Liofilización de frutas y Determinación de polifenoles

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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTA

        FACULTAD DE INGENIERÍA        

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL[pic 3]

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“Año del Diálogo y la Reconciliación Nacional”

• TEMA        :        Liofilización de frutas y Determinación de polifenoles
• CURSO      :        Procesos Tecnológicos de Frutas y Hortalizas y Alimentos Funcionales.

• DOCENTE:

                                  Ing. Wilson Símpalo López.

• ALUMNOS:

1. Acevedo Asursa, Marcos.
2. Piscoche Chinchay, Richerson Harold.

• GRUPO:

                            “C”

• CICLO:              VIII

Noviembre, Nuevo Chimbote – Perú

        2018        

1. INTRODUCCIÓN

En general los alimentos son perecederos, por lo que necesitan ciertas condiciones de tratamiento, conservación y manipulación. La principal causa de su deterioro es el ataque por diferentes tipos de microorganismos (bacterias, levaduras y mohos). Esto tiene implicaciones económicas evidentes, tanto para los fabricantes (deterioro de materias primas y productos elaborados antes de su comercialización, pérdida de la imagen de marca, etc.) como para distribuidores y consumidores (deterioro de productos después de su adquisición y antes de su consumo).

Pese a la importante participación, la congelación puede deteriorar algunos alimentos debido a que la formación de cristales de hielo rompe las membranas celulares. Este hecho no tiene efectos negativos en términos de inocuidad, ya que también mueren células bacterianas, sin embargo, el alimento pierde textura. (Lovis, 1960).

Los principales causantes de la descomposición de los alimentos con alta cantidad de agua en su composición son los microorganismos, estos son causa de la pérdida del 20% de la producción mundial de alimentos. La mayoría de métodos de conservación utilizados en el país no abarcan en su totalidad las exigencias de exportación requeridas, por eso un problema microscópico causa una gran pérdida de dinero y tiempo. (Lovis, 1960).

La liofilización puede reducir enormemente el contenido de humedad de un producto, pudiendo llegar a un contenido de humedad entre 1 y 4%, lo que evita que se desarrollen bacterias y mohos, y que las enzimas provoquen reacciones químicas que deterioren el producto.

Los compuestos fenólicos constituyen una de las principales clases de metabolitos secundarios de los vegetales, donde desempeñan diversas funciones fisiológicas. Se trata de compuestos que intervienen en el crecimiento y reproducción de las plantas, así como en procesos defensivos contra agentes patógenos, depredadores o radiación ultravioleta.

La actividad biológica de los polifenoles está relacionada con su carácter antioxidante, el cual es debido a su habilidad para quelar metales, inhibir la actividad de la enzima lipooxigenasa y actuar como atrapadores de radicales libres. De hecho, diversas organizaciones internacionales, en el ámbito de la nutrición, recomiendan un consumo diario como mínimo de cinco raciones de fruta o verdura, para asegurar una adecuada ingesta de antioxidantes y prevenir enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo. Existen numerosos estudios que proporcionan datos que apoyan la correlación negativa entre la ingestión de compuestos fenólicos y el riesgo de padecer ciertas enfermedades, incluyendo las enfermedades cardiovasculares, cáncer, enfermedad de Alzheimer, cataratas y otras disfunciones relacionadas con la edad. Además de estos efectos beneficiosos para la salud, también se ha estudiado su efecto antiinflamatorio y su efecto preventivo en el tratamiento de asma. La cantidad de compuestos polifenólicos y tipos presentes en un alimento varía en función de la especie vegetal, variedad y parte del vegetal considerada (fruto, semillas, brotes, hojas), horas de exposición solar, grado de madurez, condiciones de cultivo, procesado, condiciones de almacenamiento, etc

1. OBJETIVOS

• Deshidratar uva por el método de liofilización.
• Conocer los fundamentos científicos y tecnológicos en la liofilización de uva.
• Realizar el control de calidad del producto elaborado.
• Determinar el contenido total de compuestos polifenólicos de diversas muestras alimenticias.
• Comparar el contenido total de compuestos polifenólicos entre diferentes muestras alimenticias

1. FUNDAMENTO TEÓRICO:

La liofilización es un proceso que permite extraer toda la humedad de un alimento, preservando al máximo su sabor. Consiste en congelar el alimento a muy baja temperatura (temperaturas inferiores a 50 grados bajo cero) y una vez en ese estado, se baja bruscamente la presión y se suministra calor, consiguiendo la sublimación del agua, es decir, paso de hielo a vapor, sin pasar por estado líquido. La fruta conserva una apariencia parecida a su estado natural, pero está completamente libre de agua, es decir que es ligera y crujiente.

La liofilización conserva y alarga la vida del alimento dado que en ausencia de agua no pueden proliferar microorganismos. A cambio, es fundamental mantener el producto liofilizado en un entorno estanco, preferentemente al vacío para evitar la rehidratación. Lo único que cambia con la liofilización es que el alimento se seca, es decir, que no contiene agua. Por lo tanto, es más duro y más crujiente, pesa menos, pero mantiene el color y los nutrientes, así como el sabor, que es puro. Si os gusta un vegetal en concreto, cuando probéis el mismo alimento liofilizado aún os gustará más, porque se encuentra en estado puro.

La liofilización, es el método más benigno de deshidratación de alimentos y sistemas biológicos, pero tiene la limitante de los costos de operación.

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Fig. 2 Requerimientos de temperatura y presión para determinados eventos

Mediante el método tradicional a una densidad de carga promedio de 4-6 kg/m2, se requiere más de 2 horas de congelación, 10 horas de sublimación y aproximadamente 4 horas de desorción, sumando más de 16 horas de trabajo con el consiguiente costo de energía.

El primer paso a seguir en la metodología de liofilización es reconocer las propiedades del producto que se va a tratar, relacionadas con su naturaleza física y química a fin de establecer límites en cuanto a color y conductividad entre otros, Así mismo se hace necesario determinar el porcentaje de agua contenida en el producto previa congelación a razón de la formación de cristales durante el proceso. De igual manera se requiere determinar el grado de cristalización y la conductividad del hielo; durante el procedimiento en el cambio de fases se debe inspeccionar y relacionar que tan homogéneos o no se haya los componentes de la muestra y cuáles son las variables de estado intensivas. Por lo anterior, se hace necesario desarrollar los siguientes análisis a fin de garantizar un proceso de liofilización exitoso:

 • Análisis de las características de textura y propiedades de producto a obtener: Determinar el prototipo del producto final basado en el estado inicial de la materia prima.

• Análisis de congelación a emplear: determinar si la fruta se congelara mediante corrientes de aire o por contacto con superficies frías.

 • Análisis térmico: Se realiza como finalidad de establecer una relación entre la temperatura y las propiedades físicas de la muestra. [5]

• Análisis térmico diferencial: Es una técnica cualitativa que indica la temperatura a la cual tiene lugar el cambio energético en estudio y si el proceso es endotérmico o exotérmico. [6]

• Análisis de la tecnología de vacío a aplicar: Generalmente en el proceso de liofilización se aplica la técnica de secado al vacío

1. Etapas de liofilización:

A. Congelación.- en esta etapa, se registra la separación del agua libre entre intersticios del soluto disuelto o partículas coloidales que se transforma en hielo puro. Inmediatamente después comienzan a congelarse los diferentes eutécticos hasta congelar toda la masa.

 B. Sublimación o Desecación Primaria.- es un proceso físico, durante el cual se pasa del estado sólido directamente al estado de vapor sin pasar por el estado líquido.

C. Desorción ó Desecación Secundaria.- La liofilización no acaba después de la sublimación del agua congelada del material, todos los productos retienen por adsorción, una cantidad de agua la cual no es despreciable y generalmente pone en peligro la conservación del producto

1. Transferencia simultánea de calor y materia:

Los fenómenos de transferencia de materia y calor durante la liofilización se pueden resumir en términos de difusión de vapor de agua del frente de sublimación, y la radiación y conducción de calor de la placa radiante. En el desarrollo de esta sección se va a suponer un modelo de estado estacionario, que facilita los cálculos.

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