Proyecto Yacón

“EFECTO DEL TIEMPO Y TEMPERATURA DE SECADO SOBRE LA HUMEDAD FINAL Y VARIACIÓN DEL PORCENTAJE DE FOS (FRUCTO-OLIGOSACÁRIDOS) EN RODAJAS DE YACÓN (Smallanthus sonchifolius)”

Presentado por:

Cubas Guevara, Rocky

DEDICATORIA

AGRADECIMIENTOS

A todos los miembros de la plana docente de la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Nacional de Trujillo por haber transmitido sus conocimientos y valiosas experiencias contribuyendo de esta manera a nuestra formación personal y profesional.

Al Ing. Claudio Miano Pastor, por su asesoramiento en la presente investigación con gran dedicación y rigor académico. Sus experiencias, conocimientos, sabiduría, confianza y paciencia han sido determinantes, inspirando en mi mucha admiración y estima.

A mi familia por su apoyo incondicional, comprensión y paciencia para poder cumplir con nuestras metas.

A todas las personas en general que de alguna manera colaboraron en la culminación de este trabajo, agradezco a todos mis amigos que estuvieron siempre apoyándome y alentándome cada día.

RESUMEN

En el presente trabajo de investigación se evaluó la influencia de la temperatura y tiempo de secado en la humedad y pérdida de fructo-oligosacáridos de hojuelas de yacón (Smallanthus sonchifolius). Además se determinaron los parámetros (temperatura y tiempo de secado) para obtener menor humedad y menor pérdida de oligofructosacaridos en hojuelas de yacón (Smallanthus sonchifolius).

Para cumplir con dicho objetivo, se empleó el diseño compuesto central rotacional (DCCR) el cual nos indicó realizar 11 ensayos experimentales para evaluar las variables temperatura en el rango de 50 a 90 ºC, y el tiempo de secado en el rango de 60 a 240 minutos. Para el secado se empleó yacón (humedad 94,68%). Dicho yacón fue acondicionado de tal forma que se obtuvo rodajas y luego se sometió a un proceso de secado a diferentes temperaturas y tiempos. Luego se determinó la humedad final por diferencia entre la humedad inicial y la humedad perdida. El contenido de fructo-oligosacaridos se determino por el método de Lane Eynon.

Se concluyó que a mayores tiempos de secado menor es el contenido de porcentaje de humedad y que a menor temperatura de secado menor será la variación de porcentaje de FOS. Sólo el tiempo en forma lineal y cuadrática afectó significativamente al %humedad; el tiempo y la temperatura, ambas en forma lineal y cuadrática afectaron significativamente a la variación de %FOS. Además se determinaron los parámetros (temperatura y tiempo de secado) para obtener menor porcentaje de humedad y poca variación en el porcentaje de FOS en rodajas de yacón (Smallanthus Sonchifolius), los cuales fueron en tiempos entre 1 y 1,5 h, y temperaturas entre 85 y 90ºC.

Palabras clave: fructo-oligosacaridos, humedad, yacón,

ABSTRACT

In the present research was evaluated the temperature and drying time influence on moisture and loss of fructo-oligosaccharides from yacon chips (Smallanthus sonchifolius). It also determined the parameters (temperature and drying time) for less humidity and less loss of yacon fructo-oligosaccharides flakes (Smallanthus sonchifolius).

To fulfill this objective, we used the central composite rotational design (CCRD) which indicated us to perform 11 experiments in order to evaluate the variables temperature in the range of 50 º C to 90 ° C and extraction time in the range of 60 minutes at 240 minutes on the response variables. Was used for drying yacon (94,68% humidity). This yacon was fitted so that it was sliced and then subjected to a drying process at different temperatures and times. After the final moisture was determined by the differences between the initial moisture content and moisture loss. The content of fructo-oligosaccharides was determined by the Lane Eynon method.

It was concluded that higher drying times it is used, the lower moisture content will get, and the lower drying temperature it is used, the lower the percentage change of FOS. Only time in linear and quadratic significantly affect the % moisture, time and temperature, both linear and quadratic form significantly affected the variation in% FOS. It was also determined the parameters (temperature and drying time) to get lower humidity and little variation in the percentage of sliced yacon FOS (Smallanthus Sonchifolius), which were at times between 1 and 1.5 h, and temperatures between 85 and 90 ° C.

Keywords: Fructo-oligosaccharides, humidity, yacon.

ÍNDICE DE CONTENIDO

DEDICATORIA ii

AGRADECIMIENTOS iii

RESUMEN iv

ABSTRACT v

INDICE DE CONTENIDOS vi

ÍNDICE DE TABLAS vii

ÍNDICE DE FIGURAS viii

INTRODUCCIÓN 1

REVISIÓN DE LITERATURA 4

Yacón (Smallanthus sonchifolius). 4

Composición química y propiedades 5

Actividad inmunológica 6

Formas de Consumo 7

Oligo-fructosacáridos. 7

Propiedades fisicoquímicas básicas 9

Fuentes de fructooligosacaridos 9

Secado. 9

Proceso de secado 10

Factores que intervienen en el proceso de secado 12

Métodos generales de secado 14

Metodología de superficie de respuesta 14

Definición 14

Terminología 14

MATERIALES Y MÉTODOS 23

Lugar de ejecución 23

Materiales 23

Métodos 24

Esquema experimental 24

Descripción del proceso 24

Ensayos de caracterización 26

diseño experimental y análisis estadístico 26

RESULTADOS Y DISCUSIÓN 30

Resultados experimentales de los ensayos realizados 30

Modelo matemático según el DCCR 32

Efecto del tiempo y temperatura de secado 34

Validación del modelo 39

CONCLUSIONES 40

RECOMENDACIONES 41

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS 42

ANEXOS 44

Ensayos para la caracterización 44

Determinación de humedad 44

Determinación de FOS 44

Resultados complementarios 46

Fotografías de la experimentación 50

ÍNDICE DE TABLAS

Tabla 1. Composición química y valor nutricional en la raíz de yacón 6

Tabla 2. Análisis de Varianza 19

Tabla 3. Valores alfa para diferentes niveles 27

Tabla 4. Niveles de los factores estudiados 28

Tabla 5. Ensayos que se realizaron para evaluar la influencia de las variables independientes frente a la humedad y variación de %FOS 28

Tabla 6. Resultados experimentales de los ensayos realizados 30

Tabla 7. Coeficientes de regresión de los modelos obtenidos 32

Tabla 8. Análisis de varianza de los modelos de regresión 33

Tabla 9. Análisis de varianza de la variable %Humedad 35

Tabla 10. Análisis de varianza de la variable variación de %FOS. 37

Tabla 11. Valores del %Humedad experimental y previsto por el modelo 39

Tabla 12. Valores de  %FOS experimental y previsto por el modelo 39

Tabla 13. Datos para la determinación del %Humedad en el yacón. 46

Tabla 14. Datos para la determinación del % FOS inicial del yacón. 46

Tabla 15. Datos para la determinación de % Azúcares reductores totales 47

Tabla 16. Datos para la determinación de % Azúcares reductores inicial 47

Tabla 17. Datos para la determinación de la variación del % FOS 48

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura 1. Estructuras generalizadas de algunos fructo-oligosacáridos 8

Figura 2. Pérdida de humedad 11

Figura 3. Pérdida de humedad 11

Figura 4. Superficie de respuesta en dos dimensiones. 16

Figura 5. Superficie de respuesta tridimensional 17

Figura 6. Gráfica de contornos 17

Figura 7. Esquema experimental de obtención de rodajas de yacón (Smallanthus sonchifolius) deshidratas con aire caliente 24

Figura 8. Diagrama de flujo para la obtención de rodajas de yacón (Smallanthus sonchifolius) deshidratas con aire caliente. 25

Figura 9. Superficie de respuesta de la variable % humedad 34

Figura 10. Superficie de contornos del efecto de la temperatura y el tiempo sobre el contenido de humedad final (%). . 35

Figura 11. Superficie de respuesta de la variable variación de %FOS 36

Figura 12. Superficie de contornos del efecto de la temperatura y el tiempo sobre el contenido final de %FOS. 37

Figura 13. Intercepción de las superficies de contorno de las variables estudiadas ( %FOS sombreado y %Humedad de líneas) 38

Figura 14. Diagrama de Pareto para la variable %Humedad. 47

Figura 15. Valores predichos frente a valores observados del modelo de regresión de la variable %Humedad 48

Figura 16. Diagrama de Pareto para la variable variación del %FOS. 48

Figura 17. Valores predichos frente a valores observados del modelo de regresión de la variable variación del % FOS 49

Figura 18. Regresión lineal para la variable % Humedad. Coeficiente de determinación 92,73%. Y coeficiente de determinación ajustado de 90,92%. 49

Figura 19. Proceso de pelado del yacón 50

Figura 20. Estufa para el secado de yacón 50

Figura

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