresh figs for desorption curve and two dehydrated figs for
adsorption curve. Samples were weighting until they are in equilibrium with the atmosphere
into glass disiccator, and the weight was registered. The collected data were plotted to obtain
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the sorption isotherms which shown typical sigmoid shape of several food. Hysteresis were
shown in both curves.
Keywords: Figs, water sorption isotherms and water activity.
Introducción
Los higos cuyo nombre científico es “Ficus Carica”, son una fruta típicamente mediterránea
que durante siglos ha sido muy apreciada por diferentes culturas ya que probablemente no
hay ningún otro fruto que pueda usarse de tantas maneras distintas sin perjudicar su sabor.
Se pueden probar frescos o secos y poseen propiedades nutritivas que hacen
indispensables en dietas de niños, deportistas y mujeres embarazadas.
El clima en la Comarca Lagunera de Durango favorece la cosecha del higo (Ficus Carica)
variedad mission en los ejidos del Municipio de Ciudad Lerdo, Ejido Álvaro Obregón, entre
otros, el cual no necesita de mucha inversión para su cuidado y es de fácil producción.
Considerando que es un producto de temporada y altamente perecedero, los productores
tienen problemas al momento de la venta, abaratando el producto, por lo que es conveniente
aplicarle algún método de conservación, como la deshidratación y tenerlo al alcance de los
consumidores durante todo el año.
Los higos poseen gran cantidad de agua y son ricos en hidratos de carbono (sacarosa,
glucosa, fructosa), por lo que su valor calórico es elevado. Por cada 100 gramos de porción
comestible contienen 16 g de hidratos de carbono, 2.5 g de fibra y 65.7 calorías. Destaca su
contenido de provitamina A, y en menor medida de vitaminas, también aporta cantidades
significativas de minerales como el potasio, magnesio y calcio (Fundación Eroski, 2007).
La actividad de agua (aw) desempeña un papel importante durante la deshidratación y el
almacenaje de materiales biológicos (Iglesias y Chirife, 1976). La aw crítica para la mayoría
de los productos agrícolas está entre 0.6 y 0.7 (Stencl y Homola, 2000).
Una isoterma de adsorción, o de desorción, es la curva que indica la cantidad de agua
retenida por un alimento en función de la humedad relativa de la atmósfera que lo rodea para
una temperatura determinada (Lewicki, 1997). Se utilizan en el control de procesos (Sablani
y col., 2001). Son importantes para mejorar las condiciones de varios procesos de alimentos
como la deshidratación, el embalaje y almacenaje de todos los productos higroscópicos
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(Forte y Okos, 1980; Hutchinson y Otten, 1984). Son imprescindibles para la selección de las
condiciones de funcionamiento apropiadas en el secado, y las condiciones para el
almacenaje del producto seco (Kouhila y col., 2002).
Puesto que el aw es dependiente de la temperatura, la temperatura tiene un efecto
significativo en isotermas de la adsorción. Así pues, cuando un alimento se sujeta a un
cambio ascendente de la temperatura, en cualquier contenido de agua constante, aumenta
de la aw .
Las isotermas de forma sigmoidea son características de muchos alimentos. Alimentos
tales como frutas, confituras y extracto de café, que contiene grandes cantidades de azúcar y
otras moléculas solubles pequeñas y que no son ricas en materiales poliméricos (Powitz y
Balsamo, 2001).
Las isotermas se obtienen colocando un alimento cuyo contenido en agua se conoce, bajo
vacío, en un recipiente cerrado y midiendo, después del establecimiento del equilibrio a una
temperatura determinada, la presión de vapor del agua, con la ayuda de un manómetro o de
un higrómetro (o incluso por cromatografía en fase gaseosa); también se puede obtener
colocando muestras de un mismo alimento (seco o húmedo) en una serie de recipientes
cerrados, en los cuales se mantienen por ejemplo, mediante soluciones saturadas (por lo
general saturadas) o ácido sulfúrico de diversas concentraciones una gama de humedades
relativas constante (Cheftel y Cheftel, 2000).
Por lo anteriormente mencionado el objetivo de este trabajo es determinar las isotermas de
adsorción y desorción para higo a 25 y 70°C, así como estudiar el comportamiento de estos
fenómenos en el higo, colaborando en el control del proceso de deshidratación y en el
almacenamiento en la planta procesadora del higo Sociedad en Solidaridad Social Higos del
Nazas.
Materiales y Métodos
El trabajo de investigación se llevó a cabo en el taller y laboratorios de la Facultad de
Ciencias Químicas Universidad Juárez del estado de Durango. Para el experimento se
utilizaron 6 Kg. de higo variedad mission del Ejido Álvaro Obregón, Dgo., de la temporada
junio-julio 2003 y 2004. Se obtuvieron datos para determinar las isotermas de porción a 25 y
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a 70ªC. El fruto fresco empleado para la curva de deserción estaba recién cortado y
almacenado en refrigeración; para la curva de adsorción, se usaron higos deshidratados
hasta el 17% de humedad, tomados de la planta procesadora. Para cada curva, para cada
repetición y para cada valor de aw se eligieron 2 higos al azar.
Para la recolección de los datos se realizó el siguiente procedimiento: Se prepararon
soluciones saturadas de diferentes sales inorgánicas con humedades relativas desde 11%
hasta el 97% como se muestra en la tabla 1. Se colocaron 250 ml de cada una de ellas en un
desecador de 27 cm de diámetro que se utilizaron para llevar a cabo el experimento para la
temperatura de 25°C y otras iguales para la temperatura de 70°C.
Tabla 1. Humedad relativa de las soluciones saturadas utilizadas en la determinación
de isotermas de porción para el higo variedad mission.
Nombre de la sal
Cloruro de litio
Acetato de potasio
Cloruro de magnesio
Carbonato de potasio
Nitrato de magnesio
Humedad relativa de
la solución saturada
11
20
33
44
52
Nombre de la sal
Nitrato de sodio
Cloruro de sodio
Cloruro de potasio
Cloruro de bario
Sulfato de potasio
Humedad relativa de
la solución saturada
62
75
84
90
97
Posteriormente se preparó una solución de Metabisulfito de Sodio al 0.5% como
antimicrobiano para los higos sometidos a 70°C y 6% para los higos a 25°C. Los higos se
sumergieron por 1 minuto en la solución correspondiente. Enseguida, las muestras de higo
fresco se colocaron en los desecadores con las diferentes soluciones saturadas, se dejaron
en un área del laboratorio a 25°C. Otras muestras de higo deshidratado se colocaron en
los desecadores que se introdujeron en estufas ajustadas a 70°C. Se dejaron dentro de los
desecadores hasta alcanzar el equilibrio, lo cual se verificó cuando ya no cambió el peso de
las muestras.
Las muestras en equilibrio se llevaron a una estufa de vacío marca NAPCO, modelo 5831
para determinar la humedad del higo a 70°C y 25 plg. de vacío, se dejaron las muestras por
24 horas máximo.
Después de retirar las muestras se llevaron a pesar a una balanza digital marca Ohaus con
capacidad de 200 gramos para realizar los cálculos pertinentes y así obtener la humedad en
equilibrio, de manera que se puedan construir las isotermas de sorción del higo.
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Se realizaron tres repeticiones de cada punto de las curvas, y cada unidad experimental se
trabajó por duplicado.
Para obtener el dato que se usó en las gráficas se sacó la media para cada curva (adsorción
y deserción), cada solución y cada temperatura (25 y 70ºC).
Resultados y Discusión
Los datos obtenidos de las muestras expuestas a las temperaturas de 25 y 70°C, y a
actividades de agua de 11% a 97% se muestran en las figura 1 y 2. Estas gráficas presentan
una relación de humedad en equilibrio del higo con la humedad relativa (HR). Como se
mencionó anteriormente las isotermas de porción son útiles para diseñar y controlar los
procesos como el almacenamiento, deshidratación, refrigeración, entre otros.
Según Fennema (1993), las isotermas de sorción se dividen en tres zonas en función de la
actividad de agua, desde la zona I (seca) a la zona III (de alta humedad). Las isoterma de
sorción del higo muestra la zona I, donde el agua del fruto es más fuertemente adsorbida y
más inmóvil; la aw va de 0 a 25%. Esta agua no puede intervenir en reacciones como
disolvente, tampoco se congela y es difícil de eliminar en deshidratación. Se denomina agua
monocapa.
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