1. Importancia de las frutas.

Una fuente importante de nutrientes para los seres humanos y los animales la ha constituido desde siempre los alimentos de origen vegetal. Estos alimentos aportan los carbohidratos necesarios en la dieta, tales como azúcares, almidones y fibra.

Igualmente las frutas aportan agua, enzimas, minerales, vitaminas y otros compuestos que son importantes en el mantenimiento de una buena salud. Es así que hoy la medicina y la nutrición recomiendan incluir en la dieta porciones apreciables de frutas y hortalizas con el fin de equilibrar el consumo de alimentos de origen animal.

De otra parte, según estos contenidos de agua y sus características de acidez, los vegetales son clasificados como alimentos de diferentes grados de perecibilidad. Entre más agua posean y pH más cercanos a la neutralidad son más propensos al rápido deterioro, sobre todo por causa de origen microbiológico.

Es así que el contenido en agua de los vegetales oscila entre un 12% (en los cereales), a un 95% (en las hortalizas de hoja o algunas frutas como la patilla). El pH en las frutas oscila entre 2,5 a 4,5. En los demás vegetales se aproxima a la neutralidad (6,0 -7,0).

La perecibilidad de las frutas en parte se debe a su contenido de agua y sólidos solubles representados en azúcares que oscilan entre 6 y 25% (expresado en sacarosa). Un manejo inadecuado o un grado avanzado de madurez en las frutas favorece la contaminación microbiológica, pero no patógena para el consumidor promedio. Esto se debe a la dificultad del desarrollo de flora peligrosa en un medio de pH muy ácido es decir menor de 4.0, si se compara con el resto de alimentos.

En relación a la cantidad de frutas producidas en Colombia es insuficiente. Cada habitante sólo podría consumir el 34% de la cantidad mínima de fruta recomendada por el ICBF (Inst. Colombiano de Bienestar Familiar). Es decir que cada colombiano debería consumir 120 kg de fruta al año para satisfacer los requerimientos mínimos nutritivos recomendados, pero la producción total actual de fruta sólo permite que en promedio cada uno consuma cerca de 40 kg.

El problema se agrava debido a las pérdidas en un 30% de esta fruta cultivada, que por las más diversas razones se queda en el camino de la postcosecha antes que llegue al consumidor final.

Ante esta situación, es urgente disminuir las pérdidas para contribuir al aumento de la disponibilidad y del consumo de frutas sanas, nutritivas, agradables y en lo posible a precios accesibles por la mayoría de la población.

La disminución de estas pérdidas puede lograrse con un mejor manejo postcosecha y destinando parte de la producción a la conservación en fresco o transformación de las frutas mediante técnicas apropiadas.

2. Importancia de conservar las frutas.

La humanidad desde tiempos inmemoriales encontró razones de importancia que lo llevaron a decidir producir y conservar los alimentos que no podía consumir de forma inmediata y completa luego de la cosecha. Quizás algunas de estas razones fueron:

• Por ser las frutas alimentos vitales para la conservación y desarrollo de la especie. • Porque al prolongar la vida útil se aumenta su disponibilidad y consumo. • Porque así se protegen de otras especies que también compiten por su consumo. • Porque facilita alimentar de manera variada a amplias poblaciones aún alejadas de los sitios

de cultivo en forma simultánea. • Por ser fuente de seguridad nacional, de trabajo para personas de diferente grado de

capacitación y de amplias posibilidades de mercadeo a nivel nacional e internacional. • Porque le ahorran tiempo y esfuerzo al consumidor y a la vez le dan placer y bienestar. • Porque es posible aplicar técnicas de conservación que le mantienen su alta calidad sensorial y

nutricional a costos razonables. • Porque permite estabilizar el suministro y los precios de los diferentes vegetales estacionales. • Porque permite disponer en cualquier lugar y en cualquier momento de cantidades suficientes

de los alimentos sometidos a conservación.

3. ¿Por qué se dañan las frutas?

El deterioro de la frutas comienza en el cultivo, en la misma planta donde se desarrolla. Son innumerables y variadas las plagas que las invaden, aparte de los depredadores como pájaros, insectos y otras especies que compiten con el hombre por el consumo de estos productos.

Una vez cosechadas las frutas sanas, pintonas o maduras, como todo ser vivo, están sometidas a procesos naturales de deterioro y descomposición progresivos. Este deterioro se ve acelerado por el inadecuado manejo que puede realizarse durante las operaciones de post-cosecha. Este tipo de manejo favorece reacciones fisiológicas de deterioro, y en la mayoría de los casos facilitan la contaminación microbiana.

Se puede afirmar que los microorganismos (MO) son la principal causa de deterioro grave y rápido que pueden dañar las frutas en cualquier momento de su vida.

Los MO producen daños irreversibles en las frutas, los cuales se detectan fácilmente por el cambio producido en una o más de sus características sensoriales, es decir su apariencia, aroma, color, sabor y textura.

El tipo de MO invasor y la velocidad de desarrollo en las frutas o sus derivados, están determinados por varias condiciones relacionadas con las condiciones ambientales y las características de estos productos que le servirán de alimento.

Los MO se desarrollan en medios que les son más favorables y les están disponibles.

Las principales condiciones internas del alimento que influyen en el desarrollo microbiano son: el contenido de humedad o mejor aún su disponibilidad del agua, aw, la acidez y pH, la capacidad tamponizante (buffer), el potencial redox (Eh), la composición nutricional, el grado de madurez, la presencia de constituyentes antimicrobianos y su estructura. Más adelante se aclararán algunos de estos términos.

Las condiciones externas al alimento que influyen en el desarrollo de MO son: la temperatura, la humedad relativa, la composición de la atmósfera o del medio que rodea al alimento, el grado de contaminación, la flora o presencia de agentes depredadores circundantes y las radiaciones.

En todos los casos el grado del daño por MO a la fruta está en proporción exponencial al tiempo en que permanezcan sometidas a las anteriores condiciones que favorecen la contaminación y deterioro.

4. Cómo controlar el daño ocasionado por los microorganismos (MO)

Existen técnicas de conservación que le permiten al hombre controlar el daño producido por los MO a las frutas. Entre las técnicas, hay unas tradicionales, que usan uno o dos efectos intensos, que aunque logran detener las reacciones bioquímicas de deterioro propias del material biológico y además controlar los MO que normalmente pueden contaminar las frutas, disminuyen la calidad del alimento final. Otras técnicas se basan en la aplicación de varios efectos moderados que no prolongan demasiado la vida útil pero si mantienen mejor las características de calidad de los productos; estos son los nuevos caminos en la conservación moderna de alimentos.

Cada técnica emplea efectos físicos o químicos que impiden o retardan el desarrollo de estos MO. Entre las técnicas más usadas se hallan las que estabilizan un alimento por el empleo adecuado de efectos como calor, frío, control de la actividad del agua, del oxígeno del aire, del ácido, presencia de sustancias químicas u otras cepas competitivas y la aplicación de radiaciones.

Fig.1 Factores para conservar frutas procesadas.

La aplicación de uno o dos de estos efectos, de manera intensa, era lo usual hasta hace unos años. Hasta hace unas décadas se investigaba sobre cómo lograr procesos de alto rendimiento, limitar los consumos de energía para reducir los costos, emplear los subproductos y aumentar la productividad. La calidad no era una prioridad.

En épocas recientes se ha tomado la 'calidad' del producto como factor determinante en la orientación a los consumidores y por consecuencia en las técnicas de producción industrial.

Buscar la calidad de un producto alimenticio significa proteger las características intrínsecas de las materias primas, retirar los elementos extraños o indeseables, conferirle al producto todos aquellos atributos que van a influir la esfera higiénico-sanitaria, el poder nutricional, las propiedades organolépticas y funcionales y obviamente, el valor comercial.

Desde la perspectiva puramente tecnológica, la reducción de los daños irreversibles de diferente origen que puede sufrir un alimento durante su elaboración hasta llegar al consumidor, puede ser obtenida al minimizar todos los efectos conexos indeseables, es decir, escoger la técnica más adecuada, a fin de evitar las consecuencias de acciones únicas llevadas al extremo, como tratamientos de esterilización, de tal forma que se pueda lograr transformaciones muy selectivas, reducción al máximo de los daños y el mantenimiento de la calidad.

La gama de productos alimenticios obtenidos de la transformación de las frutas es y puede ser muy amplia.

Fig.2 Alternativas de procesamiento y conservación de frutas.

Los nuevos orientamientos de las técnicas de estabilización en los procesos de conservación tienden a sustituir los tratamientos químicos por intervenciones de orden físico, gracias a las evoluciones de las operaciones físicas de conservación y de empacado.

Nuevos sistemas de calentamiento, como un ejemplo del empleo de microondas, y de enfriamiento, a través de nuevos sistemas de transferencia de energía térmica han permitido el desarrollo de procesos a alta velocidad y de variación de la temperatura en el tiempo (sistemas HTST, High Temperature, Short Time, Alta Temperatura, Corto Tiempo, ATCT), que hoy están siendo ampliamente empleados en países desarrollados también para los derivados de frutas, en particular para líquidos como jugos o néctares. Estos modernos sistemas de pasterización vienen asociados a plantas de llenado y empacado aséptico que permiten el empleo de envases flexibles.

En el caso de fruta deshidratada, el mercado, si bien rico en perspectivas, aparece todavía modesto. En el aspecto de la calidad, la investigación básica y aplicada ha aportado mejoramientos sensibles. La tecnología de deshidratación a base de vacío y bajas temperaturas ha desarrollado la liofilización; nuevos sistemas de intercambio térmico, individualización de las condiciones críticas, nuevos sistemas de empacado, permiten hoy reducir el daño térmico al punto que pueden obtenerse productos deshidratados de calidad muy superior a los obtenidos mediante técnicas tradicionales. En este sector específico de derivados de fruta, el desarrollo en los próximos años podría ser muy interesante, más aún cuando existen sectores del mercado hoy ocupados en productos alimenticios tipo pasabocas o dulces en ciertos casos con calidad nutricional muy discutible.

Otra alternativa para mantener la calidad de los alimentos y evitar los daños propiciados por el empleo de condiciones extremas es el de combinar varias técnicas aplicadas en forma parcial. Un ejemplo de combinación es la 'dehidrocongelación'. Las mayores ventajas de esta técnica se deben atribuir a la reducción de peso y especialmente en los líquidos, la reducción de volumen, obtenibles en la fase de deshidratación. El contenido reducido de agua permite que la siguiente fase de congelación sea menos traumática para los tejidos vegetales. La deshidratación que normalmente se realiza por medio de aire caliente, puede ser convenientemente realizada por ósmosis directa.

En resumen, se puede decir que en lo relacionado con los alimentos transformados, incluidos los derivados de fruta, la tendencia para el próximo futuro estará orientada a una transformación lo más "delicada" o "ligera" posibles. Esto significa que se podrá tener dos líneas evolutivas distintas hacia el objetivo de "tecnología delicada". Una línea relativa a los productos de larga conservación que pueden mejorar a través del empleo de técnicas muy selectivas. Una segunda línea evolutiva se relaciona con productos frescos que tienden progresivamente a enriquecerse de "contenido tecnológico" para un mejor mantenimiento de las características peculiares (propiedades higiénicas, nutricionales y sensoriales) y más convenientes bajo el perfil de su utilización.

Para estos productos se les ha acuñado una definición que los distingue: "Minimally Processed Foods" (Huxsoll et al., 1989), 'Alimentos Mínimamente Procesados', cuyas características peculiares son: alto contenido de mano de obra, siendo alimentos preparados en modo de estar prácticamente listos para el consumo doméstico; alta perfectibilidad, tanta como la de los materiales originarios, estabilizados para tener una vida de anaquel (shelf life) de pocos días, de máximo una semana, mediante la combinación de efectos 'delicados' que promueven la refrigeración y el empacado en atmósferas modificadas y eventualmente una ligera acidificación o/y una modesta disminución de la actividad del agua.

Concretamente en términos de actividad de agua (aw) la fruta procesada al 'mínimo' podría ocupar un espacio comprendido entre la fruta fresca y los derivados a humedad intermedia.

En resumen, la tendencia general de hoy es mejorar la calidad de la producción industrial, un mejoramiento que involucra las materias primas, los procesos, los productos, además de los sistemas de empacado y distribución. Se prevé que la industria alimentaria deberá disminuir cada vez más el espacio de las soluciones y valoraciones empíricas y cambiarlas por una tecnología mas 'científica' , vale decir, basada en el conocimientos de los fenómenos y sobre la capacidad de los operarios de interpretar correctamente las informaciones suministradas por los instrumentos analíticos y de control.

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5. Alimentos de humedad intermedia

Una forma de conservar las frutas es deshidratándolas, a fin de controlar su vulnerabilidad causada por el alto contenido de agua. Cuando se deshidrata un alimento no solo se disminuye su contenido en agua sino que se disminuye la disponibilidad de esta agua. Aquí disponibilidad se refiere que aunque un alimento posea una cantidad de agua, esta puede no estar disponible para reacciones bioquímicas o microbiológicas. Una forma de expresar esta disponibilidad es mediante el término "Actividad de agua". Por analogía, así como el pH es un término que indica el grado de acidez de un alimento, la actividad de agua Aw, es un término que se emplea para indicar la disponibilidad del agua.

La Aw se representa como la relación de presiones del vapor de agua disponible en un material, que puede ser un alimento, sobre la presión del vapor del agua pura, ambos permaneciendo a la misma temperatura.

Aw = (P. alimento/ P. agua pura) temperatura

El máximo valor es 1,0. Cuando en agua pura se disuelven otras sustancias, el valor de la Aw disminuye, o cuando a un alimento se le retira parte del agua su Aw también disminuye.

Si esta disminución es en un porcentaje elevado, el alimento adquiere un valor de Aw relativamente bajo y se le podrá denominar alimento de humedad intermedia, o IMF.

La actividad del agua Aw de los alimentos influye en la multiplicación y actividad metabólica de los microorganismos (MO), como también en su resistencia y supervivencia. En el intervalo (0.90 - 0.60) de los alimentos de humedad intermedia, algunas bacterias, levaduras y hongos pueden multiplicarse. La mayoría de estos MO causa daños, y algunos producen toxinas. Una inhibición de los MO en los IMF no depende solamente del Aw, sino también son importantes el pH, el Eh, la temperatura, los conservantes y la flora competitiva.

En las últimas dos décadas se ha desarrollado una técnica de conservación que permite aumentar la estabilidad de los alimentos, manteniendo sus características de calidad muy parecidas al alimento originario. Está basada en la teoría de los "Obstáculos". Se les denomina así a los factores que de alguna manera dificultan el desarrollo natural de los MO, tales como el calor, el frió, la Aw, el pH, el Eh y otros mencionados antes.

La pregunta es, cuántos de estos obstáculos son necesarios para lograr la estabilidad de IMF y a qué niveles de estos obstáculos depende no solo el tipo, sino también el número de MO presentes?

Puesto que la mayoría de procesos empleados en la conservación de alimentos están basados en varios obstáculos, la mayoría de alimentos procesados también tienen varios obstáculos inherentes los cuales dan la estabilidad microbiológica deseada en los productos. La Fig. 3. Presenta seis ejemplos del efecto de los obstáculos en alimentos.

FIGURA 3. Estabilidad de alimentos basados en el efecto "obstáculo".

El ejemplo 1 presenta el caso de un alimento que posee 6 obstáculos, los cuales los MO presentes no los pueden superar todos. Por lo tanto este alimento tiene suficiente estabilidad microbiológica. Aquí todos los obstáculos tienen la misma intensidad, que en la realidad es difícil encontrar.

Una situación mas real se presenta en el ejemplo 2. La estabilidad microbiológica de este producto está basada en 5 obstáculos de diferente intensidad. Los principales obstáculos son la Aw y el agente conservante (ej. sorbato de potasio), y los obstáculos adicionales son la temperatura de almacenamiento, el pH y el potencial redox. Estos obstáculos son suficientes para detener los tipos y el número de microorganismos asociados con este producto.

El ejemplo 3 representa el mismo producto pero con una mejor condición sanitaria, es decir con pocos MO al iniciar. Por lo tanto, en este producto, solo 2 obstáculos serían necesarios.

De otra parte, en el ejemplo 4, debido a las deficientes condiciones de higiene, demasiados MO están presentes desde el comienzo. De ahí que los obstáculos inherentes en este producto no previenen el deterioro.

El ejemplo 5 es un alimento de excelente contenido de nutrientes y vitaminas. Por lo tanto, aunque por el tipo y número usual de MO y los mismos obstáculos del ejemplo 2, el 3 y 4 no son suficientes. Hay alguna indicación en el sentido que importa más el resultado del obstáculo que el número que

se interpongan para determinar la estabilidad microbiológica del alimento.

El ejemplo 6 ilustra el efecto sinérgico que los obstáculos en un alimento podrían tener entre si.

El efecto del obstáculo es de fundamental importancia en la conservación de alimentos, ya que el concepto de obstáculo gobierna el deterioro microbiológico de los alimentos tanto como su daño o fermentación.

TABLA 1. Procesos tradicionales y nuevos desarrollados en conservación de alimentos y parámetros u obstáculos sobre los que están basados.

La Tabla 1. y la Fig. 3 ilustran el concepto obstáculo de manera simplificada.

FIGURA 4.Gráfica de estabilidad de los alimentos. Velocidad relativa de las reacciones degradativas en función de la actividad del agua. (Labusa, 1970).

En la Fig. 4 se presenta el efecto de la actividad del agua sobre la velocidad de las principales reacciones degradación relativa que pueden ocurrir en los alimentos.

Para disminuir la contaminación en los alimentos, donde sea factible, las materias primas deberían ser procesadas mediante calor; además los IMF deberían ser preparadas bajo condiciones higiénicas y refrigeración para asegurar un bajo recuento inicial de MO tolerantes a una determinada Aw.

Si las características sensoriales del producto lo permiten, la Aw de los IMF debería estar por debajo de 0,85 o el pH < 5.0 ya que uno de estos obstáculos protege el producto contra la presencia de enterotoxinas del estafilococo. Sin embargo, IMF con una Aw< 0.90 son microbiológica-mente estables si estos reciben un tratamiento térmico suficiente para inactivar MO o si estos tienen "obstáculos" inherentes, los cuales inhiben el desarrollo de MO indeseables. Si es posible, los IMF deberían ser empacados al vacío en recipientes que ofrezcan impermeabilidad al oxígeno. Un bajo potencial de oxi-reducción (Eh) del producto inhibe el crecimiento de hongos y la producción de enterotoxinas estafilocócicas.

9. ¿Cómo conservar mediante la deshidratación y la concentración de alimentos?

El secado ha sido, desde tiempos remotos, un medio de conservación de alimentos. El agua retirada durante este secado, deshidratación o concentración, puede ser eliminada de los alimentos por las simples condiciones ambientales o por una variedad de procesos controlados de deshidratación en los que se someten a técnicas que emplean diferentes medios como calor, aire, frío, y ósmosis.

El secado al sol permite retirar agua hasta niveles del 15%, que es suficiente en algunos casos. Por este sistema se requiere un espacio bastante grande y los alimentos expuestos al sol son susceptibles a la contaminación y a pérdidas debidas al polvo, los insectos, los roedores y otros factores.

Por las razones anteriores el secado al sol evolucionó a fin de realizarlo en recintos interiores en donde las condiciones pudieran ser controladas en forma más eficiente. Hoy en día el término deshidratación de alimentos se refiere al secado artificial bajo control. Esta eliminación de agua puede ser casi completa y se busca prevenir al máximo los cambios en el alimento, a fin de lograr luego, durante la reconstitución, obtener productos lo mas parecidos a los alimentos originarios. Los niveles de humedad remanente llegan alcanzar valores de 1 al 5%, según el producto. Por lo general la calidad lograda en la de deshidratación es proporcional al costo del proceso aplicado, existiendo sus excepciones.

Los procesos llamados de evaporación o concentración tienen como finalidad la eliminación de solo una parte de agua de los alimentos, quizás una o dos terceras partes, como en la preparación de jarabes, leches evaporadas o pasta de tomate.

Además de los fines de la conservación, la deshidratación se realiza para disminuir el peso y el volumen de los alimentos. El peso se puede llegar a disminuir 8 veces su peso original. Esto resulta evidentemente en ahorro en el costo del transporte y de los empaques.

Un ejemplo de deshidratación donde solo se retira el agua, a fin de mantener las características de aroma y sabor del producto es al obtención de café instantáneo.

Hay otras técnicas en las que se emplea calor durante el proceso de retiro de agua. Allí se busca que sea lo más rápido posible, lo cual se logra teniendo en cuenta las siguientes variables:

o Area expuesta: Entre más dividido esté el alimento, hasta cierto límite, más posibilidades hay para que el calor penetre y deshidrate.

o Temperatura: Entre más alta sea la diferencia de temperatura entre el medio de transmisión de calor el alimento mayor la velocidad de salida de humedad.

o Velocidad del aire. o Humedad del aire. o Presión atmosférica

Por lo general la deshidratación produce cambios físicos, químicos y sensoriales en los alimentos. Entre los cambios físicos están el encogimiento, endurecimiento y la termoplasticidad. Los cambios químicos contribuyen a la calidad final, tanto de los productos deshidratados como de sus equivalentes reconstituidos, por lo referente al color, sabor, textura, viscosidad, velocidad de reconstitución, valor nutritivo y estabilidad en el almacenamiento. Con frecuencia estos cambios ocurren solo en determinados productos, pero algunos de los principales tienen lugar en casi todos los alimentos sometidos a deshidratación, y el grado en que ocurren depende de la composición del alimento y la severidad del método de secado.

Las reacciones de oscurecimiento pueden deberse a oxidaciones enzimáticas, por lo que se recomienda inactivarlas mediante tratamientos de pasterización o escaldado.

El oscurecimiento también puede deberse a reacciones no enzimáticas. Estas se aceleran cuando los alimentos se someten a altas temperaturas y el alimento posee elevada concentración de grupos reactivos y el secado alcanza niveles del 15 a 20%.

Cuando se superan los niveles de deshidratación como el 2% los cambios en el color son menos

intensos.

Otra consecuencia de la deshidratación de alimentos es la dificultad en la rehidratación. Las causas son de origen físico y químico, teniendo en cuenta por una parte el encogimiento y la distorsión de las células y los capilares y por otra, la desnaturalización de las proteínas ocasionada por el calor y la concentración de sales. En estas condiciones estas proteínas de las paredes celulares no podrán absorber tan fácil de nuevo el agua, perdiendo así la turgencia y alterando la textura que caracteriza a un determinado alimento.

La pérdida parcial de componentes volátiles y de sabor es otro efecto de la deshidratación. Por esto algunos métodos emplean atrapar y condensar los vapores producidos en el secador y devolverlos al producto secado. Otras técnicas usan agregar esencias y saborizantes que derivan de otras fuentes, o bien agregando gomas u otros compuestos que reducen las pérdidas de sabor y aroma.

Los factores analizados se tienen en cuenta cuando se va a diseñar un equipo de deshidratación de alimentos. Todo debe tender a lograr la máxima velocidad del secado, con el mínimo de daño al alimento al costo más bajo. Para esto se debe trabajar en forma interdisciplinaria para conseguir resultados óptimos.

El punto crítico es que el material biológico que son los alimentos nunca es completamente homogéneo y tiende a comportarse de manera diferente debido a que es diferente su composición inicial, cantidad y características del agua que posee; los patrones de encogimiento, migración de solutos y más importante, que cambian sus propiedades a lo largo de la operación de secado. Por todo lo anterior es definitivo combinar unas buenas condiciones de proceso, equipos adecuados y experiencia con los productos a deshidratar.

9.1 Métodos de secado.

Existen diferentes métodos de secado y un mayor número de modificaciones de los mismos. El método escogido depende del tipo de alimento que se va a deshidratar, el nivel de calidad que se puede alcanzar y el costo que se puede justificar. Existen entre los métodos de secado por convección del aire, secadores de tambor o rodillo y secadores al vacío. Algunos de estos sirven para alimentos líquidos y otros para sólidos.

Cada uno de estos métodos tiene un número mayor de variantes que se ajustan a las necesidades de volúmenes y características de productos finales.

9.2 La concentración de alimentos

Esta forma de conservar los alimentos se realiza prácticamente por las mismas razones que se emplea la deshidratación. Aquí también se reduce el peso y el volumen que resultan en algunas ventajas inmediatas. Casi todos los alimentos líquidos que se van a deshidratar se concentran antes de ser sometidos a la deshidratación. Los alimentos concentrados más comunes incluyen productos como los jugos y néctares de frutas, jarabes, mermeladas y jaleas, pasta de tomate, y otros. Estos últimos son bastante estables debido a las altas presiones osmóticas que los caracterizan.

Cuando los microorganismos se ponen en contacto con estos productos concentrados, sufren una pérdida de agua que resulta letal para su desarrollo. Estos alimentos se conservan por tiempos prolongados sin refrigeración, aunque estén expuestos a la contaminación microbiana, a condición que no sean diluidos arriba de un punto crítico de concentración por medio de la asimilación de humedad, por ejemplo del medio ambiente circundante.

La concentración crítica de azúcar o de sólidos solubles varía según el tipo de microorganismo, la acidez del medio y la presencia de otros nutrientes, pero normalmente cerca de un 65-70% de sacarosa en solución detiene el crecimiento de todos los microorganismos en los alimentos.

Entre los métodos de concentración mas empleados esta el solar, muy empleado para obtener sal del agua de mar. Otra forma de concentrar son las marmitas abiertas calentadas principalmente con vapor para elaborar mermeladas y jaleas. Existen los evaporadores de película descendente, película delgada y al vacío.

Otra técnica de concentrar es mediante congelación. Esta técnica llamada Crioconcentración se basa en que al congelarse un alimento sólido o líquido, no todos sus componentes se congelan inmediatamente. Primero se congela una parte del agua, y ésta forma cristales de hielo que permanecen suspendidos en la mezcla. La solución alimenticia que permanece sin congelar tiene entonces una mayor concentración de sólidos. Este efecto va aumentando a medida que más agua se va congelando.

De esta forma es posible separar los cristales de hielo formados inicialmente antes de que se congele toda la mezcla. Una forma de separar el hielo es mediante centrifugación a través de un tamiz de malla fina. La solución de alimento concentrado sin congelar pasa por el tamiz, en tanto que los cristales de agua congelada son retenidos y luego separados.

La ósmosis directa es otra técnica que permite concentrar a temperatura ambiente alimentos sólidos. Un caso típico que son las frutas en trozos, que al ser sumergidas en soluciones concentradas de azúcares, por el fenómeno de ósmosis el agua de las células de las frutas sale a diluir el jarabe exterior. De esta forma la fruta se concentra y el jarabe se diluye progresivamente con el agua y ciertos compuestos solubles de la fruta capaces de salir de ésta a través de la membrana o paredes celulares.

Estos compuestos son los que contribuyen a comunicar al jarabe el sabor, color y aroma de una determinada fruta. Este jarabe puede servir para endulzar jugos, mermeladas, jaleas o cualquier otro derivado de las frutas o productos lácteos.

La concentración elevada del jarabe o compuesto que rodea los trozos de fruta no permite el crecimiento microbiano, además evita el contacto directo con el oxigeno, y todo esto en condiciones ambientales, sin necesidad de invertir de manera importante en energía o en equipos sofisticados para lograr concentrar este tipo de alimentos. En la técnica de ósmosis directa son factores importantes que influyen en la velocidad de deshidratación la temperatura, agitación, presión, composición del sistema, cantidad de área expuesta, tipo de membrana y características de los trozos de fruta.

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2. DEFINICIONES

Existen diferencias entre las definiciones de jugo, pulpa y néctar de frutas. El Ministerio de Salud

de Colombia los define de la siguiente manera:

EL JUGO es el líquido obtenido de exprimir algunas clases de frutas frescas maduras y limpias, sin diluir, concentrar o fermentar. También se consideran jugos los productos obtenidos a partir de jugos concentrados o clarificados, congelados o deshidratados, a los cuales se les ha agregado solamente agua, en cantidad tal que restituya la eliminada en el proceso.

LA PULPA es el producto pastoso, no diluido, ni concentrado, ni fermentado, obtenido por la desintegración y tamizado de la fracción comestible de frutas frescas, sanas, maduras y limpias.

EL NÉCTAR es el producto elaborado con jugo, pulpa o concentrado de frutas adicionado de agua, aditivos e ingredientes permitidos por la norma colombiana.

Condiciones de elaboración.

Los jugos y pulpas de frutas deben elaborarse en condiciones apropiadas, con frutas frescas, sanas, maduras y limpias. Los jugos pueden prepararse a partir de concentrados de frutas, siempre que reúnan las condiciones antes mencionadas Existen diferencias entre las definiciones de jugo, pulpa y néctar de frutas. El Ministerio de Salud de Colombia los define de la siguiente manera:

3. CARACTERISTICAS DE LOS JUGOS Y PULPA

Las pulpas y jugos se caracterizan por poseer una variada gama de compuestos nutricionales

que les confieren un atractivo especial a los consumidores. Están compuestas de agua en un 70 a

95%, pero su mayor atractivo desde el punto de vista nutricional es su aporte a la dieta de

principalmente vitaminas, minerales, enzimas y carbohidratos como la fibra.

La composición en pulpa también varía mucho entre el amplio número de frutas producidas en Colombia. En la gráfica 3 se observa esta fluctuación. En particular la pulpa de cada especie posee compuestos que la hacen diferente en sus características de composición, organolépticas y rendimiento.

GRAFICA 3: Rendimiento en pulpa de algunas frutas

Estas características varían de manera importante aún entre frutas de una misma especie. Hay factores genéticos y agroculturales que influyen para que haya, por ejemplo guanabanas de una región que posean 12% de sólidos solubles y otras que pueden alcanzar hasta 23%. Obviamente lo mejor es conseguir frutas que posean alto rendimiento en pulpa, un elevado valor de sólidos solubles e intensas características sensoriales propias de la fruta.

Las características de las pulpas y jugos más tenidas en cuenta en la legislación colombiana son las organolépticas, las fisicoquímicas y las microbiológicas.

Las características organolépticas son las que se refieren a las propiedades detectables por los

órganos de los sentidos, es decir la apariencia, color, aroma, sabor y consistencia.

La apariencia de los jugos o pulpas debe estar libre de materias extrañas, admitiéndose una separación en fases y la mínima presencia de trozos y partículas oscuras propias de la fruta utilizada.

La mayor separación de fases se produce por la presencia de aire ocluido, por el tamaño grueso de las partículas que componen la pulpa y por reacciones enzimáticas en pulpas no pasterizadas.

El atrapamiento de aire es inevitable cuando se emplean despulpadoras que provoquen esta incorporación. En relación con el tamaño de partícula depende del diámetro del orificio del tamiz que se empleó para la separación de las semillas durante el despulpado. A mayor diámetro, partículas más gruesas que menos se sostienen en la columna de fluido, tendiendo a caer por efectos de la fuerza de la gravedad.

La separación de fases se presenta al dejar las pulpas en estado crudo, es decir sin aplicar un tratamiento térmico que inactive las enzimas, causantes de la hidrólisis de pectinas y posterior formación de sales que precipitan. Esta precipitación es la que produce un líquido de apariencia más transparente en la parte superior y opaca en la inferior.

La presencia de partículas oscuras en la pulpa se puede deber a la rotura de semillas de color oscuro durante el despulpado. Un caso típico se presenta en el maracuyá. También puede ser debido a la presencia de manchas oscuras en la piel de la fruta que pueden pasar a la pulpa. Este caso se puede dar en la guayaba o en la guanábana.

Las normas de los países importadores de estas pulpas establecen el grado de separación de fases y el número máximo de puntos oscuros por gramo que aceptan.

La pulpa debe estar libre de sabores extraños. Cualquier sabor a viejo o a alcohol es señal de fermentación, que de inmediato es rechazado.

El color y olor deben ser semejantes a los de la fruta fresca de la cual se ha obtenido. El producto puede tener un ligero cambio de color, pero no desviado debido a alteración o elaboración defectuosa.

Además la pulpa debe contener el elemento histológico, o tejido celular de la fruta correspondiente.

Otras características exigidas para las pulpas son las fisicoquímicas. Específicamente la legislación colombiana establece solo condiciones de acidez y de sólidos solubles para las pulpas de frutas más comunes en el mercado nacional.

En el caso de la acidez titulable establece los niveles mínimos de ácido que debe poseer cada pulpa, expresados en porcentaje masa/masa de ácido cítrico anhidro. Con esta medida se puede deducir el grado de madurez de la fruta que se empleo o si la pulpa ha sido diluida. En otros países piden la presencia de iones (cationes y aniones) propios de determinada fruta, de proteína, y aún de aminoácidos específicos que se hallan en cada una de las pulpas.

También se exige un nivel mínimo de sólidos disueltos o solubles determinados por lectura refractométrica a 20 ºC o grados Brix. El valor de este parámetro permite igualmente deducir el grado de madurez de la fruta o si ha sido diluida. En las gráficas 4 y 5 se observan los valores de acidez y Brix de las frutas más comunes.

Los datos graficados son valores promedio de pulpas de diferentes procedencias. Se observa cómo el maracuyá ofrece los valores más altos comparado con las otras pulpas, por lo que se le considera una pulpa concentrada en su estado natural.

GRAFICA 4: Sólidos solubles (%) de algunas pulpas de frutas producidas en Colombia

Una relación muy utilizada para determinar el estado de madurez en que se encuentra una pulpa es el valor que resulta de dividir los grados Brix por la acidez; se le conoce como el Indice de Madurez (IM). Así para la mora, según los datos aquí presentados su IM es 9/1.2, lo que da 7.5. Este valor se hace mayor cuando la fruta avanza en su proceso de maduración natural. Los azúcares aumentan porque llegan de diversas partes de la planta a la fruta y los ácidos disminuyen porque son gastados en la respiración de la planta, de tal forma que ocurre el natural aumento de sus °Bx y disminución de su grado de acidez.

Esta relación es muy empleada para normalizar pulpas, es decir lograr ajustar el IM a un valor específico. Con una pulpa normalizada un jefe de producción de una fábrica puede formular y elaborar un néctar también normalizado, con lo que garantiza tanto el contenido en pulpa como los brix y la acidez final del néctar. En otras palabras, con una pulpa de cualquier procedencia que ha sido normalizada se puede preparar un néctar de características sensoriales y fisicoquímicas previstas. La metodología seguida y los respectivos cálculos se explicarán en el capítulo de néctares de frutas.

GRAFICA 5: Acidez (% ácido cítricoanhidro) aproximada de algunas pulpas de frutas

Las características microbiológicas de las pulpas también están normalizadas. Se aceptan ciertos niveles de contaminación de algunos microorganismos (MO) que comúnmente pueden desarrollarse en este tipo de alimento. Las determinaciones más usuales son la de MO mesofilos, coliformes, esporas de clostridium sulfito reductor, hongos y levaduras.

El nivel de estos MO permitidos en las pulpas dependerá del tipo de proceso de conservación a que se haya sometido la pulpa.

Cuando la pulpa ha sido simplemente congelada después de su obtención, se le denomina pulpa cruda congelada. Los niveles de recuentos de microorganismos aceptados por la norma colombiana son los siguientes:

Buena * Aceptable

Mesófilos/g 20.000 50.000

Coliformes totales/g

9 <9

Coliformes fecales/g

<3 <3

Esporas clostridium

sulfito reductor/g

<10 <10

Hongos/levaduras/g 1.000 3.000

* Índice máximo permisible para identificar el nivel de calidad.

Cuando las pulpas o jugos han sido pasterizados, los niveles de recuentos de microorganismos aceptados son los siguientes:

Buena Aceptable

Mesófilos/g 1.000 3.000

Coliformes totales/g

<3 -

Coliformes fecales/g

<3 -

Esporas clostridium

sulfito reductor/g

<10 -

Hongos/levaduras/g 100 200

Cuando las pulpas o jugos han sido ultra-pasterizados los niveles de recuentos de microorganismos aceptados son los siguientes:

Buena Aceptable

Mesófilos/g 100 300

Coliformes totales/g <3 -

Coliformes fecales/g

<3> -

Esporas clostridium

sulfito reductor/g <10 -

Hongos/levaduras/g <10 -

En relación a los ingredientes y aditivos que pueden emplearse en los jugos están:

a. Los edulcorantes naturales tales como sacarosa, dextrosa, jarabe de glucosa y glucosa en cantidad máxima del 5%.

b. Antioxidantes como el ácido ascórbico, limitado por las Buenas Prácticas de Manufactura (BPM).

c. Colorantes, según la lista de los permitidos en Colombia para alimentos.

d. Conservantes, como el ácido benzóico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1 gramo (1000mg) por kg, expresado como ácido benzóico e igual para el ácido sórbico. Cuando se empleen mezclas de estos, su suma no deberá exceder los 1250 mg/kg. anhídrido sulfuroso, en cantidad máxima de 60 mg/kg, en productos elaborados a partir de concentrados.

e. Acidulantes como el ácido cítrico, málico, tartárico o fumárico, también limitados por las Buenas Prácticas de Manufactura (BPM).

f. Enzimas grado alimenticio, de acuerdo con las permitidas en el Codex Alimentarius.

En cuanto al contenido máximo de metales pesados en mg/kg, se normatiza así:

Cobre 5, plomo 0.2, arsénico 0.1 y estaño 150; Este último presente en las latas que sirven de empaque.

Para la denominación de los jugos o pulpas comercializadas en los empaques se designarán con la palabra jugo o pulpa, mas el nombre de la fruta utilizada en la elaboración.

Si en el producto se han incluido dos o más jugos o pulpas de frutas, se debe indicar en el rótulo de los mismos los nombres de las frutas utilizadas.

Por último el jugo o la pulpa de frutas podrán llevar en el rótulo la frase -100% natural-, solamente cuando el producto no se le agreguen aditivos, con la excepción del ácido ascórbico.

4. GENERALIDES SOBRE LA OBTENCION Y CONSERVACION DE LAS PULPAS.

En Colombia la industria de elaboración de pulpas tomó impulso importante en los últimos diez años, en manos de pioneros que visualizaron la posibilidad de producir a nivel semi-industrial pulpas a partir de las frutas más comunes y apetecidas en el país.

Hoy es un renglón de la economía que esta muy competido por medianos y pequeños empresarios, a tal punto que uno de los mayores problemas es la falta de materias primas de adecuada calidad para responder a los pedidos del mercado interno y de exportación.

Debido a lo aparentemente simple que es obtener las pulpas y conservarlas mediante congelación, cada día nacen nuevos microempresarios, pero así mismo desaparecen otros debido a la fuerte competencia y cambios en precios, niveles de oferta y calidades de materias primas y de productos terminados.

Cuando se decide montar una empresa de obtención de pulpas, se deben tener respuestas a preguntas críticas que de antemano pueden evitar problemas tanto de orden técnico como económico. La primera es si vale la pena montar la empresa o mejor alquilar una que disponga de la infraestructura adecuada para obtener las pulpas de las características que se necesitan. Hoy la capacidad instalada tanto del sector estatal como privado supera las posibilidades de procesar los volúmenes de frutas cosechadas.

Algunas de otras preguntas son: Qué frutas procesar, dónde y cuándo conseguirlas, una vez obtenidas mediante operaciones adecuadas, cómo conservarlas y lo más importante a quién venderlas.

Lo conveniente es programar la elaboración de pulpas a partir de frutas que se hallen en cosecha. Generalmente las frutas más empleadas en la obtención de pulpas son guanábana, mora, mango, lulo, maracuyá, piña, guayaba y papaya; en menor cantidades, tamarindo, tomate de árbol, borojo, uva, fresa, pera, manzana, ciruela, y más recientemente uchuva, feijoa, y mezclas como maracuyá-papaya, piña-naranja etc.

Las épocas de producción de frutas varía. Hay un período de la cosecha grande de la mayoría de frutas que se produce en los meses de diciembre, enero y febrero. A mitad de año, mayo, junio y julio, se produce una cosecha traviesa de menores volúmenes.

Existen frutas cuyos cultivos ya se han logrado programar para que sus cosechas produzcan de manera escalonada durante todo el año, tal es el caso de los cítricos, la piña, uchuva, papaya y fresa.

Los sitios de producción son muchos pero hay ciertos departamentos donde se concentra el cultivo de frutas. Entre estos están, Cund/marca, Tolima, Huila, Santanderes, Antioquia, el Valle, Boyacá, y los Llanos Orientales.

En los últimos años también llega fruta de nuestros vecinos. La guanabana de Venezuela y el lulo de Ecuador, con lo que se estabilizan precios al mantener oferta permanente de estas frutas.

La situación deseable es contar con los cultivos cerca a los centros de procesamiento para ahorrar en transporte, para así mantener la calidad, evitar pérdidas, y no traer residuos a las ciudades.

Mejor aún es disponer de fruta de cultivos tecnificados propios de la empresa productora de pulpas, de tal forma que los cuidados y el aprovechamiento de la cosecha sea eficiente para beneficio de productores y consumidores.

La fruta cultivada se prefiere que sea de una variedad tal, que reúna ciertas características ventajosas para la empresa productora de pulpas. Debe buscarse que la plantación pueda ser manejada con cierta técnica que permita cosechar frutas sanas, maduras, resistentes a enfermedades, de alto rendimiento, de características sensoriales intensas y ojalá con el mínimo de pérdidas post-cosecha.

El rendimiento aumenta cuando las frutas son de tamaño grande, la cáscara aunque resistente a los golpes y rajaduras no sea muy gruesa para que así no eleve el porcentaje de residuos, lo mismo que posea pocas semillas, pequeñas y resistentes a la rotura, de manera que no se mezclen fácilmente con la pulpa durante su separación.

Las operaciones necesarias para la separación de las pulpas dependerán de las características de las cáscaras, las semillas, la manera como están adheridas la semilla y la pulpa o la sensibilidad de la pulpa al exponerse al medio ambiente.

El objetivo central de una empresa productora de pulpas es lograr obtener pulpas que cambien lo menos posible sus características sensoriales, sanitarias y nutricionales, es decir que sean lo más parecidas a las pulpas recién obtenidas de las frutas frescas.

Otro factor importante que deben poseer las frutas es la estabilidad de su pulpa a las condiciones ambientales y a las operaciones de conservación. Puede presentarse la situación que la pulpa fácilmente cambie de color cuando se abre la fruta, como es el caso de la manzana o el banano. Si es inevitable este fenómeno habrá necesidad de contrarrestarlo mediante tratamientos térmicos o químicos.

A veces los tratamientos con calor pueden inactivar las enzimas que favorecen el cambio de color de la pulpa, pero también a veces el calor moderado puede acelerar este deterioro. La solución está en

agregar sustancias antioxidantes o variar la acidez del medio.

Otro problema que se inicia en el cultivo es la adición de agroquímicos a la planta durante la precosecha. Esta práctica puede alterar la composición de la pulpa y se presenta por el empleo de variedades de frutas poco resistentes a plagas y enfermedades, con lo que se obliga al agricultor a aplicar tratamientos preventivos con el uso de sustancias químicas sobre la fruta antes de la cosecha.

Esta situación es de las más delicadas debido al rechazo de este tipo de pulpas, sobretodo en los países importadores que son estrictos en este sentido.

5. OPERACIONES PRE-PROCESO.

El éxito en la obtención de pulpas de alta calidad comienza en la disponibilidad de frutas de excelentes características gustativas. Junto a esta disponibilidad esta el cuidado que se tenga en mantener esta alta calidad en los pasos previos a la llegada a la fábrica de procesamiento.

Entre estos pasos se hallan las condiciones que se escojan para realizar la cosecha. Entre estas condiciones está, el grado de madurez que la fruta debe alcanzar en el momento de ser retirada de la planta; la delicadeza con que se realice la cosecha; la hora que se decida para cosechar, las condiciones en que permanezca antes de salir del sitio del cultivo; las condiciones del transporte y su duración, etc.

Hay la posibilidad de retirar la fruta pintona de la planta para que madure en la fábrica. La fruta pintona ofrece mas resistencia a sufrir heridas y aguanta mas un transporte brusco. Tal es el caso de la guanabana, el lulo o el mango. El inconveniente es que no todas las frutas una vez retiradas de la planta logran madurar, como sucede con la mora.

El cuidado en el desprendimiento de la fruta de la rama es crítica. En algunas es importante cortarla dejando un pequeño pedúnculo unido a la fruta para evitar pudriciones por el sitio de unión. En otros casos se retira sin dejar pedúnculo porque es un indicativo de madurez adecuada. Arrancarla pintona con pedúnculo largo puede propiciar el daño de este apéndice a las demás frutas por roces durante el transporte.

La temperatura baja de la madrugada en que se puede realizar la cosecha, evita acelerar los procesos de respiración, de prematura maduración y deterioro de la fruta. Mejor aún es refrigerarlas inmediatamente se ha cosechado o viajar cuando la temperatura ambiente es baja, por ejemplo en la noche.

Una alternativa económica es permitir la refrigeración de todo un camionado de frutas al pasar por los páramos que están ubicados en el camino a los centros de comercialización. Esta posibilidad no es frecuente pero hay que aprovecharla cuando exista.

Las frutas deben ser empacadas con mucho cuidado y evitar recipientes muy grandes donde las que se hallan en la parte inferior sufran deterioro por la sobre presión del peso de las demás frutas.

Los cestillos empleados como empaques deben estar limpios y ser fáciles de higienizar. Estos son de plásticos que ofrezcan resistencia, facilidad de ventilación, ensamblables para apilarlos cuando están llenos y hay algunos que se pueden desarmar y apilar ocupando una cuarta parte del volumen de un cestillo armado.

Una vez los cestillos con fruta han sido transportados desde el cultivo o del sitio de acopio hasta la fábrica procesadora, deben ser manipulados con cuidado teniendo en cuenta que la calidad de las frutas difícilmente puede mejorar una vez retirada de la planta, en el mejor de los casos se puede mantener.

Una vez en la planta, la fruta debe ser rodeada de unas condiciones que favorezcan sus mejores características sensoriales. Si la fruta llegó pintona, habrá que propiciar su maduración adecuada. Si ya está madura, se procurará evitar su deterioro microbiológico mediante la disponibilidad de un

ambiente aseado e higiénico al máximo durante todo el tiempo que la fruta y luego la pulpa puedan estar expuestas a varios ambientes durante la aplicación de diferentes operaciones de proceso.

GRAFICA OPERACIONES GENERALES EN LA OBTENCION DE PULPAS.

A continuación se presentan las operaciones generales que se pueden aplicar a las frutas de las cuales se va a obtener las respectivas pulpas. Se explica qué es cada operación, el objetivo que tiene aplicarla, los equipos empleados más comúnmente y cómo se realiza dicha operación.

Higiene y sanidad en planta: Naturalmente el sitio donde se vaya a realizar la desinfección debe estar ordenado e higienizado. Esta limpieza del sitio se inicia con la ordenación de los elementos presentes. Sigue un barrido de toda mugre gruesa presente en el piso y áreas vecinas como techos, paredes, puertas, rejillas y sifones. Esta limpieza se realiza comenzando por las áreas altas (techo) e ir bajando hasta terminar en el piso y los sifones.

Sigue un jabonado con detergentes o jabones que ablandan y retiran la mugre. Si hay resistencia se debe aplicar el refregado fuerte y en orden todas las áreas. Se termina con un enjuague a fondo. Si la operación ha sido bien hecha el aroma del ambiente debe ser a limpio.

Además de las áreas, es crítico la higienización de los operarios, materiales y equipos que entraran en contacto con la fruta. Entonces las operaciones explicadas antes se repiten con el mismo cuidado para guantes, petos y botas de operarios, equipos y materiales.

Recepción:

Pesado: Permite conocer con exactitud la cantidad de materia prima que entrega el proveedor y a partir de esta cantidad se podrá conocer los porcentajes de la calidad de fruta que este suministra. Se espera que el mínimo sea fruta deteriorada o verde que no madure. También con este dato se podrá determinar el rendimiento en pulpa que esa variedad de fruta posee.

Se efectúa con cualquier tipo de balanza de capacidad apropiada y de precisión a las centenas o decenas de gramo.

La forma de pesar puede ser en los mismos empaques en que la fruta llega a planta o pasándola con cuidado a los empaques adecuados de la fábrica que se puedan manejar y apilar cómodamente. Debe evitarse el manejo brusco de los empaques para evitar magulladuras o roturas de las frutas.

Selección: Se hace para separar las frutas sanas de las ya descompuestas.

Se puede efectuar sobre mesas o bandas transportadoras y disponiendo de recipientes donde los operarios puedan colocar la fruta descartada.

Los instrumentos para decidir cuáles frutas rechazar son en principio la vista y el olfato de un operario. El debe ser muy consciente de la responsabilidad de su trabajo e influencia en la calidad de la pulpa final. Hay ciertas frutas costosas que por su tamaño grande pueden pasar la prueba pero deben ser “arregladas” retirando cuanto antes las fracciones dañadas.

Clasificación: Permite separar entre las frutas que pasaron la selección, aquellas que están listas para proceso, en razón de su grado de madurez y las verdes o aún pintonas que deben ser almacenadas.

Aqui también los instrumentos más ágiles y económicos son los sentidos de los operarios. El color, aroma o dureza de las frutas permiten elegir las frutas adeuadas. Estas características exteriores específicas de las frutas se pueden comprobar por controles en el laboratorio, que responden a un grado de madurez adecuado para la obtención de pulpas de alta calidad. Una guayaba amarilla, sana, olorosa y ligeramente blanda le indica al operario que es adecuada para proceso. Aqui no importan el tamaño o la forma.

Almacenamiento: Puede aplicarse para acelerar o retardar la maduración de las frutas en la fábrica. Se pueden someter a la primera, frutas sanas que han llegado a la fábrica pintonas para que maduren. Otras veces es conveniente retardar la maduración un determinado tiempo a fin de procesar paulatinamente la fruta que por razones de cosecha se adquirió en grandes cantidades.

La aceleración de la maduración se logra generalmente ajustando la temperatura y humedad de una cámara donde se puede almacenar la fruta. Las condiciones del ajuste son específicas para cada especie, pero por lo general se acercan a los 25 ºC y la humedad relativa se eleva a 90%. En los casos de frutas climatéricas, también se puede ajustar la composición de la admósfera de gases que rodean a las frutas.

El retardo de la madurez se hace principalmente con la disminución de la temperatura y ajuste de la humedad relativa de la cámara. Hay casos en que se puede controlar modificando la composición de la atmósfera que rodea las frutas. Se disminuye el contenido de oxígeno y aumenta el de anhídrido carbónico y nitrógeno. En cualquier caso es crítica la higiene y limpieza de la cámara.

Lograr resultados esperados de la maduración exige que se controlen las condiciones durante las cuales permanecen las frutas en almacenamiento. Es definitivo que las frutas ubicadas en la cámara puedan ser afectadas por las condiciones que existen a su alrededor. Para esto las frutas deben estar colocadas en cestillos por donde puedan circular los gases a la temperatura necesaria.

Desinfección: Una vez la fruta ha alcanzado la madurez adecuada, se inicia un proceso de limpieza a medida que se acerca el momento de extraerle la pulpa.

El propósito es disminuir al máximo la contaminación de microorganismos que naturalmente trae en su cáscara la fruta, para evitar altos recuentos en la pulpa final, con demérito de su calidad y peligro de fermentación en la cadena de distribución o en manos del consumidor final.

La desinfección se efectúa empleando materiales y sustancias compatibles con las frutas. Es indispensable disponer de agua potable para iniciar con un lavado, el cual se puede realizar por inmersión de las frutas o por aspersión, es decir con agua a cierta presión. El objetivo es retirar toda mugre o tierra que contamine la superficie de las frutas y así disminuir la necesidad de desinfectante en el paso siguiente.

Las sustancias desinfectantes que se pueden emplear son a base de cloro, sales de amonio cuaternario, yodo y otra serie de principios activos que cada día llegan al mercado. El hipoclorito de sodio a partir de solución al 13% es el desinfectante más empleado por su efectividad y bajo costo. En la desinfección rutinaria se puede intercalar el uso de desinfectantes para evitar que la flora contaminante crear resistencia a una sustancia.

Una vez higienizado todo, se procede a desinfectar las frutas que se hallan en cestillos. Estas se pueden sumergir en la solución desinfectante durante un tiempo adecuado que pueden ser 5 a 10 minutos, dependiendo de las características de las frutas y estado de suciedad. Piñas sucias demorarán más que maracuyás limpios.

La solución de hipoclorito puede tener una concentración de 50 mg/kg. La efectividad de esta solución disminuye a medida en que se sumergen más cestillos de frutas. La rotación sugerida es de tres lotes. Es decir que si hay un tanque de hipoclorito fresco de 50 ppm, se puede sumergir un lote de cestillos con fruta, dejarlo el tiempo escogido y retirarlo. Introducir otro lote de cestillos y así repetir por tres lotes.

El indicador de si la solución desinfectante aún sirve es determinar que posea el olor característico de cloro y que no se halle muy sucia a simple vista. Si se deja la misma solución mucho tiempo lo que se puede estar haciendo es ensuciar e infectar los últimos lotes que se sumergen en la que era una solución desinfectante.

Enjuague: A la fruta desinfectada se le debe retirar los residuos de desinfectante y microorganismos mediante lavado con agua potable. Si es posible por aspersión con agua que corra y se renueve. No es conveniente enjuagarla sumergiéndola en tanques de agua que cada vez estará más contaminada.

6. OPERACIONES DE TRANSFORMACION.

Involucran todas aquellas operaciones que contribuyen a extraer la mayor cantidad de pulpa con el mínimo cambio que deteriore sus características deseables. Estas operaciones son:

Escaldado: Consiste en someter la fruta a un calentamiento corto y posterior enfriamiento. Se realiza para ablandar un poco la fruta y con esto aumentar el rendimiento de pulpa; también se reduce un poco la carga microbiana que aún permanece sobre la fruta y también se realiza para inactivar enzimas que producen cambios indeseables de apariencia, color, aroma, y sabor en la pulpa, aunque pueda estar conservada bajo congelación.

En la fábrica el escaldado se puede efectuar por inmersión de las frutas en una marmita con agua caliente, o por calentamiento con vapor vivo generado también en marmita. Esta operación se puede realizar a presión atmosférica o a sobrepresión en una autoclave. Con el escaldado en agua caliente se pueden perder jugos y componentes nutricionales. Bajo vapor puede ser más costoso y demorado pero hay menos pérdidas. En autoclave es más rápido pero costoso.

En todos los casos se producen algunos cambios. Baja significativamente la carga microbiana; el color se hace mas vivo, el aroma y sabor puede variar a un ligero cocido y la viscosidad de la pulpa puede aumentar.

Un escaldado frecuente se hace en marmita agregando mínima cantidad de agua, como para generar vapor y luego si se coloca la fruta. se agita con vigor, tratando de desintegrar las frutas y

volver el producto una especie de “sopa”. Cuando la mezcla alcanza cerca de 70 a 75º C se suspende el calentamiento.

Molido: Permite la desintegración de las estructuras de las frutas que facilitan operaciones como el escaldado y despulpado.

Se puede efectuar en molinos como el de martillos, con el que se logra un efecto similar al de la licuadora casera o industrial.

Este molido no es recomendado para frutas que poseen semillas grandes, oscuras, amargas y frágiles como el maracuyá, el mango o aún la guanábana. Las frutas de semillas pequeñas como la guayaba, mora, lulo y tomate se desintegran muy bien sin romper las semillas.

El molido tiene la desventaja de incorporar aire a la masa obtenida, con lo que se pueden acelerar procesos de oxidación entre los que se hallan el cambio de color y formación de espuma, ambos causan inconvenientes en la calidad final de la pulpa.

Corte: Algunas frutas como el maracuyá deben ser cortadas para extraer su masa interior antes de separar la pulpa. Aunque hay máquinas que lo hacen, por lo general en las pequeñas industrias se realiza en forma manual con la ayuda de cuchillos.

Pelado: A otras frutas hay necesidad de retirarles la cáscara como a la guanabana y papaya, por su incompatibilidad de color, textura o sabor al mezclarla con la pulpa. Esta operación puede efectuarse de manera manual o por métodos físicos, mecánicos o químicos.

El pelado manual se puede realizar con cuchillos comunes de cocina o con otros que presentan ciertas características que se ajustan al tipo de piel de algunas frutas. Estos son similares a los que hoy se emplean para pelar papas. Permiten cortar películas de cierto grosor, evita que el operario por descuido se corte, tienen formas especiales para acceder a superficies curvas y poseen empuñaduras ergonómicas, es decir que se ajustan muy bien a la mano del operario. Los métodos físicos emplean calor y frío, por ejemplo el tomate de mesa. Los mecánicos usan máquinas especialmente diseñadas para determinadas geometrías y texturas. Los métodos químicos emplean sustancias como la soda a diferentes temperaturas y concentraciones. Cada lote de fruta es específico y necesitaría de varios ensayos para determinar las condiciones adecuadas.

Separación: Esta operación permite retirar la masa pulpa-semilla de frutas como el maracuyá, curuba o lulo.

Se efectúa generalmente de forma manual con la ayuda de cucharas de tamaños adecuados. El rendimiento aumenta si se hace dentro de recipientes plásticos para evitar las pérdidas de jugos.

Por eficiencia los operarios se colocan en grupos que se encargan unos de cortar la fruta y otros de separar la pulpa-semilla. Estas masas obtenidas se deben cubrir con tapas o materiales plásticos para prevenir contaminaciones u oxidaciones del medio ambiente.

Macerado: Con esta operación se busca aumentar los rendimientos en pulpa. Se logra por la acción de enzimas naturales de la fruta o mediante adición de enzimas comerciales agregadas. También se emplea para disminuir la viscosidad de algunos jugos o pulpas para lograr su concentración a niveles superiores a 60 Brix, como en el caso de la mora, mango y maracuyá.

En frutas como la guanabana que poseen, además de la pulpa y la semilla, los sacos donde se encuentran las semillas, que son de una textura no fluida llamada “mota” también se usa la maceración. Esta fracción esta compuesta de fibras de celulosa, la cual se va disolviendo a medida que la fruta madura, con lo que se aumenta la proporción de pulpa fluida.

El macerado se logra con mezclas de enzimas llamadas pectinolasas, amilasas y celulasas. Las condiciones de concentración de enzima, temperatura, pH y tiempo de acción óptimos varían de una fruta a otra.

Los rendimientos aumentan en valores cercanos al 5-7% o más, dependiendo de las características de cada fruta. El costo por el empleo de enzimas puede considerarse alto, pero se recupera entre mayores sean los volúmenes tratados.

Despulpado: Es la operación en la que se logra la separación de la pulpa de los demás residuos como las semillas, cáscaras y otros. El principio en que se basa es el de hacer pasar la pulpa-semilla a través de una malla. Esto se logra por el impulso que comunica a la masa pulpa-semilla, un conjunto de paletas (2 o 4) unidas a un eje que gira a velocidad fija o variable. La fuerza centrífuga de giro de las paletas lleva a la masa contra la malla y allí es arrastrada logrando que el fluido pase a través de los orificios la malla. Es el mismo efecto que se logra cuando se pasa por un colador una mezcla de pulpa-semilla que antes ha sido licuada. Aquí las mallas son el colador y las paletas es la cuchara que repasa la pulpa-semilla contra la malla del colador.

Se emplean diferentes tipos de despulpadoras; las hay verticales y horizontales; con cortadoras y refinadoras incorporadas; de diferentes potencias y rendimientos. Es importante que todas las piezas de la máquina que entran en contacto con la fruta sean en acero inoxidable. Las paletas son metálicas, de fibra o caucho. También se emplean cepillos de nylon.

Durante el despulpado en este tipo de máquinas también se causa demasiada aireación de la pulpa, con los efectos negativos de oxidaciones, formación de espuma y favorecimiento del cambios de color y sabor en ciertas pulpas.

El proceso de despulpado se inicia introduciendo la fruta entera en la despulpadora perfectamente higienizada. Solo algunas frutas, como la mora, guayaba o fresa, permiten esta adición directa. Las demás exigen una adecuación como pelado (guanabana), corte y separación de la pulpa-semilla de la cáscara (maracuyá). Ablandamiento por escaldado (tomate de árbol).

La máquina arroja por un orificio los residuos como semilla, cáscaras y otros materiales duros que no pudieron pasar por entre los orificios de la malla.

Los residuos pueden salir impregnados aún de pulpa, por lo que se acostumbra a repasar estos residuos. Estos se puden mezclar con un poco de agua o de la misma pulpa que ya ha salido, para asi incrementar el rendimiento en pulpa. Esto se ve cuando el nuevo residuo sale mas seco y se aumenta la cantidad de pulpa.

Se recomienda exponer lo menos posible la pulpa al medio ambiente. Esto se logra si inmediatamente se obtiene la pulpa, se cubre, o se la envia por tubería desde la salida de la despulpadora hasta un tanque de almacenamiento.

Refinado: Consiste en reducir el tamaño de partícula de la pulpa, cuando esta ha sido obtenida antes por el uso de una malla de mayor diámetro de sus orificios.

Reducir el tamaño de partícula da una mejor apariencia a la pulpa, evita una mas rápida separación de los sólidos insolubles en suspensión, le comunica una textura mas fina a los productos como mermelada o bocadillos preparados a partir de esta pulpa. De otra parte refinar baja los rendimientos en pulpa por la separación de material grueso y duro que esta naturalmente presente en la pulpa inicial.

El refinado se puede hacer en la misma despulpadora, solo que se le cambia la malla por otra de

diámetro de orificio mas fino. generalmente la primera pasada para el despulpado se realiza con malla 0,060” y el refinado con 0,045 o menor. La malla inicial depende del diámetro de la semilla y el final de la calidad de finura que se desee tenga la pulpa.

Homogenizado: Es otra forma de lograr el refinado de un fluido como la pulpa. En esta operación se emplean equipos que permitan igualar el tamaño de partícula como el molino coloidal. Esta máquina permite “moler” el fluido al pasarlo por entre dos conos metálicos uno de los cuales gira a un elevado número de revoluciones. La distancia entre los molinos es variable, y se ajusta según el tamaño de partícula que se necesite. La fricción entre el molino y el fluido es tan alta que la cámara de molido, necesita ser refrigerada mediante un baño interno con un fluido refrigerado como el agua. Aquí también la pulpa sometida a homogenización sufre una alta aireación como en el caso del molido y el despulpado y refinado.

Desaireado: Permite eliminar parte del aire involucrado en las operaciones anteriores.

Hay diferentes técnicas que varían en su eficiencia y costo. La mas sencilla y obvia es evitar operaciones que favorezcan el aireado. Si ya se ha aireado la pulpa, mediante un calentamiento suave se puede disminuir la solubilidad de los gases y extraerlos.

Otra forma es aplicar vacío a una cortina de pulpa. La cortina se logra cuando se deja caer poca pulpa por las paredes de una marmita o se logra hacer caer una lluvia de pulpa dentro de un recipiente que se halla a vacío.

Entre mas pronto se efectúe el desaireado, menores serán los efectos negativos del oxígeno involucrado en la pulpa. Como se mencionó antes estos efectos son la oxidación de compuestos como las vitaminas, formación de pigmentos que pardean algunas pulpas; la formación de espuma que crea inconvenientes durante las operaciones de llenado y empacado.

Empacado: Las pulpas ya obtenidas deben ser aisladas del medio ambiente a fin de mantener sus características hasta el momento de su empleo. Esto se logra mediante su empacado con el mínimo de aire, en recipientes adecuados y compatibles con las pulpas.

Las fábricas de pulpas han empleado diferentes tipos de plásticos en forma de vasos, bolsas, botellas y canecas. Se ha buscado darle vistosidad, economía y funcionalidad a estos empaques.

Para darle funcionalidad se han empleado empaques con capacidades de 125 ml, 200 ml, 500 ml. 1 kg y volúmenes institucionales.

7. CONTROL DE CALIDAD.

Una vez obtenidas las pulpas hay necesidad de evaluar la calidad del producto final. La calidad resultante será la que se haya logrado mantener después de haber procesado la fruta que llegó a la fábrica en determinadas condiciones.

Si los procesos fueron adecuadamente aplicados, manteniendo la higiene en cada operación, la pulpa resultante poseerá niveles de contaminación aceptables y hasta satisfactorios.

Si la fruta reunía las condiciones de madurez y sanidad necesarios, fisicoquímica y sensorialmente la

pulpa poseerá las características de calidad muy similares a las recién obtenidas de la fruta fresca a nivel casero, que es el patrón empleado por el consumidor para comparar la pulpa obtenida en una fábrica.

Los valores de los parámetros de calidad como brix y acidez promedios de las pulpas más comunes están reportados en las gráficas 4 y 5 de este capítulo.

La determinación de estos valores en el laboratorio se hace mediante el empleo de equipos y siguiendo técnicas analíticas específicas.

Los grados Brix miden la cantidad de sólidos solubles presentes en un jugo o pulpa expresados en porcentaje de sacarosa. Los sólidos solubles están compuestos por los azúcares, ácidos, sales y demás compuestos solubles en agua presentes en los jugos de las células de una fruta. Se determinan empleando un refractómetro calibrado y a 20 ºC. Si la pulpa o jugo se hallan a diferente temperatura se podrá realizar un ajuste en ºBrix, según la temperatura en que se realice la lectura.

¿Cómo es un refractómetro?

Hay de varios tipos, en la ilustración de la derecha se muestra el más sencillo, la muestra de jugo o pulpa se introduce en la parte que tiene forma de cuña.

Existen otros más grandes y más exactos, donde la muestra se coloca similar a un microscopio.

¿Qué se ve en un refractómetro?

En la ilustración de la derecha se muestra una imagen tomada de un refractómetro real, nótese la línea de cambio de color dentro del círculo, es importante para la lectura de los grados Brix.

¿Cómo medir los grados brix con el refractómetro?

En un refractómetro normal al colocar el jugo o pulpa, y observar, se ve una escala y un lugar donde existe un cambio de color, el lugar donde cambia el color es el sitio de lectura e indica el total de grado brix de la muestra.

En otro tipo de refractómetro existe un perilla, la cual gira, haciendo mover un línea, y una región de diferente color. El lugar donde se encuentran el borde de la región y la línea, es el sitio de lectura y se compara con la escala que permanece fija.

ACTIVIDAD

La siguiente actividad se refiere al segundo tipo de refractómetro explicado anteriormente.

Ud. puede simular el movimiento de la perilla, haciendo clic en los botónes respectivos, luego determine la cantidad de grados brix, y el la casilla "lectura" ingrese el valor que considere, presione el botón "ok", y se le indicará si su respuesta es correcta o no.

La acidez se determina efectuando una titulación ácido-base con la ayuda de bureta, fenolftaleina o un potenciómetro, balanza analítica, NaOH 0,1 normal, y material de vidrio de laboratorio. El resultado se expresa en % m/m de ácido cítrico anhidro (el equivalente de este ácido es de 70 g/mol).

La evaluación sensorial se realiza en la mayoría de los casos preparando néctares a partir de la pulpa en proceso de evaluación. Los jueces o catadores determinan las características de los factores de calidad como apariencia, color, aroma, sabor y consistencia del néctar y lo califican según una escala donde cada factor de calidad posee un valor máximo de cuatro puntos para un total de 20 puntos.

La definición de las características y descripción de cada parámetro de calidad se deben establecer de manera conjunta. Asá por ejemplo si se va a calificar una pulpa de mora, se debe preparar el néctar a partir de frutas óptimas y los panelistas deben ponerse de acuerdo en los adjetivos que emplearán para describir y calificar la intensidad en que perciben una característica.

Si se busca por ejemplo analizar la apariencia, en qué condiciones se le dará a un néctar de mora la mayor calificación. Esta disminuirá si el néctar presenta separación de fases, posee mucha espuma, se observa un fuerte precipitado de sólidos en suspención etc.

Según la gravedad de estos defectos se disminuirá la calificación que se le asigne al parámetro apariencia. Los adjetivos que se escojan para describir el estado de un néctar deben ser interpretados similarmente por los panelistas.

Los demás parámetros se analizarán de forma análoga y los acuerdos se consignarán en un formato guía de evaluación, donde se establecen los rangos de calificación y sus correspondientes descripciones. Así se calificará de 3,0 a 4,0 cuando la apariencia es uniforme, sin semillas o trozos de piel, sin separaciones y sin espuma.

Las calificaciones asignadas deben consignarse en un segundo formato donde se cuenta con un espacio para calificar cada muestra y además un espacio para explicar el porqué se califica con ese valor. Por ejemplo si se califica el aroma con 1.0/4.0 se deberá complementar diciendo que el néctar presenta un aroma a fermentado o a cocido. Esta observación orienta al investigador o a los encargados del control de calidad sensorial, sobre el defecto que presenta el producto y la posible causa para su correctivo.

La evaluación sensorial se puede considerar la más representativa de la calidad de una pulpa. Cualquier error a lo largo del proceso va a influir en las características sensoriales del producto final y se podrá detectar, gracias a que cada consumidor posee en todo momento los instrumentos adecuados, como son sus órganos de los sentidos.

Por esto es conveniente en toda empresa debe organizar el grupo de evaluación sensorial y aprovechar esta económica fuente de información que puede prevenir sacar al consumo productos que posean defectos sensoriales relevantes.

La forma de evaluar la calidad microbiológica de un jugo o pulpa se halla en el documento sobre microbiología de conservas de fruta en esta misma publicación.

8. TECNICAS DE CONSERVACION DE PULPAS.

Las principales reacciones de deterioro que sufren las pulpas son originadas por los microorganismos. En menor proporción y más lentamente están las reacciones de origen bioquímico, que tienen lugar por la reacción de ciertos compuestos con el oxígeno del aire y otros compuestos en donde participan activamente las enzimas.

Las reacciones microbilógicas producen rápidas reacciones de degradación como la fermentación y con estas cambios sensoriales importantes.

Las reacciones de origen bioquímico causan cambios lentos de apariencia, color, aroma, sabor, viscosidad y valor nutricional.

Las diferentes técnicas de conservación buscan detener o retardar estos tipos de deterioro, sobre todo el provocado por los microorganismos, que fácilmente invade a las pulpas.

Las técnicas más comunes de conservación emplean calor, frío, aditivos y reductores de la actividad del agua.

Entre las técnicas que emplean calor se hallan el escaldado, la pasterización y la esterilización. Estas son crecientes en cuanto a intensidad de calor, es decir la esterilización emplea mayores temperaturas que la pasterización y esta mas que el escaldado, por lo que la esterilización elimina mayor cantidad de microorganismos que las otras dos técnicas.

El escaldado ya se explicó antes en el apartado de operaciones de transformación.

8-1 PASTERIZACION

Consiste en calentar un producto a temperaturas que provoquen la destrucción de los microorganismos patógenos. El calentamiento va seguido de un enfriamiento para evitar la sobrecocción y la sobrevivencia de los microorganismos termófilos.

Existen diferentes tipos de equipos que permiten efectuar esta pasterización. Están las marmitas de doble chaqueta por donde circula el vapor o elemento calefactor. Las hay de serpentín o las simplemente calentadas con una fuente de calor exterior a la marmita. Estas fuentes pueden ser estufas a gas, a gasolina u otro combustible.

Hay equipos más complejos como el pasterizador votator o de superficie raspada, el pasterizador tubular y el pasterizador a placas entre los más comunes. Estos son contínuos y el elemento calefactor es vapor de agua generado en una caldera.

La temperatura y el tiempo escogidos para pasterizar una pulpa dependerán de varios factores como su pH, composición, viscosidad y nivel de contaminación inicial. A menor pH, viscosidad y contaminación, se requerirá menor tiempo o temperatura de pasterización para disminuir el grado de contaminación hasta niveles en los que no se presentará rápido deterioro de la pulpa.

Es el caso de la pulpa de maracuyá que posee un pH alrededor de 2.7, que no permite el crecimiento de muchos microorganismos y el calor a este pH los afecta mas; baja viscosidad que permite un mayor movimiento de la pulpa y por ello mejor y más rápida transmisión del calor, y por estar protegido por una cáscara tan resistente no se contamina fácilmente, claro este nivel de contaminación dependerá en gran medida en la higiene y cuidados mantenidos durante el procesamiento.

La esterilización es simplemente una pasterización mas drástica que elimina mayor número de microorganismos. Se logra empleando equipos mas complejos como una autoclave, en donde por la sobrepresión que se alcanza, la temperatura puede ascender a niveles superiores a los de ebullición del agua a condiciones de medio ambiente.

En el caso de las pulpas casi no se emplea esterilizarlas debido al bajo pH que caracteriza a la mayoría de las frutas.

8-2 CONGELACION

Se basa en el principio de que a menor temperatura más lentas son todas las reacciones. Esto incluye las reacciones producidas por los microorganismos, los cuales no son destruidos sino retardada su actividad vital.

La congelación disminuye la disponibilidad del agua debido a la solidificación del agua que caracteriza este estado de la materia. Al no estar disponible como medio líquido, muy pocas reacciones pueden ocurrir. Solo algunas como la desnaturalización de proteínas presentes en la pared celular. Esto propicia la precipitación de los sólidos insolubles con lo que se favorece el cambio

en la textura y la separación de fases, sobre todo cuando con estas pulpas se preparan néctares.

Durante la congelación se favorece la formación de cristales de hielo que crecen y causan roturas de las paredes celulares y pérdida de la capacidad retenedora de los jugos dentro de las células. Se ha notado también que la congelación produce una disminución de los aromas y sabores propios de las frutas.

A pesar de estos cambios, la congelación es la técnica mas sencilla que permite mantener las características sensoriales y nutricionales lo más parecidas a las de las pulpas frescas y en nuestro medio es la técnica mas empleada.

Presenta la restricción de exigir mantener la cadena de frío todo el tiempo hasta llegar el momento de la utilización por el consumidor final. Además el estado sólido plantea ciertas incomodidades cuando se necesita emplear solo una parte del bloque de pulpa. Para el control microbiológico de calidad hay necesidad de descongelar la pulpa, con lo que se puede aumentar el recuento real del producto.

La conservación por congelación permite mantener las pulpas por períodos cercanos a un año sin que se deteriore significativamente. Entre mas tiempo y mas baja sea la temperatura de almacenamiento congelado, mayor número de microorganismos que perecerán. A la vez que las propiedades sensoriales de las pulpas congeladas durante demasiado tiempo irán cambiando.

Asi lo mejor es tratar de consumir las pulpas lo antes posible para aprovechar mas sus características sensoriales y nutricionales.

8-3 EMPLEO DE ADITIVOS

Esta técnica se tiende a emplear menos, sobre todo en los productos destinados a la exportación. Los consumidores exigen cada vez con mayor decisión alimentos lo mas naturales posible.

En alguna época se emplearon agentes conservantes a base de sales de azufre para controlar los cambios de color y el desarrollo de microorganismos, a pesar de los efectos evidentes en el cambio de sabor y color. Hoy están limitados a mínimas cantidades, cuando son permitidos.

Los mas empleados en el mercado interno para derivados como las pulpas son las sales de benzoatos y sorbatos en cantidades máximas de un g/kg de pulpa.

Combinando el uso de conservantes con la refrigeación, es decir bajar la temperatura del sitio de almacenamiento hasta valores que no alcance a congelarse el producto, se logra mantener en estado líquido las pulpas.

La duración de estas pulpas se reduce a pocos días en la medida que la temperatura de refrigeración no sea tan baja o la contaminación inicial sea mas elevada.

8-4 PULPAS EDULCORADAS

La pulpa edulcorada o también llamada azucarada, es el producto elaborado con pulpas o concentrados de frutas con un contenido mínimo en fruta del 60% y adicionada de azúcar.

El combinar pulpa con azúcar presenta las siguientes ventajas: Le comunica mayor grado de estabilidad que la pulpa cruda; el néctar preparado a partir de esta pulpa presenta mejores características de color, aroma y sabor que el preparado con pulpa cruda congelada no edulcorada; la textura de la edulcorada congelada es mas blanda que la cruda congelada, permitiendo una dosificación mas sencilla que la cruda congelada. Finalmente la pulpa edulcorada permite una preparación de néctares mas rápida, ya que solo hay que mezclarla con agua.

La pulpa edulcorada es de fácil preparación. Hay necesidad de realizar cálculos sencillos donde las variables serán los grados brix de la pulpa cruda y la proporción de pulpa que se desea tenga la mezcla del producto final que la contendrá.

Si la pulpa edulcorada se va a emplear en la elaboración de néctares, se deberá prever qué porcentaje de pulpa y cuántos grados brix contendrá el néctar final.

Un ejemplo ilustrará el caso:

Suponga que Ud desea preparar néctar de mora a partir de pulpa edulcorada.

Los 20 Kg de néctar a preparar deben tener 20% de pulpa y 12 Bx finales. La pulpa cruda de mora disponible tiene 8 Brix y el azúcar es cristalina comercial.

La pregunta es cuánta pulpa y cuánta azúcar deben mezclarse y tenerla lista para luego agregar cuánta agua a fin de obtener el néctar?

Aquí es importante manejar bien el concepto de porcentaje, teniendo en cuenta que los Brix son porcentaje de sólidos solubles y la pulpa se calcula en porcentaje.

Del enunciado se puede conocer inicialmente: a. los kg de pulpa que se necesitan y b. los kg de sólidos solubles que tendrá el néctar.

a. Se calcula el 20% de 20 kg de néctar.

20 kg x 20/100= 4 kg de pulpa.

b.Se calcula el 12% de 20 kg de néctar.

20 kg x 12/100= 2,4 kg

Es decir que los 20 kg de néctar deben contener 4 kg de pulpa y los 2,4 kg de sólidos solubles del néctar deben ser aportados por la pulpa y por el azúcar que se deben agregar.

Es necesario recordar que no es lo mismo efectuar los cálculos empleando kg o litros. La primera es una medida de peso y la segunda de capacidad o volumen.

Para hacer la conversión se debe emplear la fórmula de P=V*d, donde P representa el peso en kg, V el volumen en litros o mililitros y d representa la densidad.

Los valores aproximados de densidad para algunas soluciones azucaradas son:

Brix Densidad Brix Densidad

12 1.046 40 1.170

15 1.060 50 1.230

20 1.080 68 1.330

Para los presentes calculos se trabaja en kg y si hay necesidad de convertir litros en kg se

empleará la fórmula mencionada.

La pulpa de mora tiene 8 ºBx, es decir 8% de sólidos solubles o sea, de 100 kg o gramos de pulpa, 8 kgo g son de sólidos solubles. Si calculamos el 8% de 4 Kg obtendremos los kg de sólidos solubles que aportará la pulpa incluida en el néctar.

4 kg x 8/100= 0,32 kg o 320 gramos

Como el néctar necesita tener 2,4 kg o 2400 g de sólidos solubles, quiere decir que se necesitan agregar:

2400-320= 2080 g de sólidos solubles.

Estos se obtienen al agegar 2080 g de azúcar.

De forma que ya se puede decir que se necesitan pesar 4,0 kg de pulpa y 2,08 kg de azúcar para mezclarlas con la cantidad de agua que hace falta para completar 20 kg de néctar.

20 kg - (4,0 + 2,08) = 13,92 kg de agua.

ACTIVIDAD.

NORMALIZACION DE PULPAS

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "A partir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en la tabla "Respuesta" encuentra la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

La pregunta es; ¿cuánta pulpa y cuánta azúcar deben mezclarse y tenerla lista para luego agregar cuánta agua a fin de obtener el néctar?

Se solicita preparar

Los Kg de néctar a preparar deben

tener % de pulpa y Brix finales.

A partir de

La pulpa de la fruta a usar tiene Brix y el azúcar es cristalina comercial.

kg de pulpa=

kg de néctar=

Si calculamos el % (Brix de la fruta) de Kg obtendremos :

kg de sólidos solubles que aportará la pulpa incluida en el néctar:

Como el néctar necesita tener kg de sólidos solubles, quiere decir que se necesitan agregar:

- = Kg de sólidos solubles.

De forma que ya se puede decir que se necesitan pesar kg de pulpa y kg de

azúcar para mezclarlas con la cantidad de agua que hace falta para completar kg de néctar.

-( + ) = kg de agua.

Pero volviendo a lo de las pulpas edulcoradas, se puede inicialmente preparar la pulpa y el azúcar y guardar esta mezcla bajo congelación para cuando sea el momento, se mezclen con el agua.

¿La pregunta es cuántos Brix posee esta pulpa edulcorada?

Es decir cuántos kg de sólidos solubles hay en 100 kg de mezcla, atendiendo a la definición de Brix (Porcentaje de sólidos solubles) .

Para hallarlo se establece la proporción: Si en 6,08 kg de mezcla hay 2,4 kg de sólidos solubles, en 100 kg de mezcla cuántos kg de sólidos solubles habrá?

6,08 2,4

100 X

(2,4/6,08) * 100 = 39,5 %

Esto es que la pulpa edulcorada posee 39.5 ºBrix.

El siguiente cuadro facilita realizar los cálculos para hallar las cantidades de ingredientes necesarios para preparar el néctar, con base a los datos que se suministran.

Ingredientes 100 Brix S.S.A. Total(kg)

Pulpa 20* 8 1.6 4.0

Azúcar 10.4 100 10.4 2.08

Agua 69.6 --- --- 13.92

100.0 12.0 20.00

*En negrilla los datos suministrados

En la primera columna se colocan todos los nombres de los ingredientes que componen la formulación, en este caso para el néctar.

En la segunda se coloca la composición en porcentaje de cada uno de los ingredientes que componen el producto.

En la tercera van los grados brix de cada ingrediente, por lo general es conocido o conocible por determinación refractométrica en laboratorio o planta.

En la cuarta van los gramos o kg de sólidos solubles que aporta cada ingrediente. Para calcularlo se le saca el porcentaje a la cantidad de la segunda columna. Así, si la pulpa estará presente en un 20 % en el néctar, esas 20 partes aportarán el 8% en sólidos solubles (la mora se establecieron posee 8 º Bx).

La última columna es de las cantidades totales que se mezclarán en el producto. Estas cantidades conservan una proporción directa con la segunda columna. En el ejemplo, en la última columna se halla la quinta parte de cada uno de los ingredientes, teniendo en cuenta que los 20 kg de néctar a preparar equivalen a la quinta parte de los 100 kg de la segunda columna.

Con este cuadro también podemos calcular los brix de la mezcla pulpa azúcar.

Ingredientes 100 Brix S.S.A. Total(kg)

Pulpa 65.8 8 5.3 4.0

Azúcar 34.2 100 34.2 2.08

100.0

39.5 6.08

*En negrilla los datos conocidos

Para calcular los brix de la mezcla pulpa-azúcar se procede de la siguiente forma:

1º Con los datos suministrados se calculó que se deben mezclar 4 kg de pulpa con 2.08 kg de azúcar lo que pesará en total 6.08 kg .

2º Si se tienen los pesos de los dos ingredientes que componen la pulpa edulcorada, se puede calcular el porcentaje en que cada uno contribuye en la mezcla. Se establecen las proporciones:

6.08 100% 6.08 100%

4.0 X 2.08 Y

100*4.0/6.08 = X = 65.8%

100*2.08/6.08 = Y = 34.2%

Habiendo calculado los porcentajes de pulpa y azúcar en la pulpa edulcorada es decir los datos de la segunda columna del cuadro, se puede calcular los gramos o kg en que cada porcentaje de ingrediente contribuye a los grados brix de la mezcla.

Para calcularlo se le saca el respectivo porcentaje a la cantidad de la segunda columna. Así, si la

pulpa está en un 65.3 % en la pulpa edulcorada, esas 65.3 partes aportarán el 8% en solidos solubles. Y el azúcar que esta en 34.2% aportará todo en sólidos solubles por tener 100% brix.

Sumando los dos aportes en sólidos solubles se obtienen los Brix de la pulpa edulcorada.

65.3* 8/100 = 5.3 y 34.2*100/100 = 34.2

5.3 + 34.2 = 39.5 ºBrix

El que la pulpa fresca se halle en un 65.3% en esta pulpa edulcorada, significa que esta dentro de la legislación, la cual exige que la pulpa de fruta esté en mínimo un 60%.

Si se observa la formulación de la pulpa edulcorada se notará que la proporción pulpa:azúcar, redondeando es 66:34 es aproximadamente 2:1.

Además si se observa la proporción de los ingredientes del néctar se notará que la proporción pulpa:azucar:agua es 2:1:7. Es decir si tengo un balde como recipiente de medida, puedo mezclar un balde de azúcar mas dos baldes de pulpa mas siete baldes de agua. Agito y obtengo un néctar de aproximadamente 20% de pulpa y 12 º Bx finales.

Lo anterior se puede simplificar aún mas. Si se quiere preparar una pulpa edulcorada se debe mezclar dos porciones o baldes de pulpa por una de azúcar, y si quiere preparar el néctar, se debe mezclar una parte de azúcar, por dos partes de pulpa y siete partes de agua.

Si se parte ya de la pulpa edulcorada para preparar el mismo néctar se pueden mezclar una parte de pulpa edulcorada con 2.3 partes de agua o aproximando, dos partes de pulpa edulcorada con cinco partes de agua.

Es importante tener en cuenta que estas pulpas edulcoradas no son estables completamente por el hecho de contener una cantidad de sólidos solubles medianamente elevado. Se necesitaria que alcanzaran alrededor de los 68 ºBrix, que es la concentración a la que con dificueltad se desarrollan los microorganismos. Por esto es que las mermeladas deben poseer cerca de 68 º Brix finales.

ACTIVIDAD .

NORMALIZACION DE PULPAS

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en la tabla "Respuesta" encuentra la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

Se solicita preparar:

Peso de pulpa: Kg.

IM deseado:

Apartir de:

Brix: °Bx

acidez: %

Borrar todo

Respuesta:

de y Kg. de pulpa.

Principio del formulario

ACTIVIDAD.

NORMALIZACION PULPAS COMBINADAS

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, cuando la tabla inferior esté completa, presione el botón "Calcular ahora", en la tabla "Respuesta" encuentra la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

Se solicita preparar:

Peso de pulpa combinada:

IM deseado (pulpa combinada):

relación 1

: (ej: 1:2)

Apartir de:

Brix: Acidez:

Pulpa 1 °Bx

%

Pulpa 2: °Bx %

INGREDIENTES 100 BX SS %ACIDO ACIDO TOTAL

Pulpa1

Pulpa2

TOTALES

Borrar todo

Respuesta:

de y Kg. de pulpa.

Una alternativa de conservación de estas pulpas edulcoradas es someterlas a un tratamiento térmico como la pasterización o la adición de un conservante como sorbatos o benzoatos.

Lo más recomendable es lograr que durante la obtención de la pulpa y la mezcla con el azúcar, no se aumente la carga microbiana y una vez preparadas, someterlas mínimo a refrigeración alrededor de 4 ºC.

8-5 CONCENTRACION

Otra forma de conservar las pulpas además de aplicarles calor o frío, o aumento de los sólidos solubles por adición de azúcar, es retirar parte de su agua de composición mediante la concentración.

Cuando se retira suficiente agua de la que naturalmente posee la fruta, se les dificulta a los microorganismos su posibilidad de desarrollo en un medio que tiene baja actividad de agua y se ha aumentado su acidez.

La actividad de agua (Aw) no es lo mismo que el contenido de agua. Es un parámetro que permite medir el nivel de disponibilidad del agua para ser empleada por los microorganismos o para las reacciones bioquímicas de un alimento.

Los niveles de sólidos solubles que se deben alcanzar para bajar la Aw están cerca de 60-65%

Existen diferentes técnicas de concentración. Las hay por simple evaporación en marmita abierta a presión atmosférica; por evaporación al vacío a bajas temperaturas (50-60 ºC); por crioconcentración, permitiendo retirar el agua congelada que inicialmente se forma cuando se somete a congelación progresiva un producto, o por ósmosis directa, colocando en contacto trozos de alimentos con un fluido concentrado que ejerza alta presión osmótica para absorber y retirar el agua a temperatura ambiente.

En el caso de obtener las pulpas concentradas por ósmosis, se puede hacer con frutas que previamente se puedan trocear, luego someterlas a ósmosis directa y después si obtener la pulpa concentrada. La ventaja de esta técnica es que se puede efectuar a temperatura ambiente.

8-6 DESHIDRATACION

La deshidratación de pulpas permite obtener un alimento en estado sólido con un contenido en agua inferior al 15% .

La apariencia es en hojuelas o en polvo y su estabilidad a temperatura ambiente es superior a la de los demás tipos de conservas. Puede presentar el inconveniente de pardeamiento, formación de grumos oser de lenta rehidratación cuando se va a preparar néctares a partir de estas.

Las técnicas mas comunes son la atomización, secado en rodillos, secado al vacío en bandejas o en cámaras de sacado por aire caliente.

Los productos obtenidos cambian significativamente sus características sensoriales y nutricionales debido a la exposición prolongada al calor y a la oxigenación, perotienen la ventaja de ofrecer mas funcionalidad al consumidor por la disminución de volumen y de peso respecto al de la pulpa fresca.

1. CARACTERISTICAS GENERALES DE LOS NECTARES DE FRUTAS

1.1. DEFINICION

Néctar de frutas es el producto elaborado con jugo, pulpa o concentrado de frutas, adicionado de agua, aditivos e ingredientes permitidos en la resolución del Ministerio de Salud Nº 7992 del 21 de junio de 1991, por la cual se reglamenta parcialmente el título V de la Ley 09 de 1.979 en lo relacionado con la elaboración, conservación y comercialización de jugos, concentrados, néctares, pulpas, pulpas azucaradas y refrescos de frutas.

La diferencia entre néctar y jugo de frutas es que este último es el líquido obtenido al exprimir algunas clases de frutas frescas, por ejemplo los cítricos, sin diluir, concentrar ni fermentar, o los productos obtenidos a partir de jugos concentrados, clarificados, congelados o deshidratados a los cuales se les ha agregado solamente agua, en cantidad tal que restituya la eliminada en su proceso.

Características exigidas

Los néctares de frutas, según la misma resolución, deben presentar las siguientes características:

a. Organolépticas

Deben estar libres de materias y sabores extraños, que los desvíen de los propios de las frutas de las cuales fueron preparados. Deben poseer color uniforme y olor semejante al de la respectiva fruta.

b. Fisicoquímicas

Los sólidos solubles o grados Brix, medidos mediante lectura refractométrica a 20 º C en porcentaje m/m no debe ser inferior a 10%; su pH leído también a 20 º C no debe ser inferior a 2.5 y la acidez titulable expresada como ácido cítrico anhidro en porcentaje no debe ser inferior a 0,2.

c. Microbiológicas

Las características microbiológicas de los néctares de frutas higienizados con duración máxima de 30 días, son las siguientes:

m M c

Recuento de microorganismos mesofílicos

1000 3000 1

NMP coliformes totales/cc 9 29 1

NMP coliformes fecales/cc 3 - 0

Recuento de esporas clostridium sulfito reductor/cc

<10 - 0

Recuento de Hongos y levaduras/cc

100 200 1

TABLA 1

CON:

m = Índice máximo permisible para identificar nivel de buena calidad.

M = Índice máximo permisible para identificar nivel de aceptable calidad.

c = Número máximo de muestras permisibles con resultado entre m y M.

NMP = Número más probable.

En todos los casos se tomarán tres muestras a examinar.

Las características microbiológicas de los néctares higienizados con duración mayor de 30 días, son las siguientes:

m M c

Recuento de microorganismos mesofílicos 100 300 1

NMP coliformes totales/cc <3 - 0

NMP coliformes fecales/cc <3 - 0

Recuento de esporas clostridium sulfito reductor/cc

<10 - 1

Recuento de Hongos y levaduras/cc >10 100 1

TABLA 2

Los néctares de frutas que sean sometidos a proceso de esterilidad, es decir a un tratamiento más

drástico que la pasterización, no se permite agregarles sustancias conservantes. Solo si han sido fabricados con jugos, pulpas o concentrados conservados previamente, se permite la presencia de sorbato o benzoato en una cantidad máxima de 250 mg/l y de anhídrido sulfuroso en cantidad máxima de 60 mg/l.

1.2. INGREDIENTES

Como se plantea en la definición, los néctares además de pulpa de fruta, poseen sustancias edulcorantes y algunos aditivos permitidos.

El porcentaje mínimo de sólidos solubles de fruta para la preparación de diferentes néctares, referido al brix natural de la fruta está indicado a continuación en la gráfica 1.

GRAFICA 1: Porcentaje mínimo de sólidos solubles aportados por la fruta al néctar

La manera de calcular este porcentaje esta basada en los grados Brix mínimos que se supone posee la fruta en cuestión. Por ejemplo para el caso de lulo, si suponemos que el lulo posee mínimo 6 °Bx, y la pulpa de lulo debe estar presente en un 18% mínimo, quiere decir que estas 18 partes de lulo en un néctar estarán aportando el 6% de 18:

18 x 6/100 = 1.08 g de sólidos solubles/100 g néctar.

Los gramos de pulpa o jugo de frutas presente en 100 g del néctar esta indicado en la gráfica 2.

GRAFICA 2: Porcentaje mínimo de jugo o pulpa presente en el néctar (m/m)

En el caso que el néctar sea elaborado con dos o más frutas, el porcentaje de sólidos solubles de fruta estará determinado por el promedio de los sólidos solubles aportados por las frutas constituyentes. La fruta predominante será la que más sólidos solubles aporte a la formulación del néctar.

Además de la pulpa el néctar contiene agentes edulcorantes que permiten ajustar el sabor hasta lograr un equilibrio de componentes que lo hacen agradable al paladar.

Entre los edulcorantes naturales más comunes están la sacarosa o azúcar de mesa, la glucosa, jarabe invertido, fructosa y la miel. Recientemente se están empleando otros edulcorantes que disminuyen el contenido calórico a los llamados productos denominados dietéticos, sin cambiar de manera significativa las características sensoriales, entre estos están el sorbitol, aspartame y sacarina. Mas adelante se discutirá sobre los néctares dietéticos.

Aditivos

Se permite utilizar los siguientes aditivos:

Conservantes.

o Ácido benzoico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1000 mg/kg, expresado en ácido benzoico.

o Acido sórbico y sus sales de calcio, potasio y sodio en cantidad máxima de 1000 mg/kg, expresado en ácido sórbico.

o Cuando se emplean mezclas de ellos su suma no deberá exceder 1250 mg/kg.

Estabilizantes

o Alginatos de amonio, calcio, potasio y propilenglicol. o Carboximetil celulosa de sodio o Carragenina o Goma xantan o Pectina

Solos o en mezcla en cantidad máxima de 1.5 g/kg.

Colorantes

Se pueden utilizar los colorantes naturales permitidos para alimentos y que están descritos en la Resolución Nº 10593 de 1.985.

Únicamente para los néctares de guayaba y fresa se permite la adición de los colorantes artificiales establecidos en la Resolución Nº 10593/85, en cantidades no superiores a 15 mg/l del producto listo para el consumo.

Acidulantes

Ácido cítrico, tartárico, málico, y fumárico. Estos limitados por las buenas prácticas de manufactura.

Antioxidantes

Ácido ascórbico limitado por las buenas prácticas de manufactura. Cuando se declare como vitamina C en el producto, se debe adicionar mínimo el 60% de la recomendación fijada en la Resolución Nº 11488/84.

Sustancias no permitidas

En los néctares no se permite la adición de aromatizantes artificiales. Se permite la adición de ésteres naturales cuando se fabrican a partir de concentrados de frutas.

No se permite adicionar almidón.

Límite de defectos

En los néctares de frutas se admite un máximo de diez defectos visuales no mayores de 2 mm en 10 ml de muestra analizada. En 100 ml del producto no se admite la presencia de insectos o sus fragmentos.

Metales pesados

El contenido máximo de metales pesados expresados en mg/kg es de: Cobre, 10; plomo, 2; arsénico 0,2; y estaño 150.

Denominación

Los néctares de frutas se designarán con la palabra "Néctar de..." seguido del nombre de la fruta utilizada.

El producto elaborado con dos o más frutas debe aparecer en el rótulo el nombre de las frutas utilizadas.

Los néctares de frutas podrán llevar en el rótulo la frase 100% natural, solamente cuando al producto no se le agreguen aditivos, con la excepción del ácido ascórbico.

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2. GENERALIDADES SOBRE LA OBTENCION DE NECTARES DE FRUTAS.

La elaboración de néctares se realiza por la mezcla de jugo o pulpa de fruta con un jarabe de un edulcorante como la sacarosa.

Como se vio antes a los néctares se les pueden agregar sustancias estabilizantes que mantienen su apariencia; antioxidantes que previenen cambios en el color, aroma y sabor; ácidos para ajustar el equilibrio azúcar-ácido y conservantes para inhibir el crecimiento de los microorganismos que hubieran podido sobrevivir a los tratamientos térmicos.

Las pulpas que se pueden emplear en la elaboración de los néctares son las provenientes de frutas recién procesadas o pulpas conservadas por diferentes técnicas solas o combinadas.

Las técnicas solas básicas más comunes son:

1. Congeladas 2. Pasterizadas 3. Refrigeradas 4. Aditivos 5. Edulcoradas 6. Concentradas y 7. Deshidratadas

Las posibles técnicas de conservación combinadas aplicables a las pulpas son:

(los números corresponden a las 7 técnicas básicas de la lista anterior)

1-2, 1-4, 1-5, 1-6, 1-4-5, 1-2-4, 1-2-4-5;

2-3, 2-4, 2-5, 2-6, 2-7, 2-3-4-5, 2-4-5;

3-4, 3-5, 3-6, 3-4-5, 3-4-6;

4-5, 4-6, 4-7;

5-6, 5-7;

Lo recomendable es emplear pulpas de frutas recién procesadas o las que posean el menor tiempo de almacenamiento, ya que sus características sensoriales y nutricionales disminuyen lenta pero continuamente.

Además de las pulpas y edulcorantes, los néctares poseen agua que también debe reunir ciertas condiciones.

El agua empleada debe ser potable, es decir que su composición química como microbiológica no afecte la calidad del néctar ni la salud del consumidor.

Los otros ingredientes que permiten ajustar sus características sensoriales, fisicoquímicas y estabilidad al deterioro deben ser de grado alimenticio y ser agregadas en las cantidades adecuadas a lo expresado en la resolución correspondiente.

Los tipos de néctares que se pueden hallar en el mercado son muy variados. Por una parte se pueden hallar de tantos sabores como frutas existen. Además en épocas recientes existe la tendencia a preparar néctares mezclados con dos o más pulpas o jugos de frutas.

Las razones de elaborar estas mezclas es la variedad de sabores que aportan a la ya amplia lista de néctares de frutas tropicales y subtropicales. De otra parte esta en auge el consumo de alimentos con alto contenido de nutrientes naturales y las frutas son una buena fuente de vitaminas, minerales, sales y ácidos orgánicos, enzimas, aminoácidos, pigmentos, pocas grasas y agua.

En el amplio grupo de frutas las hay con todo tipo de características sensoriales. Muy ácidas como el maracuyá, la mora, los cítricos, el tamarindo, el lulo y la uchuva.

En el otro extremo existen frutas de baja acidez como la papaya, banano, mango, melón, guayaba etc.

Algunos criterios para preparar estas mezclas son los de combinar frutas ácidas con frutas de baja acidez; o se busca mezclar frutas que posean color parecido y otros compuestos que aportan al sabor y aroma similares o por lo menos que de su mezcla no resulte un color, aroma o sabor desagradables.

Hace unos años se volvió común encontrar en los mercados americanos néctares formulados con mezcla de dos o más frutas, en donde se resaltaba el alto aporte nutricional en vitaminas y minerales de un grupo de frutas en un solo producto.

Entre las mezclas más frecuentes se hallan las de maracuyá-papaya, maracuyá-mango, naranja-mango, naranja-zanahoria y otras menos comunes que comienzan a salir al mercado.

Algo interesante es que a partir de ciertas mezclas se generan ciertos sabores que permiten adivinar las frutas que lo componen o en otros casos se originan productos de aromas y sabores de frutas nuevos que no hacen parte de la mezcla.

Las operaciones básicas para la elaboración de néctares se pueden ordenar en tres etapas: La primera de preparación de materias primas según un tipo de néctar que se vaya a elaborar. Esta preparación consiste no solo en disponer de las pulpas, edulcorantes, agua y otros eventuales ingredientes por agregar, sino también en conocer sus características particulares como las sensoriales, su concentración, acidez, etc.

La segunda es el planteamiento de la formulación de ingredientes que deben responder a las condiciones del néctar planeado. Aquí es donde la concentración y demás características de estos ingredientes debe tenerse en cuenta.

Lograda la formulación mediante los cálculos apropiados se procede a la mezcla cuantitativa de ingredientes en condiciones adecuadas de higiene y funcionalidad. Esto permite eficiencia y ahorro de esfuerzos con alta calidad del producto en proceso.

Posteriormente se le aplica al néctar una técnica de conservación acorde con la disponibilidad de equipos y tecnología.

Finalmente se puede identificar la calidad mediante una evaluación que resultará de los cuidados tenidos de principio a fin en cada una de las operaciones del proceso de obtención del néctar.

FLUJOGRAMA: OBTENCION DE NECTARES DE FRUTAS.

El ajuste de la formulación es una de las actividades de mayor cuidado y que se facilita a medida que se gana experiencia durante su frecuente práctica. Cada empresa puede tener su metodología para calcular y ajustar las formulaciones, aquí se presenta una con la explicación de algunos ejemplos.

3. FORMULACION DE NECTARES.

En este apartado se describirán y explicarán algunas metodologías para realizar los cálculos y determinar la proporción de ingredientes que pueden formar parte de la composición de néctares "normalizados".

Estos cálculos varían según si se parte de pulpas naturales; si se emplearán pulpas de una o más frutas, con diferente proporción entre estas; de pulpas de diferente composición y grado de concentración. También se contempla el caso de incluir en la formulación diversos tipos de edulcorantes naturales y artificiales de diferentes composiciones y concentraciones.

El procedimiento adecuado para preparar néctares busca obtener productos de alta calidad fisicoquímica, sensorial y microbiológica.

Una alta calidad fisicoquímica se logrará cuando se puedan preparar néctares con los mismos valores de sus parámetros básicos como son los grados Brix, acidez, pH y viscosidad, a partir de materias primas ligeramente diferentes, como es el caso de las características de las pulpas de frutas que presentan algunas variaciones naturales por ser un material biológico.

Una alta calidad sensorial se puede lograr cuando, primero, se pueden ajustar las diferencias fisicoquímicas de los ingredientes mediante un adecuado cálculo en la formulación de ingredientes; y segundo, cuando las operaciones siguientes de estabilización y conservación son tan cuidadosas que no van a afectar de manera significativa los distintos lotes de néctares elaborados.

La calidad microbiológica adecuada es la más delicada y necesaria de mantener. Se logra cuando durante todo el proceso de obtención de los néctares, desde la compra de la fruta hasta el almacenamiento de los néctares empacados, se mantiene un estricto control de las condiciones de higiene y sanidad en áreas, equipos, materiales y en el personal que intervienen.

La producción de néctares de buena calidad por una empresa, exige que estos posean características sensoriales normalizadas. Esto significa que los néctares de determinada fruta tengan de forma permanente la misma apariencia, color, aroma, sabor y consistencia para el consumidor.

El procesador se enfrenta con la dificultad de que las características de las frutas empleadas presentan ciertas diferencias, debido a que son adquiridas de diversos cultivos, muchas veces localizados en distintas regiones y por lo tanto con otras condiciones agronómicas. Estas frutas es común que posean variaciones que influyen en los valores de parámetros como la concentración de grados brix y acidez.

También es frecuente que haya diferencias en el color, aroma y sabor, sobre todo cuando se cambia de variedad de una misma especie de fruta. Un ejemplo es el caso de la curuba de Castilla y la curuba hindú, que siendo curubas poseen diferencias marcadas en el sabor sobre todo; o la guayaba común rosada, la blanca y la cimarrona, sus principales diferencias son de color, aroma, sabor y contenido de vitamina C. Estos cambios en la composición de las frutas afectan directamente la de los néctares preparados a partir de estas.

Lo anterior plantea la necesidad de minimizar estas diferencias de manera que los néctares finales sean lo mas parecidos posibles.

Ante esta dificultad hay que identificar qué parámetros sensoriales son más influyentes en el momento en que un consumidor bebe un néctar.

Se puede decir que el aroma, sabor y consistencia son los tres parámetros más relevantes, ya que si el néctar es bebido, estos factores son detectados necesariamente por un consumidor normal. Es cierto que la apariencia y el color también están expuestos, pero hoy en día es posible minimizarlos mediante el empleo de empaques atractivos y no transparentes.

Entre los tres parámetros mencionados, el sabor es quizás el que determina con mas énfasis la calidad del néctar ante el consumidor. Obviamente no se pueden descuidar el aroma, que debe ser intenso al de la fruta en cuestión, o aun puede ser bajo pero nunca extraño o desagradable. Igualmente la consistencia debe ser fluida pero no demasiado ni muy espesa, arenosa o babosa.

Entre los componentes propios del sabor se hallan el dulce, el ácido, y los que caracterizan a una determinada fruta. El grado de madurez y sanidad son los factores determinantes de la concentración de estos componentes del sabor.

Una fruta verde o pintona posee poco sabor característico, es poco dulce, posee alto sabor ácido y quizás astringente. A medida que madura aumentan los dos primeros y disminuyen los segundos. El mejor sabor lo alcanza cuando posee una madurez avanzada sin llegar a la sobremaduración, que es cuando toma sabores cada vez menos agradables por la posible invasión de microorganismos que son causantes de una progresiva fermentación.

Teniendo en cuenta lo anterior, el néctar preparado con frutas maduras y sanas posee un equilibrio azúcar-ácido muy agradable, además de un sabor característico de la fruta.

Este equilibrio azúcar-ácido puede corresponder a valores que están alrededor de 12 Brix y 0,5% de ácido para la mayoría de néctares. Hay algunos que se apartan un poco de estos valores, por ejemplo los néctares de frutas muy ácidas puede esperarse que alcancen valores cercanos al 1.0% o más de acidez. O por factores culturales, los néctares pueden gustar mas dulces o menos dulces del que posee 12 Brix.

Aquí es donde el técnico puede ajustar el equilibrio azúcar/ácido de un néctar y normalizar un lote en el que por diferencias en las características de las pulpas de las frutas empleadas, si estas concentraciones no se cambian, los néctares resultarán de diferentes intensidades de sabores.

A esta relación azúcar/ácido se le denomina índice de madurez (IM) y tiene un valor numérico preciso. Así por ejemplo una pulpa de uchuva, de la cultivada en Ubaté, posee en estado propio para el consumo un IM de 10,5.

Este valor resulta de dividir la concentración de sólidos solubles o º Brix, que en su gran mayoría corresponden a la concentración de azúcares, entre el porcentaje de ácido. En el caso de la pulpa de uchuva mencionada posee 14,7 Bx y 1.4% de ácido (expresado en ácido cítrico anhidro).

El que una pulpa tenga un IM específico con la que se pueda formular un néctar de características sensoriales atractivas, sobre todo de un sabor agradable por el equilibrio azúcar-ácido, crea la necesidad de lograr ajustar las pulpas con este valor IM.

Existe un método para ajustar el IM de una pulpa a otro valor determinado. Consiste en aumentar los brix o la acidez de la pulpa que se tiene hasta valores que permitan alcanzar el nuevo IM. Aunque se pueden disminuir estos valores por dilución, no conviene por cuanto también se diluirían los demás componentes de la pulpa.

La forma de cambiar los brix o la acidez es conocer primero cuáles son los valores de estos parámetros en la pulpa disponible; luego conocer el IM que se quiere alcanzar y finalmente calcular cuánta sacarosa o cuánto ácido se deben agregar a la pulpa para obtener el nuevo IM.

Una vez obtenida la pulpa con el IM adecuado, se establece la formulación de ingredientes. Para

esto se realizan los cálculos correspondientes y se hallan las cantidades de la pulpa normalizada, del edulcorante, del agua y de las otras sustancias autorizadas por la legislación, que permitirán obtener el néctar de características fisicoquímicas y sensoriales que la empresa previó.

La pregunta que surge, si se comienza por el final, es ¿Qué características fisicoquímicas y sensoriales debe poseer el néctar de mayor aceptación y venta de una determinada empresa?

La respuesta debe buscarse mediante un estudio de consumidores que oriente sobre los gustos de una población.

Este estudio de consumidores debe realizarse con personas que sean representativas de los gustos de la población para la cual va dirigido en este caso el néctar. No es lo mismo determinar la formulación de un néctar para una población infantil que para una de personas de la tercera edad.

Asumiendo que se conoce el potencial consumidor, se deben preparar pulpas con diferentes IM y con estas obtener los diferentes néctares que se ajusten a la legislación, en cuanto a contenido en porcentaje de pulpa y los demás ingredientes.

A continuación se presenta un ejemplo donde se describe todo el proceso de desarrollo de un néctar. Se presenta un procedimiento para ajustar los IM de diferentes pulpas que servirán de ingrediente para preparar los respectivos néctares normalizados.

Supóngase que el néctar a desarrollar es de uchuva (Uch) y se ha escogido elaborar tres tipos de néctares cuyas pulpas tengan IMs de 8, 10 y 15. El objetivo es escoger el néctar cuya IM tenga la mayor aceptación entre por ejemplo los adolescentes del interior de Colombia.

Se establece que el néctar debe poseer 20% de pulpa y 12 ºBx finales.

El primer paso es determinar cuáles son los ºBrix y la acidez de la pulpa disponible. Mediante el empleo del refractómetro y una titulación ácido-base con NaOH 0,1 N se identificó que la pulpa de uchuva posee 14 ºBx y 1.2 % de acidez (expresada en ácido cítrico anhidro).

Cuando se calcula el IM de esta pulpa se obtiene que:

Como la primera pulpa que se desea preparar debe tener un IM de 8, se observa que para que el valor de esta relación disminuya de 11.7 a 8,0 se necesita que los brix en el numerador disminuyan o que la acidez en el denominador aumente.

Lo correcto es aumentar la acidez mediante la adición de una cantidad calculada de un ácido a la pulpa.

El ácido que se recomienda agregar es aquel que se halle en mayor proporción en la pulpa de uchuva. Si se asume que es el ácido cítrico, se calcula la nueva acidez que debe poseer la pulpa, estableciendo la siguiente proporción:

Es decir que una pulpa con 14 Bx debe poseer una acidez de 1.75 para que su IM sea de 8.

Para calcular la proporción de pulpa y ácido que deben mezclarse para que su IM sea de 8 se procede así:

Ingredientes 100 % ácido g. ácido+

Uch (11.7) x 1.2

y 100

TOTAL 100 1.75

Cuadro 1. Balance Materia

+ g. ácido: significa los gramos de ácido que aportan los ingredientes de la formulación.

De este cuadro se pueden extraer dos ecuaciones con dos incógnitas a saber:

Despejando x de Ecuación. 1, y reemplazando en Ecuación. 2

Resolviendo esta ecuación se obtiene:

x = 99.5 y = 0.5

Significa que cuando se mezclan 99.5 partes de pulpa con 0.5 partes de ácido cítrico se obtiene una pulpa que contiene 1.75% de ácido y 14 Brix con un IM de 8,0.

Para preparar el néctar que reúna las cantidades de porcentaje en pulpa y de Brix finales previstos se puede plantear el siguiente cuadro:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

†Pulpa 20 14 2,8

Azúcar 9,2 100 9,2

Agua 70,8 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro2 Balance Materia

CON:

†Pulpa con 1.75% de acidez.

S.S.A.: gramos de sólidos solubles aportados

Significa que para obtener 100 Kg de néctar con 20 % de pulpa y 12 Brix finales se deben mezclar 20 Kg de pulpa con IM de 8.0, 9.2 Kg de sacarosa y 70.8 Kg de agua. El néctar poseerá además 0.35% de ácido proveniente del aportado por la pulpa utilizada y diluida cinco veces.

Este néctar se comparará con los otros que se prepararán con pulpas de IM de 10 y 15 para la elección del néctar de mejores características sensoriales.

El procedimiento para ajustar la IM de 11.7 a 10 es igual al seguido hasta el momento para ajustar de 11.7. a 8, es decir que a la pulpa disponible hay que agregarle ácido pero en menor proporción.

El caso siguiente, que es ajustar la IM de 11.7 a 15, plantea que el cambio ya no es de agregar ácido sino azúcar.

Primero se calcula los Brix que debe tener la pulpa:

Es decir que una pulpa con 1.2 % de acidez debe poseer 18 ºBx para que su IM sea de 15.

Para calcular la proporción de pulpa y azúcar que se deben mezclar a fin de que su IM sea de 15, se procede así:

Ingredientes 100 %ácido g. ácido+

Uch† x 14

Sacarosa y 100

TOTAL 100 18

Cuadro 3 Balance Materia

† Pulpa de 14 Bx y 1.2 % de acidez

Despejando x de Ecuación. 1, y reemplazando en Ecuación. 2

Resolviendo esta ecuación se obtiene:

x = 95.5 y = 4.5

Significa que cuando se mezclan 95.5 partes de pulpa con 4.5 partes de sacarosa se obtiene una pulpa que contiene 18 Bx y 1.2 % de ácido, es decir con un IM de 15.

Para preparar el néctar que reúna las cantidades de porcentaje en pulpa y de Brix finales se puede plantear el siguiente cuadro:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA1

Uch † 20 18

3,6

Azúcar 8,4 100 8,4

Agua 71,6 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 4 Balance Materia.

†Pulpa con 1.2% de acidez.

Significa que para obtener 100 Kg de néctar de 20 % de pulpa y 12 Brix finales se deben mezclar 20 Kg de pulpa con IM de15, 8.4 Kg de sacarosa y 71.6 Kg de agua.

El néctar poseerá además 0.24% de ácido proveniente del aportado por la pulpa utilizada y diluida cinco veces.

Este tercer tipo de néctar es menos ácido aunque si se determina sus sólidos solubles mediante el refractómetro poseerá los mismos 12 Bx que los provenientes de pulpas con IM 8 y 10.

Ya dependerá del gusto de los consumidores cuál formulación de néctar preferirán. Suponiendo que sea la última, se puede establecer en la empresa que en la formulación para preparar el néctar escogido por los consumidores deberá ajustarse el IM de cualquier pulpa disponible a un valor de 15.

Si para elaborar un lote de este néctar se parte de una pulpa de otra procedencia que posee 12 Brix y 1.6 % de acidez, la pregunta es ¿Cómo normalizar esta pulpa para garantizar obtener la

misma relación Brix/acidez en el néctar?

Se procede de manera análoga:

La nueva pulpa posee un IM de:

De estas características se puede inferir que la uchuva esta pintona y le falta madurar o puede tratarse de una variedad de uchuva que aunque madura, es poco dulce y muy ácida.

Entonces hay necesidad de cambiar el IM de 7.5 de la pulpa disponible al IM de 15 que debe tener la pulpa para obtener el néctar normalizado.

La forma adecuada es aumentando los Bx de la pulpa con sacarosa. Para su cálculo se establece la siguiente proporción:

Se concluye que una pulpa con 1.6 % de acidez debe poseer 24 ºBx para que su IM sea de 15.

Para calcular la proporción de pulpa y azúcar que se deben mezclar a fin de que su IM sea de 15, se procede así:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

Uch† x 12

Sacarosa y 100

TOTAL 100 24

Cuadro 5 Balance Materia

† Pulpa de 12 Bx y 1.6 % de acidez

Despejando x de Ecuación. 1, y reemplazando en Ecuación. 2

Resolviendo esta ecuación se obtiene:

x = 86.5 y = 13.5

Significa que cuando se mezclan 86.5 partes de pulpa de 12 Bx con 13.5 partes de sacarosa se obtiene una pulpa que contiene 24º Bx y 1.6 % de ácido con un IM de 15.

Para preparar el néctar que reúna las cantidades de porcentaje en pulpa y de Brix finales, se puede plantear el siguiente cuadro:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA1

Uch † 20 24 48

Azúcar 7,2 100 7,2

Agua 72,8 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 6 Balance Materia

†Pulpa con 1.6% de acidez.

Significa que para obtener 100 Kg de néctar de 20 % de pulpa y 12 Brix finales se deben mezclar 20 Kg de pulpa con IM de15, 7.2 Kg de sacarosa y 72.8 Kg de agua. El néctar poseerá además 0.32% de ácido proveniente del aportado por la pulpa utilizada y diluida cinco veces.

De esta manera se obtendrá un néctar con una pulpa cuyo IM se ajustó al 15, que es el preferido, a pesar de poseer inicialmente brix tan bajos y alta acidez.

ACTIVIDAD .

FORMULACION DE NECTARES

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en las tablas posteriores encontrará la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

Se solicita preparar:

Nectar de % pulpa

con ºBx finales

IM deseado:

Apartir de:

Brix: °Bx

acidez: %

Borrar todo

INGREDIENTES 100 % ácido g. ácido

pulpa con IM= x

y 100

TOTAL 100

x= ; y=

Significa que cuando se mezclan partes de pulpa con partes de se obtiene una pulpa con las características deseadas. Para preparar el néctar que reúna las cantidades de porcentaje en pulpa y de Brix finales previstos se puede palntear el siguiente cuadro:

INGREDIENTES 100 ºBx g. SSA

Pulpa con IM=

100

Agua

--- ---

TOTAL 100

Significa que para obtener 100Kg de néctar con % de pulpa y Brix finales se

debe mezclar Kg de pulpa con IM de , de y Kg de agua.

3.1 NECTARES ELABORADOS CON MAS DE UNA PULPA DE FRUTA.

A medida que las comunidades se desarrollan, se ha notado una tendencia por ampliar la variedad de consumo de productos alimenticios.

Los habitantes de los países consumían hace varios años productos autóctonos o quizás de países vecinos. En Europa y EE.UU. se consumían principalmente productos de frutas subtropicales como de manzana, pera, ciruelas, algunas bayas y cítricos.

Posteriormente quisieron ampliar la variedad de consumo e iniciaron la importación y cultivo de frutas tropicales, con un rápido incremento, favorecido por la inmigración de personas de países tropicales a Norteamérica y Europa.

Esta misma tendencia se ha visto en los países asiáticos como Japón, quienes han iniciado un comercio importante con los países del Caribe, de importación de la uchuva, mangos, pitaya y otras frutas.

En los últimos años la tendencia es desarrollar néctares elaborados a partir de pulpas menos comunes o de mas de una fruta. Se busca ampliar la variedad de sabores y composiciones nutricionales, atendiendo a la necesidad de encontrar una mejor alimentación y buena salud.

Para desarrollar estos nuevos productos el investigador debe preparar nuevas mezclas de diferentes pulpas y establecer adecuadas proporciones entre estas. Con esto se busca descubrir sabores y aromas agradables o incorporar nutrientes a mezclas de características sensoriales más agradables.

La metodología para calcular las proporciones precisas en que participan cada uno de los ingredientes es semejante a la explicada cuando se emplea una sola pulpa. A continuación se presenta un ejemplo.

Suponga que al mezclar pulpa de uchuva (Uch) con pulpa de mango (Mg) se obtiene un tercer sabor muy agradable y además se puede reunir en un solo producto el alto contenido de vitaminas A y C del mango con las vitaminas del complejo B de la uchuva.

Estas dos pulpas presentan características similares y complementarias. El color amarillo intenso de ambas frutas permite no afectarlo y por otra parte el carácter ácido de la uchuva con el menos ácido del mango permite alcanzar un equilibrio que puede resultar en un producto de alta demanda en los mercados.

Se puede comenzar por preparar un néctar que posea una mezcla de estas dos pulpas en proporciones iguales. Las condiciones establecidas para la composición del néctar pueden ser que posea 18% en pulpas, 12 Bx finales y una acidez natural aportada por las pulpas.

La formulación del néctar con las condiciones que se dan, puede quedar como se muestra en el cuadro siguiente:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA*

Pulpas

Azúcar 100

Agua -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 7 Balance Materia

SSA* gramos de sólidos solubles aportados

La pulpa de uchuva disponible posee 14 Bx y la de mango 16 Bx.

Si estas pulpas se van a agregar en proporción 1:1 o 50%-50%, se pueden calcular los Bx de la mezcla resultante, mediante el siguiente cuadro:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

pulpa Uch 50 14 7

Sacarosa 50 16 8

TOTAL 100 15

Cuadro 8 Balance Materia

Es decir que siempre que se mezclen en proporción 1:1 estas dos pulpas con las mismas características de ºBx, poseerán 15 ºBx . Ahora que si un nuevo lote de pulpa de mango posee unos Bx diferentes se deben determinar e incluir el nuevo valor en el cuadro para así conocer los Bx de la mezcla.

Un néctar como el especificado, preparado a partir de esta mezcla de pulpas puede quedar formulado de la siguiente forma:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

Uch-Mg 18 15 2,7

Azúcar 9,3 100 9,3

Agua 72,7 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 9 Balance Materia

Este es el cuadro básico que muestra la manera de formular un néctar empleando una mezcla de pulpas, pero se puede elaborar separando cada pulpa así:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

Pulpa Uch 9 14 1,3

Pulpa Mg 9 16 1,4

Azúcar 9,3 100 9,3

Agua 72,7 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 10 Balance Materia

Ahora si la proporción de las pulpas se desea cambiar de 1:1 para aumentarle el sabor a uchuva se puede dejar en 4:1 que en términos de porcentaje sería 80%: 20% y entonces la formulación cambiaría de la siguiente manera. La cantidad de pulpa que debe tener el néctar es de 18 partes por 100 partes de néctar. Estas 18 partes a su vez deben estar repartidas en proporción 80:20 de pulpas Uch-Mg, es decir el 80% de 18 para uchuva y el 20% de 18 para mango; entonces los datos para la formulación quedarían:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

Pulpa Uch 14,4 14 2

Pulpa Mg 3.6 16 0,6

Azúcar 9,3 100 9,3

Agua 72,7 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 11 Balance Materia

ACTIVIDAD .

NECTARES ELABORADOS CON MÁS DE UNA PULPA DE FRUTA

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en las tablas posteriores encontrará la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

Se solicita preparar:

Nectar de % pulpas

con ºBx finales

Apartir de:

Brix:

Pulpa 1 °Bx

Pulpa 2: °Bx

relación 1

: (ej: 1:2)

Borrar todo

INGREDIENTES 100 BX g. SSA

Pulpa1

Pulpa2

TOTAL 100

Un néctar como el especificado, preparado a partir de esta mezcla de pulpas puede quedar formulado de la siguiente forma:

INGREDIENTES 100 BX g. SSA

Pulpa1-Pulpa2

AZUCAR

100

Agua

--- ---

TOTAL 100

3.2 NECTARES CON DIFERENTES EDULCORANTES.

Otra alternativa es que no siempre se usa la sacarosa como sustancia para edulcorar. Puede disponerse de otro edulcorante como los jarabes de glucosa, jarabe invertido cuyas concentraciones no son del 100% en sólidos solubles.

Si por ejemplo se dispone de miel de abejas, que esta formado principalmente de fructosa, cuya concentración es de 85 Bx, para ajustar el sabor dulce del anterior néctar de uchuva y mango, ¿cuál seria el porcentaje de ingredientes a mezclar?

En el último cuadro se reemplaza el azúcar por la miel y quedaría:

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

Pulpa UCh 14,4 14 2

Pulpa Mg 3.6 16 0,6

Miel 11 85 9,4

Agua 71 -- --

TOTAL 100 12,0

Cuadro 12 Balance Materia

Se necesitaría un 11% de miel del 85 Bx para obtener 9.4 g de sólidos solubles.

3.3 NECTARES A PARTIR DE PULPAS CONCENTRADAS.

Otra posibilidad es la de preparar una determinada cantidad de néctar a partir de pulpa concentrada. En este caso también hay necesidad de conocer los Brix del concentrado, los brix de la pulpa natural, el porcentaje de contenido de pulpa en el néctar y los Brix del néctar final. Con estos datos se puede ajustar el cuadro de balance de ingredientes.

Suponga que se parte de un concentrado de uchuva de 60 Bx; los Bx naturales de esta fruta es de 14%; el néctar contendrá el 18% en pulpa y 12 Bx finales. La pregunta es ¿qué peso de ingredientes se deben mezclar para preparar 13 Kg de este néctar?

Lo primero es conocer la composición del néctar como si se partiera de pulpa de concentración natural (14 Bx) y no de una pulpa concentrada (60 Bx):

Ingrediente. 100 °Brix gSSA Total1

Pulpa UCh 18 14 2 2,34

Azúcar 9.5 100 9.5 1,23

Agua 72,5 -- -- 9,43

TOTAL 100 12,0 13,0

Cuadro 13 Balance Materia

1Kg de ingredientes necesarios para obtener los 13 Kg de néctar calculados mediante una proporción. Ej. : 18/100=X/13.

De este cuadro se obtiene que para preparar el néctar se necesitan 2.5 Kg de sólidos solubles aportados por 18 Kg de pulpa uchuva natural cuando se van a preparar 100 Kg de néctar. Con base en este dato, se debe ahora calcular cuántos Kg de pulpa concentrada a 60 Bx se necesitan para obtener los mismos 2.5 Kg de sólidos solubles de uchuva.

Ingrediente. 100 °Brix gSSA Total1

Pulpa UCh 4,2 60 2,5 0,54

Azúcar 9.5 100 9.5 1,23

Agua 86,3 -- -- 11,23

TOTAL 100 12,0 13,0

Cuadro 14 Balance Materia

El néctar así producido tendrá las características de porcentaje de pulpa natural previstas, aunque se haya partido de pulpa concentrada.

Observando la formulación, se nota la ventaja de emplear pulpa concentrada, ya que se necesitarán 4,5 veces menos peso de pulpa natural para obtener el néctar normalizado.

Cierto es también que la pulpa concentrada puede haber perdido durante la concentración parte de

su aroma y sabor y afectar algo las características del néctar final.

La posibilidad es agregar un porcentaje de los sólidos solubles de uchuva, provenientes de la pulpa concentrada y el resto con sólidos solubles aportados por pulpa natural fresca, teniendo en cuenta que aún no se han logrado desarrollar aromas artificiales tan similares a los naturales, que puedan reemplazarlos y el consumidor no los detecte.

La forma de calcular cuánta pulpa concentrada y cuánta pulpa natural deben mezclarse para preparar el mismo néctar normalizado, puede ser estableciendo que la mezcla los sólidos solubles de estas pulpas sea 88:12 respectivamente.

El cuadro de balance será:

Ingrediente. 100 °Brix gSSA Total1

Conct.UCh 3,8 60 2,2 0,49

Pulpa UCh 2,2 14 0,3 0,29

Azúcar 9,5 100 9,5 1,23

Agua 84,5 -- -- 10,99

TOTAL 100 12,0 13,0

Cuadro 15 Balance Materia

Donde 2.2 es el 88% de 2.5 y 0.3 es el 12%.

ACTIVIDAD .

NECTARES CON DIFERENTES EDULCORANTES

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Se solicita preparar:

Nectar de % pulpas

con ºBx finales

Apartir de:

Pulpa 1 °Bx

Pulpa 2: °Bx

Concentración del edulcorante alternativo:

relación 1

: (ej: 1:2)

°Bx

Borrar todo

INGREDIENTES 100 BX g. SSA

Pulpa1

Pulpa2

TOTAL 100

Un néctar como el especificado, preparado a partir de esta mezcla de pulpas puede quedar formulado de la siguiente forma:

INGREDIENTES 100 BX g. SSA

Pulpa1-Pulpa2

EDULCORANTE

Agua

--- ---

TOTAL 100

3.4. NECTARES DIETETICOS.

Se les da esta denominación de dietéticos a los néctares que poseen un valor calórico mínimo, al compararlos con los néctares tradicionales los cuales son edulcorados con carbohidratos que aportan 4 calorías por gramo.

Un néctar tradicional posee en promedio 12 Bx es decir 12 g de sólidos solubles y alrededor de 88 g de agua. Significa que el aporte calórico de los sólidos solubles es de aproximadamente 48 cal/100 g de néctar.

En los últimos años han tomado fuerza los alimentos dietéticos a los cuales se añaden sustancias que cumplen ciertas funciones como gelificar, dar volumen, plasticidad, pero que no son asimilados y por lo tanto no se transforman en tejido graso.

Algunas de estas sustancias comunican un fuerte sabor dulce y se están empleando para reemplazar los edulcorantes naturales tradicionales como la sacarosa en sus versiones blanca y morena, la fructosa, glucosa, miel y jarabe de maíz.

Algunos de estas sustancias son llamados edulcorantes artificiales como la sacarina y el aspartame. Otros son edulcorantes naturales como el sorbitol y manitol, estos últimos son polialcoholes cuya absorción por la sangre es muy lenta y tienen muy poco valor nutricional.

El aspartame, es uno de los edulcorantes más empleados para endulzar alimentos procesados, es una mezcla de dos aminoácidos, el ácido aspártico y la fenilalanina, con un poder edulcorante entre 170 a 200 veces mas fuerte que la sacarosa.

Cuando el aspartame se emplea para reemplazar el azúcar tradicional en la formulación de un néctar, las calorías se reducen prácticamente a las que aporta la cantidad de pulpa agregada al néctar.

Si se observa la formulación de un néctar con aspartame, se nota que aunque su sabor dulce es igual al edulcorado con sacarosa, los Bx finales son cerca de cinco veces más bajos y por lo tanto cinco veces mas bajo su aporte calórico.

Ingredientes 100 °Brix g. SSA

Pulpa UCh 18 14 2,5

Aspartame 0,05 100 0,05

Agua 72,7 -- --

TOTAL 100 2,55

Cuadro 16 Balance Materia

Existe el problema que el aspartame se puede descomponer cuando es calentado a partir de cierta temperatura, perdiendo parcialmente su poder edulcorante. Esto limita su empleo en néctares que se someten a conservación mediante tratamientos térmicos fuertes. Habría que estudiar el efecto del calor sobre el aspartame cuando es agregado a néctares de diversas frutas tropicales.

4. TECNICAS DE CONSERVACION DE NECTARES

4.1 PASTERIZACION.

Los néctares pueden ser conservados mediante tratamientos térmicos adecuados. El más común es la pasterización, la cual puede realizarse de dos formas, primero se empaca el néctar y luego se pasteriza, o la segunda en la que el néctar primero se pasteriza y luego se empaca en caliente. En ambos casos el empaque una vez cerrado herméticamente, se lleva a refrigeración.

En el primer caso, una vez el néctar ha sido preparado en el tanque de mezcla y calentado a cerca de 60 ºC, se lleva directamente a la máquina llenadora y colocado en latas de determinado tamaño.

De allí es colocado en una marmita o autoclave donde es calentado durante un tiempo necesario, que dependerá de varios factores como pH del néctar, el tamaño, forma y posibilidad de agitación de los recipientes. Por lo general la temperatura que debe alcanzar la masa de néctar es de 85-88 ºC.

En el segundo caso, la posibilidad es de calentar el néctar de manera rápida a cerca de 90 ºC y luego llenar los envases y cerrarlos, para luego refrigerarlos durante 1 a 3 minutos.

Se estima que por el primer método de llenado a baja temperatura la pérdida de aromas puede ser menor que en el segundo. Además la posibilidad de recontaminación también es menor en el primero, aunque este exige que los empaques sean resistentes a golpes mecánicos y térmicos a los cuales se van a ser sometidos durante la pasterización. En este caso se emplean envases metálicos que deben ser recubiertos con una laca apropiada para evitar que los ácidos de las frutas reaccionen con el estaño de la lata.

Por el método de llenado en caliente se pueden emplear envases más económicos pero también resistentes al calor, como algunos tipos de plásticos, que también más livianos, resistentes a golpes, no se corroen, y son poco reactivos con los néctares.

4.2 ESTERILIZACION TERMICA Y ENVASADO ASEPTICO.

Otra técnica de conservación aplicable a los néctares es la esterilización térmica y envasado aséptico. Consiste en lograr un calentamiento rápido del fluido, retención durante un corto periodo de tiempo, enfriamiento y envasado bajo condiciones asépticas en recipientes previamente esterilizados.

Los dispositivos de calentamiento y enfriamiento utilizados son muy variados: Intercambiadores de placas, tubulares, de superficie raspante, etc., teniendo en cada caso ventajas e inconvenientes que presentan.

Así por ejemplo, los intercambiadores de placas tienen un costo relativamente bajo, ocupan poco espacio, puede aumentarse fácilmente su capacidad y requieren poco mantenimiento, pero en cambio necesitan bombeo de mayor presión, empalmes más robustos, las fugas resultan más difíciles de detectar, pueden presentar problemas de obturación y solo son utilizables por productos de baja viscosidad.

De otra parte, los intercambiadores de superficie raspada tipo votator son los mas adecuados para el tratamiento de concentrados y productos en general muy viscosos, pero son mas caros, y al poseer partes móviles requieren un mantenimiento más costoso.

Una vez se ha sometido a esterilización el néctar y se ha logrado enfriar, es decir que el fluido esta libre de microorganismos, el reto ahora es lograr mantener esta condición de esterilidad en las operaciones de llenado y cerrado, para luego llevar a almacenamiento a temperatura ambiente y ser abierto ya por el consumidor final.

El llenado aséptico se puede realizar en barriles o bolsas de plástico. Para el llenado en barriles existe el sistema que emplea una autoclave y consiste en efectuar la operación de llenado dentro de un autoclave, donde previamente el barril ha sido sometido a la acción del vapor a presión para asegurar la esterilidad.

El llenado se realiza bajo vacío y en condiciones de absoluta asepsia, con lo que facilita la operación y se deja un espacio de cabeza también bajo vacío dentro del barril. Luego se procede al cerrado hermético de la tapa, todo esto dentro del autoclave. Finalmente se abre el autoclave y se retira el barril con el néctar estéril y a temperatura ambiente.

Cuando el llenado es de bolsas de plástico existe el sistema conocido como "bag in box" que consiste en una bolsa plástica que se sitúa en una caja de cartón, Aquí también se hace el llenado en frío en condiciones asépticas.

En general la forma de operar este sistema para productos ácidos como los néctares de frutas, es como sigue. El néctar se esteriliza y enfría en proceso continuo por circulación a través de intercambiadores de calor adecuados.

La operación de llenado en frío bajo condiciones asépticas se realiza en una cámara especial que

previamente se esteriliza con vapor a 121 ºC durante 30 minutos. Después se introduce una corriente de aire estéril caliente, cuya misión es facilitar la acción germicida del cloro en forma de solución que se pulveriza continuamente dentro del recinto de llenado, evitando de esta forma cualquier riesgo de contaminación. La bolsa de plástico todavía cerrada con un tapón especial y preesterilizada por irradiación gama al fabricarla, se sitúa bajo la cámara de llenado en la que se introduce solo la boquilla que contiene el tapón. Este se separa dentro del ambiente estéril, realizándose a continuación la operación de llenado propiamente dicha. Por último el tapón se coloca y aprieta herméticamente y se saca el envase lleno con producto estéril y frío, situándolo finalmente en la correspondiente caja de cartón corrugado que le sirve de protección y soporte.

Con este sistema pueden llenarse bolsas de diferentes capacidades de 5 a 25 litros, envases institucionales, hasta aproximadamente 1100 litros o envases industriales.

Las bolsas están especialmente construidas para poseer una buena resistencia mecánica y una excelente impermeabilidad. Están hechas de polietileno especial para alimentos y una película metalizada, que no es aluminio.

4.3 EMPLEO DE ADITIVOS.

La conservación mediante adición de sustancias químicas ha sido muy usada hasta hace pocos años, pero a medida que los consumidores toman mas conciencia de la conveniencia de ingerir alimentos naturales, con el mínimo de sustancias conservantes, esta técnica es cada vez menos practicada sobre todo para los alimentos procesados exportables.

Los agentes más empleados para inhibir el desarrollo de microorganismos son los benzoatos, sorbatos y compuestos de azufre como metabisulfito. Los dos primeros son usadas principalmente sus sales de sodio y potasio en concentraciones entre 0,05 a 0,1%. Por encima de estas concentraciones son detectables por el sabor característico que comunica al néctar.

Los derivados del azufre como los sulfitos son más efectivos contra los esporas de los hongos que contra las levaduras, y en soluciones diluidas mas que en concentradas. Sin embargo recientemente ha sido restringida cada vez mas su empleo para conservar alimentos por la acumulación que puede tener al consumir simultáneamente varios alimentos que posean dosis con límites máximas de este tipo de conservante.

Otros agentes empleados como antioxidantes son el ácido ascórbico solo o en combinación con el ácido cítrico. Estos previenen cambios de color, sabor y deterioro de otros nutrientes en ciertos néctares como lulo, feijoa, manzana y pera.

4.4 CONSERVACION POR METODOS COMBINADOS.

Otra técnica de conservar los néctares consiste en combinar las anteriores formas de conservación pero de manera menos intensa. Esto se debe a la tendencia en la conservación de alimentos de evitar tratamientos únicos y fuertes, que aunque son efectivos contra el deterioro causado por los microorganismos, también tienen un efecto negativo contra los nutrientes y características sensoriales de los diferentes alimentos.

Es sabido que los tratamientos como la pasterización y peor aun si se realiza por tiempos prolongados, producen altas pérdidas de vitaminas termo-sensibles y de los compuestos volátiles característicos de las frutas.

De manera similar el empleo de agentes conservantes como los derivados del azufre produce pérdidas totales de vitaminas del complejo B, cambian en algo el sabor y algunas veces el color de los néctares.

La alternativa es lograr mantener un nivel muy bajo la carga microbiana inicial del producto, mediante un escrupuloso programa de higiene y sanidad en planta y además evitar aplicar en menor intensidad una sola de estas técnicas, sino más bien conservar agregando por ejemplo conservante pero en menores dosis, pasterizar pero en menor intensidad, someter a cierto nivel de vació, reducir el pH y almacenar a temperaturas de refrigeración o de congelación que permiten

retardar e inhibir, en algunos casos, los procesos deteriorativos de los alimentos.

El principio que se emplea en esta técnica de conservación es la de mantener, en este caso un néctar, lo mas parecido en sus características sensoriales y nutricionales al producto fresco recién preparado.

Para lograrlo se busca controlar los microorganismos y las reacciones de deterioro bioquímico mediante el efecto de varias técnicas pero no tan intensas: un poco de calor, la presencia en baja concentración de microbicidas y antioxidantes, de retirar la mayoría del oxígeno, bajar el pH, la temperatura y la disponibilidad de agua.

Con esta estrategia el alimento no cambia tan radicalmente sus características naturales, no posee elevadas concentraciones de sustancias conservantes de alguna manera nocivas para el consumidor, y a la vez se logra estabilizarlo durante un tiempo apropiado.

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1. INTRODUCCION

La mermelada de fruta es un producto pastoso obtenido por la cocción y la concentración de una o más frutas adecuadamente preparado con edulcorantes, sustancias gelificantes y acidificantes naturales, hasta obtener una consistencia característica.

Este producto recibe diferentes nombres en algunos países. En Gran Bretaña, principal fabricante y consumidor de estas conservas. Distinguen cuatro especialidades: Jam, preserve, jelly y mermelade. Las dos primeras son técnicamente similares, diferenciándose que en la primera, la fruta esta triturada y en la segunda aparece en grandes trozos. "Jelly" se denominan productos obtenidos de jugos o extractos de frutas. Finalmente se denominan "mermelades" cuando en la masa se incluyen trozos de frutas o tiras de cortezas cítricas.

Desde el punto de vista tecnológico es recomendable que este producto tenga un mínimo de 65% de sólidos solubles para asegurar su conservación. Las diferentes legislaciones de los mercados internacionales establecen los porcentajes mínimos de frutas que deben contener los distintos tipos de productos.

En Colombia la norma 285 de ICONTEC establece rangos que van de 40 al 20% para cierto grupo de frutas con las cuales se preparan las mermeladas de mayor consumo en nuestro país. La misma norma especifica sobre los tipos de sustancias gelificantes, acidificantes, edulcorantes y conservantes que pueden emplearse para la elaboración de mermeladas.

2. FUNDAMENTO

La preparación de mermeladas ha pasado de ser un proceso casero, para convertirse en una importante actividad de la industria de procesamiento de frutas.

La conservación de este producto se basa en las características de las materias primas que se emplean y los varios efectos que se ejercen sobre los microorganismos potencialmente deteriorantes de las mermeladas.

En primer lugar la materia prima empleada son las frutas, y estas en su mayoría se caracterizan por ser ácidas con un valor de pH que oscila entre 2,8 a 3,8. Esta propiedad limita el desarrollo de microorganismos (MO) patógenos, siendo las mermeladas atacables por hongos y levaduras.

En segundo lugar, el tratamiento de concentración se hace a temperaturas que pueden variar entre 85 y 96 ºC (para Bogotá) durante períodos de 15 a 30 minutos cuando menos. Este tratamiento térmico elimina de manera importante formas vegetativas de MO y la mayoría de esporuladas.

Un tercer efecto conservante es la alta concentración de sólidos solubles que alcanza el producto final. La alta presión osmótica que presenta un producto con 65 a 68% de sólidos solubles o grados Brix, impide el desarrollo de MO.

Aquellos que se pongan en contacto con esta masa tan concentrada sufrirán una deshidratación por ósmosis. Esto se debe a la menor concentración de sólidos presente en el interior de las células microbianas, las cuales no podrán impedir la salida espontánea de su agua que tratara de diluir la solución exterior más concentrada que es la mermelada.

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3. INGREDIENTES:

Los ingredientes que se incluyen comúnmente en la elaboración de mermeladas son frutas, agentes edulcorantes, gelificantes, acidificantes y otros aditivos que permita la legislación en cuanto a calidad y cantidad.

3.1 FRUTA.

La calidad final de la mermelada va a depender necesariamente de las características de sanidad,

madurez y composición de las frutas que se empleen.

Las frutas destinadas a la elaboración de mermeladas deben estar sanas. Si se emplean frutas con principios de descomposición en las que sus características de color, aroma o sabor hayan cambiado, deben ser descartadas. Estos cambios generalmente se producen por hallarse rotas, magulladas, o sobremaduras. Cualquiera de estos estados favorece el desarrollo de microorganismos. Estos últimos invaden las frutas entrando por las heridas causadas por maltratos o perforaciones de insectos. También debe evitarse procesar frutas con altos contenidos de pesticidas y demás sustancias que generalmente se emplean para evitar ataques de plagas. Estas sustancias pueden causar cambios en el gusto y sanidad de la mermelada.

El grado de madurez de las frutas influye en las características fisicoquímicas y sensoriales del producto final. Es así como las frutas pintonas no han desarrollado completamente su color, aromas y sabores característicos. A su vez las frutas sobremaduras poseen poca pectina en estado apropiado para contribuir a la gelificación de las mermeladas como mas adelante se explicará. Por lo anterior se recomienda emplear frutas maduras firmes.

Es deseable conseguir frutas de variedades que posean características de color, aroma y sabor fuertes. Además que su contenido en pectina y el rendimiento en pulpa sean altos.

Las frutas destinadas a la elaboración de mermeladas pueden ser preferiblemente frescas. Si esto no es posible se pueden preparar con frutas conservadas mediante alguna técnica, como es el caso de frutas o pulpas enlatadas, Entre estas últimas están las pulpas congeladas, concentradas o sulfitadas.

Cada una de estas técnicas permite obtener frutas o pulpas que pueden cambiar en cierto grado sus características sensoriales, que a la vez van a cambiar las de la mermelada final. Quizás entre las materias prima sometidas a conservación que mejor mantienen características de la fruta fresca son las pulpas congeladas, previa pasterización.

3.2 AZUCARES.

Los azúcares o edulcorantes mas comúnmente usados en la elaboración de este tipo de conservas son la sacarosa, glucosa, jarabe invertido y las mieles. Las mermeladas denominadas dietéticas emplean entre otros compuestos polialcoholes como el sorbilto l.

El contenido en azúcar de una conserva está expresado en porcentaje de sólidos solubles o grados Brix (º Bx). Estos se determinan directamente mediante lectura en refractómetro a 20 ºC y se expresan en porcentaje de sacarosa.

Este edulcorante o cualquier otro que se emplee contribuye de forma definitiva para que se produzca la gelificación final de la mermelada. Esta gelificación ocurre luego de la cocción y concentración hasta un nivel determinado de º Bx o concentración de sólidos solubles. Si este nivel se sobrepasa o no se alcanza es difícil lograr una adecuada gelificación. Ver gráfica 4

Ciertas fábricas prefieren el empleo de más de un edulcorante y ojalá en forma de jarabe. La mezcla de diferentes azúcares evita la cristalización, aporta menor sabor dulce y contribuyen a resaltar el color , aroma y sabor de la fruta empleada. Estas mezclas de edulcorantes se recomiendan cuando las mermeladas se preparan al vacío y no se alcanzan a producir cierto grado de "inversión" durante la cocción, es decir la hidrólisis de la sacarosa en glucosa y fructosa. Estas mezclas son mas fáciles de manejar y dosificar como jarabes que por lo general vienen en concentraciones de mas de 70 ºBx.

3.3 PECTINAS.

La pectina está presente en mayor o menor grado en todas las frutas, en algunas raíces como la remolacha y zanahoria, y en tubérculos como las patatas.

Hoy en día su uso esta muy extendido en la industria transformadora de frutas debido a su

propiedad funcional de gelificación en medio ácido azucarado.

Otras y numerosas propiedades de la pectina son la gelificación en medio menos ácido y en presencia de calcio, el poder espesante y la capacidad de suspensión.

Las pectinas son polímeros del ácido galacturónico cuya estructura es la siguiente:

PECTINAS DE ALTO GRADO METOXILO (CooMe) SU GRADO DE ESTERIFICACION (GE) ES SUPERIOR AL 50%

Por ejemplo esta pectina tiene 60% GE

PECTINAS DE BAJO GRADO METOXILO SU GRADO DE ESTERIFICACION (GE) ES INFERIOR AL 50%

Por ejemplo esta pectina tiene 40% GE

PECTINAS DE BAJO GRADO METOXILO AMIDADAS (CooNH2) SU GRADO DE ESTERIFICACION (GE) Y AMIDACION (GA) SON INFERIORES A

45% Y 25% RESPECTIVAMENTE Por ejemplo esta pectina tiene GE= 40% Y GA=20%

GRAFICA 1

Cada anillo de la codena posee un grupo carboxilo (-COOH). Este grupo puede estar esterificado con metanol produciendo grupos éster metílicos, (-COOCH3) o neutralizado por una base.

Según cuántos grupos carboxílicos están esterificados en la cadena o polímero, Kertesz los clasificó

dándole diferentes nombres:

Protopectinas, si todos los carboxilos están esterificados. Estas son insolubles en agua y se hallan en mayor cantidad en los tejidos de los frutos no maduros o verdes.

Acidos pectínicos: Si solo una parte pero mayoritaria de los carboxilos está esterificada. Estos compuestos son capaces de formar geles si las condiciones de sólidos solubles y pH son adecuadas. Las sales de estos ácidos se llaman pectinatos.

Pectinas: Son los ácidos pectínicos, solubles en agua caliente, con un contenido medio de éster metílico. La principal característica es su capacidad de formar geles en presencia de suficientes sólidos solubles, ácidos o iones polivalentes.

Acidos pécticos: Estos compuestos no poseen grupos carboxilicos esterificados. Las sales de estos se denominan pectatos y reaccionan fácilmente con los iones calcio de las células para producir compuestos insolubles en los jugos de frutas, dando un precipitado visible comúnmente en la separación de fases o abanderamiento en los néctares.

Las pectinas se distinguen por dos características relacionadas con su estructura bioquímica:

1. EL GRADO DE ESTERIFICACION del ácido galacturónico, que está en relación directa con su peso equivalente.

2. LA LONGITUD DE LAS CADENAS MOLECULARES, que está en relación directa con el peso molecular.

El comportamiento y aplicaciones prácticas de los diferentes tipos de pectinas se explica según los valores de estas dos características.

Según el grado de esterificación por ejemplo, las pectinas se clasifican como de alto o bajo metoxilo. Las pectinas de bajo metoxilo (LMP, Low Methoxyl Pectins) presentan esterificación menor del 50% y ayudan en la gelificación con la sola presencia de iones calcio. Este porcentaje significa que si la cadena de ácido galacturónico tiene por ejemplo 100 grupos carboxilicos y solamente 40 están esterificados se dirá que es da bajo metoxilo. Algunas veces aparecen grupos amidados en el lugar de los grupos metoxilados; Esta substitución se acentúa en los procesos industriales de desmetilación en medio amoniacal, dando lugar a pectinas amidadas.

Las pectinas de alto metoxilo (HMP, Hih Methoxyl Pectins) poseen grupos carboxilo esterificados en más del 50%. Ver gráfica 1.

3.3.1. PROPIEDADES DE LAS PECTINAS:

Las pectinas son hidrocoloides que en solución acuosa presentan propiedades espesantes, estabilizantes y sobre todo gelificantes. Son insolubles en alcoholes y disolventes orgánicos corrientes y parcialemente solubles en jarabes ricos en azúcares.

Dispersabilidad-solubilidad:

La disolución en agua de las pectinas en polvo tiene lugar en tres etapas: Dispersión, hinchado y disolución.

Para la dispersión del polvo es necesaria una fuerte agitación a fin de separar bien los gránulos de

pectina e impedir la formación de grumos que serían posteriormente insolubles.

Una vez dispersada, la pectina necesita tiempo mas o menos largo (función de la temperatura, de la concentración, de la dureza del agua, etc.) para hidratarse: es la etapa de hinchado. Por ejemplo para una pectina HM 150 ºSAG, se dispersa en una solución al 4% en agua fría o tibia.

Finalmente cuando las moléculas han fijado una cantidad suficiente de agua, entre 15 y 25 veces su propio peso según las condiciones de trabajo, se obtiene una solución homogénea.

Propiedades de las disoluciones.

A temperatura ambiente y a su propio pH, (2,8-3,2) las pectinas son tanto mas solubles en agua cuanto mayor es su grado de esterificación. Las disoluciones que se obtienen presentan un carácter aniónico (carga negativa) que puede comportar incompatibilidades en la formulación de algunos productos alimenticios.

La viscosidad de la solución depende de:

- La concentración y la temperatura,

- El peso molecular y el grado de esterificación de la pectina,

- La presencia de electrolitos en el medio,

- La dureza del agua, especialmente en las pectinas de bajo metoxilo.

Este grado de esterificación determinará el comportamiento de las pectinas junto a los ingredientes necesarios para la gelificación. Es así que las pectinas con alto metoxilo necesitan para formar geles contar con una concentración mínima de sólidos solubles y un valor de pH que oscila entre un rango relativamente estrecho.

El peso molecular de la pectina, que depende directamente de la longitud de la cadena molecular, influirá en la solidez del gel producido, es decir del poder gelificante de la pectina.

Este poder se ha convenido expresarlo en los grados SAG. Estos grados se definen como "el número de gramos de sacarosa que en una solución acuosa de 65 º Brix y un valor de pH 3,2 aproximadamente, son gelificados por un gramo de pectina, obteniéndose un gel de una consistencia determinada".

Los grados sag de una determinada pectina extraida de una fruta como la manzana o cáscaras de cítricos, varían principalmente según el grado de madurez de la fruta, del proceso de extracción y condiciones de almacenamiento de la pectina obtenida.

LAS PECTINAS DE ALTO METOXILO (HM) pueden encontrarse en el mercado de tres tipos:

Gelificación de la pectina

Porcentaje esterificación

Lenta 60 - 67

Mediana 68 - 70

Rápida 71 - 76

Estas pectinas de alto metoxilo se caracterizan por un diferente comportamiento respecto a la gelificación, entendiéndose por gelificación el inicio de la formación del gel que aparece cuando una vez completada la cocción, la masa se enfría y alcanza la temperatura crítica de gelificación Esta temperatura es característica de cada pectina.

Las disoluciones de pectina son estables en medio ácido (pH: 2,5 a 4,5) incluso a temperaturas elevada; por el contrario sufren una rápida degradación en medio alcalino.

Las enzimas pectolíticas degradan las soluciones de pectina. Según el tipo de enzima se producirá una reacción diferente que afectará el grado de esterificación o su peso molecular y con esto su poder gelificante. Este tipo de daño lo sufren mas intensamente las pectinas de alto metoxilo.

Estas pectinas encuentran su mayor empleo en la preparación de mermeladas cuando las frutas con las cuales se preparan a nivel industrial poseen un bajo contenido en pectinas.

GELIFICACION CON PECTINAS DE ALTO METOXILO.

El proceso de gelificación con este tipo de pectinas requiere la presencia de cuatro ingredientes;

PECTINA - AGUA

AZUCAR - ACIDO

Cuando la pectina entra en solución acuosa, sus grupos carboxilo se disocian parcialmente para formar iones carboxilo con carga negativa (R-COO -) provocando así el aumento de la carga negativa de las moléculas y la recíproca repulsión entre ellas. Todo esto favorece la disociación de la pectina.

La adición de azúcar y de ácido modifica completamente este cuadro. El azúcar desarrolla una acción deshidratante sobre la pectina y la lleva al limite de la solubilidad; el ácido, liberando iones hidrogeno positivos, neutraliza la acción de los iones carboxilos negativos, reduce al mínimo el aumento de la carga eléctrica y la disociación de la pectina, y favorece las uniones físicas de sus moléculas.

De la acción mutua entre el azúcar y del ácido sobre la pectina en solución, a temperatura suficiente para facilitar la solubilización y las uniones físicas de los componentes, nace la típica estructura reticular que, enfriándose se solidifica en forma de gel.

La elección de la pectina a emplear, depende de las características del producto que se desea obtener y del proceso de elaboración seguido.

El uso de los diferentes tipos de pectinas esta recomendado de la siguiente forma:

PECTINAS DE GELIFICACION A VELOCIDAD MEDIA Y RAPIDA son usadas para la fabricación de mermeladas destinadas a ser empacadas en recipientes pequeños (máximo 1 Kg.), ya que la rapidez de gelificación evita que la fruta en trozos flote durante la fase de enfriamiento. Estas pectinas son también empleadas para aquellos productos que requieren un valor relativamente alto de pH (pH=3,0-3,5 para 65% de sólidos solubles).

PECTINA DE GELIFICACION LENTA es usada para mermeladas y geles en general, y para productos que deben ser empacados en recipientes de grandes dimensiones (en este caso es

indispensable enfriar la masa a 70-75 oC antes del llenado).

GRAFICA 2: Intervalos de temperatura y pH a los que gelifican pectinas de alto metoxilo.

También ha tenido éxito, en el caso de mermeladas, una mezcla de pectinas de rápido y lento grado de geificación para provocar un gel que bloquee a altas temperaturas las partículas de fruta suspendidas y además para permitir la gelificación final a más baja temperatura.

La gráfica 2. presenta los intervalos de temperatura y pH a los cuales gelifican las pectinas de alto metoxilo pero de diferente velocidad de gelificación.

La dosificación de la pectina es fácilmente calculable, en forma teórica, conociendo su graduación o grados SAG y el contenido de azúcar de la masa a gelificar: la relación entre el peso total de los azúcares y la graduación de la pectina permite obtener la cantidad de pectina necesaria para la gelificación.

En la práctica esta dosificación, válida para un jarabe con 65 oBx y para un determinado pH, cambia con la variación de su pH y el valor de los sólidos solubles.

La cantidad de pectina requerida para obtener un gel de determinada consistencia esta en relación inversa a la concentración de azúcar de la masa a gelificar como se puede observar en la gráfica 3.

GRAFICA 3: Curva de equilibrio en la consistencia del gel ante la variación de la fuerza de la pectina y los solidos solubles finales del producto.

A una mayor cantidad de azúcar presente corresponde una menor cantidad de líquidos, o sea una menor densidad de la estructura para retenerla (y por lo tanto menos pectina), y viceversa, una menor concentración de azúcar requiere una estructura reticular mas densa (o sea mas pectina) para retener la mayor cantidad de líquidos presentes.

Considerando el comportamiento del pH óptimo de gelificación respecto a la concentración de azúcar (gráfica 4) la interdependencia de los tres componentes azúcar-ácido-pectina puede ser representada como en la gráfica 5.

GRAFICA 4: Condiciones de gelificación de las pectinas de alto metoxilo.

En la práctica industrial otros factores intervienen para modificar las dosis teóricas de pectina; estos son debidos a la fruta, por el aporte de poder gelificante de las sustancias pécticas naturales; por la presencia de sales solubles y de fibras insolubles , que contribuyen a la consistencia del producto final.

En la gráfica 4 se observa el área interna del polígono, en la que se dan condiciones de concentración de materia seca o sólidos de la mermelada y de pH en las que es mas probable la gelificación. Por ejemplo a 65 Bx la gelificación puede ocurrir si la mezcla de ingredientes fluctúa entre pH 2,9 a 3,5. Esta amplitud de pH se restringe de manera significativa si los Brix bajan alrededor de 60% o suben al 80%.

Si un producto de 68 Bx tiene pH inferior a 3,0 o superior a 3,6 posiblemente presentará sinéresis en el primer caso o gelificación defectuosa en el segundo. Si los Brix son inferiores a 60% no habrá gelificación y superiores a 80% seguramente se presentará cristalización del azúcar presente en mayor concentración.

En la gráfica 5 se sintetiza la interdependencia de los tres parámetros, pectina, pH y Brix.

Se observa que mezclas con altos Bx gelificarán con mayor facilidad a pH de 3,2 sin necesitar pectinas de altos ºSAG y de manera opuesta, mezclas de poco contenido en Bx necesitan pH mas ácidos (pH cercanos a 2,8) con pectina de alta graduación de SAG o en general altas cantidades de pectina.

GRAFICA 5: Equilibrio de los ingredientes para lograr la gelificación

Teniendo en cuenta la dificultad de evaluar todos los factores que modifican los valores teóricos, la exacta dosificación para cada partida de fruta o de jugos se obtiene efectuando una pequeña prueba, partiendo de la dosis teórica y modificándola con base en los resultados obtenidos. Ahora, la dosis óptima valdrá para toda la partida.

Un último factor, ajeno a la naturaleza de los componentes del producto y que influye sobre la dosificación de la pectina es el tamaño de los recipientes de empaque. Los frascos de grandes dimensiones requieren una mayor consistencia del producto que los recipientes pequeños, y las dosis de pectina varían en consecuencia. Así por ejemplo, recipientes de 1 kg. necesitarían aumentar en un 2% la cantidad de pectina prevista. Uno de 10 kg. se aumentará en un 20%.

En el proceso de gelificación, la formación de la estructura reticular del gel tiene lugar durante la

fase de enfriamiento que sigue a la cocción de la mezcla de los varios ingredientes, y más precisamente comienza cuando viene alcanzada la temperatura critica de gelificación de la pectina empleada. En la práctica los valores teóricos de esta temperatura son superados por unos pocos grados de presencia de sales naturales de las frutas.

Respecto a la temperatura a la que se produce la gelificación es mayor si se aumenta cualquiera de los siguientes factores: acidez, Brix, cantidad de glucosa o pectina y más, si esta es de alto metoxilo y de gelificación rápida (ver gráfica 2).

Por otra parte la solubilidad de la pectina se ve disminuida si posee alto grado de esterificación o ésta se encuentra en estado do ionizado; también si el pH de la mezcla es bajo o por la presencia de sales buffer como las del calcio.

El tiempo que transcurre antes de producirse la gelificación disminuye al aumentar la acidez, los Brix totales y por el uso de pectinas de alto metoxilo.

La cocción prolongada provoca además de un exceso de inversión y caramelización de la sacarosa, un inconveniente más grave sobre la pectina, y es su degradación y daño irreparable. Mantener la masa a temperaturas superiores a los 100 oC afecta rápidamente las cualidades gelificantes de la pectina al producir su hidrólisis.

Es por esto muy importante, para utilizar todo el poder gelificante de la pectina, reducir al mínimo el tiempo durante el cual la pectina participa en la cocción y acelerar el enfriamiento del producto terminado.

3.3.2. PECTINAS DE BAJO METOXILO.

Al contrario de las pectinas de alto metoxilo las pectinas de bajo metoxilo (LM) forman geles termorreversibles por interacción con el calcio presente en el medio; el pH y la concentración de sólidos son factores secundarios que influyen en la velocidad y la temperatura de gelificación y además en la textura final del gel.

En efecto estas pectinas tienen la propiedad de formar gel cuyo soporte esta constituido por una estructura reticular de PECTINATOS DE CALCIO, mientras su contenido de sólidos solubles puede bajar hasta 2%, y el valor de pH acercarse a la neutralidad. Para la gelificación, por esto, la sola presencia de la pectina y de las sales de calcio es necesaria y suficiente.

El comportamiento de las pectinas de bajo metoxilo está, como para las otras pectinas, influenciado por varios factores, entre los cuales el azúcar y el ácido que, si bien no son necesarios, condicionan las dosis de los componentes para la óptima gelificación.

Entre estos factores están:

1. El grado de esterificación de la pectina, 2. El peso molecular de la pectina, 3. Los o Bx del producto, 4. El valor del pH del producto, 5. La cantidad de sales de calcio presente en los componentes.

Las pectinas que se pudieran conseguir en el mercado (internacional) varían en su grado de esterificación y en algunos casos ya llevan incorporadas cantidades de sales de calcio para ser utilizadas con valores de pH y sólidos solubles precisos. La extensión del campo de empleo, desde pH=2,5a 6,5 y Bx=0-80%, permite obtener una amplísima gama de productos interesantes para la industria de alimentos, de dulces, cosmética, farmacéutica, etc.

La dosis de pectina, que generalmente se determina por pruebas con pequeñas cantidades de materias primas disponibles, está normalmente comprendida entre 0,3 y 2% del peso final del producto. Las modalidades de empleo práctico no difieren de las empleadas con pectinas de alto metoxilo, y como para estas, hay que tener un máximo cuidado en su perfecta disolución para la

completa utilización del poder gelificante.

Estas pectinas también tienen un amplio rango de temperaturas para la gelificación el cual oscila entre 38 y 100 ºC.

3.3.2.1.EMPLEO DE LA PECTINA

El empleo de la pectina como gelificante ha sido muy extenso debido a las características de las pectinas de bajo metoxilo, de los pectatos y ácidos pécticos, para formar geles con calcio o iones equivalentes, sin o casi sin la presencia de azúcar.

Con estas pectinas se hallan geles que encuentran interesantes aplicaciones no solo en la industria alimentaria, sino también en la farmacéutica y cosmética, para la preparación de pastas y cremas gelificadas, como dispersante y en general para reducir la presencia de azúcar.

En muchos casos además, el empleo de las pectinas de bajo metoxilo es facilitado por la baja temperatura de fusión de los geles obtenidos y por su capacidad de retomar el aspecto primitivo, después de la fusión.

Las pectinas de bajo metoxilo y sus sales (pectinatos) son utilizados en la industria alimentaria para la preparación de pudines de leche, geles de jugos de fruta o mezclas de frutas, geles para rellenos de pastelería, mermeladas para bizcochería y mermeladas con contenido de sólidos inferiores al 55%.

3.3.3. METODOS PARA LA MEDICION DE LA GRADUACION DE LA PECTINA

La graduación de una pectina es medida por la consistencia o fuerza del gel obtenido al emplear una formulación determinada. Entre los varios métodos usados para realizar esta medición, se halla la medida de los grados SAG de donde ha tomado el nombre de método SAG (IFT). Este método esta recomendado por el Comité de Expertos IFT (International Food Technologist) para la normalización de pectinas desde 1.959. Se encuentra publicado en la revista Food Technology, 13, página 496 de 1.959, y su aplicación es común entre todos los fabricantes de pectinas.

Este método usa un rigelímetro el cual dispone de un tornillo que permite medir la deflexión de un gel normalizado. Este gel ha sido preparado con la pectina a la cual se le desea medir sus grados SAG. El gel normalizado posee las siguientes características:

- Materia seca refractómetrica: 65%

- pH de la masa: 2.3 a 2.4

- Fuerza gelificante normal: 23,5% de penetración medida en un ridgelímetro.***

La lectura hecha sobre el gel en cuestión se lleva a una gráfica que permite determinar la variación de los grados SAG de la pectina sometida a análisis.

Otros instrumentos que permiten medir las propiedades de los geles son el Gelómetro de Tarr-Baker, que mide la presión necesaria para provocar la rotura de la superficie libre de del gel con un pistón de forma y dimensiones preestablecidas. Las medidas hechas con este aparato son poco prácticas y de uso complicado, no son siempre reproducibles y dan una aproximación del 5% mas o menos.

Rigidometro de Owens & Macllay que mide el ángulo de rotación de una paleta mecánica, sumergida en el gel, sobrepuesta a una determinada pareja de torsión. Las medidas hechas con este equipo, de

uso algo complicado, dan una aproximación también del mas o menos 5%.

Rigidómetro "Exchance" de Cox & Higby que mide el hundimiento de la forma de un gel dejado en reposo. Por la medida del hundimiento reportado sobre un diagrama suministrado con cada equipo, se obtiene la real graduación de la pectina examinada. La aproximación obtenida con este equipo es de 2% mas o menos. Su uso rápido y seguro y la reproducibilidad de las medidas han merecido su utilización mas generalizada.

3.4. EL ACIDO

El fenómeno de la gelificación esta estrechamente ligado a la acidez activa, expresada como pH, que tiene significado y valores diversos de la acidez titulable o total.

Algunas sales contenidas en la fruta, llamadas sales tampones o buffers, tienen poder estabilizante sobre los iones ácidos y básicos de una solución y reducen el efecto de la acidez total. En una solución de alto contenido de ácido, la presencia de sales tampones disminuye la acidez activa e influye negativamente sobre el proceso de gelificación, que requiere el ajuste del pH a valores bien delimitados.

Para cada tipo de pectina y para cada valor de concentración de azúcar existe un valor de pH al cual corresponde el óptimo de gelificación.(Ver gráficas 4 y 5). Este valor óptimo esta comprendido entre límites estrechos, que van, para pectinas de alto metoxilo entre pH=2,8 a 3,7. Para valores superiores a 3,7 (o sea para una acidez activa mas débil ) la gelificación no tiene lugar, mientras que para valores inferiores a 2,8 (acidez activa mas fuerte) se produce la SINERESIS.

El fenómeno de la sinéresis se manifiesta por una exudación de jarabe y es debido al endurecimiento excesivo de las fibras de pectina, que pierden la elasticidad necesaria para retener los líquidos del gel.

Entre los factores que disminuyen este fenómeno están el aumento del pH, de la concentración de pectina y los sólidos solubles. De otro lado la sinéresis se ve aumentada por el uso de pectina de rápida gelificación y la adición de jarabe de glucosa. (Ahmed, 1981).

La exacta valoración del pH es extremadamente importante, ya que una mínima diferencia en la zona del óptimo de gelificación influye definitivamente sobre la rigidez, consistencia y grado de sinéresis de un gel.

La acidez activa necesaria para obtener la gelificación se consigue en cada caso añadiendo ácido y mientras la cantidad de azúcar es un dato obtenible con un simple cálculo sobre la base del valor preestablecido de los sólidos solubles del producto final, la dosificación del ácido no es fácilmente calculable a priori, ni se puede referir a experiencias anteriores, dada la variabilidad de las características de la fruta.

El modo más práctico para dosificar el ácido es efectuar una pequeña prueba tentativa, De una determinada cantidad de la pulpa o jugo a elaborar, se mide el pH y se lo lleva, con adecuada adición de ácido, a un valor de 0,1 mas bajo del pH considerado para el producto terminado. Por ejemplo si se desea obtener una mermelada de pH 3.2, se calcula la cantidad de ácido que se debe agregar a una muestra de peso conocido para ajustarle el pH a 3.1. De la cantidad de ácido adicionado es fácil deducir, con una simple proporción, la cantidad a emplear en la fabricación de todo un lote.

El ácido cítrico generalmente es usado en solución al 30% peso-volumen (500g. de ácido seco en un litro de solución), que permite un fácil control de la dosificación.

El ácido debe ser introducido al final de la cocción ya que con esto se crean las condiciones necesarias para la gelificación y se inicia el proceso. Su adición anticipada provocaría fenómenos de pre-gelificación que dañarían el resultado final de la elaboración. Los ácidos mas usados son el cítrico, el tartárico y más raramente el láctico y el fosfórico. El ácido cítrico es considerado generalmente más satisfactorio por su agradable sabor; el ácido tartário es más fuerte, pero tiene un sabor menos ácido.

3.5. INTERACCION DE LOS COMPONENTES DEL GEL

La formación del gel puede tener lugar con proporciones variables de los componentes, que deben alcanzar en cada caso, un exacto equilibrio para obtener el óptimo de gelificación. Este equilibrio en la práctica industrial, además de la relación en peso entre los componentes, esta influenciado también por la presencia de ciertas sales, sean estas naturalmente contenidas en la fruta o adicionadas.

El campo de gelificación de la pectina de alto metoxilo esta comprendido entre los valores 60 y 80% de los sólidos solubles.

Durante la cocción una parte de la sacarosa se INVIERTE transformándose en glucosa y fructuosa. Esta inversión producida por una hidrólisis , es necesaria para prevenir la cristalización de la sacarosa, y esto porque el punto de saturación de un jarabe de sacarosa y azúcar invertido es superior al de un jarabe de solo sacarosa. La inversión del 30-40% de sacarosa es considerada satisfactoria para un producto con el 65% de sólidos solubles.

La cocción prolongada de la masa de ingredientes puede causar dos graves inconvenientes: Exceso de inversión, con la respectiva cristalización de la glucosa, y la caramelización de los azúcares, con el oscurecimiento del producto y la apreciable pérdida de aromas.

La cocción por esto debe ser mantenida entre los límites de tiempo que impidan la modificación de los azúcares que dañarían irreparablemente el producto final. (ver gráfica 6.)

GRAFICA 6: efecto del tiempo y la temperatura de cocción de mermeladas de 68 ºBx y pH 30, sobre el grado de inversión de la sacarosa.

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4. GENERALIDADES SOBRE LA ELABORACION INDUSTRIAL DE MERMELADAS

Al procedimiento seguido en la preparación de mermeladas y al tipo de materias primas empleadas, se unen además ciertas condiciones fundamentales y de carácter general relacionadas con la formulación, necesarias para que se logre obtener un producto que cumpla con las exigencias de calidad propias de las mermeladas.

Las fórmulas de fabricación están constituidas por varios factores que contribuyen, estos juntos, a lograr las cualidades peculiares del producto terminado. Estos factores son:

1. Sólidos solubles del producto terminado (expresados como ºBrix) 2. El óptimo de azúcar invertido y, 3. Acidez total y el pH del producto.

Los otros factores como las características fisicoquímicas de la fruta, las características de la pectina y el agua, constituyen variables que provocan un continuo adaptamiento y ajuste de las fórmulas de elaboración, tarea a cargo del experto experimentado en la preparación de este tipo de conservas.

4.1 LOS SOLIDOS SOLUBLES.

Las legislaciones de casi todos los países establecen para las mermeladas un contenido mínimo de sólidos solubles que varía desde 60 a 68,5%. El rendimiento teórico de una formulación está calculado sobre el total de la materia sólida de los componentes, cuyos valores no sufren variaciones con la cocción.

Los valores aproximados de los sólidos solubles de las principales materias primas son:

Sacarosa 100%

Acido seco 100%

Pectina seca 100%

Fruta 5 al 30%

Los primeros tres valores son constantes, mientras el cuarto depende de la variedad y del grado de maduración y de conservación de la fruta.

En lo relacionado con la concentración de azúcar es bueno recordar que esta aumenta con la cocción no solo por la eliminación del agua, sino también por la inversión de la sacarosa. En un producto con un valor teórico del 65 % de sólidos solubles y con el 30% de sacarosa invertido, el incremento de las sustancias sólidas es de cerca del 1% del peso del producto terminado, resultando así un valor real de sólidos solubles del 66%, Este aumento es considerado como un margen de seguridad.

4.2. PORCENTAJE OPTIMO DE AZUCAR INVERTIDO.

La cantidad de azúcar invertido en el producto final debe ser siempre menor a la de sacarosa presente. Para el valor de 65oBx el óptimo de inversión esta comprendido entre el 20 y el 25% del peso total del producto terminado (30-40% de los azúcares totales). Usando pulpas ácidas la inversión debe ser frenada agregando una sal tampón o buffer, mientras que con pulpas no ácidas debe ser activada con un ácido orgánico. La inversión de la sacarosa, además de la acidez natural d la fruta depende de la duración de la cocción y de la temperatura.

4.3. ACIDEZ TOTAL Y pH DE LA MERMELADA.

La normal gelificación se obtiene ajustando el pH de la fruta (pulpa o jugo) entre los límites ya indicados en las gráficas. La acidez total de la mermelada debe ser mantenida lo más constante

posible; esta puede variar entre un máximo de 8% y un mínimo de 3% con un óptimo de 5%.

5. LA COCCION.

La cocción es la fase más importante y delicada del proceso de fabricación de la mermelada. Durante esta los ingredientes agregados en una secuencia adecuada son transformados en el producto final. La cocción produce los siguientes efectos:

4. Ablandamiento de los tejidos de la fruta a fin de hacerla capaz de absorber el azúcar.

5. Eliminación por evaporación de las eventuales trazas de productos químicos usados para la conservación de la pulpa como el dióxido de azufre.

6. Asociación íntima de los componentes. 7. Transformación de parte de la sacarosa en azúcar invertido. 8. Eliminación por evaporación del agua necesaria, hasta alcanzar un contenido de sólidos

solubles preestablecidos.

La cocción puede ser efectuada en marmita abierta, en recipiente a vacío y en circuito cerrado. El primer procedimiento ofrece la ventaja del fácil control de la rapidez; el segundo permite trabajar a bajas temperaturas y grandes cantidades de producto; el tercero que es el mas reciente, permite conservar casi intactas las características organolépticas y los aromas de la fruta fresca. En cada caso la cocción debe ser efectuada en el mas breve tiempo posible, para no comprometer el éxito de la elaboración.

5.1 LA COCCION EN MARMITA ABIERTA USANDO PECTINA SECA.

La fruta o pulpa se coloca en la marmita con un 10% de azúcar de la dosis total a agregar, a fin de impedir que la masa se pegue a la pared de la marmita y para asegurar la inversión deseada de la sacarosa. La dosis de pectina necesaria se mezcla con azúcar en proporción 1 a 5 en un recipiente seco y esta mezcla es adicionada a la masa en la marmita con agitación vigorosa, mientras es interrumpida momentáneamente la ebullición.

Con el propósito de que la pectina pueda disolverse completamente en la masa, es necesario que al momento de la adición de la pectina seca el contenido de sólidos solubles no sea superior del 25%. Esta condición se supera cuando se emplea pectina en solución.

A continuación se prosigue con la evaporación hasta un nivel de concentración que es alrededor de 37a 40Brix. En este momento se agrega y disuelve el resto de edulcorante que se tenía pesado. Aquí sin necesidad de concentrar mas, se alcanzan los 65 a 68 Brix. Luego se procede a adicionar la cantidad de solución de ácido previsto para llevar al pH adecuado. El valor del nivel de concentración al que se lleva la mezcla inicial depende del porcentaje de fruta que se ha establecido contenga la mermelada y de la proporción fruta:edulcorante previsto en la formulación.

Con esta técnica se logra una más rápida la concentración, debido a que es más fácil retirar agua de una solución diluida que de una concentrada. El que sea más rápido permite un ahorro en energía, mano de obra, uso de equipos; evita la salida de la mayoría de compuestos volátiles que comunican el aroma y sabor característicos de la fruta en proceso; previene el deterioro por hidrólisis ácida de las pectinas naturales o adicionadas , y en general puede reducir los costos que producirían procesos prolongados.

El siguiente paso es le envasado de la mermelada. Esta operación se debe llevar a cabo a temperatura superior a la que gelifica la pectina empleada, es decir a la temperatura crítica de gelificación. Aproximadamente, una pectina de velocidad lenta de gelificación lo hace cerca de los 60 ºC, la de velocidad intermedia a 75 ºC y la de rápida a 85 ºC.

Si el envasando se efectúa a temperaturas alrededor de 88 ºC o mas y cerrando inmediatamente, el envase se invierte para esterilizar la tapa y de esta forma no hay necesidad de someter el producto a posteriores tratamientos térmicos. los frascos así obtenidos se pueden luego enfriar y dejar en reposo para lograr la formación del gel característico.

6. CALCULO DE LA FORMULACION DE INGREDIENTES.

El cálculo de la formulación para la fabricación de un producto, requiere del conocimiento de las características de sus componentes y de sus proporciones en el empleo, que en el presente caso son:

9. Contenido de fruta respecto al producto final. 10. Los sólidos solubles del producto final. 11. El poder gelificante o gradación de la pectina. 12. pH de la fruta. 13. pH óptimo de gelificación de la pectina.

Ejemplo ilustrativo:

Suponga de debe calcular la cantidad de ingredientes que se necesitan para preparar una mermelada de mango de 65 Bx finales, con un contenido en fruta del 50% respecto al producto terminado, y se dispone de la siguiente información:

- La pulpa de mango posee 12 Bx y pH = 3,8

- Se dispone de una pectina de gelificación lenta de 150 ºSag con óptimo de gelificación en pH=3,0 y

- Solución de ácido tartárico al 50% p/p

Cálculo de ingredientes:

Ingredientes 100 ºBrix SSA

Mango 50 12 6.0

Azúcar 59 100 59.0

TOTAL

65.0

Para calcular el volumen de solución de ácido tartárico necesario para el ajuste del pH = 3,0 se procede así: Se toma una muestra de pulpa de peso conocido, por ejemplo 50 g y se determina el pH. Sin retirar el electrodo se continúa leyendo los cambios de pH al agregar lentamente y con agitación cantidades pequeñas, 0,1 mal por ejemplo, del ácido tartárico hasta alcanzar el pH 3,0. Se determina de esta forma el volumen de ácido necesario para llevar a pH 3,0 los 50 g de pulpa de mango. Efectuando la respectiva proporción se puede calcular el total de ácido para ajustar a este pH a toda la masa de pulpa a utilizar. Esta cantidad de ácido se prepara para agregarla al final de la cocción de la mezcla.

ACTIVIDAD .

FORMULACION DE MERMELADAS

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en las tablas posteriores encontrará la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente. Se solicita preparar:

Mermelada de % en pulpa

con ºBx finales

Apartir de:

Pulpa:

Brix: °Bx

Borrar todo

INGREDIENTES 100 ºBx SSA

Pulpa

Azúcar

100

TOTAL 100

Para calcular el volumen de solución de ácido tartárico, debe seguir las instucciones anteriormente expuestas.

7. CONTROL DE CALIDAD DE MERMELADAS.

El productor de mermeladas debe contar con una serie de equipos y elementos que le permitan realizar algunos controles mínimos a las materias primas, a los productos en proceso y a los terminados.

Entre estos elementos se hallan: Termómetro para medición de temperaturas de ebullición y quizás determinar el punto final al que debe alcanzar la concentración de la mermelada.

Refractómetro para determinar los º Brix de materias primas, los de la masa en proceso; y finalmente del producto terminado. Con este aparato se puede determinar con una gota de muestra la concentración de sólidos solubles en un determinado momento del proceso de concentración. En el mercado se consiguen refractómetros de escalas que van de 0 ºBx hasta 85 º Bx.

Potenciómetro para la medida del pH. No se recomienda emplear papeles indicadores teniendo en cuenta su baja precisión y la necesidad de ajustar este valor en un rango tan estrecho. Antes de determinar el valor de pH se debe calibrar el equipo con soluciones buffers frescas y de valor cercano a 3,5. La medida debe tomarse a temperatura ambiente o hacer la respectiva corrección en el equipo.

Ridgelímetro para el control de la graduación de la pectina. La técnica de empleo se describe en el numeral 3.3.3 de esta publicación.

La fábrica también debe contar en lo posible en el laboratorio con los reactivos y elementos necesarios para determinar de forma cuantitativa la cantidad de azúcares reductores y totales, acidez total y quizás el dióxido de azufre.

8. ERRORES FRECUENTES QUE SE DEBEN EVITAR.

He aquí una lista de errores comunes cometidos durante la elaboración de mermeladas entre los cuales se debe buscar la causa de fracasos en la obtención y gelificación de este producto:

14. Omisión en la agregada de uno o más ingredientes. 15. Pesada inexacta de uno o más ingredientes. 16. Solución parcial de la pectina en la masa, permaneciendo como grumos. 17. Inexactitud en la lectura de ºBx o de la temperatura del punto final de la concentración. 18. El Refractómetro debe ser tarado diariamente con agua destilada, cuya lectura debe ser

cero. Los termómetros de igual forma midiendo el punto de ebullición del agua que en Bogotá es de 92-93 ºC.

19. El cerrado defectuoso de los envases. Esto puede permitir contaminaciones por la entrada de agua o microorganismos durante la refrigeración.

9. CAUSAS DE LOS INCONVENIENTES MÁS COMUNES.

La elaboración de un producto como la mermelada que depende de un amplio número de factores variables, no puede ser inmune siempre a inconvenientes, aun con un riguroso control de las condiciones de proceso durante la producción.

Un examen químico y físico del producto terminado y de sus ingredientes será normalmente suficiente para diagnosticar las causas de los eventuales inconvenientes y sus posibles correctivos.

Los factores a controlar son: contenido de sólidos solubles, acidez total, pH, porcentaje de reductores, gelificación, aroma y color.

INCONVENIENTES:

1. Gelificación defectuosa; La solubilización incompleta de la pectina es la causa mas frecuente. Las partículas de pectina en polvo son solubles en agua caliente, fría o en jugo de fruta, pero cuando estas pectinas forman grumos, no pueden disolverse. Esta tendencia se supera fácilmente mezclando pectina con sacarosa cristalina que actúa como agente dispersante.

El control inexacto de los sólidos solubles y del pH del producto terminado es una causa también de gelificación defectuosa. Frecuentemente se olvida cuál es el efecto determinante que tiene el valor del pH sobre la formación del gel. Aunque el azúcar y la pectina sean bien dosificados, no se tendrá gelificación si el valor de pH no se ha llevado por debajo de 3,6 (o 3,8 para pectina de rápida gelificación), mientras en el campo de pH 3,3 a 3,5 una pequeña diferencia de 0,2 puede ser motivo de fracaso.

Si el pH y la concentración de azúcar son correctas, si la solución de pectina ha sido correctamente preparada, la falta total o parcial de gelificación se puede atribuir a defectos de calidad o de dosificación de la pectina.

La cocción excesivamente prolongada provoca hidrólisis de la pectina y el producto resulta de consistencia pastosa no gelificada.

El excesivo enfriamiento antes del envasado provoca pregelificación y consiguiente rotura del gel, causando dificultades de funcionamiento de la dosificadora.

La acidez alta tiene efecto similar al anterior, rompe la estructura del gel y causa sinéresis. La acidez muy baja no le permite a la pectina desarrollar su acción e impide la formación del gel.

Las sales tampones presentes el las frutas en forma de sales minerales retardan la gelificación. Si se presentan en cantidades excesivas pueden hasta impedirla.

Para identificar cuál de las anteriores posibles causas es la causante de la no gelificación se deben controlar los º Bx y pH del producto final y si es necesario el poder gelificante de la pectina y las características de la pulpa de fruta.

2. La mermelada es muy ácida: En el caso de tener que bajar el pH y usar ácido cítrico puede comunicar un sabor demasiado ácido no característico de la fruta. Aquí se puede emplear en cambio ácido tartárico que baja mas rápido el pH sin comunicar un sabor muy ácido.

3. Se produce cristalización: Los grados de acidez extrema producen cristalización. Si es alta la inversión de la sacarosa tiende a ser completa. Si la acidez es baja se pueden formar cristales de sacarosa. El correctivo es permitir que se logre una parcial inversión o agregar además de sacarosa un porcentaje de glucosa. Esto último se hace cuando se elabora la mermelada al vacío en cuyo caso la inversión durante el proceso es mínima.

4. Se produce sinérisis; Por un pH demasiado bajo (debido a una alta acidez); deficiencia de sólidos solubles; deficiencia de pectina; envasado a temperatura inferior al punto de gelificación (y

rompimiento del gel); y agitación de los envases con el producto terminado durante la fase de enfriamiento (que lleva también a la rotura del gel).

5. El color final resulta alterado: La exposición prolongada al calor durante la concentración lleva a la caramelización, es decir al oscurecimiento del producto. Igual inconveniente se presenta cuando hay enfriamiento lento de los envases, sobre todo si estos envases son de alta capacidad.

En las pulpas conservadas con dióxido de azufre, aunque cada día son menos, el color resulta algunas veces cambiado, lográndose su recuperación después de la ebullición.

El empleo de frutas pintonas aun con pigmentos clorofilados (verdes) producen un color pardo durante la cocción. De ahí la importancia de clasificar adecuadamente la fruta destinada a la elaboración de mermeladas.

6. Se produce fermentación y crecimiento de hongos: Bajo nivel de Brix finales. El producto no alcanza a los 65 - 68% de sólidos solubles. Muy alta humedad relativa en el sitio de almacenamiento, con lo que el producto absorbe humedad y su disponibilidad de agua sube, permitiendo que microorganismos se desarrollen. Alta contaminación de los envases o tapas; pueden llegar a desarrollarse microorganismos osmófilos que resisten alta presión osmótica del medio.

La determinación de las causas de la fermentación requieren del control de la humedad y temperatura de almacenamiento, recomendándose humedades inferiores al 80% y la temperatura, sin necesidad de ser de refrigeración, si se busca que sea la mas baja posible.

Finalmente se recomienda mantener los envases cerrados para evitar la absorción de agua y la contaminación ambiental del producto.

1. FUNDAMENTOS

El bocadillo es una pasta sólida obtenida por cocción de una mezcla de pulpa de fruta(s) y azúcares. Tradicionalmente en Colombia se prepara el de guayaba, aunque tecnológicamente se puede preparar a partir de cualquier fruta. El bocadillo puede estar moldeado en capas definidas de producto preparado con guayaba de las variedades rosada y blanca. Debe tener sabor, aroma, y color característicos y una consistencia que permita cortarse sin perder la forma y textura. No debe contener materias extrañas ni mostrar señales de revenimiento y su contenido en sólidos solubles totales debe ser 75 °Brix.

El bocadillo es una de las conservas preparadas a partir de frutas que permite aprovechar los excedentes de frutas cuando viene la época de cosecha.

La estabilidad de este producto se debe fundamentalmente al pH ácido de la pulpa, al proceso térmico y a la alta concentración de sólidos que posee luego de su preparación. La guayaba, como las demás frutas, tiene un carácter ácido ya que posee un pH= 3,7- 4,0, lo que previene el desarrollo de bacterias patógenas en sus productos. Durante el proceso de concentración se le calienta a temperaturas superiores a 90ºC, durante un tiempo de 15 o más minutos y se alcanza un contenido de sólidos solubles totales alrededor de 75 ºBrix, lo que lo convierte en un producto estable y que puede considerarse como un alimento de humedad intermedia (IMF).

El bocadillo se mantendrá estable por más de un año si se le almacena en condiciones higiénicas y

un ambiente frío de baja humedad.

Los ingredientes básicos del bocadillo son pulpa de fruta y azúcares. Eventualmente se puede agregar acidulantes para ajustar el pH necesario para la gelificación.

2. INGREDIENTES.

2.1 Frutas

La pulpa debe provenir de variedades de frutas, (en el presente escrito nos referiremos a la guayaba por ser la más empleada) cuyas características fisicoquímicas aporten un adecuado contenido en pectinas y sustancias aromáticas apropiadas. El estado de madurez de la fruta determinará el contenido de estas sustancias. Las guayabas verdes o pintonas no han desarrollado el aroma, el color ni la calidad de pectina adecuados; por otra parte, la guayaba sobremadura seguramente producirá una pasta de consistencia blanda. El tamaño de partícula obtenido en la pulpa influirá en la textura y apariencia del bocadillo. El grano fino permitirá obtener un producto de color uniforme y textura suave; el de grano grueso dará un bocadillo con puntos negros y su textura será áspera.

Las variedades de guayaba generalmente empleadas son la rosada y la blanca. Hoy en día se han desarrollado variedades de guayaba que poseen mayores sólidos solubles y acidez y menor contenido de semillas. La variedad "guayabagria" es más ácida que la común y se producen en el Chocó y el valle; tiene semillas relativamente grandes pero en poca cantidad y muy rica en vitamina C. Existe también la guayaba feijoa, de clima frío, que resiste temperaturas inferiores a 0 ºC. El color de la piel es siempre verde, aun en estado de completa maduración; las semillas son tan pequeñas que no se sienten al comer el fruto. La pulpa es de color blanco.

A continuación se presenta una tabla con el análisis químico publicado por el Instituto Nacional de Nutrición, en Bogotá, para las variedades guayaba blanca y rosada en su mejor estado de maduración.

Contenido en 100 g de pulpa

Variedad Blanca

Variedad Rosada

Parte comestible(%) 75 75

Calorías N° 36 36

Agua (g) 86.0 86.0

Proteínas (g) 0.9 0.9

Grasas (g) 0.1 0.1

Carbohidratos (g) 9.5 9.5

Fibra (g) 2.8 2.8

Cenizas (g) 0.7 0.7

Calcio (mg) 15.0 17.0

Fósforo (mg) 22.0 30.0

Hierro (mg) 0.6 30.0

Vitamina A (U.I.) 0 400

Tiamina (mg) 0.03 0.05

Riboflavina 0.03 0.03

Niacina 0.6 0.6

Acido ascórbico 240.0 200.0 U.I.

TABLA 1 Contenido en 100 g de parte comestible de dos variedades de guayaba(Psidium guajava)

2.2 Azúcares (Carbohidratos edulcorantes)

Generalmente más del 40% del peso total y 80% del total de los sólidos en un bocadillo es azúcar. Además del efecto edulcorante, el azúcar tiene otras funciones en productos como los bocadillos y otros similares.

o Contribuye al aporte en los sólidos solubles, cuyo efecto es esencial en la estabilidad física, química y microbiológica.

o Mejora el cuerpo y la palatabilidad. o Mejora la apariencia, color y brillo. o Hace posible la gelificación con pectinas de alto metoxilo.

La sacarosa, obtenida de la caña de azúcar, es el edulcorante más importante usado por la industria productora de bocadillo. En otros países está creciendo el interés por reemplazar esta sacarosa por otros edulcorantes, provenientes de la hidrólisis de almidones.

Las moléculas de almidón son cadenas compuestas por unidades de dextrosa (glucosa). Por tratamientos con ácidos o enzimas es posible romper (hidrolizar) los enlaces entre las unidades de glucosa. El producto resultante es una mezcla de azúcares (de 3 o mas unidades de dextrosa), maltosa (2 unidades de dextrosa) y dextrosa. La relación entre los respectivos componentes de azúcares depende principalmente del tiempo de reacción y entonces es posible producir variaciones en los tipos de jarabes de glucosa o jarabes de maíz.

Por posteriores procesos enzimáticos, es posible transformar la glucosa en fructosa y obtener varios "jarabes de fructosa" de acuerdo al grado de transformación. Finalmente, también es posible transformar los azúcares del jarabe de glucosa en el correspondiente alcohol de azúcares (principalmente sorbitol). Este producto es tolerado por diabéticos.

Carbohidratos Azúcares sup.

Maltosa Dextrosa Fructosa

Jarabe glucosa 42 DE

69 14 17 -

Jarabe glucosa 64 DE

25 37 38 -

Jarabe de isofructosa

1.5 5.5 51 42

Jarabe fructosa 1 - 4 95

TABLA 2. Composición típica de los hidrosilados de almidón. (% materia seca)

Las consideraciones para sustituir la sacarosa con otros carbohidratos edulcorantes puede aumentar por razones de precio y de mercado, pero existen otros motivos que también son decisivos:

o Contrarrestar la tendencia a la cristalización. o Obtener el gusto deseado o Producir bocadillos u otros productos dietéticos.

Es importante establecer si sustituir la sacarosa por otros edulcorantes pueden cambiar las propiedades de gelificación.

Cristalización

La cristalización en el bocadillo se produce cuando los sólidos solubles alcanzan valores superiores a los 65%. Se presenta fundamentalmente durante el almacenamiento a bajas temperaturas y en ambientes de baja humedad.

La razón para la cristalización se debe generalmente porque el límite de solubilidad de la sacarosa se ha excedido. Para evitar la formación de soluciones supersaturadas es importante limitar la cantidad de cada azúcar de acuerdo a su solubilidad. El problema es complicado por el hecho de que los límites de solubilidad de cada azúcar son afectados por la cantidad y tipo de otros azúcares presentes en los productos como el bocadillo.

Una posible solución es sustituir por glucosa alrededor de un 15% de sacarosa en la formulación, así se elimina la tendencia a la cristalización.

Poder edulcorante Los azúcares superiores tienen un bajo efecto edulcorante. La dextrosa y el sorbitol son menos dulces que la sacarosa, mientras la fructosa es el más dulce entre los carbohidratos comúnmente usados.

Carbohidratos Edulcorantes

Sabor dulce relativo

Solubilidad (%) a 20°C

Solubilidad (%) a 0°C

Sacarosa 100 67 64

Azúcar invertido 100 62 60

Jarabe de glucosa 42 DE 60

- -

Jarabe de isofructosa 100 - -

Jarabe de fructosa 120 - -

Dextrosa 80 47 35

Fructosa 120 79 -

Sorbitol 50 70 -

TABLA 3: Comparación del sabor dulce y solubilidad de varios carbohidratos edulcorantes

Los polialcoholes edulcorantes, como el sorbitol, se emplean para elaborar productos consumibles por pacientes diabéticos, entre estos se hallan bocadillos o mermeladas. Estos productos pueden ser producidos completamente sin sólidos de carbohidratos y endulzados con edulcorantes artificiales. Los bocadillos para diabéticos generalmente poseen menos de 10% de sólidos solubles y no los 75% que caracteriza a los bocadillos corrientes. Los primeros se elaboran con agentes gelificantes como carrageninas más que con pectinas. Estas carrageninas aseguran, más que las pectinas, una transparencia en los productos y no presentan tendencia a la sinéresis con este contenido bajo en sólidos solubles.

2.3 Acidos

Las frutas presentan amplias variaciones en su contenido de ácidos y valores de pH. Esto es debido a la capacidad buffer de las pulpas y las diferencias que están presentes en las varias especies de frutas, y aún en una misma especie solo que por efecto de su grado de madurez, condiciones agronómicas y operaciones postcosecha a las que se sean sometidas.

Varias frutas requieren adición de ácido para alcanzar el apropiado pH necesario en la gelificación de las pectinas de alto metoxilo presentes en la fruta o adicionadas. El pH exacto requerido depende principalmente del contenido de sólidos solubles en el producto, en este caso el bocadillo, sin embargo este valor es alrededor de 3.6. La cantidad de ácido que se requiere adicionar para ajustar el pH se calcula mediante una titulación de una cantidad exacta de pulpa, con una solución valorada del ácido que se espera emplear. Asi por ejemplo, la piña que tiene un pH cercano a 3.4 requiere 4.6 ml de solución del 50% w/v de ácido cítrico por kg de pulpa, para reducir el pH en 0.1 unidad. La fresa de pH 3.0 a 3.4 necesita 5.1 ml. Esta solución se caracteriza por poseer un valor de densidad de 1.18 g/ml y °Brix de 32. La solución se prepara mezclando igual peso de ácido y agua.

PROPIEDAD

ACIDO CITRICO

ACIDO MALICO

ACIDO TARTARICO

ACIDO LACTICO

ACIDO FUMARICO

ACIDO FOSFORICO

FÓRMULA EMPÍRICA

C6H8O7 C4H6O5 C4H6O6 C3H6O3 C4H4O4 H3PO4

PESO MOLECULAR

192 134 150 90 116 98

SOLUBILIDAD EN AGUA g/100 g a25°C

162 144 150 - 0.6 548

pH de sol. al 1% a 25°C

2.3 2.35 2.2 2.4 2.25 1.5

TABLA 4. Acidulantes más comunes empleados en alimentos y productos como el bocadillo o mermeladas y sus características más comunes.

La acidez sensorial no esta correlacionada directamente con el pH del bocadillo o mermelada. Un producto puede no sentirse tan ácido pero si tener un pH bajo y uno que se siente muy ácido, puede no tener un pH alto. Esto depende de la capacidad buffer (tamponizante) de la pulpa a un pH bajo y de la combinación ácidos presentes en el producto. En los países donde permiten el uso de ácido fosfórico, debería ser agregado cuando el sabor dulce es el distintivo deseado de un producto como el bocadillo. Debido a la relativa pequeña cantidad de ácido necesario para reducir el pH, el aumento de la capacidad buffer es insignificante y un sabor suave es por consiguiente obtenido. Los ácidos difieren en su carácter de sabor áspero. El tartárico es ligeramente amargo, el cítrico da un agudo sabor ácido, más que el málico, el cual comunica un sabor ácido suave que permanece. El valor de pH óptimo para una adecuada gelificacion con pectina de alto metoxilo depende de los brix finales del producto. Este valor de pH será mayor a más alto contenido de Brix. Asi una mermelada de 65 - 68 Bx su pH será entre 3.1 y 3.3. En el Bocadillo de 75 Bx será entre 3.4 y 3.7. Este intervalo depende de la fruta empleada y de las características del contenido de la pectina. La mejor manera de conocer estos valores es a través de la experimentación.

Cuando ya se ha calculado la cantidad de ácido necesario para agregar a la mezcla de fruta, pectina y azúcar, esta solución por regla general debe agregarse lo más tarde posible, es decir inmediatamente antes de servir la masa de bocadillo en las gaveras o recipientes donde gelificará finalmente el producto.

2.4 Pectinas

Como el almidón o la celulosa, las pectinas son carbohidratos presentes en todas las plantas. Estas y la celulosa son las reponsables de las características estructurales en la planta, y contribuyen a comunicar la textura firme a las frutas a pesar de contener cerca del 90% en agua.

El ácido galacturónico y su respectivo ester metílico son el principal constituyente de las pectinas. Se forma un polímero de estas moléculas en cadenas lineares que contienen entre 200 a 400 unidades ligadas por enlaces glucosídicos alfa-1,4.

Las pectinas comerciales se obtienen de frutos cítricos y de manzana. Generalmente se extraen de las cáscaras de cítircos por medio de extracción acuosa, seguida de una purificación y separación mediante precipitación etanólica y posterior secado, molido y normalizado. El producto obtenido se emplea como gelificante en industria de mermeladas y eventualmente en la elaboración de bocadillos de frutas con insuficiente contenido de pectina. El bocadillo de guayaba no necesita adición extra de pectina por el alto contenido en esta fruta.

Según el grado de metoxilación, la pectina logrará una velocidad diferente de gelificación en función de la temperatura. Las pectinas rápidas, de alto grado de metoxilación (aprox. 73%) gelifican a temperaturas superiores a 75°C. Las de bajo metoxilo (aprox. 65%) gelifican lentamente entre 65 y 45°C.

La gelificación con pectinas de alto metoxilo se favorece al aumentar el grado de esterificación, al reducir el pH y al aumentar la cantidad de sólidos solubles.

Las pectinas se conservan mejor en estado sólido, a bajas temperaturas, en ausencia de microorganismos o en solución con pH ácido (2.5-4.5).

En el caso de preparación de bocadillo, donde se busca una consistencia prácticamente sólida, cuya estabilidad microbiológica la permite la alta concentración de sólidos solubles, y el pH cercano a 3,8 o menos, se prefiere usar, salvo situaciones especiales, la misma pectina que aporta la pulpa de fruta. Esto se presenta principalmente en la guayaba.

Para el caso de preparar bocadillos de 75 Bx, a partir de otras frutas con menor contenido en pectinas de alto metoxilo, esta se debe agregar en cantidad suficiente para lograr la dureza adecuada. La concentración promedio de pectina está entre el 0,2 - 0,4%.

Si el propósito es preparar bocadillos con intermedio o bajo contenido en °Bx, se pueden emplear pectinas de menor grado de metoxilación, con el riesgo de aparecer algún tipo de 'llorado' o sinéresis del producto final.

Disolución y adición de la pectina

La pectina debe estar completamente disuelta para asegurar su completa utilización y prevenir gelificación no homogénea. La completa disolución requiere dispersión sin formación de grumos, que son muy difíciles de disolver. La pectina no se disuelve en medios donde las condiciones adecuadas no existan. Pectinas de alto metoxilo disminuyen su solubilidad en medios de altos grados brix. Se recomienda disolverla en soluciones acuosas menores de 20 Bx.

Es preferible que el medio donde se disolverá la pectina haya sido calentado, preferiblemente a temperaturas cercanas a 80 °C. Se recomienda mezclar una parte de la pectina con 5 partes de sacarosa secas para facilitar su dispersión en la solución. Es conveniente agitar y mantener caliente esta última para asegurar la completa disolución de la pectina.

La pectina disuelta permite un mejor y más fácil control para su completa utilización, al ser adicionada en cualquier momento de la concentración de un producto como bocadillos o mermeladas.

3. CONSERVACION DEL BOCADILLO

El bocadillo una vez elaborado presenta tres condiciones que le son adversas a los microorganismos para su desarrollo:

1. el producto posee un pH = de 4,0; 2. ha sido sometido a un proceso térmico fuerte, ya que se ha mantenido durante más de 15

minutos a temperaturas entre 92 a 97°C y 3. su bajo contenido en agua y alta presión osmótica son adversos al desarrollo de

microorganismos. Esos poseen un contenido corporal de agua alrededor de 70% y en contacto con el bocadillo sufrirá una deshidratación osmótica que lo limitaría en su desarrollo.

Sin embargo, se ha comprobado que el deterioro del bocadillo es causado principalmente por la infección con levaduras y hongos capaces de crecer en un medio de bajo pH y una concentración alta de azúcares. La mayoría de hongos y levaduras no pueden crecer a niveles de actividad del agua alrededor de 0.9 correspondiente a una concentración de sacarosa del 60%. No obstante, ciertas especies denominadas microorganismos osmófilos, pueden crecer en medios de mayor concentración, con aw de 0.6.

Los hongos y levaduras pueden llegar al bocadillo en las frutas, por el medio ambiente donde se procesan y almacenan, o en los cierres defectuosos de los empaques.

Otra causa de contaminación, después del empaque, es la humedad ambiental en que se coloca el producto durante el reposo, luego de elaborado. Una elevada humedad relativa produce una condensación del agua sobre la superficie del bocadillo y una consiguiente disminución de la aw , con lo que se propicia el desarrollo microbiano.

La mejor alternativa de conservación, cuando se prevé la presencia de microorganismos capaces de desarrollarse en el bocadillo, es el uso de agentes conservantes. Los más usados son el ácido benzóico y el sórbico, de forma separada o en mezcla. Ambos ácidos son efectivos en su forma no disociada; de esta manera pueden penetrar la membrana celular de los microorganismos e interferir

con el sistema enzimático de la célula y detener su desarrollo.

El grado de disociación de la molécula de estos ácidos está influido por el pH del sistema. El cuadro siguiente resume este efecto.

Actividad preservante de dos ácidos, según el pH del sistema:

% de no-

disociación ácida

Agente Conservante pH 3.0 3.5 4.0 4.5

Acido benzóico 94 83 61 33

Acido sórbico 98 95 85 65

TABLA 1 Actividad preservante de dos ácidos

Del cuadro se puede concluir que se disocia menos el ácido sórbico que el ácido benzóico a los pH analizados. Quizás se debe emplear más acido benzóico para lograr el mismo nivel de capacidad microbicida que el ácido sórbico.

Estos ácidos son poco solubles en agua, por lo que se prefiere agregarlos en solución (ejemplo 20% w/v) de sus sales, sodio para el benzóico y de potasio para el sórbico.

La solubilidad de estas sales es de 63 g/100 g de agua a 20°C para el benzoato de sodio y de 32 g/100 de agua también a 20 °C para el sorbato de potasio.

Estas soluciones se deben agregar al final del proceso, antes de soluciones ácidas que hubiere necesidad de agregar a fin de evitar la precipitación del conservante.

Los dos ácidos presentan capacidad sinérgica, es decir son mas eficaces si se agregan juntos en mezcla, que si se adicionan de forma separada. La legislación permite 1 g/kg de producto de cada uno, o hasta 1,25 g/kg en mezcla.

4. FORMULACION DE INGREDIENTES

La preparación de una cantidad de bocadillo de determinadas características, implica establecer una formulación donde se mezclen determinadas proporciones de ingredientes, en un orden específico, hasta alcanzar ciertas condiciones finales propias del producto en cuestión.

Para llegar a una determinada formulación de bocadillo se deben conocer las características de cada uno de los ingredientes. A continuación se presenta un ejemplo concreto y se describen los pasos detallados a seguir para establecer la formulación de ingredientes.

Lo primero es plantear cuánto producto se va a obtener. Suponga que se necesitan 50 kg de bocadillo de guayaba de 75 Bx finales, con 60% de pulpa, de óptimas características sensoriales, es decir sin defectos, de color, aroma, sabor y consistencia adecuadas para el mercado de exportación.

Se parte de guayaba rosada de Puente Nacional, Santander, cuyo rendimiento en pulpa es del 70%, su pH es 3.9, sus Brix 10% con suficiente cantidad de pectina y además se necesita que no se cristalice, mínimo en un periodo de 4 meses. La pregunta es ¿Cuánta fruta, sacarosa y ácido cítrico se necesitan para obtener este producto?

Con estas especificaciones, se procede a escribir la formulación básica de ingredientes. Los cálculos se facilitan si se emplea la tabla siguiente, que permite hacer un balance de masa antes y después

de obtenido el bocadillo.

Ingredientes 100 °Brix S.S.A(†)g TOTAL g S.S.T.(*)

g

1. Pulpa guayaba 60 10 6.0 30000 3000

2. Jarabe invertido (5%) 4.9 70 3.4 2464 1725

3. Sacarosa (95%) 65.5 100 65.5 32703 32703

4. Acido cítrico (ml. 50%)

0.45 32 0.1 225 72

Total inicial 131

57.7 65392 37500

Agua a evaporar 31 -- -- 15392 --

Total final 100

75.0 50000 37500

TABLA 2. Balance de masa para ingredientes en la formulación de un bocadillo

CON: † Sólidos solubles aportados. * Sólidos solubles totales

Esta tabla tiene 6 columnas; la 1ª, de ingredientes, en el orden en que se deben agragar; la 2ª, de porcentajes; la 3ª, de brix; la 4ª, de los sólidos solubles que aportan cada uno de los ingredientes; la 5ª, de los pesos totales de ingredientes que se necesitan; y por último, la 6ª de los sólidos totales que aportan las masas de cada uno de los ingredientes que finalmente se mezclarán.

En el cuadro, los datos conocidos se escribieron en negrilla. El ácido cítrico en solución de 50 % que se usa, tiene 32 Brix y por titulación se determinó que un kg de pulpa de guayaba requiere 7.5 ml de esta ácido para bajar el pH de 3.9 a 3.6, valor al cual se espera gelifique satisfactoriamente la masa de bocadillo. Como se emplearán 30 kg de pulpa, se necesitarán 225 ml de solución o 112 g de este ácido.

4.1 Cálculos

Los cálculos de las cantidades se obtienen siguiendo los siguientes razonamientos:

4. Los 50 kg de bocadillo con 75 Bx finales tendrán 35.7 kg de sólidos solubles (SS), los cuales son aportados por los sólidos de la fruta, los del jarabe invertido y los de la sacarosa. El aporte del ácido en despreciable, pero igual se ha calculado.

5. La pulpa se obtiene de la guayaba fresca por trituración y separada de las semillas en una despulpadora. El rendimiento es del 70%, es decir que para obtener los 30 kg de pulpa de 10 Bx, debemos disponer de mínimo 42.8 kg de fruta. Los 30 kg de pulpa equivalen al 60% de los 50 kg de bocadillo. Estos 30 kg aportan 3.000 g de SS, que en términos de % aportarán 6 g SS por cada 60 g de pulpa que empleemos para preparar 100 g de bocadillo; es decir que faltarán 69 g de SS para completar los 75 g. Estos los aportarán los azúcares agregados.

6. El jarabe invertido, adicionado al 5% con respecto al total de edulcorantes, se usa para evitar la cristalización. Se prepara mediante inversión en caliente de una solución de sacarosa, compuesta por ácido cítrico al 0.2% y sacarosa-agua en relación 70-30.

7. La cantidad de sacarosa se calcula hallando la diferencia entre los 75 g de SS por cada 100 de bocadillo final y la suma de g de SS que aportan la pulpa y el jarabe invertido, es decir 65.6. Para ser exactos, también se descuentan los SS que aportan los 0.1 g de ácido cítrico; así se llega a la cantidad de 65.5 g de SS que deben ser aportados por la sacarosa. La cantidad total de saracarosa se calcula multiplicando 65.5 por las veces más que se desea preparar de bocadillo, es decir por 500. ( 500 x 100 = 50.000)

8. La cantidad de ácido que se debe agregar por cada 100 g de bocadillo, se calcula como se describió en el párrafo siguiente al cuadro. Luego se establece la proporción entre la cantidad que se necesita para 60 g de pulpa, que hacen parte de los 100 g de bocadillo. En este caso, si 7.5 ml de ácido se necesitan para adecuar el pH de 1000 g, para los 60 g, se necesitan 0.45 ml de sol. de ácido cítirico al 50%. Esta solución aportará 0.1 g de SS, obtenidos de multiplicar 0.45 por 32/100 °Bx de la sol. de ácido cítrico.

9. Al sumar las cantidades de ingredientes necesarios para preparar 100 g de bocadillo, el resultado es superior a 100, en este caso se obtiene 131, cuyos Bx serán aproximadamente 57.7%. Esto quiere decir que hay necesidad de evaporar 31 g de agua, por cada 131 g de mezcla. En total habrá que evaporar 500 veces este exceso de agua. El bocadillo se habrá terminado de preparar, cuando la masa en concentración por evaporación posea 75°Bx; momento en el cual deberá pesar 50.000 g.

ACTIVIDAD .

FORMULACION DE BOCADILLOS

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en las tablas posteriores encontrará la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

Se solicita preparar:

Kg de Bocadillo: Kg.

de % en pulpa

con ºBx finales

Apartir de:

Pulpa:

Rendimiento en pulpa: %

Brix: °Bx

Borrar todo

INGREDIENTES 100 ºBx SSA g TOTAL

g SST g

Pulpa

Jarabe Invertido (5%)

70

Sacarosa (95%) 100

Total Inicial

Agua a evaporar

--- ---

---

Total Final 100

Significa que para preparar dicho bocadillo, necesitamos: Kg en pulpa de fruta, y

de sacarosa.

Nota: en esta tabla se ha despreciado el aporte del ácido.

5. PROCESO DE CONCENTRACION

La elaboración de bocadillo y otro tipo de conservas similares requiere procesos de concentración mediante la aplicación de calor debido a las siguientes razones:

1. Obtener una distribución homogénea de los ingredientes.

2. Conservar el producto al inactivar enzimas y eliminación de microorganismos, presentes en las materias primas, principalmente en las frutas.

3. Concentrar suficientemente el producto por evaporación de agua.

4. Deairear el producto, obteniendo una masa de mejor apariencia, y para aumentar la estabilidad química (disminuir la oxidación de los componentes del color y el sabor).

El proceso de preparación, mezcla y concentración de ingredientes para la obtención de bocadillo de cualquier fruta se realiza de la siguiente manera:

2. Establecimiento de la cantidad y características del producto final que se planea preparar.

3. Obtención, caracterización (°Bx, pH y contenido de pectina) y pesado de la pulpa de fruta disponible.

4. Cálculo de cantidad de pulpa, azúcares, ácido y pectina (opcional) necesarios. 5. Mezcla de toda la pulpa y el azúcar necesarios para obtener una masa con menos

de 18 Bx. Cálculos: (SS pulpa de 18Bx) - (SS pulpa de 10 Bx) = g de sacarosa que se pueden agregar.

6. Mezcla de la cantidad de pectina que se necesita adicionar con la cantidad de sacarosa que le hace falta a la pulpa de 18 °Bx para llegar a 20 Bx. Cálculos: si se necesitan agregar 230 g de pectina (g sacarosa total/ 150 °SAG), se calculan los g de sacarosa que le hacen falta a la masa de pulpa de 18 Bx para alcanzar los 20 Bx:

(SS pulpa de 20 Bx) - (SS pulpa de 18Bx) = 1080 g de sacarosa. Es asi que se mezclan 230 g de pectina con 1080 g de sacarosa (dispersante).

7. Preparar la cantidad de ácido requerido para llevar la masa de bocadillo a un pH de 3.6-3.7.

8. Calentar la pulpa de 18 Bx hasta cerca de 60-70°C 9. Agregar la mezcla azúcar-pectina a la pulpa de 18 Bx lentamente y con

agitación,asi se aumenta la garantía de disolver toda la pectina. 10. Evaporar vigorosamente la masa de pulpa-azúcar-pectina hasta alcanzar cerca de

los 30 Bx. 11. Adicionar lentamente y con agitación el resto de azúcares calculado (sacarosa y

glucosa o jarabe invertido). 12. Determinar los Brix y si no ha alcanzado los 75 °Bx, calentar con cuidado hasta

alcanzarlos. 13. Agregar la solución de ácido con la agitación vigorasa que garantice su distribución

homogénea. 14. Ratificar los 75 Brix finales . 15. Servir en los recipientes preparados para la gelificación final. 16. Luego de 16 horas de reposo en un ambiente fresco, higienico y seco, pesar y

retirar las lonjas de bocadillo de los recipientes y proceder a cortar en trozos establecidos por la empresa.

17. Empacar en películas adecuadas u otro material escogido que garantice higiene, barrera contra la humedad y facilidad de manejo.

18. Realizar un control de calidad sobre todo en su textura de pasta cortable y en sus características de sabor y color.

6. PRECAUCIONES

La exposición prolongada a altas temperaturas durante las operaciones de cocción y llenado deben ser prevenidas, ya que el calor tiene los siguientes efectos indeseables:

� Pérdidas de aroma y sabor � Pérdidas de color � Inversión de la sacarosa y reacciones de oscurecimiento.

La legislación está restringiendo el uso de aditivos para mejorar el color, aroma o sabor, de forma que hay necesidad de protegerlos durante su elaboración. Es por esto que resulta crítico controlar los tiempos y temperaturas de proceso.

Los tratamientos térmicos deben ser lo suficientes para asegurar la estabilidad y razonable homgenización de ingredientes. La exposición adicional del bocadillo a altas temperaturas debe ser minimizado.

El azúcar deberá ser agregado a la pulpa de fruta lo antes posible del calentamiento para prevenir una degradación intensa de los componentes del aroma, sabor y color.

La operación de concentración generalmente se efectúa en una marmita abierta y ojalá en el menor tiempo posible. La evaporación necesaria tiene lugar a temperaturas superiores a los 93 °C en Bogotá, a la cual se logra inactivar enzimas de forma suficiente, obtener una razonable homogenización de ingredientes y estabilizar microbiológicamente el bocadillo.

Medición de °Brix. La medición de los °Brix es una operación crítica para alcanzar correctamente el punto final de la elaboración. Esta medición se puede hacer con ayuda de una jeringa plástica de 5 ml para tomar la muestra, un vaso con mezcla agua hielo para bajar rápidamente la temperatura a 20 °C de la masa caliente, papel absorbente (higiénico) y el refractómetro de escala 50-85% o 0-85%.

Los pasos para la medida de °Brix son;

(a) suspenda el suministro de calor a la marmita.

(b) tome una muestra de masa en la jeringa expandiendo el émbolo lentamente para que entre suficiente masa, 2 a 3 g.

(c) sumerja la jeringa en agua-hielo .

(d) luego de un par de minutos, seque la humedad exterior de la jeringa con el papel absorbente.

(e) oprima el émbolo para descartar cerca de 0.5 g de masa que pudo estar en contacto con el agua-hielo.

(f) coloque el resto de masa de la jeringa en el prisma limpio y seco del refractómetro.

(g) cubra el prisma y lea el valor de °Brix.

(h) si no se han alcanzado los 75°Bx, continúe el suministro de calor a la marmita y repita la secuencia de (a) a (g).

Recuerde que a medida que se aproxima a 75°Bx, la variación de estos Bx es más rápida.

7. CONTROL DE CALIDAD

Control de sólidos solubles: El bocadillo debe poseer un mínimo de 75 grados Brix ( o porcentaje de sólidos solubles expresados en sacarosa) leídos en refractómetro a 20 °C. Lecturas a mayores temperaturas dan valores de menos Bx que los reales. Por consiguiente se debe enfriar adecuadamente la muestra antes de leer los Bx y además calibrar periódicamente el refractómetro para evitar errores.

Control de pH: Se determina mediante el pHmetro apropiado, es decir que pueda ser introducido en materiales viscosos y con textura de pasta como el bocadillo. Este valor cambia mucho con la temperatura, por lo que debe ser siempre ajustada a 25°C o corregida si el equipo lo permite. Lecturas a mayores temperaturas dan valores de pH menores y una diferencia que puede ser crucial para la formación del gel, especialmente con pectinas de alto metoxilo.

El equipo debe ser previamente calibrado con soluciones patrón (bitrartrato de potasio con pH=3.56). Es recomendable medir el pH en el producto terminado, mas que en soluciones preparadas a partir de este. Cuando se mide el pH en una de estas diluciones, se obtiene un valor superior de pH y este cambio depende de la capacidad buffer real de la muestra que puede variar considerablemente.

Evite medir el pH con el electrodo húmedo, ya que la dilución que se establece entre la muestra y el electrodo cambia la verdadera lectura de pH.

Inmediatamente después que el electrodo ha sido introducido en la masa del producto, algún efecto de dilución se puede producir que afecta la medida. Por esto se recomienda esperar un par de minutos antes de la lectura de pH. Siempre se debe limpiar los electrodos con agua desmineralizada inmediatamente luego de la medida. Esto debido a la dificultad en limpiar adecuadamente el electrodo cuando se ha secado el

producto sobre la superficie de vidrio.

Control de la inversión de la sacarosa: La reacción que se produce durante el procesamiento y almacenamiento del bocadillo o mermeladas es la siguiente:

C12H22O11 + H2O =====> C6H12O6 + C6H12O6 + CALOR

sacarosa [dextrosa + fructosa] = [azúcar invertido]

Problemas de Textura: Las causas de una gelificación débil en bocadillos o mermeladas con pectinas de alto metoxilo, se pueden corregir mediante las siguientes alternativas:

POSIBLE CAUSAS:

1. Pectina no disuelta 2. pH muy elevado en el producto 3. Brix muy bajos en el producto 4. Pregelificación de la pectina 5. Degradación de la pectina 6. Insuficiente pectina

ALTERNATIVAS DE CORRECCION:

1.1. Disuelva la pectina en solución con menos de 25 Bx. 1.2. Aumente la temperatura de disolución de la pectina. 1.3. Aumente el pH de la disolución. 2.1. Aumente el contenido de ácido en la formulación. 2.2. Use un tipo de pectina de mas rápido tiempo de gelificación. 3.1. Corrija los Brix en el producto. 4.1. Aumento de la temperatura de llenado. 4.2. Aumente la temperatura de la mezcla antes de agregar la solución de pectina. 4.3. Aumente la temperatura de la mezcla antes de agregar la solución del ácido. 4.4. Aumente el pH del producto 4.1. Aumente la temperatura de 4.5. Aumente el pH durante el procesamiento. 4.6. Controle y corrija los °Brix 4.7. Use pectina de mas baja velocidad de gelificación. 4.8 Disminuya el tiempo de llenado. 5.1. Reduzca el tiempo de proceso. 5.2. Evite mantener la masa a alta temperatura. 5.3. Evite mantener la solución de pectina por mas de 8 horas sin usar. 5.4. Determine la fuerza de gelificacion de la pectina si la mantiene mucho tiempo en almacenamiento. 5.5. Pasterice la pulpa para detener la degradación de sus pectinas por la 6. Insuficiente pectina acción de enzimas. 6.1. Aumente la dosis de pectina 6.2. Determine y corrija el tipo de pectina.

Control y corrección de sinéresis.

El uso de pectinas en un bocadillo u otra clase de conserva tiene 2 propósitos:

1. Obtener una textura gelificada deseada 2. Ligar agua

Si el efecto de ligar agua no se obtiene completamente, el gel final presentará una tendencia a contraerse y exudar líquidos. Este fenómeno se conoce como sinéresis.

Los productos que poseen pectina de alto metoxilo contienen mas de 60 °Brix. Como los altos sólidos contrarrestan la contracción de la estructura gel correctamente producida por los productos, basados en pectinas de alto metoxilo, no es frecuente que presenten sinéresis, sino cuando el gel se rompe. Alguna pequeña sinéresis se produce cuando el producto es consumido (al romper el gel) y especialmente cuando el gel es agitado o bombeado. Los geles de pectinas de alto metoxilo no recuperan su estructura de gel cuando sufren roturas mecánicas, y una vez iniciado, la sinéresis permanece constante o aun aumenta por un largo período de tiempo.

La sinéresis es la mayoríia de las veces un signo de un método inadecuado de producción o provenir de propiedades particulares de las frutas empleadas. Algunos de los factores mas comunes que llevan a la sinéresis y sugerencias para superar el problema se presentan a continuación.

CAUSAS DE SINERESIS

1. Pregelificación de la pectina 2. pH del producto muy bajo 3. Insuficiente distribución del azúcar 4. Interferencia de la pectina de rápida gelificación de la fruta 5. Pectina insuficiente

FORMAS DE CORREGIR

1.1. Aumento de la temperatura de llenado 1.2.Aumento de la temperatura de la masa antes de la adición de la pectina en solución. 1.3. Aumento de la temperatura de la masa antes de la adición del ácido en solución. 1.4. Aumento del pH del producto. 1.5. Aumento del pH durante el procesamiento. 1.6. Verificación y corrección de los Brix. 1.7 Uso de pectina de baja velocidad de gelificación 1.8. Disminución del tiempo de llenado. 2.1 Reducir la cantidad de ácido en la fórmula. 2.2. Uso de pectina de baja velocidad de gelificación. 3.1. Pretratar la fruta en agua caliente o vapor. 3.2. Extender la preedulcoración de las frutas o aumentar la temperatura inicial de disolución. 3.3. Prolongar el tiempo de proceso si es muy corto o aumentar la temperatura de proceso. 4.1 Caliente la fruta con solución ácida para retener la pectina entre las partículas de la fruta. 5.1 Aumentar la cantidad de pectina en la formulación.

PRODUCTO TERMINADO.

Caja de cortón con 24 unidades de 20 g cada bocadillo empacados de forma individual.

El proceso termina en el empacado, y la posterior comercialización del producto final.

1. FUNDAMENTOS

El uso de frutas envasadas ha aumentado rápidamente en todo el mundo, dado que constituye un complemento central de la dieta alimenticia en cualquier momento del año, así como una disponibilidad vitamínica de importancia.

Desde el punto de vista tecnológico las frutas envasadas constituyen uno de los productos que se conservan con mayor facilidad, dado su alto contenido ácido, que permite la esterilización a temperaturas que no sobrepasan los 100°C.

Cuando se sumergen trozos de frutas en un jarabe o jugo de fruta se presentan varios fenómenos de transferencia de masa. Esta transferencia esta influida por las características de las dos entidades presentes, la fruta y el jarabe.

Las características de la fruta que más influyen en el producto final son su composición, textura, forma y tamaño de los trozos. La composición depende naturalmente de la especie y la variedad. Dentro de una misma variedad la composición y textura sus propiedades cambian principalmente por su estado de madurez, de las condiciones agronómicas de cultivo y del manejo postcosecha.

Las características del jarabe dependen de su composición y concentración. El producto final tiende a alcanzar un equilibrio según la composición y presión osmótica, la cual se genera entre las paredes

internas de los trozos de fruta y el jarabe exterior. Un jarabe de azúcares de bajo peso molecular como la glucosa o jarabe invertido y de concentración no muy diferente a la de los jugos interiores de la fruta llegará más pronto al equilibrio. La velocidad para alcanzar este equilibrio dependerá, además de las características de las frutas y el jarabe, de la temperatura y agitación a las que se les someta durante el tratamiento térmico que reciban para lograr su conservación.

Las condiciones de conservación se alcanzarán más rápido dependiendo de las niveles de temperatura y tiempo de aplicación a los que se logre inactivar las enzimas de la fruta y los microorganismos presentes antes de la pasterización. Los microorganismos (MO) serán inactivados más fácilmente en cuanto su presencia inicial en el envase sea más reducida. Esto se logra manteniendo impecables medidas de higiene y limpieza durante todo el proceso de elaboración de la conserva.

El pH bajo de la mezcla fruta-jarabe también favorece una más eficiente inactivación de los MO. Este bajo pH depende de la especie de fruta y de la acidificación que permita ajustar el jarabe. Existen frutas muy ácidas, otras ácidas, y las no muy ácidas. Estas últimas deben tener un pH inferior a 4.2 a fin de permitir ser conservadas con un simple tratamiento de pasterización, que logrará eliminar la mayoría de MO perjudiciales para la calidad de la conserva y la salud humana. En caso de utilizar frutas de pH mayor, se procurará usar jarabes suficientemente acidificados a fin de bajar el pH a valores inferiores a 4.2.

Se mencionaba antes que cuando se ponen en contacto fruta y jarabe se produce una transferencia de masa. Esta transferencia se debe al equilibrio que espontáneamente se busca establecer, entonces si el jarabe posee una mayor concentración de sustancias que la fruta, estas sustancias tienden a salir de la fruta hacia el jarabe, si las paredes celulares lo permiten. La primera que sale y en mayor cantidad es el agua. También otros componentes de la fruta tratan de salir; estos son algunos ácidos, minerales, azúcares, pigmentos y sustancias de sabor.

Otra transferencia de masa que se produce es del soluto del jarabe que trata de entrar a la fruta, si las paredes celulares lo permiten. esta migración no es muy elevada y se produce generalmente en los primeros momentos de contacto, tratando de permanecer constante a lo largo de su permanencia en almacenamiento.

Todas estas migraciones están influidas por el grado de permeabilidad de las paredes celulares, los tamaños moleculares y la fuerza iónica de los compuestos del jarabe. La permeabilidad depende de la especie y variedad de la fruta, del área expuesta. En una fruta influye el tipo de tejido en contacto con el jarabe, si es compacto o si es 'esponjoso'. Estas migraciones se ven aceleradas por efectos del incremento de la temperatura durante el proceso de pasterización y si se presenta alguna forma de agitación.

2. NORMAS DE CALIDAD

Según la norma 192 de las normas y procedimientos reglamentarios de la industria de alimentos en Colombia, y según la Food Standard americano la fruta envasada, salpicón de frutas o coctel de frutas es "el producto sano, elaborado por esterilización correcta de fruta fresca, sana, propiamente madura, con azúcar (sacarosa), conservada en envases adecuados, limpios y herméticamente cerrados". Se define también como "la mezcla de trozos de diferentes frutas en un medio apropiado".

El programa conjunto FAO/OMS sobre normas alimentarias en su Comisión del codex alimentarius tiene la norma internacional recomendada para la ensalada de frutas tropicales en conserva (CAC/RS 99-1978). A continuación se presentan la mayoría de sus apartes.

1. Descripciones

La FAO/OMS presenta la definición de producto asi: La ensalada de frutas tropicales en conserva es el producto (a) preparado a partir de una mezcla de frutas básicas especificadas, a la que podrán añadirse una o mas frutas facultativas; (b) tales frutas podrán ser frescas, congeladas o en conserva; (c) la mezcla de frutas está envasada con agua u otro medio de cobertura líquido adecuado y podrá envasarse con edulcorantes nutritivos y tratarse térmicamente de un modo

apropiado antes o después de cerrado herméticamente en un recipiente para evitar su alteración.

Los tipos y formas de presentación de las frutas dependerán de la disponibilidad de estas en el mercado; las más empleadas y denominadas básicas son: piña (Ananas comosus), la papaya (Carica papaya), banano (Musa sapientum), mango (Manguifera indica) en cubos, fragmentos, rodajas, chips o trozos rizados.

Las frutas deberán estar sin piel, sin corazón, recortadas, sin semillas o deshuesadas, según lo aplicable a la fruta respectiva en una preparación culinaria normal.

2. Factores esenciales de composición y calidad

Las frutas deberán estar en proporciones específicas, cuyo valor máximo puede alcanzar el 65% del peso total de componentes de la conserva.

Los jarabes o medios de cobertura en que las frutas en trozos pueden envasarse son agua, agua y jugo de fruta, jugo de fruta o cualquiera de los anteriores adicionados con azúcares (sacarosa, glucosa, jarabe invertido u otros).

Los medios de cobertura, cuando se adicionan con azúcares a los jugos de frutas deberán tener por lo menos 14 °Brix, es decir porcentaje de sólidos solubles expresados como sacarosa y leidos en un refractómetro adecuado. estos medios se clasifican con respecto a su concentración como ligeramente edulcorado si es >= a 14°Bx y muy edulcorado si es >=a 18 °Bx.

Cuando se adicionan azúcares al agua o al agua y uno o más jugos de frutas, los jarabes se clasifican de acuerdo a su concentración:

Nombre del jarabe

Intervalo de concentración

Agua ligeramente edulcorada

No menos de 10 °Brix

Agua edulcorada ligeramente

Menor de 14 °Brix

Jarabe diluido Menor de 18 °Brix

Jarabe muy concentrado

No menos de 22 ° Brix

La concentración del jarabe o jugo edulcorado se determinará como valor medio, pero ningun envase podrá tener un índice de Brix menor que el del mínimo de la categoría inmediatamente inferior.

Criterios de calidad: El color y el sabor : La fruta o su mezcla deberá tener el color y el sabor característico de la(s) fruta(s) fresca(s). La textura de las frutas también debe ser la apropiada, muy similar a la de la fruta fresca.

Defectos y tolerancias; La conserva deberá estar practicamente excenta de defectos dentro de los límites prescritos.

Defectos Límites máximos

(a) Manchas en las piezas de frutas: manchas superficiales oscuras, manchas que penetran en la fruta y otras anormalidades.

2 piezas por 100 g de fruta escurrida

(b) Piel considerado como defecto solo cuandose presenta en frutas peladas.

6.5 cm2/500 g del contenido total.

(c)Semillas (Salvo en la granadilla), material de semillas o materia vegetal extraña.

2 g/500 g del total.

3. Aditivos alimentarios

Aditivos Dosis máxima en el producto acabado

Colorantes: la eritronisina CI 45430

Aromas: algunos acites, sabores naturales o de identica naturaleza aceptados por la legislacion competente.

Limitada por las prácticas correctas para colorear cerezas

Antioxidantes y acidificantes Acido l-ascórbico. Acido cítrico.

700 mg/kg

Endurecedores Cloruro, lactato o gluconato cálcico 350 mg/kg calculado en Ca.

Contaminantes Limitada por las prácticas correctas de fabricación.

250 mg/kg calculado en estaño.

4. Higiene

En la medida compatible con métodos de fabricación adecuados, el producto estará excento de materias objetables. Analizando con métodos adecuados de toma de muestras y examen, el producto deberá estar excento de: a. los microorganismos (MO) que puedan desarrollarse en condiciones normales de almacenamiento; y b. toda sustancia originada por MO que puedan desarrollarse en cantidades ue puedan representar un peligro para la salud.

5. Pesos y medidas

Llenado de los recipientes: Los recipientes deberán llenarse bien de fruta y el líquido de cobertura. Deberán ocupar no menos del 90% de la capacidad de agua del recipiente(llenado mínimo). La capacidad de agua del recipientees el volumen de agua destilada a 20°C que cabe en el recipiente herméticamente cerrado cuando está completamente lleno. Los recipientes que no satisfagan los requisitos de llenado mínimo se considerarán "defectuosos".

Peso escurrido mínimo: El peso escurrido del producto no será inferior al 50% del peso del agua destilada a 20°C que cabe

en el recipiente herméticamente cerrado cuando está completamente lleno. Se puede tomar como aceptable si el peso escurrido promedio de todos los recipientes examinados no sea inferior al mínimo requerido, y no haya falta exagerada en ningún recipiente.

6. Etiquetado

Nombre del alimento. La designación del producto deberá ser: "Ensalada de frutas tropicales". Cuando se añaden azúcares a uno o más jugos de frutas, deberá declararse el medio de cobertura según sea cada caso. También deberá especificarse si el jarabe es diluido o concentrado, y el grado si es ligeramente o muy concentrado o diluido.

Deberá declararse en l a etiqueta una lista completa de ingredientes en orden de proporción decreciente. Si se añade ácido l-ascórbico para preservar el color, deberá declararse su presencia en la lista de ingredientes añadido como antioxidante.

El contenido neto deberá declararse en peso, en unidades del sistema métrico.

Deberá declararse el nombre y la dirección del fabricante, envasador, distribuidor, importador, exportador o vendedor del producto. Deberá declararse el país de origen si su omisión puede inducir a engaño al consumidor. Cuando el producto se somete a elaboración en un segundo país, que cambia su naturaleza, el país en que se realiza la elaboración debe considerarse como país de origen para los fines de etiquetado.

Todo recipiente deberá llevar en relieve o en cualquier otra forma, una marca permanente de identificación, explicita o en clave, de la fábrica productora o del lote.

7. Métodos de análisis

Toma de muestra Se debe hacer de acuerdo con los planes de toma de muestras para alimentos Preenvasados del Codex Alimentarius FAO/OMS (ref No. CAC/RM 42-1969).

Para evaluar las proporciones de fruta, tamaño y formas de frutas y defectos, y el llenado del recipiente (incluido el peso escurrido) la unidad de muestra deberá ser el recipiente entero de 500 a 1 litro.

Evaluación de las proporciones de fruta: Determinar el peso escurrido y mantener separados el líquido y la fruta; En el caso de más de una fruta se separan y se pesan por separado. Se registra el peso total de las frutas.

Determinación de peso escurrido: Los pesos se expresan como porcentaje m/m calculado sobre la base de la masa de agua destilada a 20°C, que contendrá el recipiente herméticamente cerrado cuando está completamente lleno. No se debe emplear el peso escurrido original del producto antes de separar la fruta.

Determinación de la concentración del jarabe (método refractométrico) Los resultados de la lectura se expresan como porcentaje en peso (m/m) de sacarosa (grados Brix) sin corrección para la acidez de los sólidos insolubles o el azúcar invertido, pero con corrección para la temperatura equivalente a 20°C.

Determinación de la capacidad de agua de los recipientes : se pesa el recipiente vacío y completamente lleno con agua destilada a 20 °C. la diferencia de pesos representa el peso del volumen del agua que cabe en el recipiente. Los resultados se expresan como volumen del agua destilada que contiene el recipiente.

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3. FORMULACION DE INGREDIENTES.

La preparación de una cantidad de fruta en almíbar de determinadas características, implica establecer una formulación donde se mezclen determinadas proporciones de ingredientes, en un orden específico, hasta alcanzar ciertas condiciones finales propias del producto en cuestión.

Para llegar a una determinada formulación se deben conocer las características de cada uno de los ingredientes. A continuación se presenta un ejemplo concreto y se describen los pasos detallados a seguir para establecer la formulación de ingredientes.

Lo primero es plantear cuánto producto se va a obtener. Suponga que se necesitan 50 frascos de 250 g de capacidad de trozos de piña en almíbar (de sacarosa) de 24 Bx finales, con 50% de trozos de fruta, de óptimas características sensoriales, es decir sin defectos, de color, aroma, sabor y consistencia adecuadas para el mercado de exportación.

Los ingredientes de los cuales se parte son piña fresca y jarabe de sacarosa. Si eventualmente se considera necesario agregar ácido para mejorar las características sensoriales del producto final, se pueden agregar el cítrico u otro que sea adecuado. los niveles máximos de acidez, según la fruta, son de alrededor del 1%. Las piñas seleccionadas deben ser sanas, maduras y de características sensoriales intensas. Cada piña se arregla a fin de obtener trozos regulares, de tamaño homogéneo, sin residuos de ojos o cáscaras. Para lograrlo se le retira la cáscara, ojos, penacho y corazón.

El jarabe o líquido de gobierno se prepara a partir de sacarosa y agua potable. La concentración de este jarabe se elige según el grado de calidad que se desee. Si la conserva se especifica que es ligeramente edulcorada, el jarabe una vez llega al equilibrio no debe tener menos de 18 °Bx. Si se especifica que el jarabe es muy edulcorado el jarabe final debe alcanzar en el equilibrio no menos de 22 ° Bx.

Con estas especificaciones, se procede a escribir la formulación básica de ingredientes. Los cálculos se facilitan si se emplea la tabla siguiente, que permite hacer un balance de masa antes y después de obtenido la conserva de piña en almíbar.

Ingredientes 100 °Brix S.S.A(†)

g TOTAL

g S.S.T.(*)

g

1. Trozos de piña 50 10 5.0 6.250 625

2. Jarabe de sacarosa

50 34 17.0 6.250 2.125

Total final 100

22.0 12.500 2.750

Balance de masa para ingredientes en la formulación de trozos de piña en almíbar

CON: † Sólidos solubles aportados. * Sólidos solubles totales

Esta tabla tiene 6 columnas; la 1ª, de ingredientes, en el orden en que se deben agregar; la 2ª, de porcentajes; la 3ª, de brix; la 4ª, de los sólidos solubles que aportan cada uno de los ingredientes; la 5ª, de los pesos totales de ingredientes que se necesitan; y por último, la 6ª de los sólidos totales que aportan las masas de cada uno de los ingredientes que finalmente se mezclarán.

En el cuadro, los datos conocidos se escribieron en negrilla. Se ha establecido que la proporción de trozos de piña y de jarabe es 1:1, que los °Bx finales en el equilibrio son 22% y que se prepararán

12.500 g de producto. Se ha determinado que los trozos de piña tienen 10 °Bx.

A fin de que la conserva alcance en el equilibrio los 22 Bx, se calcula la concentración que debe tener el jarabe inicial. Para este cálculo se hace el balance de masa con ayuda del siguiente cuadro. En la 2ª columna se observa que 50 partes de fruta de 10 °Bx aportan 5 g de sólidos solubles (SS). La diferencia entre los 22 g SS/100 de producto que se necesitan y los 5 g de SS que aporta la fruta son 17 g de SS que deben aportar las 50 partes de jarabe. Es decir que este jarabe debe poseer 34 °Bx para que se logre el mencionado aporte.

La tabla indica que si se mezclan 6.250 g de trozos de piña de 10 Bx y 6.250 de jarabe de 34 Bx, se obtendrán 12.500 g de producto de 22 Bx finales.

Otra forma de calcular las cantidades anteriores es a partir de los sólidos solubles totales (SST). Se sabe que se necesitan 12.500 g. de producto final que posean 50% de trozos y 50% de jarabe. Se puede calcular que en los 12.500 g de producto están presentes 2.750 g de SST. Esto resulta de obtener el 22% de 12.500 g. También se puede calcular los SST que aportan los 6250 g de trozos, que son el 10% de este peso, es decir 625 g. La diferencia entre los SST del producto total y los SST aportados por la fruta son los SST que deben tener los 6250 g de jarabe. El resultado son 2.125 g. Con estos datos podemos calcular los Bx del jarabe, o sea el porcentaje de SST presentes.

ºBx=(2.125/6.250)* 100 = 34%

Con este resultado se llega a saber que se deben preparar 6.250 g de un jarabe que posea 34 Bx; Este jarabe se mezclará con los 6.250 g de trozos de fruta y así se obtendrán los 12.500 g de producto.

La preparación de este jarabe se realiza disolviendo 2.125 g de sacarosa con 4.125 g de agua. Cuando la mezcla esta completamente transparente, sin cristales en suspención, se miden sus Bx en un refractómetro y debe leerse 34 Bx.

ACTIVIDAD .

FORMULACION DE FRUTAS EN ALMIBAR

Llene primero los datos de la columna "Se solicita preparar", luego los datos de la columna "Apartir de", luego, presione el botón "Calcular ahora", en las tablas posteriores encontrará la solución a este problema. Si desea solucionar otro problema, presione el botón "Borrar todo", y comience nuevamente.

Se solicita preparar:

Kg de producto: Kg.

de % en trozos de fruta

con ºBx finales

Apartir de:

fruta de:

Brix: °Bx

Borrar todo

INGREDIENTES 100 ºBx SSA g TOTAL

g SST g

Trozos de fruta

Jarabe de sacarosa

Total Final 100

Significa que si se mezclan: g de trozos de fruta, y de jarabe de ºBx, se obtendrá el producto con las características deseadas.

4. PROCESO DE CONSERVACION

La estabilización fisicoquímica y microbiológica de esta mezcla jarabe-trozos de piña, se logra mediante un tratamiento térmico adecuado. Este tratamiento requiere que se someta a calentamiento la mezcla a una temperatura y tiempo tales, que permitan la inactivación de enzimas, eliminación del aire ocluido en los trozos de fruta y la eliminación de microorganismos, hasta un nivel que eviten su desarrollo y el cambio en las características sensoriales del producto durante su vida de anaquel.

La temperatura y tiempo escogidos dependerán de algunas variables que se dan según el tipo de fruta empleada, de recipiente y su capacidad, del pH de la fruta y del jarabe, de la población micróbica inicial y del tiempo de estabilidad que se necesita alcance esta conserva.

Los microorganismos son los principales agentes de deterioro de este y la mayoría de productos. Los microorganismos que pueden crecer en este producto por lo general no son patógenos para los humanos, pero si logran producir fermentación y cambios en la textura de las frutas cuando se desarrollan en su interior.

Las frutas empleadas para ser conservadas por esta técnica son muy variadas. Cada una de estas posee un pH característico que entre más ácido, más estable y menos necesidad de aplicarle un tratamiento intenso o prolongado. A diferencia de las hortalizas, que por su pH menos ácido, casi neutro, necesitan condiciones de aplicación de calor prolongadas.

El tipo de recipiente también influye en la temperatura y tiempo de tratamiento térmico. En la medida que la transferencia de calor se facilite, este tratamiento puede ser menos intenso. Los recipientes pequeños o que la distancia entre sus paredes es corta requieren menos intensidad en el tratamiento, que aquellos recipientes grandes y de formas que dificultan el rápido calentamiento de su centro. Las bolsas plásticas pasterizables, o los frascos poco altos y pequeños necesitan menos tiempo de tratamiento que los frascos grandes.

La intensidad del tratamiento también depende de la carga microbiana inicial. Obviamente un producto cuyos ingredientes están menos contaminados, requerirá un tratamiento térmico menos intenso y más corto que un producto preparado a partir de materias primas, ingredientes y condiciones de proceso poco higiénicas. Un proceso a alta temperatura durante un tiempo corto de aplicación (HTST, High Temperature- Short Time), permite estabilizar más y mejor un producto, que uno conservado a temperatura no tan alta (60-70 °C) y por un tiempo superior a los 20 - 30 minutos.

Finalmente, las condiciones de conservación cambian si el tiempo de almacenamiento de un producto o su fecha de caducidad es corto a uno que se busque sea prolongado. A mayor tiempo de

almacenamiento, más intensas deberán ser las condiciones de tiempo y temperatura que se apliquen para su conservación. De otra parte las tendencias actuales es la de no preparar conservas de mucho tiempo de almacenamiento, a fin de que no se deterioren tanto sus características nutricionales y sensoriales.

Resumiendo, el proceso de obtención de las conservas de frutas en almíbar se realiza de la siguiente manera:

1. Establecimiento de la cantidad y características del producto final que se planea preparar. 2. Obtención, caracterización (°Bx, sensorial) y pesado de los trozos de fruta

disponible. 3. Cálculo de cantidad de trozos, azúcar, agua y ácido (opcional) necesarios. 4. Escaldado inicial de los trozos a fin de retirar aire ocluido, inactivar enzimas, limpiar

de microorganismos, ablandar los trozos y precalentarlos antes de la pasterización final.

5. Preparación del jarabe a los Brix calculados, acidificación si se consideró necesario, y calentamiento a cerca de 80°C para disminuir el tiempo de pasterización, además de favorecer una temprana limpieza de los recipientes.

6. Mezcla alternada de jarabe caliente con trozos de fruta escaldada dentro del recipiente. Estos deben haber sido lavados e higienizados.

7. Llenar los recipientes, dejando un espacio no mayor de 1 cm en el cuello de los frascos, procurando que durante el llenado no hayan quedado burbujas de aire atrapadas. Esto impide una buena transferencia de calor, puede favorecer la oxidación, presenta un mal aspecto, y puede permitir el crecimiento de microorganismos.

8. Los frascos se colocan en un baño de maría con la tapa a medio colocar, a fin de permitir que el vapor que se genera reemplace la cámara de aire que se tiene en el cuello del frasco.

9. Cerrar los frascos firmemente y someterlos a calentamiento con el agua en ebullición durante un tiempo escogido.

10. Terminado el tratamiento térmico, retirar los frascos del baño de maria, permitir el enfriado del agua mediante adición de agua fria. Se debe evitar el cambio brusco de temperaturas debido a la posibilidad de rotura de los frascos por la debilidad del vidrio para resistir estos cambios drásticos.

11. Se recomienda mantener en almacenamiento refrigerado y en ausencia de luz los frascos, a fin de retardar los cambios fisicoquímicos y microbiológicos que se pueden acelerar con el aumento de las temperaturas.

12. El control de calidad aplicable al producto terminado consiste en medir los Bx finales en equilibrio, acidez y evaluar los factores de calidad sensorial determinantes de este producto como son la apariencia, color, aroma, sabor y textura. Mas detalles se describen en la sección 2: factores esenciales de composicion y calidad.

La medición de los Bx se realiza en el refractómetro en la manera que se explica en las conferencias de preparación de bocadillo, principalmente.

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1. INTRODUCCION.

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 mas eficientes de deshidratación, bajo condiciones controladas para producir mayores volúmenes de mejor calidad.

Desafortunadamente durante la deshidratación de las frutas ocurren cambios mas 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 contrarestan el desarrollo de microorganismos y previene o reponen los cambios ocasionados por los procesos aplicados.

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.

Esta técnica permite obtener productos que reúnen las características arriba mencionadas y además los costos de producción son más bajos, si se compara con las técnicas que emplean calor o frío para los diferentes procesos de deshidratación.

En esta publicación y en la guía elaborada para la sesión práctica, se describen en detalle los fundamentos de esta técnica: la viabilidad de emplearla con frutas; el proceso que de manera general aplica; los factores que más influyen en la velocidad de deshidratación; las características y los usos de las frutas y jarabes obtenidos; las ventajas y desventajas de su aplicación, los cálculos para su realización y el control de calidad correspondientes que permiten determinar las cantidades y características de las materias primas y los productos obtenidos. Finalmente se presentan algunos resultados logrados con las investigaciones adelantadas en los últimos años.

2. FUNDAMENTOS DE LA DESHIDRATACIÓN OSMOTICA DIRECTA

Con el objeto de definir la ósmosis, es preciso definir antes la difusión. Esta última es el acto por el cual, dos cuerpos en contacto, se van mezclando lentamente por si mismos. Este fenómeno es debido a la energía cinética que tienen las moléculas, por la cual se hallan en continuo movimiento.

Un ejemplo es el caso cuando se colocan en un recipiente cristales de sal de cocina y suavemente se añade agua que los cubra. Al poco rato los cristales espontáneamente forman una solución cada vez más homogénea, es decir, la sal termina por repartirse uniformemente entre las moléculas de agua.

Algo similar sucede cuando en un recinto cerrado en relativo reposo alguien enciende un cigarrillo. Las moléculas de humo rápidamente se mueven en todas direcciones, distribuyéndose uniformemente, con lo que le permite a todos los presentes enterarse por el olfato que alguien está fumando. Ello es posible porque ocurre el fenómeno de difusión.

La OSMOSIS es el fenómeno de difusión de líquidos o gases, a través de una sustancia permeable para alguno de ellos.

Si un compartimento de agua pura se separa de una disolución acuosa por medio de una membrana rígida permeable al agua, pero impermeable a los solutos, habrá un paso espontáneo de agua desde el compartimento que contiene agua pura hacia el que contiene la disolución.

La transferencia de agua se puede detener aplicando a la disolución una presión, además de la presión atmosférica. El valor de esta presión adicional necesaria para detener el paso de agua recibe el nombre de PRESION OSMOTICA de la disolución.

De lo anterior se puede deducir que a mayor concentración de solutos en un compartimento, que puede ser una célula, mayor será la presión osmótica que posea, es decir mayor será su capacidad

de absorber agua de la solución más diluida, de la cual esta separada por la membrana permeable al agua.

Las paredes o membranas biológicas que constituyen las paredes de las frutas o animales son semipermeables, es decir que permiten el paso de sustancias como el agua pero no el de moléculas más grandes y complejas, a no ser que se haga por fenómenos especiales. Es el caso, por ejemplo, de la membrana de la vejiga de cerdo, que el permeable al agua pero no al alcohol; si se llena de alcohol y es sumergida en agua, se hincha y puede reventar, debido al paso del agua exterior a través de la membrana hacia el interior de la vejiga, por la tendencia a diluir la solución de alcohol.

En este ejemplo, el alcohol ejerce su propia presión osmótica sobre la pared de la vejiga buscando absorber el agua a través de la membrana y como la puede atravesar, pasa y aumenta el volumen de líquidos en el interior. Como este caso, en los tejidos biológicos se presentan muchos donde la ósmosis es un fenómeno central para el normal desarrollo de la vida.

3. EMPLEO EN LA DESHIDRATACION OSMOTICA EN FRUTAS.

La aplicación del fenómeno de ósmosis en la deshidratación de frutas se puede lograr debido a que un buen número de frutas, como es el caso de la fresa, papaya, mango o melón entre otras, cuentan con los elementos necesarios para inducir la osmosis.

Estos elementos corresponden a la pulpa, que en estas frutas consiste en una estructura celular más o menos rígida que actúa como membrana semipermeable. Detrás de estas membranas celulares se encuentran los jugos, que son soluciones diluidas, donde se hallan disueltos sólidos que oscilan entre el 5 a 18% de concentración. Si esta fruta entera o en trozos se sumerge en una solución o jarabe de azúcar de 70%, se tendría un sistema donde se presentaría el fenómeno de ósmosis.

Los jugos en el interior de las células de la fruta están compuestos por sustancias disueltas en agua, como ácidos, pigmentos, azúcares, minerales, vitaminas, etc. Algunas de estas sustancias o compuestos de pequeño volumen, como el agua o ciertos ácidos, pueden salir con cierta facilidad a través de orificios que presenta la membrana o pared celular, favorecidos por la presión osmótica que ejerce el jarabe de alta concentración donde se ha sumergido la fruta.

La presión osmótica presente será mayor en la medida que sea mayor la deferencia de concentraciones entre el jarabe y el interior de los trozos de la fruta. El efecto de esta diferencia se ve reflejado en la rapidez con que es extraída el agua de la fruta hacia el jarabe. El valor de esta diferencia en el ejemplo anterior permite que los trozos de fruta se pierdan cerca del 40% del peso durante cerca de 4 horas de inmersión.

La posibilidad de que la sacarosa del jarabe 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 6 a 10 %.

Como hasta ahora se ha visto, de las características y las condiciones en que se realice el proceso, dependerán los fenómenos que dentro del sistema fruta:jarabe se presenten. Este proceso que es muy sencillo de llevar a cabo, tiene una metodología propia que puede ser aplicada en condiciones nada especiales como se presenta a continuación.

4. DESCRIPCION DEL PROCESO

El proceso de obtención de frutas deshidratadas mediante ósmosis directa se realiza de la siguiente forma (ver esquema):

ESQUEMA 1: PROCESO DE DESHIDRATACIÓN OSMOTICA DE FRUTAS

Preparación de la fruta: Se debe seleccionar una fruta que posea estructura celular rígida o semi rígida. Es decir que se puede cortar en trozos como cubos, tiras o rodajas. No servirían para este propósito la pulpa de maracuyá o lulo maduro, es decir frutas que posean pulpa líquida.

La fruta se lava, y puede trabajarse entera o en trozos. Si la piel es muy gruesa y poco permeable no permite una deshidratación rápida. En este caso se puede retirar la cáscara o aplicarle un tratamiento de permeabilización.

El tratamiento de permeabilización puede consistir en disolver la película de cera con una sustancia apropiada o someter la fruta a un tratamiento de escaldado, es decir mediante la acción de calor durante un tiempo de 1 a 3 minutos. El escaldado disminuye la selectividad de las paredes de las células, con lo que se acelera la deshidratación.

Deshidratación osmótica: El agente osmodeshidratante debe ser un compuesto compatible con los alimentos como el azúcar de mesa, (sacarosa) o jarabes concentrados como la miel de abejas o jarabes preparados a partir de azúcares.

La sal de cocina no es empleada para deshidratar frutas por la posibilidad de comunicarle un sabor desagradable, aunque se ha agregado en mínima cantidad al jarabe de azúcar para aumentar la velocidad de deshidratación.

Otros compuestos como los presentados en la tabla 1. Pueden ser empleados , todo dependerá de la disponibilidad y rentabilidad del mismo.

La fruta en trozos se sumerge en el jarabe o impregnan con el azúcar dentro de un recipiente adecuado, como puede ser una caneca plástica o de acero inoxidable. De inmediato el agua de la fruta sale hacia el jarabe, debido a la presión osmótica que se genera dentro de este.

La mayor velocidad de osmodeshidratación se produce en los momentos iniciales, que es cuando la deferencia de concentraciones entre el interior y el exterior de la fruta es la mayor.

Los niveles de pérdida de peso promedio en las frutas más ensayadas como piña, mango, guayaba o

papaya es de alrededor del 40%, al cabo de cerca de seis horas de inmersión en jarabe con agitación y 20 a 25 °C.

Como se menciono anteriormente, el fenómeno mas importante que se presenta es la salida de agua, pero paralelo a este se puede presentar un ingreso de sólidos del jarabe al interior de la fruta teniendo en cuenta esto, que se puede resumir que en total la fruta aumenta la proporción de sólidos en su interior por dos causas: la salida y el ingreso de sólidos. Este aumento de sólidos comunica estabilidad a la fruta debido a que su agua se hace menos disponible para procesos de deterioro natural o para el desarrollo de microorganismos que lo pueden invadir.

Procesos complementarios: La fruta parcialmente deshidratada a niveles del 40 - 50% de perdida de agua no es completamente estable a condiciones ambientales, pero si lo es mas que la fruta fresca.

El proceso de osmodeshidratación se puede aplicar hasta niveles donde la fruta pierde cerca del 70 al 80% de su humedad si se deja el tiempo suficiente dentro de sacarosa o un jarabe de 70%. El producto tiene sus características especificas que en la mayoría de los casos son bastante aceptables.

Los trozos se extraen del jarabe y la mayor parte de este se retira por medio de un rápido enjuague y escurrido. Los trozos, según el grado de deshidratación alcanzado, se puede someter a procesos complementarios que le darán mayor estabilidad hasta el punto de poderse mantener a condiciones ambientales con un empaque adecuado.

Algunos de los procesos complementarios son al refrigeración, congelación, pasterización, liofilización, secado con aire caliente, adición de conservantes o empacado en vacío.

Con estos procesos se logra prolongar la vida útil de almacenamiento de los productos, dependiendo de la utilización que se le vaya a dar.

Empaque: En general las características del material de empaque deben responder al nivel de estabilidad esperado del producto empacado.

Un producto sometido a deshidratación osmótica, como único sistema de estabilización y ha alcanzado un nivel de humedad inferior al 30%, se puede conservar a temperatura y humedad relativas ambientales de Bogotá, por ejemplo, no requiere empaque especial o puede ser uno construido con película de celofán papel o polietileno delgado, para que la humedad que por difusión se desprenda del alimento salga al ambiente que puede poseer alrededor del 65% de humedad.

Si por el contrario el nivel de estabilidad logrado por osmosis es bajo y se necesita complementarlo con pasterización o refrigeración, el empaque debe ser una película de baja permeabilidad a gases, es decir que no deje entrar ni salir vapor de agua y menos ingresos de microorganismos. La película puede ser a base de polipropileno o una multicapa con aluminio. Otra alternativa es empacarlo en envase de vidrio, pero de forma que cuando se cierre el frasco el producto posea una carga microbiana muy baja y además se complete su conservación con almacenamiento refrigerado.

El grave riesgo que se puede, es colocar el producto de mediana o baja estabilidad en un empaque cerrado, sin complementar la ósmosis con otra técnica de conservación que incluya calor o frío o agentes conservantes, de manera que hongos o levaduras puedan desarrollarse y deteriorar el producto.

Una técnica complementaria recomendada para un producto parcialmente deshidratado por ósmosis es exponerlo a un ambiente seco (60-70% de humedad) durante 24 a 48 horas, para que se deshidrate un poco mas y se pueda conservar sin empaque hermético. Este producto tendrá la apariencia y características de la común uva pasa.

También suele utilizarse la deshidratación por calor, consiste en aplicar aire caliente a un trozo de fruta, de manera tal que esta evapore el agua de su interior, esto se esquematiza en la siguiente animación:

5. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA VELOCIDAD DE DESHIDRATACION.

La reducción del peso de la fruta sumergida en la solución o jarabe concentrado durante un tiempo determinado, puede ser tomado como indicador de la velocidad de deshidratación. ( Ver figura 1 a continuación).

Figura 1.

Curva A: Reducción porcentual de peso (% WR) en función del tiempo , de las muestras de manzana en cubos sumergidos en una solución de sacarosa de

60 Bx. Curva B: Variación de la concentración ( en o Bx) del jarabe durante el

proceso osmótico ( de Lerici et al ., 1977).

La velocidad de perdida de peso de una determinada fruta sucede inicialmente de manera mas acelerada con un progresivo retardo a medida que avanza el tiempo de contacto con el jarabe.

Las investigaciones adelantadas han determinado que existen varios factores que influyen en la velocidad de deshidratación. Estos factores están estrechamente relacionados con las características propias de la fruta y del jarabe, y de las condiciones en que se pongan en contacto estos componentes de la mezcla.

Los factores que dependen de la fruta son: la permeabilidad y características estructurales de las paredes o membranas celulares: la cantidad de superficie que se ponga en contacto con el jarabe y la composición de los jugos interiores de la pulpa.

La pulpa entera con cáscara, de características cerosas como la breva, al ser sumergida en el jarabe sufrirá una deshidratación mas lenta que una fruta sin cáscara. Lo anterior se presenta por el " obstáculo " que constituye para la salida del agua, la cáscara que contiene sustancias de carácter

aceitoso o ceroso. En recientes investigaciones se ha visto como con pretratamientos son sustancias que disuelven las ceras o la acción del calor (escaldado), se aumenta la permeabilidad de las paredes.

Los trozos de piña sumergidos en jarabe pierden mayor cantidad de agua que las rodajas de banano en el mismo tiempo, debido a la estructura más " apretada " y la mayor cantidad de almidones que posee el banano.

De manera análoga, perderán agua mas rápido los trozos de piña en forma de cubos de 2cm, que las rodajas de 10cm de diámetro. Esto es debido a la mayor superficie específica expuesta al jarabe que tiene la forma de cubos.

En cuanto a los factores que influyen en la velocidad de deshidratación de frutas, debido a las características del jarabe se hallan la composición y la concentración. Dependiendo de la naturaleza química de los compuestos empleados para preparar el jarabe, es decir su composición, estos van a ejercer una diferente presión osmótica. Algunos Autores expresan esta fuerza osmótica en términos de osmosidad, término que expresa el número de moles de cloruro de sodio por litro necesarias para obtener una solución con la misma presión osmótica de la solución en estudio. Ver tabla 1.

Esta osmosidad será mayor si el peso molecular del compuesto es mas bajo y su capacidad ionizante es alta. Un caso es el cloruro de sodio que pesa 58 g/mol y sus átomos son altamente ionizables en agua, por lo que se constituye en un soluto de alta osmosidad y de hecho desde la antigüedad se empleó en la osmodeshidratación de pescado y carnes conocidas hoy cono el pescado salado de Semana Santa o el jamón serrano.

Soluto g de soluto Por 100 g De solución

1 5 10 15 20

Cloruro de sodio 0.172 0.885 1.832 2.845 3.927

Etanol 0.166 0.611 1.288 2.031 2.285

Cloruro de calcio 0.127 0.688 1.655 2.871 -----

Etilenglicol 0.085 0.460 0.987

Fructosa 0.030 0.159 0.349 0.550

Glucosa 0.030 0.159 0.342

Sacarosa 0.015 0.084 0.181 0.295 0.428

TABLA No. 1 Osmosidad de algunos solutos (Weast, 1.969)

La concentración del jarabe influye directamente sobre la velocidad, porque al mantener una alta diferencia de concentraciones a lado y lado de la membrana, se incrementa mas la presión osmótica, favoreciendo un rápido flujo de agua a través de la membrana en busca del equilibrio. (Ver figura 2 a continuación).

Figura 2. Reducción porcentual de peso ( % WR) en función del tiempo, de muestras de manzana en cubos sumergidos en una solución de sacarosa de

diferentes concentraciones ( en Bx).

* = Ajuste continuo de Bx ( Lerici, 1977).

El peso molecular y el tamaño del compuesto de que está preparado el jarabe, también influyen para que se produzca el fenómeno de ingreso de este compuesto a la fruta a través de la membrana, paralelo a la salida de agua de la fruta hacia el jarabe. El ingreso de los sólidos es del orden del 3 al 10% del total de los sólidos de la fruta y se produce a mayor velocidad durante los primeros minutos de inmersión. Ver figura 4.

Otros factores que influyen en la velocidad de deshidratación están los relacionados con las condiciones del sistema fruta:jarabe. Estos factores son la temperatura y la agitación.

El aumento de la temperatura del sistema va a producir cambios en la permeabilidad de la pared celular y en la fluidez del jarabe. El aumento de la permeabilidad produce una mayor velocidad de deshidratación, debido a la mayor movilidad de las moléculas y a la pérdida de la selectividad de la membrana, la cual permite un mayor intercambio de agua que sale de la fruta, pero también un mayor ingreso de solutos o componentes del jarabe. Esto reforzado por el contacto mas intimo entre el jarabe, que por acción del calor se ha hecho menos espeso y las paredes de las células. (er figura 3 a continuación).

Figura 3. Reducción porcentual de peso (% WR) en función del tiempo, de muestras de manzana en cubos sumergidos en una solución de sacarosa de

60 Bx mantenida a diferentes temperaturas ( Lerici, 1977)

La agitación periódica al sistema también produce un importante aumento en la velocidad de deshidratación. A medida que avanza el tiempo de contacto de la fruta con el jarabe, esta se va rodeando de su propia agua, la cual se va difundiendo lentamente por el jarabe concentrado. Al estar rodeada de agua la fruta, la diferencia de concentraciones entre el jarabe y la pared celular se hace menor, con lo que también se disminuye la velocidad de salida de agua.

Si el sistema es agitado, el agua que ha salido es retirada del contacto y vecindario de la pared y será reemplazada por jarabe concentrado que permitirá el nuevo Establecimiento de una alta diferencia de concentración entre el aumento de la velocidad de deshidratación.

De igual forma se ha detectado un menor ingreso de soluto del jarabe al interior de la fruta si se mantiene la agitación. Esto se podría explicar por la dificultad que produce el flujo de agua que sale de la fruta a las moléculas de soluto que traten de ingresar, es decir el soluto iría en contra de la corriente del agua de la fruta.

Otro factor que aumenta la velocidad de deshidratación es la relación fruta: jarabe. Cuando esta relación es una parte de fruta por una de jarabe, la posibilidad de disminuir la velocidad es mayor, debido a que el agua que sale de la fruta diluye el jarabe mas rápidamente que si la relación fruta:jarabe se cambia a 1:3.

Recientemente se ha incluido otro factor que puede acelerar el proceso de deshidratación, como es la disminución de la presión atmosférica mediante aplicación de vacío al sistema. Esta técnica permite la salida de gases ocluidos en el interior de las paredes de la fruta los cuales son una barrera para la osmodeshidratación. Además la disminución de la presión permite una salida más rápida del agua por la ausencia parcial de la barrera que ejerce la fuerza de la gravedad sobre la pared celular.

Finalmente, existen otros parámetros diferentes a la pérdida de peso, que permiten visualizar de manera mas completa la evolución y efectos de la osmodeshidratación en la fruta y en el jarabe.

Estos parámetros son: el contenido de agua (WC, Water contain), que permanece en la fruta. La pérdida de agua (Wl,Water Loss), la ganancia de sólidos (SG, solids gain), que proviene del jarabe, u la actividad del agua, (AW).

Este último parámetro es muy importante porque se puede medir directamente de la fruta, de manera similar como se mide una humedad, solo que se hace en un equipo específico y no mide el contenido de agua sino la real disponibilidad del agua por parte de los microorganismos o para su empleo en reacciones bioquímicas. Dependiendo del valor obtenido se sabrá si la fruta es estable o no para el desarrollo de cierto tipo de deterioro.(Ver figura 4 a continuación).

Figura 4. Evolución de algunas variables en el curso de la deshidratación osmótica de manzanas en cubos sumergidas en jarabe de glucosa de 51 ºBx.

Aw= actividad e agua; %WR= Reducción porcentual de peso;

WL=gramos de agua extaida de la muestra; %WC=contenido porcentual de agua en la muestra;

SG=Aumento en gramos de las sustancias sólidas en la muestra.

Los datos se refieren a 100 gramos de producto fresco. (WC inicial= 82.47%)

6. CARACTERISTICAS Y USOS DE LAS FRUTAS Y LOS JARABES OBTENIDOS.

Las frutas obtenidas mediante esta técnica pueden tener diferentes características según el grado de estabilidad que almacenen. Este grado de estabilidad dependerá del nivel de deshidratación alcanzado durante la inmersión en el jarabe o por la aplicación de técnicas complementarias de conservación.

Cuando se necesita un producto derivado de una fruta lo más parecido a la fruta fresca pero de alta estabilidad, se debe recurrir a complementar el producto mediante otras técnicas de conservación como el frío (refrigerado, congelado), el calor (escaldado , pasterizado) o los aditivos (sulfitado, sorbato, benzoato, ácido ascórbido).

Generalmente mediante esta técnica se obtienen frutas que han perdido cerca del 40% de su contenido en agua, lo que las convierte en productos semi elaborados que no son estables a temperatura ambiente. En estas condiciones estas frutas pueden servir de materias primas semi elaboradas empleadas por otras industrias como pueden ser, la de pastelería, la láctea, la de pulpas para obtener concentrados.

También se pueden emplear como productos estables a condiciones ambientales cuando han llegado a perder cerca del 70 % del agua, semejante a las uvas pasas, pudiéndose emplear como pasabocas solo o mezclados.

Los jarabes usados y resultantes de la deshidratación también pueden ser utilizados como ingredientes de otros productos. En otros jarabes, luego de haber sido retirada la fruta, permanecen compuestos extraídos de la misma, que conservan las características de aroma, sabor y algo de color genuinos.

Lo anterior se presenta porque los aromas y sabores propios de las frutas, son atrapados y estabilizados por los compuestos concentrados en el jarabe. Teniendo en cuenta las nuevas características de los jarabes, se les puede utilizar como edulcorantes de productos Específicos, como sería el caso de néctares, yoghurts, salsas para helados y otros con características de esa fruta.

Estos jarabes también pueden ser reutilizados en nuevos procesos de deshidratación, si son llevados a concentraciones adecuadas para generar su fuerza osmótica y además evitar la posibilidad de fermentación.

Esta interesante aplicación ha permitido comprobar que las frutas sumergidas en jarabes reutilizados, poseen mejores características sensoriales que las frutas que se deshidratan en jarabes frescos. La explicación es que en un jarabe fresco además de extraer agua, también atrapa aromas sabores y colores de la fruta como se mencionó antes.

Por su parte el jarabe reutilizado no "atrapa" estos compuestos, sino que por el contrario, si la fruta que se sumerge, esta deficiente en alguno de estos, trata de alcanzar el equilibrio y terminará con mayor y mejor aroma y sabor. En estos jarabes reutilizados el fenómeno que con mayor fuerza se presenta es la salida de agua de la fruta al jarabe, para compensar la presión osmótica que se ejerce al interior del jarabe.

Teniendo en cuenta las aplicaciones descritas hasta ahora, conviene resumir las ventajas y desventajas que ofrece ésta técnica y evaluar la posibilidad de incorporarla en Colombia para la

mayor conservación y el mejor aprovechamiento de nuestros recursos.

7. VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA OSMOSIS.

Después de adelantar una serie de investigaciones durante los últimos años a nivel de laboratorio y algunos ensayos en Planta piloto, se ha logrado comprobar ciertas ventajas del proceso de deshidratación osmótica aplicado principalmente a frutas. Algunas de las ventajas logradas están relacionadas con la conservación de la calidad sensorial y nutricional de las frutas.

El agua que sale de la fruta al jarabe de temperatura ambiente y en estado líquido, evita las pérdidas de aromas propios de la fruta, los que si se volatilizarían o descompondrían a las altas temperaturas que se emplean durante la operación de evaporación que se practica durante la concentración o deshidratación de la misma fruta mediante otras técnicas.

La Ausencia de oxígeno en el interior de la masa de jarabe donde se halla la fruta, evita las correspondientes reacciones de oxidación (pardeamiento enzimático) que afectan directamente la apariencia del producto final.

La deshidratación de la fruta sin romper células y sin poner en contacto los sustratos que favorecen el oscurecimiento químico, permite mantener una alta calidad al producto final. 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.

La relativa baja actividad de agua del jarabe concentrado, no permite el fácil desarrollo de microorganismos que rápidamente atacan y dañan las frutas en condiciones ambientales.

Esta técnica también 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 yoghurts, néctares, etc.) a fin de aprovechar su poder edulcorante y contenido de aromas y sabores de la fruta osmodeshidratada.

Por otra parte el uso de azúcar (sacarosa) o jarabes y melazas tan disponibles en nuestro medio rural, con la posibilidad de su reutilización bien sea en nuevos procesos o para edulcorar otros productos la hace una técnica interesante.

Entre las limitaciones que presenta esta técnica de ósmosis está que 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.

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.

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.

8. ALGUNOS RESULTADOS

Los estudios adelantados en el ICTA, sobre deshidratación osmótica directa de algunas frutas se han realizado a nivel de laboratorio a fin de identificar de forma preliminar las condiciones que requieren y el comportamiento de los productos obtenidos para proceder en un futuro a aumentar los volúmenes y poder así aplicar estos estudios a nivel agroindustrial.

Las frutas con las que se han hecho algunos ensayos preliminares son: banano, breva, curuba, feijoa, fresa, guayaba, mango, manzana, melón, mora, papaya, papayuela, patilla, pera, piña, pitaya, tomate de árbol y uchuva.

Por ejemplo. Los niveles de perdida de agua alcanzados después de 12 horas de inmersión en jarabe de sacarosa de 70 Brix, de diferentes frutas en trozos, se presentan en la siguiente tabla:

FRUTA Pérdida Agua %

FRUTA Pérdida Agua %

Banano 34 Manzana 37

Mora 18 Melocotón 38

Peras 53 Tomate 32

Piña 52 Mango A. 52

Curuba 46 Breva 13

Guayaba 52 Papayuela 36

Fresa 51 Feijoa 38

Las características de los productos obtenidos se podrían resumir así:

Las rodajas de banano se alcanzan a pardear ligeramente si están muy maduras o no se sumergen pronto en el jarabe. Una alternativa es sumergirlos en una solución de ácido ascórbico inmediatamente se cortan y luego si sumergirlos en la solución osmodeshidratante de jarabe. Los trozos adquieren un sabor mas intenso.

La moras tardan mas del promedio de las demás frutas por las características de su piel. Con previo

congelado de la fruta y aplicación de la osmosis se acelera la deshidratación.

Las peras pueden también pardearse ligeramente sobre todo antes de sumergirlas en el jarabe. Se puede seguir el proceso anotado para banano.

La deshidratación de curuba permite obtener una pulpa concentrada sin empleo de alta temperatura y sin cambios de color o aroma.

La fresa pierde mucho de su sabor característico que pasa al jarabe.

La deshidratación de la breva es lenta debido a la impermeabilidad de las cáscara. Esta aumenta con el escaldado previo que se le puede dar.

La feijoa en rodajas permite obtener una fruta ligeramente pardeada; la cáscara posee un fuerte sabor característico y el jarabe resultante es altamente aromático. La variedad mas adecuada es la que posee una pulpa firme, similar a la guayaba. En el caso de hortalizas, los ensayos de osmodeshidratación han sido mínimos y en estos se ha empleado salmueras con resultados no muy satisfactorios.

En el inmediato futuro se tiene programado adelantar investigaciones, con la estrecha colaboración de la facultad de ingeniería, sobre el desarrollo de equipos que permitan identificar las condiciones de las operaciones y las características de los productos obtenidos a escala de Planta piloto.

Para esto se espera tener el apoyo del sector productivo, quien en últimas será el que aplique los desarrollos que la Universidad adelanta en el campo de la tecnología de procesamiento de frutas.

9. BALANCE DE MATERIA

En el caso de reutilizar el jarabe empleado en la deshidratación osmótica, este debe ser concentrado nuevamente hasta los niveles adecuados. La concentración se realiza para recuperar su capacidad deshidratante, aprovechar los aromas y sabores que se desprendieron de la fruta en la primera osmodeshidratación y para evitar su deterioro.

El deterioro del jarabe puede consistir en una fermentación o simplemente un enturbiamiento natural. En caso de presentarse la fermentación, que es muy grave por el sabor y aroma que se genera, en cuyo caso se recomienda no volver a emplear. La fermentación se produce porque la concentración de solutos es baja y permite el desarrollo cada vez mas acelerado de microorganismos. Normalmente la descomposición de los azúcares elevan las concentraciones de alcohol, esteres y ácidos de sabor y olor desagradables.

Esta carga crece aceleradamente si la concentración del jarabe alcanza niveles menores de 60%, a los que se llegan por la dilución que produce el agua que sale de las frutas sumergidas. Para prevenir este deterioro, se puede ajustar el pH a niveles mas bajos o agregar agentes microbicidas.

Esquema2: del balance de materia en la deshidratación de fruta con sacarosa

La turbidez que con las repetidas inmersiones de frutas se alcanza, no es problema importante en la calidad del producto final, ya que el efecto que verdaderamente interesa es el deshidratante, que depende de la concentración del jarabe.

Las dos formas de alcanzar la adecuada concentración del jarabe, antes de la inmersión del nuevo lote son mediante la adición de azúcar (u otro soluto) o la evaporación de agua. (analizar esquema adjunto).

La primera forma se logra a partir de los cálculos que se realizan para conocer la cantidad de azúcar que se debe agregar al jarabe que se tiene. Por este método la cantidad de jarabe se va incrementando después de cada proceso. La ventaja de esta alternativa es que no se requiere de energía para la reutilización del jarabe. Ver figura 7

La segunda forma si requiere energía y se logra mediante la concentración por evaporación controlada de parte del agua del jarabe. Esta concentración se puede realizar bien sea a presión atmosférica o al vacío.

Esta técnica de conservación esta siendo estudiada en los países desarrollados, teniendo en cuenta la calidad de sus productos y el bajo consumo de energía que implica, frente a las demás técnicas tradicionales lograr concentrados de alta calidad aromática. Esta técnica ha sido propuesta para la obtención de mostos de vinos. Los compuestos astringentes y ácidos son reducidos mejorando la

relación azúcar/ácido. Los vinos obtenidos a partir de la fermentación de este mosto modificado presenta mejores cualidades orgalépticas.

FUTUROS DESARROLLOS

Los reportes en literatura se limitan máximo a aplicaciones de osmodeshidratación a nivel de Planta piloto. Se necesita resolver los problemas teóricos y prácticos al aumentar la escala de producción mediante el proceso osmótico. Existen problemas ingenieriles relacionados con el movimiento de grandes volúmenes de soluciones concentradas de azúcar y equipos para operación continua. También están los problemas de agitar jarabes de alta viscosidad o el problema de la flotación del producto por la diferencia de densidad con el agente osmótico.

Otro aspecto es investigar sobre la prevención de la fermentación de los ingredientes durante el proceso, a fin de, evitar grandes problemas cuando se logre escalar a nivel de Planta industrial.

Se necesita profundizar también en el estudio de modelos matemáticos relacionados con el flujo simultáneo en contracorriente de materia durante el proceso osmótico, es decir de la salida de agua desde la fruta e ingreso de soluto del agente osmótico hacia la fruta.

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