DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE SORCIÓN DE HUMEDAD EN HARINA PRECOCIDA DE PLÁTANO VERDE (Musa Paradisiaca L.)

DETERMINACIÓN DE ISOTERMAS DE SORCIÓN DE HUMEDAD EN HARINA PRECOCIDA DE PLÁTANO VERDE

(Musa paradisiaca L.)

DETERMINATION OF GREEN/UNRIPE PLANTAIN PRE-COOKED FLOUR HUMIDITY SORTION ISOYHERMS

(Musa paradisiaca L.)

Miguel Ángel Torrealba Piña

MSc.(UNEXPO, UNELLEZ). Laboratorio de Microbiología.

Programa Ciencias del Agro y del Mar. Vicerrectorado de Infraestructura y Procesos Industriales.

km 4 Carretera Via Manrique, San Carlos, Cojedes, Venezuela 2201.

Email: torrealbap38@hotmail.com

Recibido: 12-01-2007 / Aceptado: 30-03-2007

RESUMEN

El objetivo de la presente investigación es determinar las isotermas de sorción de humedad

de la harina precocida de plátano verde, evaluando el comportamiento a cuatro temperaturas

diferentes (20, 25, 30 y 35 ºC), en un rango de aW

de 0,202 a 0,835. Los datos experimentales de

actividad de agua y contenido de humedad, se ajustaron a las ecuaciones propuestas por Ratti et al. (1989); Chung y Pfost (1967); GAB (Guggenhein et al., 1984) y la ecuación BET (Brunauer et al.,

1938); utilizando análisis de regresión no lineal y el coeficiente de determinación (R2) del programa Statistic V-6. De los modelos evaluados fueron Ratti et al. (1989) y Chung y Pfost (1967) los que ajustaron mejor las isotermas de sorción; el primero presentó un coeficiente de determinación de 0,991 y 0,996, para todas las temperaturas analizadas y el segundo un coeficiente entre 0,9735 y 0,9876. Se determinó el valor de la monocapa con las ecuaciones de BET (Brunauer-Emmett-Teller, 1938) y GAB (Guggenheim-Anderson-de Boer, 1984), con mejores resultados con el modelo de BET, cuyos valores se ubicaron entre 0,0243 y 0,0033 g de H2O/g de sólido. Finalmente se evaluó el calor isostérico de sorción requerido por la harina precocida de plátano verde para alcanzar el equilibrio sorcional, mediante la ecuación de Clausius-Clapeyron en su forma integrada (Soekarto y Steinberg, 1981), concluyéndose que este calor varía con la temperatura y el contenido de humedad.

Palabras claves: Actividad de agua, isotermas de sorcion, harina de platano.

SUMMARY

The objective of the present research is to determine the sortion isotherms of green/unripe plantain pre-cooked flour, and evaluating its behavior at four different temperatures (20, 25, 30 and 35 degrees Centigrades), in a Aw range between 0.202 and 0.835. The Aw experimental data and humidity content adjusted well to the equations proposed by Ratti et al. (1989), Chung and Pfost (1967), GAB (Guggenhein et al. 1984), and the BET equation (Brunauer et al.,1938); utilizing Non-Lineal Regression Analysis and the Determination Coefficient (R2) of the Statistics V-6

Program. Out of the evaluated models were Ratti et al (1989) and Chung and Pfost (1967) the ones that adjusted better the sortion isotherms; the former showed a determination coefficient of

0.991 and 0.996, for all the analyzed temperatures, and the latter showed a coefficient of 0.9735 and 0.9876. The value of the monolayer was determined using the BET equation (Brunauer- Emmett-Teller, 1938) and GAB (Guggenhein-Anderson-de Boer, 1984) thus obtaining better results with the BET method, whose values were 0.0243 and 0.0033 g H2O/g solids. Finally, the green/unripe plantain flour Isostheric Sortion Heat was evaluated in order to reach the sortional equilibrium, by means of the Classius-Clapeyron equation in its integrated form (Soekarto and Steinberg, 1981), thus concluding that this value varies with temperature and humidity content.

Keywords: Water activity, sorction isotherms, plantain flour.

INTRODUCCION

La actividad de agua (aW) de un producto representa uno de los factores primordiales en la conservación de alimentos, por permitir reducir la posibilidad de que se lleven a cabo diferentes tipos de reacciones bioquímicas y el crecimiento de microorganismos que produzcan alteraciones en el mismo o que sean patógenos (Sandoval et al., 2002), es por ello la presente investigación está orientada a determinar las isotermas de sorción de humedad de la harina de plátano verde, para así disponer de un modelo de predicción que permitirá inferir sobre tiempos de secado, estabilidad o vida de almacenamiento, selección de materiales de empaques, definición de condiciones de almacenamientos, y otros factores que involucran su conservación (Fuentes, 1996).

El objetivo general de la presente investigación es determinar las isotermas de sorción de

humedad de la harina precocida de plátano verde, evaluando el comportamiento a cuatro

temperaturas diferentes (20, 25, 30 y 35 ºC), en un rango de aW

de 0,202 a 0,835. Como objetivos

específicos se tienen: a) Ajustar los datos de sorción de humedad de la harina de plátano verde, con los modelos de Ratti et al., (1989); Chung y Pfost (1967); GAB (Guggenhein et al., 1984) y BET (Brunauer et al., 1938), para la predicción de la aW del producto. b) Determinar la humedad la humedad crítica de almacenamiento (valor de la monocapa) mediante la ecuación de GAB (Guggenhein et al., 1984) y BET (Brunauer et al., 1938). c) En caso de no ajustar los datos de sorción de humedad con las ecuaciones de Ratti et al. (1989); Chung y Pfost (1967); GAB (Guggenhein et al, 1984) y BET (Brunauer et al, 1938), desarrollar un modelo matemático que prediga la actividad de agua. d) Evaluar la influencia de la temperatura sobre la actividad de agua en la harina de plátano verde, y determinar el calor isostérico de sorción con la relación de Clausius Clapeyron integrada (Soekarto y Steinberg, 1981).

MATERIALES Y MÉTODOS: Materia Prima.

Para esta investigación se utilizó harina precocida a partir de plátano verde adquirido en el comercio local. Procesada en el laboratorio de Ingeniería y Tecnología de Alimentos de la Universidad Nacional Experimental de los Llanos Occidentales (UNELLEZ), núcleo San Carlos, Estado Cojedes, Venezuela, bajo la metodología propuesta por Murillo (2003). El plátano verde

fue pelado manualmente y luego se sumergió en solución de ácido cítrico 1% por un minuto, a fin de evitar oxidación, luego se procedió a cubiletearlo en “tajadas” de más o menos 1 a 2 milímetros de espesor para posteriormente secarlo en bandejas, con un tratamiento térmico de

40 ºC por 48 horas Se procedió a reducir de tamaño del material seco en un molino de martillo, marca RETSDIETZ, modelo SK1 y malla ¾ mm. La harina se colocó en un recipiente plástico grande y sellado herméticamente, para evitar variaciones de la humedad.

Análisis Físico-químico.

A la harina se le hizo análisis proximal de acuerdo con los procedimientos establecidos en las normas de la Comisión Venezolana de Normas Industriales (COVENIN) y de la Asociation Oficial of Analisys Chemistry (AOAC). La humedad de la harina se determinó bajo el método de pérdida de peso en estufa a 100±5 °C por 1 hora (A.O.A.C, 1980, No 7003), con el uso de una estufa de vacío. Para determinar proteína cruda se seguió el método Macro Kjeldahl (COVENIN, 1195-80), con el uso del equipo marca LABCONCO. Se cuantificó grasa cruda mediante el método de Soxhlet, realizado por extracción con éter de petróleo, en un equipo marca LABCONCO modelo 35001, de acuerdo con el procedimiento de la A.O.A.C (1980, N°

7.056), utilizando el factor 6.25 para transformar en proteína. Con respecto a las cenizas, se aplicó el procedimiento de la Norma COVENIN 1115-79; A.O.A.C (1980, No 18.025), mediante pérdida de peso de la materia fresca, después de la incineración a 550°C, en una mufla; y para la fibra cruda se aplicó el procedimiento establecido en la Norma COVENIN 1194-79; mientras que el porcentaje total de carbohidratos se obtuvo por diferencia (Fuentes, 1996; Landaeta, 2005).

Determinación de Isotermas de Sorción

La isoterma de sorción se define como la relación entre la actividad de agua (o la humedad relativa del aire circundante) y el contenido de humedad de un material en equilibrio a temperatura constante, la cual se obtiene cuando el proceso de equilibrio parte de una muestra húmeda, y a esta se le permite equilibrarse con la humedad del aire circundante perdiendo humedad, reflejando así la forma como el agua se liga al sistema (Fuentes, 1996). Su importancia para la ciencia de los alimentos se basa en la capacidad para predecir potenciales cambios en la estabilidad de los productos, a la vez de ser útiles para seleccionar empaques e ingredientes por predecir la humedad máxima a permitir durante el almacenamiento (Madigan et al., 2004).

Las isotermas de sorción de la harina de plátano se determinaron evaluando el comportamiento del equilibrio de humedad a cuatro temperaturas diferentes (20, 25, 30 y 35 ºC), abarcando un rango de aW de 0,202 a 0,835 (Landaeta, 2005). Este método consiste en:

a. Mediante el uso de recipientes de plástico, con capacidad de 250 cc, se logran ambientes de humedad controlada, en los que se obtienen, a partir de diversas soluciones salinas saturadas, microatmósferas de humedad relativa fija a las temperaturas de estudio. Las sales que se usaron para preparar las soluciones

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