Efecto de la deshidratación de la pulpa de cereza por ventana de refractancia y comparación entre la aplicación de presiones reducidas y pretratamiento por ultrasonido

Abstract

La ventana de refractancia (RW) es un método de deshidratación que utiliza la radiación del agua para deshidratar los alimentos ya sean en formatos pulpas o rodajas, generando alimentos deshidratados de una calidad similar a la deshidratación por liofilización. También se han desarrollados estudios en que aplicar un pretratamiento por ultrasonido que es al ser una técnica que genera cavitación dentro de los tejidos celulares facilitando tanto la extracción como la deshidratación de los alimentos en que se aplique. Y finalmente uno método asistido de presiones reducidas revelan que permitirían una menor degradación de los compuestos bioactivos y una mejor retención del color de los alimentos debido a una disminución del punto de ebullición bajo el punto de degradación de la mayoría de los compuestos orgánicos de los alimentos. La cereza es un carozo del género “prunus”, es uno de los alimentos de temperada entre noviembre a febrero generalmente altamente demandada en el mercado nacional e internacional ya sea por sus aplicaciones en la industria alimenticia, repostería y farmacia. Este estudio se realizó con la finalidad de analizar el comportamiento de secado de la pulpa de cereza de dimensiones de 5cm x 5cm y un espesor de 1 mm utilizando 3 métodos de secado: RW estándar, RW con pretratamiento de ultrasonido y RW asistido por presiones reducidas (0.02 Mpa) a temperaturas de 60°C, 70°C, 80°C, con el fin de determinar si la aplicación de estos métodos genera una mayor conservación del color y compuestos orgánicos tales como las antocianinas, fenoles, su capacidad antioxidante y color. Agregando si la aplicación de estos métodos generan un cambio significativo en la cinética de secado al compararlos con el RW estándar. Para realizar RW asistido por ultrasonido se elaboró un prototipo funcional que aplique las condiciones de presión anteriormente descritas modificando una RW estacionaria junto a una placa de acrílico adaptadores, mangueras y bombas de vacío Respecto a la cinética de secado se determinó que la aplicación de presiones reducidas al RW genere una disminución del tiempo de deshidratación de más de un 50% comparado al RW estándar a una temperatura de 60°C, bajando este porcentaje a medida que la temperatura aumenta. Con respecto a la difusividad efectiva del RW asistido por presiones reducidas se determinó que no aumenta, sino mantiene sus valores (7.2-8.1 X 10-10 (m2s-1)) seguido de RW con pretratamiento de ultrasonido (5.9-7.1 X 10-10 (m2s-1)) , a medida que la temperatura aumenta, esto se corrobora al observar su energía libre con un valor 5.7 (Kj/mol) al ser el valor más bajo de los 3 métodos de secado seguido de RW con pretratamiento por ultrasonido con un valor de 9.2 (Kj/mol) y RW estándar 57.2 ((Kj/mol). Con respecto a los compuestos orgánicos se determinó que la aplicación del método por presiones reducidas a 60°C conserva significativamente las antocianinas y polifenoles, con respecto a la capacidad antioxidante no hay diferencias significativas. Y al definir la diferencia de color, el RW estándar a 60°C es el que menos cambios presenta con respeto a la muestra fresca. Finalmente se determinó que el mejor modelo matemático que se ajusta mejor al comportamiento cinético de los métodos de secado es el modelo de Midilli-Kucuk seguido de Page y Midilli modificado respectivamente.

The refractance window (RW) is a dehydration method that uses water radiation to dehydrate foods, whether in pulp or slice formats, generating dehydrated foods of a quality similar to dehydration by freeze-drying. Studies have also been developed in which ultrasound pretreatment is applied, which is a technique that generates cavitation within cellular tissues, facilitating both the extraction and dehydration of the foods in which it is applied. And finally, one assisted method of reduced pressures reveals that it would allow less degradation of bioactive compounds and better retention of food color due to a decrease in the boiling point below the degradation point of most organic compounds in foods. The cherry is a stone of the genus “prunus”, it is one of the foods of season between November to February, generally highly demanded in the national and international market, either for its applications in the food industry, confectionery and pharmacy. This study was carried out with the purpose of analyzing the drying behavior of cherry pulp with dimensions of 5cm x 5cm and a thickness of 1 mm using 3 drying methods: standard RW, RW with ultrasound pretreatment and RW assisted by reduced pressures. (0.02 Mpa) at temperatures of 60°C, 70°C, 80°C, in order to determine if the application of these methods generates greater conservation of color and organic compounds such as anthocyanins, phenols, their antioxidant capacity and color. Adding whether the application of these methods generates a significant change in the drying kinetics when compared to the standard RW. To perform ultrasound-assisted RW, a functional prototype was developed that applies the pressure conditions previously described by modifying a stationary RW together with an acrylic plate, adapters, hoses and vacuum pumps. Regarding the drying kinetics, it was determined that the application of reduced pressures to the RW generates a decrease in dehydration time of more than 50% compared to the standard RW at a temperature of 60°C, lowering this percentage as the temperature increases. . With respect to the effective diffusivity of RW assisted by reduced pressures, it was determined that it does not increase, but rather maintains its values (7.2-8.1 X 10-10 (m2s-1)) followed by RW with ultrasound pretreatment (5.9-7.1 10 (m2s-1)), as the temperature increases, this is corroborated by observing its free energy with a value of 5.7 (Kj/mol) as it is the lowest value of the 3 drying methods followed by RW with pretreatment by ultrasound with a value of 9.2 (Kj/mol) and standard RW 57.2 ((Kj/mol). With respect to organic compounds, it was determined that the application of the method by reduced pressures at 60°C significantly preserves anthocyanins and polyphenols, with respect to the antioxidant capacity there are no significant differences. And when defining the color difference, the standard RW at 60°C is the one that presents the least changes with respect to the fresh sample. Finally, it was determined that the best mathematical model that best fits the kinetic behavior of the drying methods is the Midilli-Kucuk model followed by Page and modified Midilli respectively.