Estudio del efecto de distintos pretratamientos en Vaccinium corymbosum durante secado por convección, utilizando visión por computadora

Abstract

Los arándanos (Vaccinium Corymbosum) son frutos de color azul muy populares, los cuales son ricos en compuestos fenólicos principalmente las antocianinas. El consumo de este alimento está relacionado con diversos beneficios para la salud humana como los son: efectos anticancerígenos, antioxidantes, antiinflamatorios, antiobecidad y antidiabéticos. Lo anterior permite considerar a esta baya como un alimento funcional, y pensar en su uso como ingrediente en el diseño de otros productos. El presente trabajo tuvo como objetivo principal el estudio del efecto de pretratamientos en el arándano durante un proceso de secado, mediante un análisis y procesamiento de imágenes por visión por computadora. Para esto, se prepararon muestras con pretratamientos de escaldado por vapor saturado y ultrasonido a 40 kHz, las que fueron caracterizadas en términos de volumen y color durante un proceso de secado convectivo a 50, 60 y 70ºC. Las curvas de secado se caracterizaron mediante los modelos de Newton, Page, Henderson-Pabis y Logarítmico, evaluando el mejor ajuste a través de los estadísticos matemáticos 𝑅2, SSE, RMSE y 𝑋2. Para determinar la difusividad efectiva, se utilizó la solución de Crank a la segunda ley de Fick. La energía de activación fue obtenida mediante la relación de Arrhenius. El volumen se midió usando desplazamiento de sólidos y el color fue analizado mediante análisis de imágenes digitales. Se obtuvieron curvas de secado de carácter exponencial con un único periodo de velocidad decreciente. A medida que incremento la temperatura se presentaron mayores velocidades de secado, señalando diferencias significativas entre las curvas de 50 y 60ºC. los pretratamientos generaron aumentos en la velocidad de secado, pero no de forma significativa. El modelo de Page presento el mejor ajuste para las curvas de secado. La difusividad del fruto estuvo en el rango de 9,72±2,45*10−10 y 5,32±0,78*10−9 𝑚2/𝑠. Los valores de energía de activación calculados fueron 77,0±7,8; 76,7±0,7 y 78,8±4,7 kJ/mol para las muestras control, ultrasonido y escaldado. El encogimiento del fruto presento un comportamiento lineal, advirtiendo que los pretratamientos disminuyeron ligeramente su contracción. En cuanto a color, los arándanos se presentaron más oscuros y menos azules respecto al fruto fresco, pero no de forma significativa presentando diferencia global de color en rangos de 1,11±0,37 y 2,28±0,24. En general, durante este trabajo no se observaron diferencias suficientes para afirmar que uno de los pretratamientos fue mejor que el otro. Las evaluaciones denotaron que la temperatura presento mayor influencia en el fruto que los tratamientos. Aumentar la intensidad de los pretratamientos podría generar mejores resultados.

Blueberries (Vaccinium Corymbosum) are very popular fruits, which are rich in phenolic compounds, mainly anthocyanins. The consumption of this food is related to various benefits for human health, such as: anticancer, antioxidant, anti-inflammatory, antiobesity and antidiabetic effects. This allows us to consider this berry as a functional food, and to think about its use as an ingredient in the design of other products. The present work had as main objective the study of the effect of pretreatments in the blueberry during a drying process, through an analysis and processing of images by computer vision. For this, samples were prepared with pretreatments of scalding by saturated steam and ultrasound at 40 kHz, which were characterized in terms of volume and color during convective drying at 50, 60 and 70ºC. The drying curves were characterized using the Newton, Page, Henderson-Pabis and Logarithmic models, evaluating the best fit through mathematical statistics 𝑅2, SSE, RMSE y 𝑋2. Effective diffusivity was determined by Crank's solution to Fick's second law. Activation energy was obtained using Arrhenius relation. Volume was measured using solid displacement and color was analyzed by digital image analysis. Exponential drying curves were obtained with a single period of decreasing speed. As temperature increased, higher drying speeds were presented, indicating significant differences between curves of 50 and 60ºC. Pretreatments generated increases in drying rate, but not significantly. Page model presented best fit for drying curves. Diffusivity of fruit was in the range of 9,72±2,45*10−10 and 5,32±0,78*10−9 𝑚2/𝑠. Activation energy values were 77,0±7,8; 76,7±0,7 and 78,8±4,7 kJ/mol for control, ultrasound and scalding samples. Shrinkage of fruit presented linear behavior, noting that pretreatments slightly decreased contraction. In terms of color, blueberries were darker and less blue compared to fresh fruit, but not significantly, presenting global color difference in ranges of 1,11±0,37 and 2,28±0,24. In general, during this study, there were not enough differences to affirm that one of the pretreatments was better than the other. Evaluations denoted that temperature had a greater influence on fruit than treatments. Increasing intensity of pretreatments could lead to better results.