Aplicación de recubrimientos comestibles a productos sometidos a deshidratación osmótica

• Autores: Soteras, Edgar Mario
• Año de publicación: 2020
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Campañone, Laura Analía; Rodríguez, Anabel
• Materia: Ingeniería Química; Alimentos; Deshidratación osmótica; Recubrimientos comestibles; Alginato de sodio; Pectinas
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

La deshidratación osmótica (DO) se produce mediante el contacto del alimento con una solución acuosa concentrada de azúcares, sales o alcoholes. Como consecuencia, se produce una salida de agua y de sustancias propias del alimento hacia la solución, mientras que los solutos de la misma son incorporados al alimento. Un problema que se observa en la DO de ciertas frutas y vegetales, es la incorporación de grandes cantidades de soluto, impartiéndoles características sensoriales que no siempre son deseables para el consumidor. Con este fin, uno de los más novedosos desarrollos, es la aplicación de recubrimientos comestibles actuando como barrera al ingreso de solutos. En la actualidad, existen pocos trabajos sobre esta temática, por lo tanto, los resultados obtenidos en este trabajo de tesis generarían un importante aporte para la industria de los alimentos. El objetivo del presente trabajo comprende el estudio de la aplicación de recubrimientos comestibles de alginato de sodio y de pectina de bajo metoxilo en productos frutihortícolas tales como peras y frutillas, en particular peras variedad Packham's Triumph y frutillas variedad Fragaria Ananassa, con el fin de evaluar la capacidad de barrera para impedir o reducir la incorporación de solutos durante el proceso de inmersión. En una primera instancia, se buscó caracterizar los hidrogeles comestibles (HC) por resistencia mecánica y ensayos de DO como sistema único (40 y 60 ºBrix a 40ºC). En segunda instancia, cubos de peras fueron sometidos a DO en soluciones hipertónicas de diferentes agentes osmóticos (sacarosa, glucosa y maltodextrina) bajo diferentes concentraciones (40 y 60 ºBrix) y temperaturas (20 y 40ºC). En una tercera instancia, se buscó extrapolar los mejores resultados obtenidos en pera a frutillas. El análisis de los resultados se realizó en términos de la pérdida de peso (WR), pérdida de agua (WL), sólidos solubles (SS) y ganancia de sólidos (SG). Por último, se realizaron ensayos de determinación de textura, cambios de color (ΔE), microestructura, nutricionales y sensoriales. Los resultados sobre la caracterización de los hidrogeles comestibles (HC) mostraron una fácil y rápida formación de los mismos. Se pudo establecer que las combinaciones de Pectina de bajo metoxilo (PBM) al 3%-Lactato de calcio (LC) al 5% (Combinación denominada Pec) y Alginato de sodio (AS) al 2%-LC al 5% (Combinación denominada Alg), presentaron la mayor resistencia mecánica basada en la firmeza. El empleo de estas concentraciones generó hidrogeles que permitieron sustentabilidad durante la deshidratación osmótica (DO). Los resultados obtenidos en las cinéticas de pérdida de agua (WL) y ganancia de sólidos (SG) para los HC deshidratados osmóticamente, mostraron que la Pec proporciona mayores tasas de WL en comparación a Alg. Además, para las condiciones ensayadas, se observó que ambos hidrogeles generaron un rápido estancamiento en la captación de soluto, lo cual se atribuye al efecto barrera proporcionado por los mismos. La aplicación de los recubrimientos en cubos de pera mostró, un apreciable grado de deshidratación, que con el incremento de la concentración de las soluciones, no sólo mejoró la WL, sino que también aumentó el factor de eficiencia de la deshidratación (ED) y el efecto barrera de los recubrimientos sobre el ingreso de los sólidos solubles. De todas las condiciones de procesamiento estudiadas, el efecto barrera de los recubrimientos fue significativo con la mayor concentración de los agentes osmodeshidratantes (60 ºBx), independientemente de la temperatura utilizada. Cuando se utilizó jarabe de glucosa como agente osmodeshidratante se obtuvieron altos valores de WL y bajos valores de SG en comparación a sacarosa. Para el caso de maltodextrina cuando se aumentó la temperatura se generó un aumento importante en la WL, siendo las muestras de Alg quienes presentaron mayores valores. En los análisis de textura, en general, la conservación de la firmeza se atribuyó principalmente a la distribución de los azúcares dentro del producto y a la presencia de iones calcio. Estos últimos, forma complejos con la pared celular y la pectina de la laminilla media, mejorando la integridad estructural y promoviendo una mayor firmeza en el tejido de las frutas osmodeshidratadas. Estos resultados demuestran que la aplicación de recubrimientos comestibles permitiría disminuir el daño de los tejidos vegetales por DO y aumentar la firmeza de las muestras por la presencia de iones calcio contrarrestando el efecto de ablandamiento generado por la DO con las soluciones utilizadas. En cuanto al cambio de color (ΔE), las muestras de peras sin y con recubrimiento, mostraron que la implementación de los recubrimientos permitió una buena conservación del color cuando se aplicó el tratamiento osmótico. En el análisis microestructural, se pudo constatar la presencia del revestimiento de Alg y de Pec sobre los cubos deshidratados y se observó la presencia de grietas de mayor tamaño y mayor colapso estructural para Pec luego de la DO. Los cambios a nivel nutricional generados por los tratamientos aplicados, presentaron una reducción significativa del contenido de polifenoles, pudiendo estar asociado a la lixiviación de sustancias propias del alimento producida en la DO. Las muestras revestidas con Alg presentaron la mayor conservación de polifenoles respecto a Pec. Las proporciones en el contenido de polifenoles se asociaron a su capacidad antioxidante, demostrando que los polifenoles no son alterados por el tratamiento, solo disminuyen en su cantidad. Del análisis sensorial, se encontró que la aceptabilidad general para las muestras recubiertas fue superior a un 70%, demostrando que los recubrimientos podrían ser aplicados sin generar problemas de rechazo en los consumidores. Las mejores condiciones que se encontraron en frutilla fueron DO 60 ºBx y 40ºC utilizando el recubrimiento Alg. En cuanto al procesamiento de esta fruta, la aplicación del recubrimiento de Alg no tuvo efecto positivo en cuanto a la reducción de la SG. Estos resultados permiten suponer que la aplicación de recubrimiento es dependiente de la matriz a deshidratar. Finalmente, se observa que la aplicación de Pec y Alg como recubrimientos tiene ventajas considerables en la DO y en la conservación de parámetros texturales, de calidad, nutricionales y sensoriales de peras procesadas osmóticamente.
Doctor en Ingeniería
Universidad Nacional de La Plata
Facultad de Ingeniería