Proyecto prunus

Jonathan Sánchez Avilés Jonathan Sánchez Avilés


Jonathan Sánchez Avilés

Jonathan Sánchez Avilés





Efecto de tres distintos métodos de secado sobre las propiedades funcionales, características nutricionales y la percepción sensorial en Prunus domestica. Efecto de tres distintos métodos de secado sobre las propiedades funcionales, características nutricionales y la percepción sensorial en Prunus domestica.

Efecto de tres distintos métodos de secado sobre las propiedades funcionales, características nutricionales y la percepción sensorial en Prunus domestica.

Efecto de tres distintos métodos de secado sobre las propiedades funcionales, características nutricionales y la percepción sensorial en Prunus domestica.

























Introducción
La necesidad del ser humano por conservar los alimentos con las mejores características posibles durante un tiempo prolongado ha estado presente desde que éste era nómada y se dedicaba a la caza y recolección de su alimento. Sin embargo ésta necesidad tuvo una relevancia aún más importante cuando, como resultado de la agricultura, se tenía una sobre producción de alimento, que era necesario almacenar con la finalidad de tener algo que comer durante la época donde les era imposible cultivar.
La conservación de los alimentos por deshidratación es uno de los métodos más antiguos y parece que tuvo su origen en los campos de cultivo cuando se dejaban deshidratar de forma natural las cosechas de cereales, heno, y otros antes de su recolección o mientras permanecían en las cercanías de la zona de cultivo.
El éxito de este procedimiento reside en que, además de proporcionar estabilidad microbiológica, debido a la reducción de la actividad del agua, y fisicoquímica, aporta otras ventajas derivadas de la reducción del peso, en relación con el transporte, manipulación y almacenamiento. Para conseguir esto, la transferencia de calor debe ser tal que se alcance el calor latente de evaporación y que se logre que el agua o el vapor de agua atraviese el alimento y lo abandone.
Su aplicación se extiende a una amplia gama de productos: pescados, carnes, frutas, verduras, té, café, azúcar, almidones, sopas, comidas precocinadas, especias, hierbas, etc.
Es muy importante elegir el método de deshidratación más adecuado para cada tipo de alimento, siendo los más frecuentes: la deshidratación al aire libre, por rocío, por aire, al vacío, por congelación y por deshidrocongelación. También es vital conocer la velocidad a la que va a tener lugar el proceso, ya que la eliminación de humedad excesivamente rápida en las capas externas puede provocar un endurecimiento de la superficie, impidiendo que se produzca la correcta deshidratación del producto.
Los factores que influyen en la elección del método óptimo y de la velocidad de deshidratación más adecuada son los siguientes:
Características de los productos a deshidratar: actividad del agua para distintos contenidos de humedad y a una temperatura determinada, resistencia a la difusión, conductividad del calor, tamaño efectivo de los poros, etc.
Conductividad del calor.
Características de las mezclas aire/vapor a diferentes temperaturas.
Capacidad de rehidratación o reconstrucción del producto después de un determinado tiempo de almacenamiento.
Así pues, mediante esta investigación se pretende analizar si existe diferencia tanto en las características nutricionales (contenido de azúcar, vitaminas y minerales) como las propiedades funcionales (antioxidantes y sorbitol) y en la percepción sensorial del fruto después de un proceso de secado por diferentes métodos.

Objetivos
Evaluar las propiedades funcionales (antioxidantes y sorbitol), las características nutricionales (contenido de azúcar, vitaminas y minerales) y la percepción sensorial de la ciruela (Prunus domestica) antes y después de un proceso de secado a través de 3 distintos métodos: liofilización, secado por tambores y secado solar.
Comparar y decidir cuál es el método que conserva mejor las características benéficas del fruto.
Demostrar si se detecta diferencia sensorial en el producto después de los tres tratamientos.

Hipótesis
Las propiedades funcionales de las ciruelas después de los tres procesos de secado son iguales entre sí Ho (trat1=trat2=trat3).
Al menos una de las propiedades funcionales de las ciruelas después de los tres procesos de secado son diferentes entre sí Ha (trat1 trat2 trat3).
Las características nutricionales de las ciruelas después de los tres procesos de secado son iguales entre sí Ho (trat1=trat2=trat3).
Al menos una de las características nutricionales de las ciruelas después de los tres procesos de secado son diferentes entre sí Ha (trat1 trat2 trat3).
Las ciruelas se perciben igual sensorialmente después de los tres procesos de secado Ho (trat1=trat2=trat3).
Al menos uno de los tratamientos se percibe diferente sensorialmente Ha (trat1=trat2=trat3).






Marco teórico
El ciruelo, cirolero o endrino grande es un árbol de porte bajo, de la extensa familia de las rosáceas, que no suele sobrepasar los 8 metros de altura, sus ramas son grisáceas o pardo rojizas, según especies, con algunas espinas.
Procedente de Persia, los romanos lo introdujeron en Europa allá por el siglo II D.C... Vive cultivado en huertos y patios, así como asilvestrado conviviendo con otras especies del bosque caducifolio. Su nombre deriva del latín "cereola", que alude a la fina capa cérea que recubre a las ciruelas. Sus hojas caducas son simples y tienen forma aovada o elíptica, son de color verde y se alternan a lo largo de sus ramas. Florece en primavera a la vez que brotan sus hojas (Robledo Vinagre, 2013)
Sus flores de color blanco se agrupan en ramilletes, tienen cinco pétalos y numerosos estambres. Cuando llega el verano, sus flores se transforman en ciruelas, un fruto globoso o alargado, sostenido por un rabillo y que contiene un hueso o semilla en su interior. Según las variedades, las ciruelas pueden ser verdes, amarillentas, rojo e incluso púrpura. Están cubiertas de una capa cérea que se desprende al contacto y cuando maduran tienen un sabor muy dulce ( "The Plant List: A Working List of All Plant Species". Retrieved, 2014.).
Las ciruelas son muy apreciadas por su valor nutricional, es un alimento que nos aporta fibra y muchas vitaminas, de hecho se componen básicamente de antioxidantes, sorbitol, potasio, boro, magnesio y vitaminas A, C y E. La más importante de sus propiedades es la laxante, ya que estimula los movimientos intestinales.
Deshidratación al aire libre
Está limitada a las regiones templadas o cálidas donde el viento y la humedad del aire son adecuados.
Generalmente se aplica a frutas y semillas, aunque también es frecuente para algunas hortalizas como los pimientos ytomates.
Deshidratación por aire
Para que pueda llevarse a cabo de forma directa, es necesario que la presión de vapor de agua en el aire que rodea al producto a deshidratar, sea significativamente inferior que su presión parcial saturada a la temperatura de trabajo.
Puede realizarse de dos formas: por partidas o de forma continua, constando el equipo de: túneles, desecadores de bandeja u horno, desecadores de tambor o giratorios y desecadores neumáticos de cinta acanalada, giratorios, de cascada, torre, espiral, lecho fluidificado, de tolva y de cinta o banda. Estos equipos están diseñados de forma que suministren un elevado flujo de aire en las fases iniciales del proceso, que luego se va reduciendo conforme se desplaza el producto sometido a deshidratación. Así, por ejemplo, para porciones de hortalizas es común que se aplique un flujo de aire con una velocidad de 180-300 metros por minuto, con temperaturas en el aire del bulbo seco del termómetro de 90-100 ºC y temperaturas en bulbo húmedo inferiores a 50 ºC. Posteriormente, conforme va descendiendo el contenido de humedad, se reduce la velocidad del flujo del aire y la temperatura de desecación desciende a 55 ºC e incluso menos, hasta que el contenido de humedad resulta inferior al 6 %.
En los desecadores de lecho fluidificado y aerotransportadores o neumáticos, la velocidad del aire debe ser suficiente para elevar las partículas del producto a deshidratar, determinando que se comporten como si de un líquido se tratase. Este método se emplea para productos reducidos a polvo, para productos de pequeño tamaño y para hortalizas desecadas.
Deshidratación por rocío
Los sistemas de deshidratación por rocío requieren la instalación de un ventilador de potencia apropiada, así como un sistema de calentamiento de aire, un atomizador, una cámara de desecación y los medios necesarios para retirar el producto seco. Mediante este método, el producto a deshidratar, presentado como fluido, se dispersa en forma de una pulverización atomizada en una contracorriente de aire seco y caliente, de modo que las pequeñas gotas son secadas, cayendo al fondo de la instalación. Presenta la ventaja de su gran rapidez.
Deshidratación al vacío
Este sistema presenta la ventaja de que la evaporación del agua es más fácil con presiones bajas.
En los secadores mediante vacío la transferencia de calor se realiza mediante radiación y conducción y pueden funcionar por partidas o mediante banda continua con esclusas de vacío en la entrada y la salida.
Deshidratación por congelación
Consiste en la eliminación de agua mediante evaporación directa desde el hielo, y esto se consigue manteniendo la temperatura y la presión por debajo de las condiciones del punto triple (punto en el que pueden coexistir los tres estados físicos, tomando el del agua un valor de 0,0098 ºC).
Este método presenta las siguientes ventajas: se reduce al mínimo la alteración física de las hortalizas, mejora las características de reconstitución y reduce al mínimo las reacciones de oxidación y del tratamiento térmico.
Cuando se realiza la deshidratación mediante congelación acelerada se puede acelerar la desecación colocando el material a deshidratar entre placas calientes.
Deshidrocongelación
La deshidrocongelación es un método compuesto en el que, después de eliminar aproximadamente la mitad del contenido de agua mediante deshidratación, el material resultante se congela con rapidez. Los desecadores empleados son los de cinta, cinta acanalada y neumáticos, siempre que la deshidratación se produzca de forma uniforme.
Las ventajas de este sistema son las siguientes: reduce en gran medida el tiempo necesario para la deshidratación y rehidratación y reduce aproximadamente a la mitad el espacio requerido para el almacenamiento del producto congelado. Sin embargo, el aspecto final del producto, que aparece arruga, no es muy agradable para el consumidor.
Ahora bien aterrizando en el alimento en cuestión, la ciruela, está constituida por diversos compuestos que le otorgan un poder nutritivo, dichos componentes son los que se van a analizar y principalmente son los siguientes:
Azúcares (carbohidratos)
Antioxidantes
Vitaminas
Minerales
Sorbitol
Carbohidratos
Los carbohidratos son uno de los principales nutrientes en nuestra alimentación. Estos ayudan a proporcionar energía al cuerpo. Se pueden encontrar tres principales tipos de carbohidratos en los alimentos: azúcares, almidones y fibra.
Las personas que tienen diabetes a menudo deben llevar una cuenta de la cantidad de carbohidratos que consumen. 
Funciones
El cuerpo necesita las tres formas de carbohidratos para funcionar correctamente.
El cuerpo descompone los azúcares y los almidones en glucosa (azúcar en la sangre) para utilizarlos como energía.
La fibra es la parte del alimento que el cuerpo no descompone. La fibra ayuda a hacerlo sentir lleno y puede ayudarle a mantener un peso saludable.
Existen dos tipos de fibra. La fibra insoluble agrega volumen a las heces para que pueda tener deposiciones regulares. La fibra soluble ayuda a reducir los niveles de colesterol y puede ayudar a mejorar el control del azúcar en la sangre. (Carbohidratos, Biblioteca nacional de medicina EE. UU.https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002469.htm)

Antioxidantes
El avance de los estudios científicos está poniendo de manifiesto de forma cada vez más clara la relación existente entre el binomio salud y alimentación. Hasta hace poco, los principales estudios se centraban en los efectos de los nutrientes, es decir, hidratos de carbono, grasas, proteínas, vitaminas y minerales. Sin embargo, los alimentos se caracterizan por ser mezclas complejas, no sólo de nutrientes, sino también de otros componentes que se engloban en un grupo heterogéneo llamado 'no nutrientes' que están siendo estudiados en la actualidad, como muchos fitoquímicos con supuesta acción antioxidante.
El término antioxidante hace referencia a la actividad que numerosas vitaminas, minerales y otras sustancias fitoquímicas tienen sobre sustancias consideradas como nocivas, llamadas radicales libres. Los radicales libres pueden reaccionar químicamente con otros componentes de las células (oxidándolos) alterando su estabilidad y funcionalidad.
¿Cuáles son las propiedades de los antioxidantes?
Existe una considerable cantidad de estudios científicos a nivel químico, de cultivos celulares y en animales que indican que los antioxidantes pueden ralentizar o posiblemente prevenir el desarrollo de algunas enfermedades, como el cáncer o las enfermedades cardiovasculares, y otras degenerativas, como el alzhéimer o el propio envejecimiento. Sin embargo, la información de ensayos clínicos recientes, realizados en personas, es mucho menos clara. Por ejemplo, los estudios sobre antioxidantes y cáncer, hechos en poblaciones en los años 90, llegaron a conclusiones divergentes dependiendo del tipo de población que se estudiaba. Muchos estudios se hicieron con suplementos de antioxidantes, a dosis muy superiores a las presentes en una alimentación variada y equilibrada, mostrando resultados inconsistentes que no eran extrapolables a una alimentación variada y equilibrada.
Hace algunos meses, la EFSA (Agencia Europea de Seguridad Alimentaria) publicó su opinión sobre la evidencia científica actual que relaciona la acción antioxidante con beneficios sobre la salud y su conclusión es que no existe evidencia suficiente para hacer tal relación. Evidentemente esto ha causado un gran revuelo en la comunidad científica internacional. Sin embargo, que la relación de causa-efecto entre el consumo de antioxidantes y el beneficio relacionado con la actividad antioxidante o sus propiedades no esté del todo clarificada, no significa que una alimentación rica en antioxidantes no sea recomendable. Al contrario, lo es. (Raquel Bernácer, Antioxidantes http://www.webconsultas.com/dieta-y-nutricion/nutrientes/antioxidantes-3971)
Vitaminas
Las vitaminas son sustancias que el cuerpo necesita para crecer y desarrollarse normalmente. Su cuerpo necesita 13 vitaminas. Son las vitaminas A, C, D, E, K y las vitaminas B (tiamina, riboflavina, niacina, ácido pantoténico, biotina, vitamina B-6, vitamina B-12 y folato o ácido fólico). Por lo general, las vitaminas provienen de los alimentos que consume. El cuerpo también puede producir vitaminas D y K. Las personas que llevan una dieta vegetariana pueden necesitar un suplemento de vitamina B12.
Cada vitamina tiene funciones específicas. Si tiene bajos niveles de determinadas vitaminas, puede desarrollar una enfermedad por deficiencia. Por ejemplo, si no recibe suficiente vitamina D, podría desarrollar raquitismo. Algunas vitaminas pueden ayudar a prevenir los problemas médicos. La vitamina A previene la ceguera nocturna.
La mejor manera de obtener suficientes vitaminas es mantener una dieta balanceada con alimentos variados. En algunos casos, es posible que se necesite un multivitamínico diario para una salud óptima. Sin embargo, las altas dosis de algunas vitaminas pueden enfermarlo (Vitaminas, Biblioteca nacional de medicina EE. UU.https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002469.htm)
Minerales
Los minerales tienen numerosas funciones en el organismo humano. El sodio, el potasio y el cloro están presentes como sales en los líquidos corporales, donde tienen la función fisiológica de mantener la presión osmótica. Los minerales forman parte de la estructura de muchos tejidos. Por ejemplo, el calcio y el fósforo en los huesos se combinan para dar soporte firme a la totalidad del cuerpo. Los minerales se encuentran en los ácidos y álcalis corporales; por ejemplo, el cloro está en el ácido clorhídrico del estómago. Son también constituyentes esenciales de ciertas hormonas, por ejemplo el yodo en la tiroxina que produce la glándula tiroides.
Los principales minerales en el cuerpo humano son: calcio, fósforo, potasio, sodio, cloro, azufre, magnesio, manganeso, hierro, yodo, flúor, zinc, cobalto y selenio. El fósforo se encuentra tan ampliamente en las plantas, que una carencia de este elemento quizá no se presente en ninguna dieta. El potasio, el sodio y el cloro se absorben con facilidad y fisiológicamente son más importantes que el fósforo. Los seres humanos consumen azufre sobre todo en forma de aminoácidos que contienen azufre; por lo tanto, cuando hay carencia de azufre, se relaciona con carencia de proteína. No se considera común la carencia de cobre, manganeso y magnesio. Los minerales de mayor importancia en la nutrición humana son: calcio, hierro, yodo, flúor y zinc, y únicamente éstos se tratan en detalle aquí. Algunos elementos minerales son necesarios en cantidades muy pequeñas en las dietas humanas pero son vitales para fines metabólicos; se denominan «elementos traza esenciales».
El cuadro del Anexo 3, muestra el contenido de nutrientes de alimentos seleccionados, y el contenido relativo de algunos minerales importantes en diferentes alimentos (Minerales, Departamento de Agricultura, FAO http://www.fao.org/docrep/006/w0073s/w0073s0e.htm).



Sorbitol
El sorbitol es un poliol (alcohol de azúcar) que se utiliza como edulcorante de carga en diversos productos alimentarios. Además de otorgar dulzura, es un excelente agente humectante y texturizador. El sorbitol es aproximadamente un 60 % tan dulce como la sacarosa y tiene un tercio menos de calorías. Produce una sensación suave en la boca, con un sabor dulce, fresco y agradable. Es no cariogénico y puede ser útil para las personas diabéticas. El sorbitol se ha usado sin problemas en alimentos procesados durante casi medio siglo. También se utiliza en otros productos, como farmacéuticos y cosméticos.
Un químico francés descubrió el sorbitol en las bayas del serbal en 1872. Ocurre naturalmente en una gran variedad de frutas y bayas. Hoy se produce comercialmente mediante la hidrogenación de glucosa y está disponible tanto en forma líquida como en forma cristalina.
 Funcionales
El sorbitol se utiliza como humectante en muchos tipos de productos para ofrecer protección contra la pérdida del contenido de humedad. Las propiedades de textura y de estabilización de la humedad del sorbitol se utilizan en la producción de productos de confitería, productos horneados y chocolate en casos en los que los productos tienden a secarse o endurecerse. Su acción de estabilización de la humedad protege a estos productos de la sequedad y mantiene su frescura inicial cuando se almacenan.
El sorbitol es muy estable y no es químicamente reactivo. Puede soportar altas temperaturas y no participa de las reacciones de Maillard (ennegrecimiento). Esta es una ventaja, por ejemplo, en la producción de galletas, donde se desea un color fresco sin ennegrecimiento. El sorbitol también combina bien con otros ingredientes para alimentos como azúcares, agentes gelificantes, proteínas y grasas vegetales. Funciona bien en muchos productos alimentarios como gomas de mascar, golosinas, postres helados, galletas, tortas, glaseados y rellenos, además de productos para la salud bucal, como pasta de dientes y enjuague bucal.(Calorie Control Concil , Sorbitol http://datossobrelospolioles.com/sorbitol/)

Métodos

Medición de la actividad antioxidante:
Método ORAC (Oxygen Radical Absorbance Capacity, o Capacidad de Absorcion de Radicales de Oxígeno).
Determinación de sorbitol
Método por cromatografía de gases.
Contenido de azúcar
Determinación de reductores directos y totales

Vitaminas
Método de Análisis de Vitaminas (Libro COST 91, Lumly)
Minerales
Método de determinación de cenizas
Percepción sensorial
Prueba discriminativa triangular



Cronograma de actividades
Periodo de Tiempo
Actividad
Mayo (2016)
Elaboración y registro de proyecto de investigación
Agosto-Septiembre (2016)
Desarrollo de diagramas de flujo para realizar el deshidratado
Octubre (2016)
Realización del deshidratado por los tres métodos
Noviembre-Enero (2016-2017)
Análisis de las propiedades y componentes de la ciruela deshidratada
Febrero(2017)
Realización de la prueba discriminativa triangular
Marzo (2017)
Análisis de resultados
Abril-Junio (2017)
Escritura del informe final del proyecto.







Bibliografía
Augustin, J., et al, eds. 1985. Methods of vitamin assay. 4 ed. New York, John Wiley & Sons.
Brubacher, G.; Müller-Mullot, W. and Southgate, D.A.T., eds. 1985. Methods for the determination of vitamins in foods. London, Elsevier Applied Science Publishers.
http://www.fao.org/docrep/010/ah833s/ah833s19.htm
Jara Pérez-Jiméneza, Sara Arranza, Maria Taberneroa, M. Elena Díaz- Rubioa, José Serranob, Isabel Goñib, Fulgencio Saura-CalixtoUpdated methodology to determine antioxidant capacity in plant foods, oils and beverages: Extraction, measurement and expression of results, Volume 48, Issue 3, 2008.
Antioxidantes disponibles en: http://www.portalantioxidantes.com/analisis-de-antioxidantes/.
Norma oficial mexicana nom-086-ssa1-1994, bienes y servicios. Alimentos y bebidas no alcohólicas con modificaciones en su composición. Especificaciones nutrimentales disponible en: http://www.salud.gob.mx/unidades/cdi/nom/086ssa14.html
Carbohidratos, Biblioteca nacional de medicina EE. UU.https://www.nlm.nih.gov/medlineplus/spanish/ency/article/002469.htm
Raquel Bernácer, Antioxidantes http://www.webconsultas.com/dieta-y-nutricion/nutrientes/antioxidantes-3971
Calorie Control Concil , Sorbitol http://datossobrelospolioles.com/sorbitol/)
Minerales, Departamento de Agricultura, FAO http://www.fao.org/docrep/006/w0073s/w0073s0e.htm
Minerales, disponible en: http://es.wikipedia.org/wiki/Minerales