3912003 Determinacion de Propiedades Fisicas
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UNIVERSIDAD NACIONAL DEL SANTAFACULTAD DE INGENIERA
E.A.P. DE INGENIERA AGROINDUSTRIAL
DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES FSICAS EN ZUMOS Y NCTARES EMPLEANDO
UN PROGRAMA EN VISUAL BASIC
TESIS PARA OPTAR EL TITULO DE INGENIERO AGRORINDUSTRIAL
PERSONAL INVESTIGADOR :
- Bach. MIGUEL CESAR CASTILLO ORDINOLA- Bach. PIERO DANIEL ROJAS CHAVEZ.
ASESOR :
- Ing. DANTE RENGIFO NARVAEZ.
Nvo. CHIMBOTE PERU2005.
-
DEDICATORIA
A mis padres Cosme y Gladys que con su gran amor y fe siempre estuvieron apoyndome durante todo el transcurso de mi carrera y
en la culminacin de esta investigacin. A mis hermanos Milton, Yessenia y Jhon que me acompaaron
en la etapa culminante de mi carrera. Yo dedico mi trabajo a todos ellos
Piero D. Rojas ChavezPiero D. Rojas Chavez
.
A dios por el milagro de mi da a da.A mis padres, Genaro y Sara, por su gran amor,
fuentes de fortaleza y gua en la culminacin de vida profesional.A mis hermanos Dennis, Dante, Roberto y Junior; estimulo
permanente para triunfar.A Carmen Rosa que con su incondicional amor, despert los ms
lindos deseos de superacin.
Miguel C. Castillo OrdinolaMiguel C. Castillo Ordinola
-
AGRADECIMIENTO
Con la certeza y la conviccin de que no se puede trabajar de otra manera que no
sea en equipo, queremos expresar nuestro agradecimiento a todas aquellas personas que,
directa o indirectamente, han colaborado en la realizacin de esta tesis, y en especial:
A nuestros padres, por sus abnegados sacrificios e incondicional apoyo durante el
transcurso de nuestras vidas, quienes son nuestra inspiracin para seguir adelante.
Al Ing. Dante Rengifo Narvez, asesor de la Tesis y Docente de la Escuela de
Agroindustria de la Universidad Nacional Del Santa. Por su invalorable orientacin.
Al Ing. Gilbert Rodrguez Paucar, por el apoyo brindado en el laboratorio de
investigacin y desarrollo de la escuela de agroindustria UNS.
A todos los docentes de la Escuela de agroindustria quienes no slo nos
inculcaron los conocimientos acadmicos sino tambin los valores y la tica
profesional.
A los amigos, compaeros y futuros colegas de la escuela de Agroindustria, por su amistad y estimulo durante los ltimos aos de la carrera.
Y a todos los autores, editoras y entidades que creen y apuestan en la publicacin
y/o divulgacin de informacin a travs de la Internet.
-
"Lo nico que hacemos con las mejores frutas es cambiarles el envase."
.
NDICE
I. INTRODUCCIN 01
II. BASE TERICA 03
2.1. Frutas 03
2.1.1.Mango (Mangifera indica L.) 03
2.1.2.Manzana ( Pyrus mulas ) 05
2.1.3.Maracuy (Passiflora edulis f.flavicarpa) 06
2.1.4.Naranja (Citrus Aurantium) 08
2.1.5.Papaya (Carica papaya L.) 10
2.2. Tecnologa Del Zumo 11
2.2.1.Definicin 11
2.2.2.Insumos 12
2.2.3.Mtodo de elaboracin 14
2.2.3.1.Recepcin 14
2.2.3.2.Lavado, seleccin y clasificacin de los frutos 14
2.2.3.3.Extraccin de los aceites esenciales 14
2.2.3.4.Extraccin del zumo por prensado o
cualquier otro sistema mecnico 14
2.2.3.5.Tamizado o filtracin 16
2.2.3.6.Inspeccin de contenidos y control de calidad 17
2.2.3.7.Ajuste o correccin 17
2.2.3.8.Desaireado 17
2.2.3.9.Clarificacin 18
2.2.3.10.Pasteurizado 18
2.2.3.11.Concentracin 19
2.2.3.12.Enfriado y conservacin del concentrado 19
2.3. Tecnologa Del Nctar 20
-
2.3.1.Definicin 20
2.3.2.Insumos 20
2.3.3.Mtodo de elaboracin 24
2.3.3.1.Recepcin y seleccin 24
2.3.3.2.Clasificacin 24
2.3.3.3.Pesado 24
2.3.3.4.Lavado 25
2.3.3.5.Pelado o mondado 25
2.3.3.6.Precoccin / escaldado 25
2.3.3.7.Extraccin de la pulpa (pulpeado) 26
2.3.3.8.Refinado 26
2.3.3.9.Estandarizado (ajuste) 26
2.3.3.10.Homogenizado 28
2.3.3.11.Pasteurizado 28
2.3.3.12.Envasado 28
2.3.3.13.Cierre o sellado 29
2.3.3.14.Enfriado 29
2.3.3.15.Almacenamiento 29
2.4. Propiedades Fsicas 30
2.4.1.Slidos solubles o Brix 30
2.4.2.Densidad 31
2.4.3.Viscosidad 32
2.4.4.Calor especfico (Ce) 36
2.4.4.1.El mtodo de mezclas o el mtodo adiabtico 38
2.4.4.2.Mtodo de enfriamiento o diferencial 40
2.4.4.3.Mtodo elctrico 41
2.4.5.Difusividad trmica () 42
2.4.5.1.Metodologa de Dickerson 44
2.4.5.2.Mtodo Matemtico 46
2.4.5.3.Mtodo grafico 46
2.4.5.4.Mtodo analtico 47
2.4.6.Conductividad trmica (k) 49
2.4.6.1.Mtodos en el rgimen estacionario 50
2.4.6.2.Mtodos en el rgimen no estacionario 51
-
2.4.7.PH 52
2.4.8.Aumento ebulloscpico (Te) 56
2.4.8.1.Correlaciones empricas 57
2.4.8.2.Aproximacin terica 59
2.4.8.3.Lneas de Dhring 61
2.5. Software 63
2.6. Shareware 63
2.7. Algoritmo 64
2.8. Programa 64
2.9. Lenguaje de programacin 65
2.9.1.Qu es Visual Basic? 65
2.9.2.Caractersticas Generales de Visual-Basic 66
2.9.3.Creacin de un programa bajo Visual Basic 67
III. MATERIALES Y MTODOS 68
3.1. Ambientes donde se desarrollo el estudio 68
3.2. Materiales 68
3.2.1. Materia Prima 68
3.2.2. Insumos 69
3.2.3. Materiales de vidrio 70
3.2.4. Evaluacin de las propiedades trmicas 70
3.2.4.1.Para la evaluacin de los slidos solubles 70
3.2.4.2.Para la evaluacin de la densidad 70
3.2.4.3.Para la evaluacin de la viscosidad 71
3.2.4.4.Para la evaluacin del calor especfico 71
3.2.4.5.Para la evaluacin de la difusividad trmica 71
3.2.4.6.Para la evaluacin del pH 71
3.2.4.7.Para la evaluacin del aumento ebulloscpico 72
3.2.5. Evaluacin de las propiedades fsicas 72
3.2.6. Reactivos 72
3.2.7. Maquinarias de la planta piloto 73
3.2.8. Equipos de computo 74
3.2.8.1.Hardware Bsico 74
3.2.8.2.Hardware Opcional 74
-
3.2.8.3.Software 74
3.2.8.4.Programas adicionales 74
3.3. Mtodos 75
3.3.1. Metodologa en la elaboracin del Nctar 75
3.3.1.1.Proceso de elaboracin 75
3.3.2. Metodologa en la obtencin del Zumo 76
3.3.2.1.Proceso de obtencin 76
3.3.3. Metodologa experimental 76
3.3.3.1.Anlisis fsico qumico 76
3.3.3.2.Evaluacin de las propiedades fsicas 77
3.3.3.2.1. Slidos solubles 77
3.3.3.2.2. Densidad 78
3.3.3.2.3. Viscosidad
78
3.3.3.2.4. Calor Especfico 78
3.3.3.2.5. Difusividad trmica 78
3.3.3.2.6. Conductividad trmica 79
3.3.3.2.7. PH 79
3.3.3.2.8. Aumento ebulloscpico 79
3.3.4. Metodologa para el procesamiento de datos 79
3.3.4.1.Clculo de las propiedades fsicas 79
3.3.4.2.Modelo de simulacin 80
3.3.4.2.1. Toma de datos 80
3.3.4.2.2. Simulacin del proceso 80
3.3.5. Metodologa en la elaboracin del Programa 81
IV. RESULTADOS Y DISCUSIN 85
4.1. Caractersticas de la fruta empleada 85
4.1.1.Mango 85
4.1.2.Manzana 85
4.1.3.Maracuya 86
4.1.4.Naranja 86
4.1.5.Papaya 87
4.2. Obtencin del Zumo 88
-
4.3. Elaboracin del Nctar 89
4.4. Metodologa experimental 89
4.4.1.Anlisis fsico qumicos de los zumos
y nctares de fruta 89
4.4.2.Determinacin de las propiedades fsicas 90
4.5. Colaboradores 90
4.5.1.Conductividad trmica 91
4.5.2.Difusividad trmica 91
4.6. Determinacin de las propiedades fsicas 91
4.6.1.Slidos solubles (Brix) 91
4.6.1.1.Zumo de Manzana 92
4.6.1.2.Zumo de Naranja 92
4.6.1.3.Zumo de Maracuya 92
4.6.1.4.Nctar de mango 92
4.6.1.5.Nctar mixto 93
4.6.2.Densidad () 98
4.6.2.1.Zumo de Manzana 99
4.6.2.2.Zumo de Maracuya 100
4.6.2.3.Zumo de Naranja 101
4.6.2.4.Nctar de mango 101
4.6.2.5.Nctar mixto 104
4.6.3.Viscosidad () 109
4.6.3.1.Zumo de Manzana 111
4.6.3.2.Zumo de Naranja 111
4.6.3.3.Zumo de Maracuya 112
4.6.3.4.Nctar de mango 112
4.6.3.5.Nctar mixto 113
4.6.4.Calor especfico (Ce) 124
4.6.4.1.Zumo de Manzana 125
4.6.4.2.Zumo de Naranja 126
4.6.4.3.Zumo de Maracuya 127
4.6.4.4.Nctar de mango 130
4.6.4.5.Nctar mixto 133
4.6.5.Difusividad trmica () 142
-
4.6.5.1.Zumo de Naranja 144
4.6.5.2.Zumo de Maracuya 144
4.6.5.3.Zumo de Manzana 145
4.6.5.4.Nctar de mango 145
4.6.5.5.Nctar mixto 148
4.6.6.Conductividad trmica () 153
4.6.6.1.Zumo de Maracuya 154
4.6.6.2.Zumo de Manzana 155
4.6.6.3.Zumo de Naranja 155
4.6.6.4.Nctar de mango 156
4.6.6.5.Nctar mixto 157
4.6.7.pH
160
4.6.7.1.Zumo de Manzana 161
4.6.7.2.Zumo de Naranja 161
4.6.7.3.Zumo de Maracuya 161
4.6.7.4.Nctar de mango 161
4.6.7.5.Nctar mixto 163
4.6.8.Aumento ebulloscpico
168
4.6.8.1.Zumo de Manzana 169
4.6.8.2.Zumo de Naranja 170
4.6.8.3.Zumo de Maracuya 170
4.7. Modelo de Simulacin Balance msico 186
4.7.1.Toma de datos Obtencin de zumos de fruta
186
4.7.1.1.Zumo de maracuya 186
4.7.1.2.Zumo de naranja 186
4.7.1.3.Zumo de manzana 187
4.7.2.Toma de datos Elaboracin de nctares de fruta 188
4.7.2.1.Nctar de mango 188
4.7.2.2.Nctar mixto 189
4.8. Desarrollo Del Programa De Clculo 190
-
4.8.1.Lenguaje de programacin 190
4.8.2.Requerimientos del programa 190
A. Hardware bsico 190
B. Hardware opcional 190
4.8.3.Instalacin 190
4.8.4.Presentacin del programa 191
4.9. Estructura Del Programa Y Expresiones Matemticas 192
4.9.1.Objetivos del programa 192
4.9.2.Descripcin del programa 192
4.9.3.Caractersticas del programa 193
4.9.4.Algoritmo de clculo 194
4.9.5.Estructura De La Aplicacin 198
A. Clculo de las propiedades fsicas 198
A.1. Datos de entrada en el zumo 198
A.2. Datos de entrada en el nctar 198
A.3 Clculo de las propiedades fsicas
en zumos de fruta 198
A.4 Datos de salida 198
B. Simulacin de los procesos 198
B.1. Datos de entrada en el zumo 198
B.2. Datos de entrada en el nctar 198
B.3. Clculo del balance msico 199
B.4. Datos de salida del programa 199
4.9.6.Listado Del Programa 199
4.10.Ejemplo De Aplicacin Resuelto 209
4.10.1.Clculo de las propiedades fsicas 209
4.10.2.Verificacin y pruebas del modelo de simulacin 210
V. CONCLUSIONES 212
VI. RECOMENDACIONES 214
VII. REFERENCIA BIBLIOGRAFA 216
VIII. NOMENCLATURA Y UNIDADES 232
-
ANEXOS 239
NDICE DE CUADROS
1. Composicin del mango en 100 g de porcin comestible 04
2. Composicin de la manzana y zumo de manzana en 100 g
de porcin comestible 06
3. Composicin del zumo de maracuya en 100 g de porcin comestible 07
4. Composicin del zumo de naranja en 100 g de porcin comestible 09
5. Composicin de papaya en 100 g de porcin comestible 11
6. Tipos De Carboximetil Celulosa Sdica (CMC) 23
7. Diluciones recomendadas en la elaboracin de nctares de fruta 26
8. Densidad de algunos zumos de fruta 32
9. Viscosidad de algunos zumos de fruta 36
10. Calores especficos de algunos zumos de fruta 38
11. Difusividad trmica de algunos zumos de fruta 44
12. Conductividad trmica de los alimentos 50
13. Valores de los parmetros , , y de la ecuacin (38) para evaluar el ascenso ebulloscpico en soluciones 59
14. Diseo experimental para la determinacin de las propiedades
Fsicas en los zumos y nctares de fruta 80
15. Clasificacin del grado de correlacin 82
16. Composicin de los zumos de fruta en 100 g. de muestra 89
17. Composicin de los nctares de fruta 100 g. de muestra 90
-
18. Intervalos de confianza en la evaluacin de los Brix para
los zumos y nctares de fruta 95
19. Comparacin del modelo obtenido ( - zumo de manzana) con los
desarrollados por otros investigadores 100
20. Comparacin del modelo obtenido ( - zumo de maracuya) con los
desarrollados por otros investigadores 100
21. Comparacin del modelo obtenido ( - zumo de naranja) con los
desarrollados por otros investigadores 101
22. Comparacin del modelo obtenido ( nctar de mango a 12.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 103
23. Comparacin del modelo obtenido ( nctar de mango a 12.5 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 103
24. Comparacin del modelo obtenido ( nctar de mango a 13.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 104
25. Comparacin del modelo obtenido ( nctar mixto a 12.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 104
26. Comparacin del modelo obtenido ( nctar mixto a 12.5 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 105
27. Comparacin del modelo obtenido ( nctar mixto a 13.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 105
28. Comparacin del modelo obtenido ( aparente - zumo de manzana)
con lo desarrollados por otros investigadores 111
29. Comparacin del modelo obtenido ( aparente - zumo de naranja)
con lo desarrollados por otros investigadores 112
30. Intervalos de confianza en la evaluacin de la aparente para los
nctares de fruta 116
31. Comparacin del modelo obtenido (Ce Zumo de manzana) con los
desarrollados por otros investigadores 125
32. Comparacin del modelo obtenido (Ce Zumo de naranja) con los
desarrollados por otros investigadores 126
33. Comparacin del modelo obtenido (Ce Zumo de maracuya) con los
desarrollados por otros investigadores 127
34. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar de mango a 12.0 Brix)
-
con lo desarrollados por otros investigadores 130
35. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar de mango a 12.5 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 131
36. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar de mango a 13.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 132
37. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar mixto a 12.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 133
38. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar mixto a 12.5 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 134
39. Comparacin del modelo obtenido (Ce Nctar mixto a 13.0 Brix)
con lo desarrollados por otros investigadores 135
40. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de naranja) con los
desarrollados por otros investigadores 144
41. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de maracuya) con los
desarrollados por otros investigadores 144
42. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de manzana) con los
desarrollados por otros investigadores 145
43. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 145
44. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.5 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 146
45. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 13.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 146
46. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 148
47. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.5 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 148
48. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 13.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 149
49. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de maracuya) con los
desarrollados por otros investigadores 154
50. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de manzana) con los
desarrollados por otros investigadores 155
51. Comparacin del modelo obtenido ( Zumo de naranja) con los
-
desarrollados por otros investigadores 155
52. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 156
53. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 12.5 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 156
54. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar de mango a 13.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 157
55. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 157
56. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 12.5 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 158
57. Comparacin del modelo obtenido ( Nctar mixto a 13.0 Brix)
con los desarrollados por otros investigadores 158
58. Intervalos de confianza en la evaluacin del pH para los zumos
y nctares de fruta 164
59. Intervalos de confianza en la evaluacin de la temperatura de ebullicin
para los zumos de fruta 171
60. Elevacin del punto de ebullicin del zumo de naranja (C)
175
61. Elevacin del punto de ebullicin del zumo de manzana (C) 175
62. Elevacin del punto de ebullicin del zumo de maracuya (C) 175
63. Comparacin del modelo obtenido (Elevacin del punto de ebullicin
zumo de manzana) con el modelo desarrollado por G. H. Crapiste 176
-
NDICE DE FIGURAS
1. Forma de extraccin comn del zumo de naranja a nivel industrial 15
2. Forma de extraccin del zumo de manzana a nivel industrial 16
3. Dispositivo experimental para la evaluacin del calor especfico 42
4. Equipo utilizado para la obtencin del perfil trmico 46
5. Diagrama de Duhring de soluciones acuosas de hidrxido de sodio 62
6. Dispositivo experimental para la evaluacin de la elevacin
del punto de ebullicin 63
7. Viscosmetro Brookfield LVDV- II+ y su Set de 4 Spindles LV 78
8. Efectos de la temperatura sobre los Brix en los zumos de fruta 94
9. Efectos de la temperatura sobre la Brix del nctar de mango 96
10. Efectos de la temperatura sobre la Brix del nctar mixto 97
11. Efectos de la temperatura sobre la densidad de los zumos de fruta 102
12. Efectos de la temperatura sobre la densidad del nctar de mango 106
13. Efectos de la temperatura sobre la densidad del nctar mixto
107
14. Evaluacin del comportamiento reolgico en los zumos de fruta 114
15. Efectos de la temperatura sobre la viscosidad en los zumos de fruta
115
16. Evaluacin del comportamiento reolgico en el nctar de mango 117
-
17. Efectos de la temperatura sobre la viscosidad de los nctar de mango 118
18. Evaluacin del comportamiento reolgico en el nctar mixto 120
19. Efectos de la temperatura sobre la viscosidad de los nctar mixto 121
20. Efectos de la temperatura sobre el calor especfico en los zumos de fruta 128
21. Efectos de la temperatura sobre el calor especfico en el nctar de mango136
22. Efectos de la temperatura sobre el calor especfico en el nctar mixto 138
23. Efectos de la temperatura sobre la difusividad trmica
en los zumos de fruta 147
24. Efectos de la temperatura sobre la difusividad trmica
en el nctar de mango 150
25. Efectos de la temperatura sobre la difusividad trmica en el nctar mixto 151
26. Efectos de la temperatura sobre el pH en los zumos de fruta
162
27. Efectos de la temperatura sobre el pH en el nctar de mango
165
28. Efectos de la temperatura sobre el pH en el nctar mixto 166
29. Efectos de la presin de vaco en la temperatura de ebullicin
del zumo de naranja 172
30. Efectos de la presin de vaco en la temperatura de ebullicin
del zumo de manzana 173
31. Efectos de la presin de vaco en la temperatura de ebullicin
del zumo de maracuya 174
32. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de naranja a 9.0 Brix 178
33. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de naranja a 10 Brix 179
34. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de naranja a 11.0 Brix 179
35. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de manzana a 11.0 Brix 180
36. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de manzana a 12.0 Brix 180
37. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de manzana a 13.0 Brix 181
-
38. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de maracuya a 14.0 Brix 181
39. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de maracuya a 15.0 Brix 182
40. Relacin entre la temperatura de ebullicin del agua y la temperatura
de ebullicin del zumo de maracuya a 16.0 Brix 182
41. Algoritmo de clculo del programa PFIZNEC 1.0 194
NDICE DE ANEXOS
1. Obtencin del zumo de fruta 240
2. Elaboracin de nctar de fruta 243
3. Anlisis Propiedades termifsicas 245
4. Resultados obtenidos en la investigacin 259
5. Modelos propuestos por otros autores 285
6. Toma De Datos Simulacin 302
7. Manual de usuario del programa 303
-
RESUMEN
La presente investigacin tuvo como fin, mediante procedimientos experimentales,
determinar las propiedades fsicas, tales como los slidos solubles, densidad,
viscosidad, calor especfico, difusividad trmica, conductividad trmica y pH en zumos
y nctares de fruta en un rango de temperatura de 5 a 85 C as como calcular el
aumento ebulloscpico en zumos en un rango de presin de 0 a 20 inHg.
Para ello se construyo, en base a diseos presentados en bibliografa, los equipos para
medir el calor especfico, aumento ebulloscpico y difusividad trmica (metodologa
descrita por Dickerson (1965) y modificada por Poulsen (1982)).
Los resultados experimentales indicaron que los valores de los parmetros termofsicos
Brix, pH, viscosidad, densidad y difusividad trmica, disminuyen en forma progresar al
aumentar la temperatura, en tanto que la conductividad trmica y el calor especfico lo
hacen prcticamente en forma lineal, ello en razn a que el agua posee los valores mas
altos de los mismos entre todos los componentes de dicho producto.
Los resultados experimentales obtenidos en el aumento ebulloscpico, realizado a los
zumos de fruta, mostraron que a manera que se incrementa la presin de vaco en el
sistema, la temperatura de ebullicin disminuye, pero a la vez se aprecia un ligero
-
incremento de la temperatura de ebullicin cuando se incrementa la concentracin a las
mismas condiciones de vaco.
Se usaron los resultados experimentales obtenidos para derivar modelos matemticos y
correlaciones para predecir estas propiedades como una funcin de la temperatura y de
la presin, segn el caso; encontrndose como modelos los siguientes: Modelo Polinomial
(slidos solubles, densidad, difusividad trmica, y pH), Modelo Rational function
(slidos solubles, viscosidad, calor especfico, pH y aumento ebulloscpico), Modelo
Arrehenius (viscosidad), Modelo MMF Model (viscosidad y pH), Modelo Vapor
Pressure Model (viscosidad), Modelo Logistic Model (calor especfico y pH), Modelo
Weibull Model (calor especfico) y Modelo Heat Capacity (pH). Encontrndose
correlaciones de r entre 0.97 a 0.999 y de entre 0.91 a 0.98 para la evaluacin de la
viscosidad.
Como resultado de este trabajo se obtuvo una herramienta computacional, formulado en
el lenguaje Visual Basic 6.0 idneo para su ejecucin en entorno Windows
95/98/milenium y 2000. La utilizacin del mismo es muy sencilla, permitindonos
gracias al manejo de ventanas, botones y enlaces, un fcil uso para personas que no
necesariamente estn familiarizados con la computacin.
El sistema computacional desarrollado puede operar en dos modos
Clculo: Para calcular de una manera rpida y sencilla las propiedades fsicas de los
zumos y nctares de fruta.
Simulacin: permite simular (Balance msico) los procesos de obtencin y
elaboracin de los zumos y nctares de fruta.
-
DETERMINACIN DE LAS PROPIEDADES FSICAS EN ZUMOS Y NCTARES EMPLEANDO UN
PROGRAMA EN VISUAL BASIC
-
I. INTRODUCCIN
Una de las razones principales que justifican el estudio de las propiedades fsicas en
productos alimenticios especficos es el hecho que siendo los alimentos sistemas
complejos y de origen biolgico estn sujetos a una gran variabilidad en su composicin
y estructura, un efecto de esta diferencia es la imposibilidad de precisar las condiciones
especficas de procesamiento para cualquier alimento si es que no se dispone de una
informacin mnima sobre sus propiedades.
Las propiedades fsicas de los alimentos son el resultado de las interacciones fsico
qumicas en el sistema. Su medida, control y correlacin con otras propiedades del
producto ha cobrado en los ltimos aos una extraordinaria importancia en la Ingeniera
de Alimentos. El diseo o seleccin de equipos, la simulacin y los procesos para la
industria alimentaria requiere del conocimiento de estas propiedades. Otras dos reas
donde las propiedades fsicas juegan un importante papel son: el control de calidad y los
estudios estructurales y fsicoqumicos de alimentos.
-
Aunque existen avances en el conocimiento de las propiedades fsicas de alimentos
desarrollados durante las ltimas tres dcadas, es poca la informacin disponible en la
literatura; la informacin sobre las propiedades fsicas que existen estn orientadas
principalmente para algunos alimentos comunes. La inmensa cantidad de productos
alimenticios, sus diferentes composiciones, y las diferentes temperaturas a que se llevan
a cabo los procesos, hacen que las posibilidades de encontrar un valor adecuado sean
reducidas.
En ciertas ocasiones, el clculo de las propiedades fsicas en alimentos usando
correlaciones en forma manual es bastante tedioso y requiere de bastante tiempo, por lo
que se requiere del uso de nuevas herramientas que permitan la evaluacin de estas
propiedades en forma precisa y confiable en un corto tiempo, la evolucin en la
informtica y en combinacin con los conceptos bsicos de procesos trmicos de
alimentos han llevado consigo un inters creciente por elaborar software con la
finalidad de acelerar los procesos de clculo.
En la actualidad se sigue reconociendo la importancia de las propiedades fsicas en la
formulacin, manufactura y estabilidad de alimentos, por lo que resulta necesario contar
con mtodos de medicin rpidos, exactos y precisos.
El presente estudio se realiz dentro de las instalaciones de la Universidad Nacional del
Santa, Escuela de Agroindustria y tubo como objetivos los siguientes:
- Seleccionar, de las referencias bibliogrficas, el mtodo ms apropiado, para la medicin de las propiedades fsicas (pH, Brix, Densidad, Viscosidad, Calor especfico, Difusividad trmica, Conductividad trmica y aumento ebulloscpico) en los zumos y nctares de fruta.
- Medir por el mtodo seleccionado las propiedades fsicas en los zumos y nctares a diferentes niveles de temperatura y presin segn sea el caso.
- Desarrollar correlaciones matemticas que permitan predecir la variacin que experimentan las propiedades fsicas de los zumos y nctares de fruta en un rango de temperatura y presin determinado.
-
- Comparar los resultados de medicin obtenidos por las correlaciones desarrolladas para los zumos y nctares de fruta con los modelos o valores existentes de los mismos en la literatura.
- Desarrollar un programa computacional, que de forma rpida, sencilla y con un alto grado de confiabilidad, permita obtener los valores de las
propiedades fsicas en zumos y nctares de fruta.
II. BASE TEORICA
2.1. Frutas
2.1.1.Mango (Mangifera indica L.)
2.1.1.1.Taxonoma
Reino : Vegetal
Orden : Sapindae
Familia : Anacardiaceae
Genero : Mangifera
Especie : Mangifera indica L.
2.1.1.2.Descripcin botnica
-
El fruto es una drupa carnosa de forma arrionada u oval,
consta de un exocarpio, de una porcin comestible o
mesocarpio y un endocarpio endurecido en cuyo interior se
encuentra la semilla, su peso vara desde 150 g hasta 2 Kg, su
longitud vara de 5 a 15 y de 1.5-10 cm de grosor. Su color
puede estar entre verde, amarillo y diferentes tonalidades de
rosa, rojo y violeta; encierra un hueso o cavozo grande
aplanado, rodeado de una cubierta leosa. La fruta posee una
cscara semi dura que la protege; la carne es fibrosa y se
encuentra ligada a una gruesa semilla. La fibra le confiere a la
fruta la capacidad de resistencia al transporte aunque es una
cualidad no deseada para el consumidor.
La fruta de mango que se utiliza para procesar se debe cosechar
en estado de madurez fisiolgica, es decir, cuando el fruto est
totalmente maduro. Debe tener su tamao desarrollado y segn
la variedad, deben lucir un color amarillo o amarillo y rojo; y
que internamente, alrededor de la semilla, tenga una coloracin
amarilla. (Internet: Mango Industrializacin).
El mango maduro presenta un contenido de grados Brix entre
los 12 13, un valor de pH entre 3.5 y 4.0, densidad especfica
entre 1.01 y 1.02; resistencia de la pulpa a la presin entre 1.75
y 2.0 Kg/cm, observndose cambios de tonalidad de verde
brillante a opaco como consecuencia de la degradacin de la
clorofila, as como en la parte interna de la fruta se aprecia un
color amarillo plido alrededor de la semilla.
El mango posee un alto contenido de agua, azcar y fibra; es
rico en hierro, calcio, fsforo asimilable as como es buena
fuente de vitamina C y beta caroteno. (Internet: Mango
Cultivo).
Cuadro 1. Composicin del mango en 100 g de porcin comestible
CARACTERSTICAS FRUTASMango1 Mango2 Mango3
-
Porcin comestible (%) 70.0 - -Agua (g) 83.0 83.0 82Fibra alimentara (g) 1.0 - 1.7Protenas (g) 0.4 0.4 0.6Grasa (g) 0.2 0.2 0.5Carbohidratos (g) 15.9 15.9 12.5Ceniza (g) 0.5 0.5 -Retinol- Vit. A (g) 159 159 -Riboflavina (mg) 0.11 0.11 50 gVitamina C (mg) 24.8 24.8 40
Fuente: Mango1 : Collazos (1993)
Mango2 : (Internet: FAO)
Mango3 : Friedrich. (1991)
2.1.1.3.Variedades
En el Per se cultivan dos tipos de magos: la variedad llamada
de plantas francas (no injertadas) y la variedad mejorada.
En el primero de los casos se tiene a la Criolla de Chulucanas
y Chato de Ica, Rosado de Ica. En el segundo caso de las
mejoradas se tiene a las variedades Haden, Kent, Tomy Atkins
y Keitt. (Vctor V., Miguel A. - 1996).
2.1.2.Manzana ( Pyrus malis )
2.1.2.1.Taxonoma
Reino : Vegetal
Orden : Rosales
Familia : Rosceas
Genero : Malus
Especie : Pyrus malus L
2.1.2.2.Descripcin botnica
Fruto de estructura firme, carnosa, derivada del receptculo de
la flor.
Las caractersticas fsicas del fruto son muy variables. El color
de la piel va desde el verde hasta el rojo muy oscuro, casi
negruzco. Tambin la forma es variada y comprende frutos
-
oblatos y oblongos, con pednculo corto y numerosas semillas
de color pardo brillante.
El tamao oscila entre un poco mayor que el de una cereza y
casi tan grande como el de una toronja o pomelo mediano.
La manzana alcanza su madurez fisiolgica cuando su
contenido en slidos solubles o Brix es no menor de 12, as
como su textura debe estar cerca y es menor a 13 libras; si es
menor de 101, la fruta estar sobremadura.
La manzana es rica en pectina y vitamina C, asimismo cido
mlico y tartrico, que son especialmente eficaces como ayuda
en la digestin de alimentos ricos. (Internet: Manzana
Cultivo).
2.1.2.3.Variedades
Entre las variedades de manzanas ms comerciales se tienen:
Golden delicious (Deliciosa Dorada), Red delicious (Deliciosa
roja), Pachacamac, Winter, Starkrimson, Reineta blanca del
Canad, Verde doncella, Belleza de Roma (Roma beauty),
Esperiega de Ademuz y Israel. (Internet: Manzanas
Variedades).
Cuadro 2. Composicin de la manzana y zumo de manzana en 100 g de porcin
comestible
CARACTERSTICASFRUTAS
Manzana1 zumoManzana2
zumo Manzana3
Porcin comestible (%) 88.0 - -Agua (g) 84.7 88.5 88.1Fibra alimentara (g) 0.8 0.0 -Protenas (g) 0.3 0.05 0.1Grasa (g) 0.1 0.0 0.0Carbohidratos (g) 14.6 11.2 11.1Ceniza (g) 0.3 0.26 -Retinol- Vit. A (g) 0.0 - -Riboflavina (mg) 0.04 - 25 (g)Vitamina C (mg) 1.3 1.0 1
Fuente: Manzana1 : Collazos (1993)Manzana 2 : (Internet : Frutas composicin)Manzana 3 : Friedrich (1991)
-
2.1.3.Maracuya (Passiflora edulis)
2.1.3.1.Taxonoma
Reino : Vegetal
Orden : Violales
Familia : Passifloraceae
Genero : Pasiflora
Especie : Passiflora edulis
2.1.3.2.Descripcin botnica
El maracuya es conocida como la fruta de la pasin, es de
forma ovoide o casi redonda de 4 8 cm de dimetro, 6 8 cm
de largo y un peso hasta de 30 g, la base y el pice son
redondeados, la corteza es de color verde fuerte, tornndose
ms dbil cuando empieza a madurar de verde a amarillo, es de
consistencia dura, lisa y cerosa, de unos 3 mm de espesor pero
que al madurar se arruga, el pericarpio es grueso, la pulpa es
de color amarillo mostaza con intenso sabor aromtico,
contiene entre 200-300 pequeas semillas negras comestibles,
cada una rodeada de un arilo (membrana mucilaginosa) que
contiene un jugo aromtico en el cual se encuentran las
vitaminas y otros nutrientes.
El maracuya alcanza su grado de madurez cuando su
rendimiento de jugo es del 36% y cuando su contenido de
slidos solubles est entre los 1318 Brix y acidez entre 3 y
5%.
Un fruto maduro est constituido por: cscara: 50-60%, jugo:
30-40% y semilla 10-15%.
El maracuya tiene diferente peso sin estar acorde con el
tamao en el interior del fruto. En ocasiones tiene muy poca
pulpa, presentndose muy pocas semillas que se caracterizan
como frutos vanos. (Internet: Maracuya).
Cuadro 3. Composicin del zumo de maracuya en 100 g de porcin comestible
-
CARACTERSTICASFRUTAS
zumo Maracuya1
zumoMaracuya2
zumoMaracuya3
Agua (%) 82.3 85 -Fibra alimentara (g) 0.2 0.2 0.2Protenas (g) 0.9 0.8 0.7Grasa (g) 0.1 0.6 0.2Carbohidratos (g) 15.8 2.4. -Ceniza (g) 0.6 Trazas 0.5Retinol- Vit. A (g) - 684 mg 2410.0Riboflavina (mg) 0.15 0.1 0.1Vitamina C (mg) 22.0 20 20.0
Fuente: Maracuya1 : Collazos (1993) Maracuya2 : (Internet: Maracuya - variedades). Maracuya3 : Julio C. Isique (1986)
2.1.3.3.Variedades
Las dos variedades de importancia comercial a nivel
internacional son: el maracuya rojo o morado (Passiflora
edulis variedad prpura Sims) que presenta frutos pequeos de
color rojo, y el maracuya amarillo (Passiflora edulis variedad
flavicarpa Degener), que presenta frutos vistosos de color
amarillo con diversas formas, intenso sabor y su alta acidez.
Existen en el mercado diversos hbridos, pero que no son
conocidos en el crculo comercial, donde, como anteriormente
se ha mencionado, los nombres maracuya amarillo y maracuya
morado, son los ms comnmente usados. (Internet: Maracuya
Variedades).
2.1.4.Naranja (Citrus sinensis)
2.1.4.1.Taxonoma
Reino : Vegetal
Orden : Geraniales
Familia : Rutceas
Genero : Citrus.
Especie : Citrus sinensis
2.1.4.2.Descripcin botnica
-
El fruto est compuesto por una cscara gruesa que le
proporciona proteccin contra los daos. La superficie
exterior se conoce como el pericarpio o flavedo y contiene el
aceite y los pigmentos de la cscara. Seguidamente est la
capa blanca esponjosa llamada mesocarpio, que es rica en
pectina.
El jugo interior que contiene el endocarpio est dividido en
varios gajos o carpelos fciles de separar donde se encuentran
los sacos de jugo individuales y las semillas, si las hay. Por
ltimo hay un centro esponjoso o placenta. Cada una de estas
partes presenta problemas especiales y oportunidades en el
procesamiento.
La naranja alcanza su madurez fisiolgica cuando su contenido
de azucares o slidos solubles est entre los 11 - 13 Brix.
Entre las variedades ms comunes cabe citar la naranja amarga
o agria y la naranja dulce. La variedad agria es de corteza ms
dura, fina y rugosa que la de la naranja dulce. Las variedades
comestibles se diferencian por su carne; la naranja dulce es de
color cercano al rojo y gusto agridulce y delicado. (Internet:
Naranjas Cultivo).
Cuadro 4. Composicin del zumo de naranja en 100 g de porcin comestible
CARACTERSTICASFRUTAS
zumoNaranja1
zumoNaranja2
zumoNaranja3
Agua (g) 90.7 87.7 87.0Fibra alimentara (g) 0.0 - 0.1Protenas (g) 0.5 0.7 0.8Grasa (g) 0.2 0.2 0.3Carbohidratos 8.2 9.0 10.2Ceniza (g) 0.4 - 0.33Retinol- Vit. A (g) - - -Riboflavina (g ) - 20 -Vitamina C (mg) - 45 53
Fuente: Naranja1 : Collazos (1993) Naranja 2 : Friedrich (1991)
Naranja 3 : (Internet : Frutas composicin)
-
2.1.4.3.Variedades
Existen varios tipos de naranjas, los ms comunes son Navel,
Blancas y Sanguinas.
Dentro de las Navel, se encuentran las Washington, Thomson,
Newhall, Navelina y Navelete, se caracterizan por ser sin
semillas, son fciles de pelar y los gajos se separan fcilmente.
Las Blancas comunes son frutos ms pequeos, con cscara
gruesa y con abundante semillas, las Blancas finas son
seleccionadas y casi no tienen semillas, Destacan la Salustiana
a nivel espaol y la Castellana, Verna.
Las Sanguinas difieren de las blancas en que son ms
pigmentadas.
En el Per casi el 90% del cultivo de las naranjas es de la
variedad valencia, aunque se pueden encontrar tambin otras
variedades como: Naranja Tangelo Selva, Naranja Valencia
(Selva), Naranja Washington Naval (Costa). (Internet: Las
Naranjas).
2.1.5.Papaya (Carica papaya L.)
2.1.5.1.Taxonoma
Reino : Vegetal
Orden : Parientales
Familia : Caricaceae
Genero : Carica
Especie : Carica papaya
2.1.5.2.Descripcin botnica
Es una baya ovoide-oblonga, o casi cilndrica, grande, carnosa,
jugosa, ranurada longitudinalmente en su parte superior,
dependiendo del tamao o seleccin pueden medir de 10 a 60
cm de largo y su peso puede variar desde 500 g hasta 9 Kg,
constituido principalmente por agua (86.8 %) y carbohidratos
(12.18 %). Est formado por 3 partes: el exocarpio o cscara.,
-
el mesocarpio o pulpa y el endocarpio que contiene las
semillas y muclago.
La piel de la papaya es suave, contiene un lquido lechoso y
blanco (ltex) que se solidifica rpidamente al inicio de la
maduracin del fruto y va desapareciendo gradualmente, es de
color verde amarillento; su pulpa es blanda y muy jugosa,
puede ser de tonos rojizos o anaranjados y su sabor es muy
agradable de un espesor de 3 a 5 cm. En su interior se
encuentran numerosas semillas entre 300 a 700, de color
negro-grisceo, son esfricas de 3.7 a 4.5 mm de largo por 2 a
2.8 mm de ancho y 2 a 2.5 mm de grueso, recubiertas por una
masa gelatinosa llamada sarcotesta o cubierta. Se conoce como
fruta noble por sus propiedades anticidas y es ideal en el
desayuno.
La papaya alcanza su madurez fisiolgica cuando su contenido
de azucares o slidos solubles est entre los 11.5 a 13.5 Brix,
presentando adems un color amarillento superficial de 6 a
33% y un valor de pH entre 4.5 y 6.0.
Es una excelente fuente de beta carotenos, as como de
vitamina A, C adems de algunas del complejo B, mientras que
su contenido de minerales tales como calcio, fsforo, y fierro
es pobre. (Internet: Papaya - Cultivo).
Cuadro 5. Composicin de papaya en 100 g de porcin comestible
CARACTERSTICAS FRUTASPapaya1 Papaya2 Papaya3Porcin comestible (%) 75.0 - -Agua (g) 90.8 90.8 87.9Fibra alimentara (g) 0.5 - 1.9Protenas (g) 0.4 0.4 0.5Grasa (g) 0.1 0.1 0.1Carbohidratos 8.2 8.2 2.3Ceniza (g) 0.5 0.5 -Retinol- Vit. A (g) 63.0 63.0 -Riboflavina (mg) 0.07 0.07 40 gVitamina C (mg) 47.7 47.7 80
-
Fuente: Papaya 1 : Collazos (1993) Papaya 2 : (Internet : FAO) Papaya 3 : Friedrich (1991)
2.1.5.3.Variedades
Es difcil hablar de variedades debido a mltiples cruzamientos
que se producen por libre polinizacin. Entre las tantas
variedades podemos mencionar: Variedad Tailandia, Maradol,
Fauna N 1, Enano, Higgins, Sunrise, Solo o Hawaiana,
Criollo, Bluestem, Graham, Fairchild, Puna y Hortusgred.
(Internet: Papaya variedades).
2.2. Tecnologa Del Zumo
2.2.1.Definicin
La definicin que da el Codex Alimentarius (1992) es la siguiente:
Se entiende por zumo o jugo de fruta, el obtenido a partir de frutas (sanas
y maduras, frescas o conservadas por el fro) por procedimientos
mecnicos, no concentrada, no diluido, susceptible de fermentacin pero
sin fermentar, que posea el color, el aroma y el sabor caractersticos de
los zumos de frutas de que proviene.
El contenido de slidos de fruta solubles del zumo de fruta (con
exclusin de los azcares aadidos) no ser menor que el valor que
corresponda al contenido de slidos solubles de la fruta madura,
determinado con refractmetro a 20 C, sin corregir por la acidez y
expresado en grados Brix en las escalas internacionales de sacarosa.
Podrn aadirse uno o ms de los azcares slidos, la cual no exceder de
100 g/Kg, excepto para las frutas muy cidas, en cuyo caso se permitir
la cantidad de 200 g/Kg. (Codex Alimentarius - 1992).
Andrs L. y Riera F. (1993), definen a los zumos como lquidos (Jugos)
obtenidos mecnicamente a partir de frutas y vegetales sanos, limpios y
maduros, clarificados o no por procedimientos mecnicos o enzimticos,
fermentables, pero no fermentados, con color, aroma y sabor tpicos de
frutos o vegetales del producto que proceden; asimismo, los conseguidos
a partir de zumos concentrados, por restitucin del agua y del aroma
-
extrado y con caractersticas organolpticas y analticas equivalentes a
las definidas en las lneas anteriores.
Su composicin depende de la variedad, grado de madurez y condiciones
de cultivo del rbol y del tipo y forma de conducir la operacin de
triturado y prensado.
2.2.2.Insumos:
Entre los insumos empleados para la obtencin de zumos se tiene:
2.2.2.1.cidos
El cido cumple dos funciones en la elaboracin de zumos, en
primer lugar ejerce una influencia significativa sobre el crecimiento microbiano ya que disminuye la posibilidad de vida de las bacterias y esto permite una mejor
conservacin del producto, en segundo lugar contribuye a un
buen balance del sabor en cuanto a la relacin dulce cido.
(Salvador G. - 1998).Industrialmente, para bajar el pH de un zumo como en el caso
del zumo de mango se utiliza el cido Ctrico.
El cido ctrico se encuentra en diferentes proporciones en
plantas y animales, ya que es un producto intermedio del
metabolismo prcticamente universal. En mayores cantidades
se encuentra en el jugo de las frutas ctricas, de las que se
obtiene por precipitacin, aadiendo xido de calcio.
2.2.2.2.Antioxidante
Son definidos por la Food and Drug Administration (FDA) de
los EEUU como sustancias utilizadas para preservar los
alimentos y retardar su deterioro, rancidez o decoloracin por
causa de la oxidacin.
Los antioxidantes en zumos tienen por funcin principal evitar
el pardeamiento enzimtico u oxidativo tanto de la fruta cortada
en trozos en el proceso de obtencin as como del producto en
si, especficamente el zumo de manzana, siendo el ms
-
empleado el cido ascrbico (C6H8O6). (Arthey D., Ashurst
P.R. - 1997).
2.2.2.3.Clarificantes.
La presencia de pectinas, que proviene de las paredes celulares
y que son extradas en el proceso normal de prensado dan un
aspecto desagradable al zumo al flotar en agrupaciones e
aspecto mucilaginoso que, aunque no son perjudiciales para la
salud, no resultan atractivos para el producto. Estas pectinas
deben ser eliminadas, operacin que se denomina clarificacin
del zumo.
Entre estos agentes clarificantes tenemos: la gelatina, la
bentonita y el silica-sol, la precipitacin se suele producir
enseguida tras su adicin. (Andrs L. y Riera F. - 1993).
Se debe hacer mencin que la adicin de estos materiales
extraos al proceso de obtencin del zumo puede provocar la
aparicin de sabores amargos y texturas a estopa que
malogren la calidad del producto acabado. (Andrs L. y Riera F.
- 1993).
2.2.3.Mtodo de elaboracin
El proceso de elaboracin del zumo consta de las siguientes etapas:
2.2.3.1.Recepcin
Operacin que se basa fundamentalmente, en un control de
peso y un control de calidad hecha a la materia prima que se
ver reflejada idealmente en la coloracin y tamao adems de
estar libre de daos mecnicos, de insectos, pudricin e indicio
de esta. (Hatta S. Beatriz).
2.2.3.2.Lavado, seleccin y clasificacin de los frutos
El lavado permite eliminar impurezas que pudieran traerse del
campo como polvo, residuos de pesticidas y tierra; las
sustancias desinfectantes que se pueden emplear son a base de
-
cloro, sales de amonio cuaternario, yodo. El hipoclorito de
sodio es el desinfectante ms empleado por su efectividad y
bajo costo. (Internet: Frutas - Transformacin Y Conservacin).
En la seleccin se desechan los frutos que presenten daos de
tipo biolgico, fisiolgicos y mecnicos as como se verifica el
estado de madurez de la fruta, las que no poseen estas
caractersticas son almacenadas hasta cumplirlas.
La clasificacin es ms que nada por tamao y suele hacerse de
forma mecanizada. (Internet: Naranja Industrializacin).
2.2.3.3.Extraccin de los aceites esenciales:
Se realiza mediante un raspado de la capa ms superficial del
flavedo. Es principalmente realizado en los procesos de
extraccin de zumo de las naranjas. (Internet: Zumo de naranja
Calidad).
2.2.3.4.Extraccin del zumo por prensado o cualquier otro sistema
mecnico:
Para el caso de naranjas, se pela y se exprime el jugo a la vez.
En el proceso de extraccin se recupera cierta cantidad de
los aceites esenciales de la cscara, que son diferentes a los del
jugo propiamente. En promedio se puede obtener hasta un 50%
de jugo. (Internet: Naranja Industrializacin).
Extraccin del zumo, para esto se utilizan dos sistemas:
- Exprimidores: cortan el fruto por la mitad, y se exprimen en
un cono acanalado que gira a gran velocidad.
- Sistema IN-LINE. Consiste en introducir la fruta en una
cnula y prensarla entre dos mbolos.
(Internet: Zumo de naranja Calidad).
En el caso de ser manzanas estas se trituran para la obtencin
de pulpa apta para el prensado, se emplean molinos de martillo,
que utilizan cedazos con mallas de 1 a 1.5 cm de apertura. Esta
pulpa no demasiado fina, tiene una estructura adecuada para el
prensado. Para evitar el pardeamiento enzimtico u oxidativo,
-
es frecuente que se aada algo de cido ascrbico, en la etapa
de trituracin o molienda.
Figura 1. Forma de extraccin comn del zumo de naranja a nivel industrial.
Figura 2. Forma de extraccin del zumo de manzana a nivel industrial
En el caso del maracuya, la extraccin de la pulpa de esta fruta
se logra depositndola, una vez lavada, entre dos conos
conversores rotatorios convergentes, la fruta se ve presionada
entre las puntas de los conos y se desintegra, cuando estos giran
hacia el fondo de la maquina, donde la separacin entre ambos
queda reducida al grosor de la piel de la fruta. La piel arrastrada
por los conos, y la pulpa, caen a un finalizador, que elimina los
trozos de piel y, si la malla del finalizador es de apertura
adecuada, las semillas.
Para el caso del mango, estos se aplastan, para desintegrar la
fruta sin romper el hueso. La masa de pulpa aplastada se
deposita en el extremo inferior de un extractor a contracorriente
con un reflujo de agua a 65 C. En el extractor, el zumo se
diluye hasta alcanzar una concentracin de un 10% de slidos
solubles, por lo que se precisa recurrir a la concentracin para
que el zumo alcance la originalidad. El zumo de mango
obtenido en el extractor contracorriente puede concentrarse a
30 Brix sin tratamiento enzimtico. Se obtienen as un zumo de
mango ligeramente coloreado de amarillo-naranja, de excelente
calidad. (Arthey D., Ashurst P.R. - 1997).
2.2.3.5.Tamizado o filtracin :
Se realiza para separar los fragmentos de pulpas, restos de
corteza, semilla que pasaron en el momento de la extraccin,
etc del zumo; (estimndose estos en un 1%), a fin de comunicar
una mejor apariencia al zumo. (Internet: Naranja
Industrializacin).
-
2.2.3.6.Inspeccin de contenidos y control de calidad:
En este punto se procede a determinar el contenido en azcar,
cido ctrico, vitamina C, pulpa y sabor o aceites esenciales
residuales. (Internet: Flujo De Produccin).
2.2.3.7.Ajuste o correccin :
El ajuste consiste en regular las variaciones del azcar y cido
contenidas en el jugo, as como para mezclar los conservadores
requeridos, siendo los ms usuales entre otras, benzoato de
sodio, sulfito y bisulfito de sodio, as como anhdrido sulfuroso.
La mezcla de los conservadores con el jugo no es instantnea,
sino que necesita cierto tiempo de agitacin. Este proceso de
ajuste se realiza en un tanque donde la mezcla se realiza por
medio de un motor agitador. (Internet: Flujo De Produccin).
2.2.3.8.Desaireado :
En los procesos anteriores el jugo adquiere burbujas de aire que
deben ser eliminadas; por lo que se hace pasar el jugo por un
pulmn de vaco en donde es succionado el aire contenido en el
mismo; se produce una breve ebullicin que elimina el gas
disuelto.
Cierta cantidad de oxigeno puede provenir de los tejidos de la
fruta, pero la cantidad ms grande se introduce en el zumo
durante las operaciones de triturado, extraccin, tamizado, etc.
El oxigeno no solo acta en la corrosin y sobre todo el cido
ascrbico, sino tambin sobre los taninos, los compuestos
oxidables de los aceites esenciales y lpidos. Origina incluso
modificaciones de sabor y del color. Las alteraciones debidas a
las oxidaciones resultan aun ms acentuadas por los
tratamientos trmicos.
Naturalmente conviene recordar que no tiene inters desairar un
zumo de fruta si al mismo tiempo no se toma medidas para
evitar la reincorporacin de aire.
-
Como norma general, la desaireacin se aplica a los zumos de
tomate y agrios, los zumos de manzana, uva y pia no se
someten a desaireacin por que origina una gran prdida de su
aroma. (Jean C. Cheftel, Henrri Cheftel -1976).
2.2.3.9.Clarificacin:
Si es necesaria, el zumo se clarifica. Esta operacin consiste en
la eliminacin del exceso de pulpa, objetivo que puede lograrse
por centrifugacin en una decantadora o mediante el uso de
finalizadores de malla fina. El zumo se clarifica, eliminando
pectinas, almidones, gomas, protenas, polifenoles, cationes
metlicos y lpidos, causantes de turbios antes o despus de los
tratamientos conservantes.
El mtodo tradicional de clarificacin o acabado consiste en
calentar el zumo a la temperatura precisa y agitarlo, en
presencia de la enzima o mezclas de enzimas, esperar a que la
enzima acte y aadir luego agentes precipitantes que
precipitan los taninos y otras sustancias indeseables. (Jean C.
Cheftel, Henrri Cheftel -1976).
2.2.3.10.Pasteurizado :
El mtodo general de conservacin de zumos es la
pasterizacin, que consiste en el calentamiento del zumo a
temperaturas entre 60 y 100 C durante un tiempo variable. Se
puede utilizar en casi todos los zumos debido a que su mayora
tienen un pH relativamente bajo. La pasterizacin se puede
realizar sobre el zumo antes de envasar o sobre los envases
cerrados conteniendo el zumo.
La pasterizacin rpida del zumo una vez desaireado consiste
en elevar su temperatura a 82-90 C durante 5 a 10 segundos.
-
Posteriormente se enfra a la temperatura adecuada para su
llenado en envases esterilizados.
El tratamiento trmico tiene dos objetivos principalmente:
- Inactivacin de enzimas para evitar la prdida de la
turbiedad del zumo, que es un factor de calidad, ya que
estas rompen las cadenas de pectinas, con lo que queda en
el zumo un sobrenadante, que resta calidad al zumo.
- Eliminacin de los microorganismos. (Internet: Naranja
Industrializacin).
2.2.3.11.Concentracin:
Se realiza por medio de concentradores o evaporadores; a base
de calor se logra evaporar parte del agua que posee el jugo
(80%) concentrndolo hasta 65 Brix (Jugo de naranja). Es
muy importante el control de tiempo y temperatura para que no
se afecten las propiedades organolpticas del producto; por lo
general se hace a baja presin, para utilizar bajas temperaturas.
(Internet: Naranja Industrializacin).
Una vez obtenido el zumo concentrado este es utilizado como
base para la elaboracin de refrescos, se puede mezclar con
otros zumos, o puede ser consumido directamente por mezcla
con zumo. (Internet: Zumo de naranja Calidad).
2.2.3.12.Enfriado y conservacin del concentrado.
Luego del concentrado el jugo se almacena por un corto
tiempo, para recibir un tratamiento de preenfriado y llevarlo a
temperaturas bajo cero (-10 C), antes de ser depositado en
tanques de suficiente capacidad o en el envase final (estaones
de 200 L).
Los estaoles son de una capacidad de de 204 L, conteniendo
un promedio de 200 L de jugo de naranja concentrado, con
65 Brix y congelado a -23 C, con una relacin acidez/grados
Brix de 15 a 16.1 preferiblemente y con un porcentaje de acidez
-
mayor de 0,5 y menor que 1,0. (Internet: Naranja
Industrializacin).
2.3. Tecnologa Del Nctar
2.3.1.Definicin
Es el producto constituido por el jugo y/o pulpa de fruta finamente
diluida y tamizada, adicionando agua potable, azcar, cido orgnico,
preservante qumico y estabilizante si fuese necesario, y conservado por
tratamiento trmico. El nctar deber estar exento de fragmentos de
cscara, semilla y otras sustancias gruesas y duras, y no deber tener
menos del 10% en peso de slidos solubles determinada por
refractmetro a 68 F y ledo como Brix de las escalas internaciones de
sucrosa.
De este modo, entonces, el nctar es un producto formulado, o sea que se
prepara de acuerdo a una receta o frmula preestablecida y que puede
variar de acuerdo a las preferencias de los procesadores. (Guevara A.,
Obregn A., Salva B. - 2000-I).
2.3.2.Insumos:
Los insumos empleados en la elaboracin del nctar son los siguientes:
2.3.2.1.Azcar
Los azucares pertenecen a una clase de compuestos conocidos
como carbohidratos, sacrido es un trmino que denota
azcar o sustancias derivadas del azcar. Es un endulzante de
origen natural, slido, cristalizado, constituido esencialmente
por cristales sueltos de sacarosa, obtenidos a partir de la caa de
azcar o de la remolacha azucarera mediante procedimientos
industriales apropiados.
La sacarosa es un disacrido formado por la unin de una
molcula del monosacrido glucosa con un monosacrido
fructosa a travs de los carbonos 1 y 2 y con la prdida de una
molcula de agua. La sacarosa es muy soluble en agua, como
casi todos los azcares. (Charley Helen - 1999).
-
El azcar se utiliza para dar sabor dulce a las comidas y en la
fabricacin de confites, pasteles, conservas, bebidas alcohlicas
y no alcohlicas, y muchos otros alimentos.
Un nctar contiene dos tipos de azcar: el azcar natural que es
propia de la fruta y el azcar comercial que se emplea para dar
el dulzor caracterstico.
Entre el azcar comercial se puede tener: azcar blanca
refinada (lo recomendable), azcar rubia, chancaca, miel de
abeja, miel de caa, entre otros. (Walter Quevedo Barrios -
1998).
2.3.2.2.Conservantes
Son sustancias que se aaden a los productos alimenticios para
inhibir el desarrollo de hongos y levaduras, y aseguran la
conservacin del producto despus que se ha abierto el envase.
En la elaboracin de nctares en el pas est permitido el
empleo de varios tipos de preservantes qumicos, siendo el ms
utilizado el sorbato de potasio.
El sorbato de potasio es fisiolgicamente inocuo y se
caracteriza por su compatibilidad particularmente buena. Ejerce
accin especfica sobre los mohos y los fermentos (levaduras)
cuando libera el componente conservante activo (cido
srbico).
Con el sorbato de potasio pueden conservarse los productos
hasta un pH de 6 como mximo, se sugiere que resulta
suficiente de 0.1 - 0.15 % en pulpas, y 0.05 % en jugos y
nctares. (Walter Quevedo Barrios - 1998).
2.3.2.3.cidos
En nctares la accin conservadora del azcar es
complementada por niveles altos de acidez, que determinan
valores de pH entre 3.6 a 4.0 en el producto terminado, en este
rango de pH, la mayora de microorganismos no puede
-
desarrollar y son menos resistentes al calor, siendo esta la razn
por la que los productos cidos se esterilizan con tratamientos
trmicos leves.
El cido cumple dos funciones en la elaboracin de nctares, en
primer lugar disminuye la posibilidad de vida de las bacterias y
esto permite una mejor conservacin del producto, en segundo
lugar contribuye a un buen balance del sabor en cuanto a la
relacin dulce cido.
Industrialmente, para regular el pH de un nctar se utiliza el
cido ctrico que es un producto blanquecino similar al azcar
blanco, la cantidad que se debe incorporar se calcula segn el
pH de la fruta. (Walter Quevedo Barrios - 1998).
2.3.2.4.Estabilizantes
Todas las frutas tienen slidos y sustancias espesantes naturales
como: pectina y gomas, que le dan su consistencia
caracterstica, pero no todas tiene la cantidad apropiada para
elaborar nctares, por lo que se recomienda el uso de
estabilizantes naturales o comerciales, siendo lo ms especfico
para el procesamiento de nctares el Carboximetil Celulosa
(CMC).
La cantidad de estabilizantes que se debe incorporar se calcula
segn el peso del nctar y la caracterstica de la fruta. Las frutas
jugosas como la naranja y maracuya requieren mayor cantidad
de estabilizante, en cambio las frutas pulposas como el mango y
la manzana contienen espesantes naturales en mayor
proporcin, por lo que requieren una menor cantidad de
estabilizante. (Walter Quevedo Barrios - 1998).
En nctares, es necesario controlar la estabilidad a la adecuada
dispersin de las partculas finas para preservar su apariencia,
su uso evita que la textura de la pulpa y las partculas
sedimenten en el medio dispersante.
-
La CMC es un ter celulsico de carcter aninico y soluble
tanto en agua fra como caliente. Las caractersticas de la CMC.
Son:
Composicin constante.
Amplio rango de viscosidad.
Es bastante estable a la temperatura de pasteurizacin y
esterilizacin.
Forma geles claros.
Se pueden tener % definidos con viscosidades
determinadas.
Son estables a un rango bajo de pH.
Cuadro 6. Tipos De Carboximetil Celulosa Sdica (CMC)
CMC % EnLa SolucinViscosidad
(cP) Pureza Ds
PE 31 FG 1 10 - 30 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 27 FG 1 60 - 100 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 28 FG 1 200 - 400 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 29 FG 1 500 - 900 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FG 1 1000 - 2000 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FGM 1 2000 - 3000 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FGH 1 3000 - 4000 99.5 Min. 0.70 - 0.90PE 30 FGHH 1 4000 - 5000 99.5 Min. 0.70 - 0.90Fuente: Daniel Snchez Herrera (2003)
2.3.2.5.Enturbiante
No existe un compuesto especfico que cumpla la funcin de
enturbiante, as, un enturbiante es una sustancia que dispersa en
un medio, brinda opacidad al mismo. Un enturbiante debe ser
insoluble en el medio en el cual se dispersa y mantenerse
suspendido para cumplir su funcin. Sustancias enturbiantes
puedes ser aceites vegetales parcialmente hidrogenados,
terpenos de aceites esenciales, etc. (Internet: Enturbiante
Consulta).
-
Se recomendndose utilizar por lo general 1 ml de enturbiante
por 1 Kg de nctar, incorporndose al final de la pasteurizacin.
(Walter Quevedo Barrios - 1998).
2.3.3.Mtodo de elaboracin
La tecnologa empleado en la elaboracin de nctares es como se detalla
a continuacin:
2.3.3.1.Recepcin y seleccin
La recepcin y seleccin debe realizarse en un ambiente
independiente de la sala de proceso, por lo que es en esta zona
donde va a llegar la materia prima que puede estar deteriorada o
contaminada y puede contaminar el ambiente de proceso. Es
aqu donde se lleva a cabo la seleccin que consiste en eliminar
toda aquella materia prima que no es aceptable como alimento,
es decir aquella que llega putrefacta, golpeada, oscura,
fermentada, etc. La materia prima no apta debe ser eliminada
inmediatamente de lo contrario producir la infeccin de la
materia prima de buena calidad. (Hatta S. Beatriz).
2.3.3.2.Clasificacin.
Esta operacin tiene por finalidad la agrupacin de la materia
prima en base a propiedades fsicas diferentes (color, tamao,
forma, textura, maduracin) que dan las caractersticas de
diferentes calidades.
El rol de esta operacin es de uniformizar la materia prima para
estandarizar todas las operaciones del proceso. (Hatta S.
Beatriz).
2.3.3.3.Pesado
Esta es una de las operaciones de mayor significacin
comercial en las actividades de la empresa, pues implica llevar
un control de rendimiento durante todo el procesamiento de la
-
materia prima, nos permite conocer y evaluar el peso real de un
producto. (Internet: Nctares Elaboracin).
2.3.3.4.Lavado
Se hace con el fin de eliminar las materias extraas que pueden
estar adheridas a la fruta. Se puede realizar por inmersin,
agitacin o por aspersin (rociado).
El agua de lavado preferentemente ser clorada a una
concentracin de 15 ppm (43 ml de solucin de hipoclorito de
sodio al 3.5% -cloro lquido comercial- por cada 100 L de
agua), esto con el fin de reducir la carga microbiana, y de
eliminar impurezas y suciedades del fruto. Despus del lavado
con agua clorada se procede a lavar con agua potable para
eliminar cualquier residuo de cloro que pudiera haber quedado.
(Hatta S. Beatriz).
2.3.3.5.Pelado o mondado
Dependiendo de la materia prima, esta operacin puede
ejecutarse antes o despus de la precoccin. La mayora de las
frutas son pulpeadas con su cscara, esto siempre y cuando se
determine que la cscara no tiene ningn efecto que haga
cambiar las condiciones sensoriales de la pulpa o zumo. El
pelado se puede hacer en forma manual, empleando cuchillos o
mecnica con maquinas, tambin con sustancias qumicas como
el hidrxido de sodio, soda, o con agua caliente o vapor.
El pelado debe realizarse de tal modo de no perder demasiada
pulpa, ya que esto influira significativamente en el rendimiento
del producto final. (Guevara A., Obregn A., Salva B - 2000-I).
2.3.3.6.Precoccin / escaldado
El objetivo de esta operacin es ablandar la fruta, para facilitar
el pulpeado. Se realiza generalmente en agua a ebullicin o con
vapor directo.
-
La precoccin sirve tambin para inactivar enzimas sobre todo
las responsables del pardeamiento. En este caso toma el nombre
de blanqueado o escaldado. (Hatta S. Beatriz).
2.3.3.7.Extraccin de la pulpa (pulpeado)
Consiste en obtener la pulpa o jugo, libres de cscaras y pepas y
as obtener un tamao adecuado de jugos pulposos.
Esta operacin se realiza a nivel industrial empleando equipos
especiales denominados pulpeadoras acondicionadas con
mallas apropiadas. (Hatta S. Beatriz).
2.3.3.8.Refinado
Esta operacin consiste en pasar la pulpa a una segunda
operacin de pulpeado, utilizando una malla que elimina toda
partcula de pulpa superior a 1 mm de dimetro. Esta actividad
se puede realizar en el mismo pulpeador pero previo cambio de
tamiz o malla, por ejemplo N 0.5 o menor. (Hatta S. Beatriz).
2.3.3.9.Estandarizado (ajuste)
Esta operacin involucra el adicionamiento de todos los
insumos en cantidades apropiadas. (Hatta S. Beatriz).
a. Adicin de la pulpa con agua:
La dilucin depende de la fruta. En el cuadro 7 tenemos las
diluciones recomendadas para algunas frutas.
Cuadro 7. Diluciones recomendadas en la elaboracin
de nctares de fruta
Fruta DilucinPulpa : agua pH Brix
-
MaracuyaManzanaNaranjillaDurazno TamarindoMangoTuna
1:51:2-31:51:3
1:121:2
1:3.2
3.53.83.54.02.83.53.3
1512.5-13
1513151318
Fuente: Hatta S. Beatriz.
b. Regulacin del pH
El pH se debe llevar a un nivel de 3.5 - 4.0. El pH al cual se
ha de llevar al nctar tambin depende de la fruta. En el
mismo cuadro se observa los pH recomendados para algunas
frutas.
c. Regulacin de los Brix o cantidad de azcar
Se realiza mediante la adicin de azcar blanca refinada.
Los Brix finales recomendados para algunas frutas se dan
en el cuadro 7.
Para calcular la cantidad de azcar a aadir se tiene que
conocer los Brix iniciales (concentracin inicial de azcar)
de la mezcla (pulpa ms agua) y los Brix finales
(concentracin final de azcar) que se desea tener en el
nctar aplicndose la siguiente frmula:
1100
%AFN100
%AFN)CTN(%AIN
A.A.
= ...... (1)
d. Adiccin de estabilizador
Es necesario en algunos casos adicionar un estabilizador con
el fin de evitar que la pulpa se precipite y/o tambin para
darle cuerpo al nctar. El estabilizador ms usado es el
carboximetil celulosa (C.M.C.).
e. Adicin de preservantes
-
Es necesario para evitar posterior contaminacin del nctar
con microorganismos como hongos y levaduras. Se puede
utilizar Benzoato de sodio o sorbato de potasio en una
concentracin mxima de 0.05%.
2.3.3.10.Homogenizado
Esta operacin permite mezclar completamente todos los
insumos del nctar, permite la disolucin de grumos u otras
partculas para que la composicin y estructura de la pulpa
mas el jugo sean uniformes. Esta reduccin de partculas
(fibras) es la que proporciona estabilidad al nctar.
Los equipos ms utilizados son los molinos coloidales, otros
son refinadoras cilndricas, y en algunos casos las mismas
licuadoras. (Walter Quevedo Barrios - 1998).
2.3.3.11.Pasteurizado.
Esta operacin es un tratamiento trmico que se realiza para
inactivar la carga microbiana que pudiera tener el nctar. Es
muy importante tener en cuenta el tiempo y la temperatura de
pasterizacin. Se puede utilizar un equipo denominado
pasteurizador de placas, regulado para trabajar a 97 C con un
tiempo de permanencia del nctar de 30 s o en su defecto ollas
para lo cual se debe dejar que el producto llegue a la
temperatura de ebullicin por un tiempo de 5 min. (Guevara A.,
Obregn A., Salva B. - 2000-I).
2.3.3.12.Envasado
Se puede hacer en envases de vidrio o de plstico resistentes al
calor. El envasado se debe realizar en caliente a una
temperatura no menor de 80 C para que la transmisin de calor
y penetracin sobre el envase sea eficiente, adems que genere
una presin de vapor tal que cuando se produzca el cierre
inmediato se origine el vaco. (Hatta S. Beatriz).
-
Si durante el proceso de envasado la temperatura del nctar
disminuye por debajo de 80 C, se debe detener esta operacin;
se procede a calentar el nctar hasta su temperatura de
ebullicin, para proseguir luego con el envasado. (Myriam C.
Trinidad, Roaldo H. Rosales - 2001).
2.3.3.13.Cierre o sellado
El cerrado muchas veces se realiza manualmente a nivel de
pequea empresa, el personal debe ser entrenado para que sea
eficaz la operacin a la vez que debe contar con guantes y
protectores para poder realizarlo.
El cierre se produce colocando la tapa contra una junta
compresible situada entre aquella y el cuello del envase.
Tambin se utilizan diferentes clases de tapas roscadas, en la
mayora de los casos se crea el vaco en el espacio de cabeza,
por el llenado en caliente. (Myriam C. Trinidad, Roaldo H.
Rosales - 2001).
2.3.3.14.Enfriado
La finalidad del enfriado es bajar bruscamente la temperatura y
as crea un Shock trmico en el interior y exterior del envase,
haciendo posible la destruccin de microorganismos, el
enfriamiento se realiza con agua potable, lo ms fra posible, y
debe estar en constante circulacin, para aumentar la eficiencia
del proceso.
El producto al enfriarse rpidamente reduce las prdidas de
aroma, sabor y consistencia, adems de brindar un ltimo
lavado superficial. (Internet: Mango Industrializacin).
2.3.3.15.Almacenamiento
-
El producto debe ser almacenado en un lugar fresco, limpio y
seco, con suficiente ventilacin a fin de garantizar la
conservacin del producto hasta el momento de su venta.
Aqu los productos son aislados de muchos olores, ambientes
contaminantes, brindndoles temperatura, comodidad,
adecuadas para su conservacin, he aqu en un primer
momento como estado de evaluacin se observan por espacio
de 24 horas para eliminar posibles productos defectuosos y as
proseguir sus ltimas operaciones etiquetado y
comercializacin. (Myriam C. Trinidad, Roaldo H. Rosales -
2001).
2.4. Propiedades Fsicas
2.4.1.Slidos solubles o Brix
Este sistema de graduacin es aplicado principalmente a los aremetros,
fue ideada por Balling; y fueron recalculados y comprobados por Brix en
1854. En Alemania, el sistema se conoce por ambos nombres, pero en
otras partes se llama casi siempre por el nombre Brix. (James C. P. Chen.
- 1997).
Un grado Brix es la densidad de una solucin de sacarosa al 1 por 100
(p/v) medida a 20 C. (Alberto Ibarz R., Gustavo Barbosa C. - 2000).
El grado Brix que se determina al flotar un aremetro en una solucin de
azcar se le suele llamar el Brix.
El grado Brix es el porcentaje en peso de los slidos contenidos en una
solucin de sacarosa pura. Se acostumbra a considerar que el grado Brix
es el porcentaje de slidos o el total de slidos que hay disueltos en un
lquido, aunque en realidad esto no es cierto ms que en soluciones puras
de azcar. (James C. P. Chen. - 1997).
Por acuerdo general, el Brix representa los slidos aparentes que contiene
una solucin azucarada, segn se determina por el uso del aremetro Brix
u otra medicin densimtrica convertida a la escala de Brix.
La mayora de los aremetros Brix modernos estn calibrados de tal
forma que su lectura en agua destilada es 0 a 20 C, aunque en algunos
pases se usa como norma una T de 27.5 C. (James C. P. Chen. - 1997).
-
En productos tales como zumos, jugos, los slidos disueltos no son
solamente sacarosa, si no hay adems otros azucares (glucosa,
fructosa...), cidos y sales, los cuales influyen en la refraccin de la luz.
Sin embargo, el ndice de refraccin y el Brix son suficientes para
determinar el contenido de slidos solubles en el producto. (Gaetano Et al
1993).
Comercialmente los grados Brix son por lo tanto, un ndice aproximado
de la concentracin de slidos solubles, que se acepta como si todos los
slidos disueltos en el zumo fueran sacarosa. (Alberto Ibarz R., Gustavo
Barbosa C. - 2000).
2.4.2.Densidad
La densidad es la masa de un cuerpo por unidad de volumen siendo sus
dimensiones (masa)/(longitud)3, es un indicativo de cmo la materia est
organizada en un cuerpo, as los materiales con estructura ms compacta
tienen mayor densidad. (Paul S., Dennis R. - 1998).
La unidad de densidad en el sistema internacional de unidades es el
kilogramo por metro cbico (Kg/m3), pero por razones prcticas se utiliza
normalmente el gramo por centmetro cbico (g/cm3).
Las frutas y verduras contienen entre 75 y 95 % de agua por lo que sus
densidades estn prximas a 1 g/ml, aunque depende tambin de la
porosidad y de la cantidad de aire contenido. Las densidades de frutas y
hortalizas congeladas son menores que las correspondientes en estado
fresco. (Internet: Propiedades fsicas).
La densidad depende de la temperatura y de la presin. Aunque la
temperatura debe especificarse junto con la densidad, la presin no es
necesaria en caso de lquidos porque es prcticamente incompresible.
Segn Chen (1993), citado por Juan D. Alvarado, en alimentos lquidos
como jugos se debe diferenciar la densidad absoluta de la densidad
aparente; en la primera, la determinacin se realiza en vaco, sin que
exista el efecto de flotacin en el aire; mientras que en la segunda, la
determinacin se realiza en presencia de aire. En consecuencia se debe
hacer la correccin que incluya el efecto de la temperatura, presin y
-
humedad relativa del aire para expresarla como densidad absoluta. (Juan
D. Alvarado y Jos M. Aguilera - 2001).
Algunas veces la densidad de una sustancia se determina en relacin con
la densidad de una sustancia mejor conocida. En ese caso se llama
gravedad especfica o densidad relativa y es definida como la relacin
entre la densidad de una sustancia y la densidad del agua a 4 C, que se
toma como unidad. Como un centmetro cbico de agua a 4 C tiene una
masa de 1 g, la densidad relativa de la sustancia equivale numricamente
a su densidad expresada en gramos por centmetro cbico.
La densidad puede obtenerse de varias formas. Por ejemplo, para objetos
macizos de densidad mayor que el agua, se determina primero su masa en
una balanza, y despus su volumen; ste se puede calcular a travs del
clculo si el objeto tiene forma geomtrica, o sumergindolo en un
recipiente calibrando, con agua, y viendo la diferencia de altura que
alcanza el lquido. La densidad es el resultado de dividir la masa por el
volumen. (Encarta - Biblioteca de Consulta 2003).
Para medir la densidad de lquidos se utiliza el densmetro, que
proporciona una lectura directa de la densidad. (Paul S., Dennis R. -
1998).
En la cuadro 8 se muestra la densidad de algunos alimentos expresados en
(Kg/m3).
Cuadro 8. Densidad de algunos zumos de fruta
Alimento Contenido en agua (%)Densidad a granel
(Kg/m3) Zumo de fresa 91.7 1033.0 Zumo de naranja 89.0 1042.9 Zumo de cereza 86.7 1041.0 Zumo de manzana 87.2 1051.9 Zumo de frambuesa 88.5 1046.0
Fuente: George D. Hayes (1992)
Algunos investigadores proporcionan formulas o modelos matemticos
para determinar la densidad en alimentos; en la seccin de anexos se
detalla algunos modelos encontrados en bibliografa
-
2.4.3.Viscosidad.
Es una medida de la resistencia a fluir que presentan los lquidos. Es la
propiedad de un fluido que tiende a oponerse a su flujo cuando se le
aplica una fuerza, esta definicin significa que a mayor viscosidad un
lquido escurre ms lentamente. Los fluidos de alta viscosidad presentan
una cierta resistencia a fluir; mientras que los fluidos de baja viscosidad
fluyen con facilidad, por ello conforme aumenta la viscosidad del fluido,
las fuerzas de rozamiento aumentan.
Como en el caso de la densidad, la viscosidad de una solucin es funcin
de las fuerzas intermoleculares y de las interacciones agua-soluto que
restringen el movimiento. Estas fuerzas dependen del espaciado
intermolecular y de la intensidad de los puentes de hidrgeno, y estn
afectadas por los cambios en la concentracin y la temperatura.
Cuando algunos solutos, tales como azcares, se disuelven en agua, la
viscosidad aumenta debido al incremento de la intensidad de los lazos de
hidrgeno con los grupos hidroxilo y al aumento en el tamao de las
molculas hidratadas. Cuando la solucin se calienta, la viscosidad
disminuye por el aumento de la energa trmica interna y de la distancia
intermolecular debido la expansin trmica. (D. T. Constela; P. R.
Forbito, G. H. Crapiste y J. E. Lozano-1995).
La viscosidad se puede expresar en trminos de viscosidad absoluta, ,
que se define como la fuerza por unidad de rea necesaria para mantener
una unidad de gradiente de velocidad. Las unidades de medicin
comnmente son centipoises o Pascal segundos.
En lugar de expresar los resultados en trminos de viscosidad absoluta,
muchos mtodos de determinacin permiten medir la viscosidad relativa,
es decir la viscosidad de un lquido comparada con la de otro lquido de
viscosidad conocida. Como las viscosidades relativas que se obtienen con
los diferentes aparatos no son las mismas, se ha adoptado expresar la
viscosidad como viscosidad cinemtica, que es la relacin entre la
viscosidad absoluta, expresada en poise, y la densidad del lquido a la
misma temperatura, es decir, viscosidad cinemtica (stoke) = viscosidad
dinmica (poise)/densidad (g/ml). Las unidades de viscosidad cinemtica
son el stoke y centistoke (cs) igual a 0.01 stoke. (Internet: Viscosidad).
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Son diversos los productos derivados de frutas que se comercializan en
forma fluida, destacando entre ellos los zumos. Sin tener en cuenta la
fruta de la que proceden, en un proceso industrial pueden obtenerse
diversos tipos de zumos, de modo general, y dependiendo de los
tratamientos que ha recibido.
El comportamiento reolgico de los zumos puede ser distinto segn el
tipo de elaboracin, ya que dependiendo del contenido en slido