Artículo Científico

CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS DE LÁMINAS DE MANGO FORTIFICADAS CON CALCIO MEDIANTE DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA CON PULSOS DE VACÍO RICHARD ALEJANDRO GÓMEZ Licenciado en Tecnología de Alimentos Programa Tecnología de Alimentos. Escuela de Zootecnia. Universidad de Oriente. Núcleo Monagas. Campus Los Guaritos. Escuela de Zootecnia. Programa Tecnología de Alimentos. Avenida Universidad. Maturín, Estado Monagas, Venezuela. C.P.: 6201 Teléfono: 0058-416-5939535. E-mail: [email protected] Recibido: 01/08/2013

Revisado: 05/12/2013

Aceptado:18/12/2013

CONTENIDO Resumen........................................................................................................................................ 20 Abstract ......................................................................................................................................... 20 1 Introducción ......................................................................................................................... 21 2 Materiales y métodos ........................................................................................................... 22 2.1 2.2 2.3 2.4

3

Resultados y discusión ......................................................................................................... 27 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7 3.8 3.9

4 5 6

Selección y preparación de la materia prima ................................................................................. 22 Deshidratación osmótica con pulsos de vacío (dopv) .................................................................... 23 Análisis fisicoquímicos ................................................................................................................. 23 Diseño experimental ...................................................................................................................... 26 Actividad de agua (aw).................................................................................................................. 27 % Humedad ................................................................................................................................... 28 % Cenizas ...................................................................................................................................... 28 Determinación de calcio ................................................................................................................ 28 Sólidos solubles (ºbrix).................................................................................................................. 28 Acidez titulable ............................................................................................................................. 29 Ph................................................................................................................................................... 29 Textura (dureza) ............................................................................................................................ 29 Color .............................................................................................................................................. 29

Conclusiones ........................................................................................................................ 30 Agradecimiento .................................................................................................................... 31 Referencias bibliograficas .................................................................................................... 31

Edición: © 2014 - ReCiTeIA. ISSN 2027-6850 Cali – Valle – Colombia e-mail: [email protected] url: http://revistareciteia.es.tl/ Las opiniones expresadas en este documento no son necesariamente opiniones de la Revista ReCiTeIA, de sus órganos o de sus funcionarios. ReCiTeIA no se hace responsable de materiales con derecho de autor tomados sin autorización por los propios autores

GÓMEZ, R.A.

MANGO FORTIFICADO

Características fisicoquímicas de láminas de mango fortificadas con calcio mediante deshidratación osmótica con pulsos de vacío RESUMEN Se estudió el efecto de la fortificación con cloruro de calcio (CaCl2) de láminas de mango por medio de la deshidratación osmótica con pulsos de vacío, sobre sus características fisicoquímicas. Se utilizaron mangos del cultivar Keitt cosechados en estado de madurez fisiológica a partir de los cuales se obtuvieron láminas de 4 x 4 x 0,5 cm. Las láminas de mango se sometieron a cuatro tratamientos osmóticos que incluían distintos niveles de CaCl2 (2,5; 1,5; 0,5 y 0%), durante 24 horas, aplicando pulsos de vacío. Las variables fisicoquímicas de las láminas de mango frescas fueron Actividad de agua (0,9982), % humedad (80,469), % cenizas (0,2980), contenido de calcio (mg/100 g de fruta) (13,63), sólidos solubles (10,281), % acidez titulable (0,1665), pH (3,488), textura (N) (71,520), coordenadas a, b y L del color (-1,26; 43,534 y 75,496 respectivamente). Los valores de Actividad de agua, % humedad, acidez titulable y pH en las láminas de mango deshidratadas osmóticamente, disminuyeron conforme aumentó la concentración de CaCl 2 en las soluciones. Los valores de % cenizas, contenido de calcio y textura en las láminas de mango, aumentaron con el incremento de la concentración de CaCl2 en las soluciones osmóticas. Los valores de la coordenada a del color fueron similares, pero las coordenadas b y L aumentaron con respecto a la fruta fresca. La deshidratación osmótica con pulso de vacío constituye una buena alternativa para fortificar láminas de mango con calcio. Palabras clave: Mango, calcio, deshidratación osmótica, fisicoquímico.

Physicochemical characteristics of mango slices fortified with calcium by osmotic dehydration with vacuum pulses ABSTRACT The effect of the fortification with calcium chloride (CaCl2) mango slices through osmotic dehydration with vacuum pulses on their physicochemical characteristics was study. Cultivar used Keitt mangos harvested at physiological maturity from films which were obtained from 4 x 4 x 0.5 cm. Mango slices were subjected to four osmotic treatments including CaCl2 levels different (2.5, 1.5, 0.5 and 0%), for 24 hours, applying vacuum pulses. Physicochemical variables fresh mango slices were water activity (0.9982),% humidity (80.469),% ash (0.2980), calcium content (mg/100 g of fruit) (13,63), soluble solids (10,281)% titratable acidity (0.1665), pH (3,488), texture (N) (71.520) coordinates a, b and L color (-1.26, 43.534 and 75.496 respectively). The water activity values, % humidity, titratable acidity and pH in osmotically dehydrated mango slices, decreased with increased the concentration of CaCl2 in the solutions. The values of % ash, calcium content and texture mango slices, increased with increasing concentration of CaCl2 in osmotic solutions. Coordinate values a color were similar, but the coordinates b and L increased with respect to the fresh fruit. Osmotic dehydration with vacuum pulse is a good alternative to fortify mango slices with calcium. Keywords: Mango, calcium, osmotic dehydration and physicochemical

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INTRODUCCIÓN

El mango es una planta que pertenece a la familia Anacardiaceae, de nombre científico Mangifera indica L. [Avilan y Rengifo, 1990]. Éste género data de hace más de cuatro mil años en la India, desde donde se expandió hacia el este antes de la época cristiana, mientras que al oeste se produjo en un período más reciente, ya que los colonizadores portugueses y españoles la llevaron a todas las zonas en donde se asentaron [Océano, 1999]. El mango es una fruta tropical que tiene gran aceptación en el mercado mundial. En Venezuela es demandada debido principalmente a sus atractivos colores y sabor exquisito. Sus posibilidades para exportación son excelentes, ya que en Venezuela se pueden producir mangos en épocas cuando los principales productores mundiales no lo hacen [Meneses, 2000]. El mango se consume como fruta fresca, así como también en diversos productos industriales que se pueden obtener a partir del procesamiento de esta fruta [Hoyos, 1989]. Dentro de las principales formas de conservar esta fruta están: mínimamente procesadas, enlatadas, congeladas, irradiadas, cristalizadas, sometidas a altas presiones, deshidratadas osmóticamente, entre otras [James, 1995]. La deshidratación osmótica (DO) es un tratamiento de eliminación parcial de agua, donde se sumerge la materia prima en una solución hipertónica que tiene una alta presión osmótica y baja actividad de agua, siendo la fuerza impulsora para que el agua del alimento se difunda en el medio, originándose así una transferencia de masa desde la región de mayor concentración hacia la de menor concentración [Kaymak-Ertekin y Sultanoglu, 2000]. La DO se ha propuesto como una técnica potencial para producir alimentos de bajo contenido de humedad [Sharma et al., 2003]. Estos no requieren refrigeración para controlar los microorganismos patógenos, pero tienen una vida útil limitada debido a la descomposición, principalmente por levaduras y hongos [Durward y Stratton, 2007], por lo que se combina frecuentemente con conservadores alimentarios, reducción del pH, microorganismos competitivos, tratamientos térmicos, entre otros [Alzamora et al., 2004]. Barbosa-Cánovas y Vega-Mercado [2000], Casp y Abril [1999], CENTA [2005], Genina-Soto [2002], NUTRER [2004] señalan que dentro de las ventajas de la DO está la producción de alimentos listos para el consumo y de fácil aceptación; reducción considerable de la masa de materia prima, evitando las pérdidas de color, sabor y aroma propio de la fruta; permite incorporar aditivos alimenticios en el producto durante el tratamiento; la ausencia de oxígeno en el interior de la masa de jarabe donde se encuentra la fruta, evita el pardeamiento enzimático; el jarabe puede ser reutilizado en nuevos procesos osmodeshidratantes, es decir, para deshidratar y hasta edulcorar otros productos; es un método alternativo para la formulación de nuevos productos, el cual no requiere de grandes inversiones ni de equipos complejos o difíciles de obtener, siendo una tecnología que se adapta a una amplia gama de frutas tropicales, garantizando la cadena agroalimentaria y aumentando la disponibilidad de alimentos, aprovechando al máximo las cosechas de frutas abundantes en zonas productoras en diferentes épocas del año. Tomando en cuenta las ventajas que se podrían obtener aprovechando éste fenómeno se innovó una técnica denominada Deshidratación Osmótica con Pulso de Vacío (DOPV)[Navarro y Corzo, 1999], la cual consiste en el intercambio interno de gases ocluidos en la matriz de un producto por un líquido o solución escogida, en este proceso se aplica un sistema de vacío que promueve la impregnación de los capilares de los tejidos y cuando la presión atmosférica es reestablecida los poros son extensamente inoculados con la solución externa y dependiendo del radio de compresión aplicado [Espinoza et al., 2006]. Esta técnica es una formidable herramienta para lograr una leve modificación del alimento en cuanto su actividad de agua, acidez, potencial redox e incorporación de ciertos inhibidores microbianos, así como también fortificar el alimento con algún compuesto nutricional, como el calcio [Tapia y Roa, 1999].

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El calcio es el mineral más abundante en el cuerpo. El 99% del calcio se encuentra en huesos y dientes. El restante 1% está en la sangre y los líquidos extracelulares y dentro de las células de los tejidos blandos, pues afecta la función de transporte de las membranas celulares, influye en la transmisión de iones a través de las membranas de los organelos celulares, la liberación de neurotransmisores en las uniones sinápticas, la función de hormonas proteicas y la liberación o activación de enzimas intracelulares y extracelulares [Mahan y Escott-Stump, 1998]. La fortificación de frutas con componentes fisiológicamente activos, como el calcio, podría jugar un papel muy importante en el bienestar físico del ser humano contribuyendo en la formación y el mantenimiento de una masa ósea y dientes fuertes y sanos, en la prevención de enfermedades como la osteoporosis, problemas nerviosos, contracción de músculos, coagulación de la sangre, entre otros. Es por esto que el propósito del presente trabajo de investigación es la fortificación de láminas de mango con calcio por medio de la técnica de DOPV. 2

MATERIALES Y MÉTODOS

2.1

SELECCIÓN Y PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

Para el estudio se utilizaron mangos de la variedad Keitt (Figura 1), donados por la Agropecuaria La Gloria, ubicada en el sector Tarragona carretera nacional Maturín – Barcelona, Venezuela, la cual posee una plantación comercial de 150 hectáreas. Los frutos fueron cosechados utilizando el criterio señalado por Somaroo [2007], quien indica que estos deben estar en estado de madurez fisiológica con un 75 % de la superficie externa con una coloración verde (10 ºBrix aproximadamente), se seleccionaron en base a un peso aproximado de 400 g – 600 g cuidando que no presentaran daños causados por golpes, microorganismos e insectos, con la finalidad de emplear una materia prima de calidad.

Figura 1. Plantaciones de los frutos de mango de la variedad Keitt en la “Agropecuaria La Gloria” y Frutos seleccionados para el experimento Estos fueron lavados, pelados manualmente, rebanados (Figura 2) y cortados hasta obtener láminas de 4 cm x 4 cm x 0,5 cm, las cuales se escaldaron colocándolas en contacto con vapor de agua saturado a 100ºC durante un minuto, suspendidas sobre una rejilla en un recipiente cerrado con agua en ebullición. Posteriormente, las muestras fueron sumergidas en agua con hielo para su enfriamiento, esto con el objetivo de inactivar las enzimas, eliminar los gases ocluidos en el tejido, incrementar el color y eliminar la carga microbiana superficial.

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a)

b)

c)

Figura 2. a) Pelado manual, b) Rebanadora de acero inoxidable utilizada para obtener las rebanadas de los frutos de mango, y c) Cortado manual 2.2

DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA CON PULSOS DE VACÍO (DOPV)

Se prepararon cuatro tipos de soluciones osmóticas utilizando 65% de sacarosa, 0,2% ácido ascórbico y cuatro concentraciones de cloruro de calcio (CaCl2) (2,5%; 1,5%; 0,5% y 0%). Se colocaron cinco lotes de muestras de mango de 40 láminas cada uno, para un total de 200 láminas experimentales por cada una de las soluciones osmóticas contenidas en un desecador de vidrio de 10 litros de capacidad, el cual estuvo conectado a una bomba de vacío SIEMENS tipo 1RF30524YF31 con una capacidad máxima de 30 pulg Hg. y se aplicó vacío por 5 minutos cada 30 minutos durante las primeras 8 horas continuando el resto del experimento a presión atmosférica hasta la 24 horas. Todo éste proceso se realizó a temperatura ambiente. Los desecadores fueron colocados sobre un agitador magnético modelo SP4625, utilizando la máxima capacidad de operación (10 unidades de velocidad) con el fin de que las láminas de mango estuvieran en contacto con toda la solución osmótica.

Figura 3. Equipos de deshidratación osmótica a vacío para los cuatro tratamientos 2.3

ANÁLISIS FISICOQUÍMICOS

Se determinó actividad de agua, % humedad, % cenizas, contenido de calcio, sólidos solubles, acidez titulable, pH, textura y color. Los análisis fisicoquímicos se aplicaron tanto a las muestras frescas como a las deshidratadas. Los análisis realizados en las muestras frescas tuvieron como finalidad determinar la calidad inicial de las láminas de mango para establecer comparaciones posteriores con los sometidos a los diferentes tratamientos. Todos los análisis se hicieron por triplicado.

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2.3.1

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Actividad de agua (aw)

La Aw de las muestras se determinó mediante un hidrómetro eléctrico (AQUALAB Decagón de la serie 3 con una precisión de aproximadamente + 0,003). En el porta-muestras se colocaron 10 g. de muestra de fruta previamente picadas y se llevaron al interior del equipo hasta que éste mostró la lectura de Aw de la muestra analizada. 2.3.2

% Humedad

La determinación de humedad se realizó por el método de calentamiento directo en estufa a vacío de acuerdo a la metodología descrita por la norma COVENIN [1980]. En crisoles previamente rotulados se pesaron 3 g. de las muestras de mango picadas en trozos pequeños para que existiera un mayor contacto entre la superficie de la fruta y el aire caliente de la estufa, luego se llevaron a la estufa de vacío (NAPCO modelo 5831) a 60 °C y se aplicó el vacío a una presión de 24 pulg. de Hg. durante 8 horas. Posteriormente se sacaron los crisoles de la estufa, se dejaron enfriar en un desecador para luego ser pesados. Con estos datos de pesos se calculó el porcentaje de humedad en las muestras por la siguiente ecuación: -

Ecuación 1

Donde: P1 es el peso del crisol con la muestra deshidratada en la estufa a vacío, P2 es el peso del crisol vacío y Pm es el peso de la muestra inicial. 2.3.3

% Cenizas

La determinación del contenido de cenizas se realizó por la metodología descrita por la norma COVENIN [1981]. Se pesaron 10 g aproximadamente de muestras de mango y se colocaron en crisoles pesados previamente, estos se llevaron a la mufla (marca FELISA modelo FE-360) a temperaturas comprendidas entre 550 – 600 ºC durante 4 horas aproximadamente. Luego los crisoles se retiraron del equipo y se colocaron en desecadores hasta que éstos se enfriaron. Se pesaron y se calculó el porcentaje de cenizas en las muestras empleando la siguiente ecuación: ((

-

)

)

Ecuación 2

Donde: P1 es el peso del crisol con las cenizas, P2 es el peso del crisol vacío y Pm es el peso de la muestra inicial. 2.3.4

Determinación de calcio

El contenido de calcio se determinó por el método de permanganometría descrito por la norma COVENIN [1982]. A las cenizas obtenidas por incineración en mufla a 550 – 600 °C, se humedecieron con 5 mL de HCl 1:1 y se colocaron en una plancha de calentamiento hasta que se secaran. Se les volvió a agregar 5 mL de HCl 1:1 y se dejaron en calentamiento por 30 minutos. Se filtró la solución ácida a través de papel de filtro, en un balón aforado de 100 mL. Las cenizas que quedaron en el papel de filtro, se llevaron al mismo crisol donde se encontraban las primeras cenizas y se colocaron en la mufla para una nueva incineración. Después se les agregaron 5 mL de HCl 1:1 a las cenizas obtenidas y se llevaron a calentamiento durante 5 minutos. Se volvió a filtrar la solución utilizando el mismo embudo y el mismo matraz aforado para luego aforar y obtener la solución de cenizas.

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Se tomó una alícuota de 50 mL de la solución de cenizas y se llevó a un vaso de precipitado al cual se le adicionaron 50 mL de agua destilada. Esta solución se llevó a calentamiento hasta ebullición, para luego agregarle 10 mL de oxalato de amonio al 4% (aporta el ión oxalato para unirse al calcio de la solución) y dos gotas de solución indicadora de rojo de metilo. Se agregó la solución de amonio al 25% lentamente, hasta alcanzar el viraje de la solución (de naranja a rosado, pH 5). Se dejó hervir hasta que el precipitado fuera granular. Luego se dejó en reposo durante 24 horas a temperatura ambiente. Se filtró la solución a través de un papel de filtro con la ayuda de pequeñas porciones de agua destilada (20 mL por tres veces consecutivas. El papel de filtro con el precipitado se colocó en el mismo vaso donde ocurrió la precipitación y se lavaron los cristales de calcio con 10 mL de ácido sulfúrico (H2SO4) al 8% para disolver el oxalato de calcio. Se calentó la mezcla hasta ebullición. Posteriormente, se agregaron 50 mL de agua caliente y se titularon con permanganato de potasio (KMnO4) 0,05 N (previamente estandarizado) hasta obtener una coloración rosada persistente. Se anotó el volumen gastado de KMnO4 y se calculó los miligramos de calcio por cada 100 g de muestra a través de la siguiente ecuación: Ecuación 3

Donde: N es la normalidad de KMnO4 (0,05 N), V es el volumen gastado de KMnO4, PE es el peso equivalente del calcio (20 mg/m-eq) y Pm es el peso de la muestra inicial. 2.3.5

SÓLIDOS SOLUBLES (ºbrix)

Los sólidos solubles se determinaron por refractometría aplicando la metodología descrita por la norma COVENIN [1983], para lo cual se utilizó un refractómetro marca ABBE. Se trituraron 20 g. de muestra con la ayuda de un pica todo, luego se pesaron 15 g. en un beacker de 250 mL, a los que se les añadió 40 mL de agua destilada. Se calentó la muestra durante una hora en baño de maría a 70 °C. Luego la mezcla se llevó a un balón aforado de 100 mL (previamente pesado), se dejó enfriar y se aforó. Se pesaron los 100 mL de solución (la diferencia de peso con la tara del balón de 100 mL, correspondió al peso de 100 mL de solución). Se filtró la solución para finalmente medir los sólidos solubles tomando dos gotas, las cuales se colocaron entre los prismas del refractómetro previamente calibrado, se cerró el prisma para luego hacer la lectura de los sólidos solubles y se calcularon aplicando la siguiente ecuación: Ecuación 4

Donde: SS es el contenido de sólidos solubles en el alimento, expresado en °Brix, m es la masa de los 100mL de muestra preparada (en gramos) y s es el contenido de sólidos solubles en la muestra preparada, determinado por medio de la lectura del refractómetro, una vez corregida para la temperatura registrada en el mismo refractómetro. 2.3.6

Acidez titulable

La determinación de acidez titulable se realizó usando la metodología descrita por la norma COVENIN [1977]. Se pesaron 40 g. de muestra de fruta y se homogeneizaron. Luego se colocaron 30 g. de esta mezcla en un beacker de 250 mL más 100 mL de agua destilada para después someterla a calentamiento hasta ebullición por 30 minutos, se dejó enfriar para luego aforar y filtrar. De éste filtrado se tomaron tres alícuotas de 25 mL que se agregaron en un beacker de 250 mL por separado con 3 gotas de fenolftaleína y se titularon con hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 N. El

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volumen de NaOH gastado se anotó para calcular la acidez titulable empleando la siguiente ecuación: Ecuación 5

Donde V es el volumen gastado de NaOH, en mililitros, N es la normalidad de NaOH (0,1 N), PE es el peso equivalente del ácido predominante en la fruta (70 g. para el mango, corresponde al ácido cítrico) y Vm es el volumen de la muestra, en mililitros. 2.3.7

pH

La determinación de pH se realizó usando la metodología descrita por la norma COVENIN [1979]. Se pesaron 10 g. de muestra de fruta en un beacker de 200 mL al cual se le agregaron 90 mL de agua destilada, se homogeneizaron con la ayuda de un pica todo. Posteriormente, se filtró la mezcla para luego determinarle el pH con un potenciómetro modelo 420 marca ORION. 2.3.8

Textura

Se determinó la textura de las láminas de mango mediante una prueba de corte siguiendo la metodología descrita por Landaeta [2004], para lo cual se utilizó un texturómetro modelo Lloyd 500 con una capacidad máxima de 500 N de fuerza con un dispositivo share blade y una lámina lisa de acero inoxidable de 6,4 x 10 x 0,1 cm. Las muestras de mango se colocaron individualmente en la plataforma del equipo adaptado previamente para éste análisis. Desde el brazo mecánico del texturómetro descendió la lámina de corte a una velocidad de 5 cm/min hasta la penetración completa de la muestra. Se anotó la fuerza máxima en Newton (Kg.m/seg) ejercida por el equipo para penetrar la lámina. 2.3.9

Color

El color de las muestras se determinó a través de las coordenadas CIELab: L* (luminosidad: 0, ro, , o , * “+6 ” o or rojo y “–6 “ o or v r y * “+6 ” o or r o y “–6 “ o or [Ramírez-Navas, 2010], siguiendo la metodología establecida por el sistema CIELAB [1971]. Para esto se utilizó un Espectrocolorímetro COLOR TEC PCM/ PSM con medida de color en el rango de 400 a 700 nm, sensor 12 mm, cabezal tipo cono portátil y ventana de zafiro. Las muestras se colocaron en bandejas sobre una superficie de color blanco, y posteriormente se tomó la medida del color ubicando el colorímetro sobre la superficie de la muestra a evaluar. Se realizaron mediciones tanto en las muestras de mango frescas como deshidratadas con la finalidad de observar la coloración inicial y final de las muestras. 2.4

DISEÑO EXPERIMENTAL

Se utilizó un diseño experimental de bloques al azar de cuatro tratamientos y 5 repeticiones para determinar las propiedades fisicoquímicas de las láminas de mango deshidratadas osmóticamente. Tratamientos: S0: Control (Láminas de mango frescas) S1: 65% sacarosa, 0,2% ácido ascórbico, y 0 % CaCl2 S2: 65% sacarosa, 0,2% ácido ascórbico, y 0,5 % CaCl2 S3: 65% sacarosa, 0,2% ácido ascórbico, y 1,5 % CaCl2 S4: 65% sacarosa, 0,2% ácido ascórbico, y 2,5% CaCl2 Se utilizó el modelo lineal aditivo: © 2014 ReCiTeIA

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j

+

+ + j

Ecuación 6

Donde: Yij: j-ésima observaciones (Aw, % humedad, % cenizas, contenido de calcio, sólidos solubles, acidez titulable, pH, textura y color) de i- ésimo tratamiento. : media poblacional. : f o r o ….4 Bj: efecto de bloque ij: error experimental con media cero y varianza común. Las variables dependientes fueron analizadas a través de un análisis de varianza (ANAVA) por el método de los mínimos cuadrados. Las diferencias entre los tratamientos se determinó aplicando la prueba de la mínima diferencia significativa (mds) [Steel y Torrie, 1992]. El software utilizado fue Statistix Version 8.0. 3

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Los resultados de los análisis fisicoquímicos (Aw, % humedad, % cenizas, contenido de calcio, sólidos solubles, acidez titulable, pH, textura y color) de las láminas de mango frescas (control) y las deshidratadas osmóticamente para los cuatro tratamientos, se presentan en la Tabla 1. Tabla 1. Efecto de los niveles de CaCl2 sobre las propiedades fisicoquímicas en láminas de mango frescas y sometidas a DOPV

Tratamiento Aw % Humedad % Cenizas Contenido de Ca (mg/100g) Sólidos solubles (ºBrix) % Acidez titulable pH Textura (Dureza) (N) a b Color L

Fresco S0 0,9982a 80,469a 0,2980d 13,63c 10,281c 0,1665d 3,488a 71,520a -1,26 43,534d 75,496a

S1 0,9194b 35,515b 0,2913d 20,77c 40,861b 0,9194a 3,280d 51,460b -2,09 52,020c 58,828c

Condición Deshidratado S2 S3 0,9187c 0,9083d 35,293b 34,943b c 0,6183 1,0371b c 50,08 121,00b ab 41,301 41,524a a 0,9010 0,8455b cd 3,304 3,384bc b 52,180 52,840b -1,56 -1,78 57,694b 44,616d 62,658b 58,922c

S4 0,9019e 34,044b 2,3697a 220,69a 41,781a 0,6779c 3,468ab 55,020b -1,91 64,812a 58,094c

a, b, c, d: Medias con letras diferentes en una misma línea, difieren (P < 0,05).

3.1

ACTIVIDAD DE AGUA (AW)

De acuerdo a los resultados obtenidos el menor valor de Aw (0,9019) se alcanzó con la solución osmótica (2,5% CaCl2) correspondiente al S4, seguida de los tratamientos S3, S2 y S1 donde se obtuvo una Aw de 0,9083; 0,9187; y 0,9194 respectivamente, lo cual evidencia la reducción de la Aw con respecto a la fruta fresca (0,9982). Arreola y Rosas [2007], señalan que la diferencia de concentraciones tiene mayor influencia en la transferencia de agua, debido a la viscosidad de la solución osmótica que impregna masivamente al producto, pues a medida que aumenta la concentración de la solución aumenta su viscosidad y por ende la ganancia de agua por parte de la solución es mayor, debido a la dificultad de los solutos para penetrar la fruta. © 2014 ReCiTeIA

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3.2

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% HUMEDAD

En relación al porcentaje de humedad de las láminas de mango se aprecia que el contenido de agua en las muestras de frutas deshidratadas osmóticamente son similares entre ellas pero difieren al contenido de agua de la muestra fresca (80,469 %), esto se debe al proceso de deshidratación al cual se sometieron las láminas de mango. Panagiotou et al. [1998], señalan que la DO es capaz de generar productos con un contenido de humedad reducido pero relativamente alto (20-50%), rango en el cual entra el porcentaje de humedad de láminas de mango deshidratadas. 3.3

% CENIZAS

Los porcentajes de cenizas de las muestras de mango aumentan a medida que se incrementa los niveles de CaCl2, a causa del ingreso del CaCl2 desde la solución osmótica al interior de la matriz el cual no se degrada durante el proceso de incineración por ser un compuesto inorgánico. El mayor porcentaje de cenizas (2,3697%) se obtuvo en las láminas sometidas al tratamiento con 2,5% CaCl 2 (S4) y el menor porcentaje de cenizas (0,2913%) se obtuvo con el tratamiento sin adición de CaCl2 (S1). Puede apreciarse que hubo una importante variación en el porcentaje de cenizas de las láminas de mango deshidratadas con respecto al de la fruta fresca (0,2980%). Es importante resaltar que a pesar de que el porcentaje de ceniza de la muestra fresca (S0) es mayor a la muestra del sin adición de CaCl2 (S1), la misma no es significativa. Esta diferencia se debe a la migración de minerales desde la matriz de la fruta hacia la solución osmótica. Según Panagiotou et al. [1998], en el curso del proceso de DO se suscitan tres fenómenos de transferencia de masa: la migración de agua desde la fruta hacia la solución de impregnación, la transferencia de solutos de la solución a la fruta y la salida de solutos propios del alimento a la solución. 3.4

DETERMINACIÓN DE CALCIO

El aumento de los niveles de CaCl2 produjo un incremento de la impregnación con calcio en los poros de la fruta, ocasionando que el mayor contenido de calcio en las láminas de mango se obtuvieron con el tratamiento S4 (220,69 mg calcio), mientras que para los tratamientos S3, S2 y S1 fueron de 121,00; 50,08 y 20,77 mg calcio respectivamente, lo cual disiente con el contenido de calcio tan bajo que posee la muestra fresca (13,63 mg calcio/100g muestra). Fennema [2000]y Hughes [1994] señalan que los iones Ca+2 presentes en la solución osmótica interactúan con las pectinas del mango lo cual produce un sistema gelificado en el interior de la estructura, incrementando la caída de presión del líquido a la entrada del poro. Landaeta et al. [2008]evaluaron el efecto de la fortificación de mitades de duraznos con 1, 3 y 5% de CaCl2 mediante la deshidratación osmótica a vacío, encontrando que la absorción del CaCl2 en las muestras de fruta fue proporcional a la concentración de CaCl2 de las soluciones. 3.5

SÓLIDOS SOLUBLES (ºBRIX)

En el caso de los SS se observó un incremento de los mismos en las láminas de mango al aumentar los niveles de CaCl2 en la solución osmótica. Las láminas de mango deshidratadas con el valor más alto de SS se obtuvieron con el tratamiento S4 (41,781), mientras que para los tratamientos S3, S2 y S1 fueron de 40,861; 41,301 y 41,524 respectivamente, difiriendo así del contenido de SS de la muestra fresca (10,281). Esta tendencia coincide con las reportadas por Panagiotou et al. [1999] quienes encontraron que al incrementar la concentración de la solución osmótica se acentuaba la ganancia de sólidos.

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ACIDEZ TITULABLE

Los valores de acidez titulable obtenidos de las láminas de mango deshidratadas osmóticamente descienden conforme aumenta los niveles de CaCl2 en la muestra de fruta, con respecto a la fruta fresca (0,1665). Éste comportamiento se debe a la presencia de ácido ascórbico contenido en la solución osmótica y absorbido a través de los poros de la fruta. Sin embargo, la relación que existe entre la concentración de CaCl2 y el grado de impregnación del ácido ascórbico en las láminas de mango se debe probablemente a que el CaCl2 posee un peso molecular menor (111 g/mol) al del ácido ascórbico (176,1 g/mol) por lo tanto el CaCl2 es el primero en ingresar en los poros de la fruta durante el proceso osmótico. En tal sentido Heng y Gilbert [1990], señalan que cuando se usa solutos de bajo peso molecular las moléculas migran más fácilmente al interior de los tejidos de la fruta que aquellas de alto peso molecular. 3.7

PH

En cuanto al parámetro pH se observa que las muestras sometidas al tratamiento S1 alcanzaron el menor valor de pH (3,280), mientras que el mayor valor de pH (3,468) le correspondió a las láminas de mango del tratamiento S4. Por otra parte la fruta fresca arrojó un valor de pH de 3,488. Al igual que la acidez titulable, éste comportamiento se debe a la presencia de ácido ascórbico contenido en los poros de la fruta, cuando hay un incremento del contenido de ácido en la fruta el pH de esta tiende a caer. Studer [1996] señala que valores bajos de pH indican presencia alta de ácidos, y por lo tanto, un aumento en la acidez. 3.8

TEXTURA (DUREZA)

Los resultados de la máxima fuerza ejercida para determinar la dureza de láminas de mango indican que las muestras de frutas deshidratadas osmóticamente son similares entre ellas, pero diferentes a la dureza que presentó la muestra fresca la cual fue mayor (71,520 N). García-Torres [2003], evaluó la estabilidad durante el almacenamiento de placas de manzanas impregnadas con jarabes de sacarosa que contenían sales de calcio y zinc, encontrando que la textura evaluada a través de los parámetros fuerza máxima y área se vio disminuida con respecto a los de la fruta fresca, los cuales eran 1310 g y 12 100 g*s respectivamente. El uso del jarabe de 50 °Bx generó productos con una menor textura, con una fuerza máxima promedio de 562,2 g y un área de 4689,1 g*s, lo que significa reducciones del 57,1% y 61,3% con respecto a la fruta fresca; mientras que las muestras tratadas con 13 °Bx, los valores promedio de fuerza máxima y área son 706,2 g y 7050,8 g*s, lo que a su vez representa reducciones de 46,1% y 41,7% con respecto a la fruta fresca. Éste comportamiento puede relacionarse con la mayor salida de agua del producto, la deshidratación de la estructura celular y el incremento del tiempo de relajación, el cual reduce el mayor deterioro de la textura del producto. 3.9

COLOR

Las láminas de mango frescas presentaron valores en las coordenadas a, b y L de -1,26; 43,54 y 75,50 respectivamente, lo cual evidencia que estas muestras de fruta poseían un color amarillo brillante. En relación a los valores de las láminas de mango deshidratadas obtenidas de los distintos tratamientos, se observa que la coordenada a, no se vio afectada por los diferentes niveles de CaCl2. Sin embargo, los valores de la coordenada b fueron mayores a los de las láminas frescas, lo cual coloca a las muestras deshidratadas osmóticamente dentro de los colores amarillos igual que a las muestras frescas, pero siendo las deshidratadas más oscuras. © 2014 ReCiTeIA

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Con respecto a los valores de la coordenada L, en todas las láminas de mango deshidratadas estuvieron por debajo de los valores de las láminas frescas, obteniéndose un producto más oscuro. Éste fenómeno se debe probablemente a la expulsión de los gases ocluidos en los poros de la fruta, lo cual ocasionó el oscurecimiento de la misma. La mayoría de las frutas y vegetales deben su color a los pigmentos, que son sustancias con una función biológica muy importante en el tejido. Existe una gran cantidad de pigmentos relacionados con las frutas y vegetales, entre ellos las clorofilas, los carotenoides, las antocianinas, los flavonoides, los taninos, las betalaínas, y otros [Badui, 1999]. El color es un fenómeno de percepción que depende del observador y de las condiciones en que se mira un material. Este atributo en un alimento se vuelve visible cuando la luz de una fuente luminosa choca con su superficie [Zuluaga et al., 2010]. En los procesos de deshidratación hay cambios y pérdidas de color, ya que se modifican las características de la superficie del alimento, y por lo tanto su color y reflectancia. Asimismo, el pardeamiento enzimático que se origina por la polifenoloxidasa, provoca un oscurecimiento rápido principalmente en la parte externa de las muestras. Otra de las razones por la cual se presenta un cambio de coloración es la fotooxidación de los pigmentos por acción de la luz, que en combinación con el oxígeno produce una grave decoloración. La oxidación extensiva provoca la pérdida de color en carotenoides y cuanto más prolongado sea el proceso de deshidratación mayores son las pérdidas [Lee y Schwartz, 2006; Rahman y Perera, 1999; Zuluaga et al., 2010]. En este último punto, es importante mencionar que Castro et al. [2008], cuantificaron la pér β-caroteno en frutos de uchuva (Physalis peruviana L.) luego de un proceso de DO (pretratamiento) seguido de secado en bandeja. El pigmento, en el pretratamiento, se cuantificó en el jarabe (aguaro y o p ró o o o o β-caroteno de la uchuva inicial y final. Hubo un 80 % de pérdida debido a lixiviación del pigmento de la fruta hacia la solución osmótica por efecto de los gradientes de concentración. Aunque también, en contraposición, la pérdida de agua puede incrementar la concentración de carotenoides [Nimmanpipug y Therdthai, 2013; Phisut et al., 2013]. La concentración de los agentes osmóticos es un factor que influencia el proceso [Phisut et al., 2013] y han sido observadas diferencias en el color, comparando mango (Tommy Atkins) fresco e impregnado al vacío con sales de calcio a distintas concentraciones y mezclas [Ostos et al., 2012]. 4

CONCLUSIONES

Se fortificaron láminas de mango con CaCl2 mediante la deshidratación osmótica con pulsos de vacío, obteniendo variaciones en sus características fisicoquímicas relevantes con respecto a la fruta fresca, pues los valores de Aw, % humedad, acidez titulable y pH en las láminas de mango deshidratadas osmóticamente, disminuyeron a medida aumentó la concentración de CaCl 2 en las soluciones, mientras que los valores de % cenizas, contenido de calcio y textura en las láminas de mango, aumentaron a medida que se incrementó la concentración de CaCl2 en las soluciones osmóticas y los valores de la coordenada a del color fueron similares, mientras que las coordenadas b y L del mismo aumentaron con respecto a la fruta fresca. La matriz del fruto empleado, las condiciones de presión, temperatura y tiempo de deshidratación estipulados fueron apropiadas para la ejecución del experimento, debido a que se pudo detectar una buena absorción del CaCl2. Las láminas de mango obtenidas no alcanzaron una Aw adecuada para considerarse un alimento de humedad intermedia (Aw entre 0,60 - 0,85) probablemente como consecuencia de factores como el tamaño de la muestra utilizada y la concentración de la solución osmótica. Debido a estos resultados se deben emplear técnicas adicionales de conservación tales como refrigeración, congelación, reducción del pH, adición de conservantes, radiación, flora competitiva, entre otros, con la finalidad de garantizar su óptimo almacenamiento que permita su conservación además de un adecuado control enzimático y microbiológico. Para futuras investigaciones, se recomienda evaluar © 2014 ReCiTeIA

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el efecto del almacenamiento sobre las propiedades de fisicoquímicas, sensoriales y nutricionales de las láminas de mango fortificadas, además de emplear otros solutos osmóticos y diferentes temperaturas durante el proceso, para así determinar el efecto de estos sobre el proceso de impregnación. 5

AGRADECIMIENTO

A los directivos del programa de tecnología de alimentos de la Universidad de Oriente, núcleo Monagas por facilitar su laboratorio de usos múltiples para ejecutar los ensayos de éste trabajo, y a los profesores Blanca Somaroo de Fendel, Carmen Farías y Jesús Méndez por el apoyo y la asesoría prestada, y a la Agropecuaria la Gloria por la donación de los mangos. 6

REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

ALZAMORA, S.M., GUERRERO, S.N., NIETO, A.B. Y VIDALES, S.L. Conservación de Frutas y Hortalizas Mediante Tecnologías Combinadas. Manual de Capacitación. 2004. Disponible en:. ARREOLA, S. Y ROSAS, M. Aplicación de Vacío en la Deshidratación Osmótica de Higos (Ficus carica). Información tecnológica, 2007, vol. 18, no. 2, p. 43-48. AVILAN, L. Y RENGIFO, C. El mango. Caracas, Venezuela: America, 1990. BADUI, S. Química de los alimentos. México: Pearson Educación, 1999. BARBOSA-CÁNOVAS, G.V. Y VEGA-MERCADO, H. Deshidratación de Alimentos. Zaragoza, España: Acribia, 2000. CASP, A. Y ABRIL, J. Procesos y Conservación de Alimentos. Zaragoza, España: Mundi prensa, 1999. CASTRO, A.M., RODRIGUEZ, L. Y VARGAS, E. Secado de uchuva (Physalis peruviana L.) por aire caliente con pretratamiento de osmodeshidratación. Vitae. Revista de la Facultad de Química Farmacéutica (Universidad de Antioquia, Colombia), 2008, vol. 15, no. 2, p. 226-231. CENTA Elaboración de Frutas en Almíbar: Mango, Jojoto y Piña. Santa Ana, Ciudad Arce La Libertad, El Salvador C.A: Centro Nacional de Tecnología Agropecuaria y Forestal "Enrique Álvarez Córdova", 2005. CIELAB. Colorimetry Oficial Recomendations of the Internacional Comisión on Ilumination. En: Publication CIE Nº 15 (E: 1.3.1). Bureau, Paris: Commission Internationale d'Eclairage, 1971. COVENIN. Determinación de Acidez Titulable. En: Norma 1151-77. Caracas, Venezuela: Comisión Venezolana de Normas Industriales, 1977. COVENIN. Determinación de pH. En: Norma 1315-79. Caracas, Venezuela: Comisión Venezolana de Normas Industriales, 1979. COVENIN. Determinación de Humedad. En: Norma 1553-80. Caracas, Venezuela: Comisión Venezolana de Normas Industriales, 1980. COVENIN. Determinación de Cenizas. En: Norma 1783-81. Caracas, Venezuela: Comisión Venezolana de Normas Industriales, 1981. COVENIN. Determinación de Calcio. En: Norma 1158-82. Caracas, Venezuela: Comisión Venezolana de Normas Industriales, 1982. COVENIN. Determinación de Sólidos Solubles. En: Norma 924-83. Caracas, Venezuela: Comisión Venezolana de Normas Industriales, 1983.

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ReCiTeIA 2014; v.13 n.2

GÓMEZ, R.A.

MANGO FORTIFICADO

DURWARD, S. Y STRATTON, J.E. Comprendiendo las BPM para Salsas y Aderezos. Serie Procesamiento de Alimentos para Empresarios. 2007. Disponible en:. ESPINOZA, A., LANDAETA, G., MÉNDEZ, J. Y NÚÑEZ, A. Efecto del cloruro de calcio sobre la deshidratación osmótica a vacío en mitades de duraznos (Prunus pérsica) en soluciones de sacarosa. Revista Científica UDO Agrícola, 2006, vol. 6, no. 1, p. 121- 127. FENNEMA, O. Química de los Alimentos. Zaragoza, España: Acribia, 2000. GARCÍA-TORRES, R. Estudio de la estabilidad de un alimento funcional formulado con placas de manzana impregnadas a vacío con calcio y zinc. En. Puebla, 2003. GENINA-SOTO, P. Deshidratación osmótica: alternativa para conservación de frutas tropicales. 2002. Disponible en:. HENG, W. Y GILBERT, J. Osmotic dehydration of papaya: Influence of process variables on the quality. Sciences Aliments, 1990, vol. 10, p. 831-848. HOYOS, J. Frutales en Venezuela. Sociedad de Ciencias Naturales. Caracas, Venezuela: La Salle, 1989. HUGHES, C. Guía de Aditivos. Zaragoza, España: Acribia, 1994. JAMES, S.J. Fruits and vegetables. En: Physicochemical Aspects of Food Processing. Londres, Gran Bretaña: Blackie Academic & Professional., 1995, p. 84. KAYMAK-ERTEKIN, F. Y SULTANOGLU, M. Modelling of mass transfer during osmotic dehydration of apple. Journal of Food Engineering, 2000, vol. 46, p. 243-247. LANDAETA, G. Fortificación de cascos de durazno con calcio por medio de la deshidratación osmótica a vacío. En. Maturín, 2004. LANDAETA, G.A., ESPINOZA, A. Y MENDEZ, J. Fortificación de mitades de duraznos con calcio por medio de la deshidratación osmótica a vacío. Revista Tecnológica ESPOL, 2008, vol. 21, no. 1, p. 39-46. LEE, J. Y SCHWARTZ, S.J. Pigments in plant foods. En: Handbook of Food Science, Technology, and Engineering. Boca Raton, Florida, USA: Press - Taylor & Francis Group, LLC., 2006, vol. 1, p. 14-11 - 14-13. MAHAN, K. Y ESCOTT-STUMP, S. Nutrición y dietoterapia de krause. México, México: Mc Graw-Hill Interamericana, 1998. MENESES, O.J. Efecto de la temperatura y del período de almacenamiento en la conservación post-cosecha de frutos de Mango (Mangifera indica) cultivares "Haden" y "Tommy Atkins". En. Maturín, 2000, p. 64. NAVARRO, P. Y CORZO, O. Optimización de la deshidratación osmótica al vacío de piña mínimamente procesada. Acta Científica Venezolana, 1999, vol. 50, no. 2, p. 359. NIMMANPIPUG, N. Y THERDTHAI, N. Effect of osmotic dehydration time on hot air drying and microwave vacuum drying of papaya. Food and Applied Bioscience Journal, 2013, vol. 1, no. 1, p. 1-10. NUTRER. Deshidratación osmótica de frutas. 2004. Disponible en:. OCÉANO Diccionario Enciclopédico Océano. Barcelona, España: Editorial Océano, 1999. OSTOS, S.L., DÍAZ, A.C. Y SUAREZ, H.M. Evaluación de diferentes condiciones de proceso en la fortificación de mango (Tommy Atkins) con calcio mediante impregnación a vacío. Revista Chilena de Nutrición, 2012, vol. 39, no. 2, p. 181-190.

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ReCiTeIA 2014; v.13 n.2

GÓMEZ, R.A.

MANGO FORTIFICADO

PANAGIOTOU, N., KARATHANOS, V. Y MAROULIS, Z. Mass transfer modelling of the osmotic dehydration of some fruits. International Journal of Food Science and Technology, 1998, vol. 33, p. 267-284. PANAGIOTOU, N., KARATHANOS, V. Y MAROULIS, Z. Effect of osmotic agent on osmotic dehydration of fruits. Drying Technology, 1999, vol. 17, p. 175-189. PHISUT, N., RATTANAWEDEE, M. Y AEKKASAK, K. Effect of osmotic dehydration process on the physical, chemical and sensory properties of osmo-dried cantaloupe. International Food Research Journal, 2013, vol. 20, no. 1, p. 189-196. RAHMAN, M.S. Y PERERA, C.O. Drying and food preservation. En: Handbook of food preservation. New York, USA: Marcel Dekker, 1999, p. 173-216. RAMÍREZ-NAVAS, J.S. Espectrocolorimetría: caracterización de leche y quesos. Tecnología Láctea Latinoamericana, Jun 2010, vol. 61, p. 52-58. SHARMA, S.K., MULVANEY, S.J. Y RIZVI, S.S.H. Ingeniería de Alimentos: Operaciones Unitarias y Prácticas de Laboratorio. México, México: Limusa Wiley, 2003. SOMAROO, B. Evaluación del efecto de la deshidratación por aire forzado en láminas de mango (Mangifera indica L.) variedad Tommy Atkins. En. Puerto La Cruz, 2007. STEEL, R. Y TORRIE, J. Bioestadística. Principios y procedimientos. México: Graf América, 1992. STUDER, A. Conservación casera de frutas y hortalizas. Zaragoza, España.: Acribia, 1996. TAPIA, M. Y ROA, V. Impregnación de manzana con cultivos microbianos mediante el mecanismo hidrodinámico. En: II Congreso Venezolano de Ciencia y Tecnología de Alimentos. Caracas, 1999. ZULUAGA, J.D., CORTÉS-RODRÍGUEZ, M. Y RODRÍGUEZ-SANDOVAL, E. Evaluación de las características físicas de mango deshidratado aplicando secado por aire caliente y deshidratación osmótica. Revista de la Facultad de Agronomía (UCV), 2010, vol. 25, no. 4, p. 127-135.

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