jueves, 2 de abril de 2009

Metodo de Deshidratacion

Deshidratación
Introducción.
El agua eliminada de los alimentos por las condiciones naturales del campo por una variedad de procesos controlados de deshidratación, y como consecuencia de operaciones tan comunes como el cocimiento y el horneado.
El secado ha sido, dese los tiempos más remotos, un medio de conservación de los alimentos. Su aplicación en la forma más sencilla se aprendió sin duda mediante la observación de la naturaleza. En el campo se secaban los granos en los tallos por medio de la exposición con el sol.
El secado por medio del sol se emplea aun en muchas regiones del mundo, incluso en los estados unidos. Se usa para preparar pasas y ciruelas pasas, para secar chabacanos, dátiles, higos y otras frutas parecidas y, por supuesto para secar algunos antes de cosecharlos.
Pero en tanto que el secado por medio del sol constituye, en algunos lugares del mundo y para determinados productos, el método más económico, aunque también obviamente tiene varios inconvenientes.
Después hay los procesos llamados evaporación o concentración. Su finalidad es la eliminación de solo una parte del agua de los alimentos, tal vez unos de dos tercios de ella, como en la preparación de jarabes, leche evaporada, puré de tomate y sopas condensadas. Estos procesos tampoco caben dentro del significado actual del término: “Deshidratación de alimentos”.
Deshidratación de alimentos.
¿Para qué secamos los alimentos?
La conservación es el motivo principal, aunque no el único motivo por el que deshidratamos los alimentos. Aparte de los fines de conservación, deshidratamos alimentos para disminuir su peso y volumen. Algunos procesos de secado se escogen a fin de conservar el tamaño y la forma del alimento original. La liofilización de piezas grandes de alimentos es una de ellos.
Etapas de la deshidratación.
Introducción de calor al producto.
Extracción de humedad del producto.
Para deshidratar un alimento es necesario cumplir con las siguientes consideraciones:
Área de superficie: generalmente subdividimos el alimento a deshidratar en pequeñas piezas o capas delgadas, a fin de acelerar la transmisión de calor y la transferencia de masa. La subdivisión acelera el secado por dos razones. Primero, una mayor área de superficie proporciona mas desde la cual se puede escapar humedad. Segundo, las partículas más pequeñas o capas más delgadas reducen la distancia que el calor tiene que recorrer hasta el centro de un alimento y reducen la distancia que la humedad en el centro del alimento, y reducen la distancia que recorrer a fin de llegar a la superficie y escaparse.
Velocidad del aire: el aire caliente recoge mas humedad que el aire fresco, pero el aire en movimiento es más efectivo todavía. El aire en movimiento se decir, el aire en movimiento, es decir, el aire a alta velocidad, además de recoger humedad, la barre de la superficie del alimento, previniendo la creación de una atmosfera saturada que disminuiría la velocidad de la eliminación subsiguiente de la humedad. Esto explica porque se seca as rápidamente en un día airoso.
Sequedad del aire: cuando el aire es el medio de secado, cuanto más seco este, mayor la velocidad del proceso. El aire seco tiene el poder de absorber y retener la humedad.
Presión atmosférica y vacio: cuando la presión atmosférica esta a 760mm de mercurio, el agua hierve a 100ªC. A cualquier presión más baja que la atmosférica, la ebullición tiene lugar a una temperatura más baja será esa temperatura.
Evaporación y temperatura: a medida que el agua se evapora de una superficie, la enfría. El enfriamiento es en gran parte el resultado de la absorción por l agua del calor latente proveniente del cambio de liquido a gas, el calor de vaporización al hacer el cambio de agua de vapor de agua.
Tiempo y temperatura: ya que todos los métodos importantes de deshidratación de alimentos emplean calor, y que los alimentos son sensibles al calor, es preciso encontrar términos medios entre la máxima velocidad del secado y el óptimo mantenimiento de la calidad de los alimentos.
Curva normal de deshidratación: cuando se secan los alimentos, no pierden el agua a una velocidad constante hasta que estén secos completamente secos. Por el contrario, a medida que prosigue el proceso de secado, la velocidad con que se elimina el agua no importa en qué combinación de circunstancias se va disminuyendo.
Propiedades de los materiales alimenticios: los factores que afectan la transmisión de calor y la transferencia de masa, tales como temperatura, humedad, velocidad del aire, la geometría requerida para proporcionar el área máxima de superficie, y otros son relativamente fáciles de controlar y de resolver en forma optima, y son determinantes en el diseño de los secadores.
Orientación de los componentes: pocos alimentos se acercan a la homogeneidad en el nivel molecular. Una pieza de carne tendrá tejidos grasos y magros enlazados o unidos en un efecto marmolado. Colocamos una capa de grasa o aceite en la superficie de un líquido embotellado a fin de impedir que se evapore. Por consiguiente, es de esperarse que una pieza de carne que se está secando suelte agua a velocidades diferentes en las áreas de carne magra y de grasa, sobre todo si el agua tiene que escaparse a través de una capa de grasa. La orientación de los componentes también se aplica a las emulsionada en aceite constituye la fase continua y reviste las gotitas de agua, la deshidratación debería ser más lenta que si la emulsión estuviera al revés, con el agua como fase continua.
Concentración de solutos: los solutos en solución elevan el punto de ebullición de los sistemas acuosos. Esto que sucede también en los procesos de deshidratación de alimentos con un alto contenido de azúcar o de otros solutos de bajo peso molecular tarde más en secarse que los alimentos con un bajo contenido soluble.
Agua ligada: el agua se escapa libremente de una superficie cuando su presión de vapor de la atmosfera arriba de ella. Pero a medida que un producto se seca que su agua libre se va eliminando, disminuye la presión de vapor es mayor que la presión de vapor de la atmosfera arriba de ella. Pero a medida que un producto se seca y que su agua libre se va eliminando, disminuye la presión de vapor por unidad del área del producto. El agua libre es la más fácil de eliminar y la que se evapora primero. Una parte del agua puede estar retenida flojamente en los sólidos del alimento por las fuerzas de absorción.
Estructura molecular: los alimentos sólidos de tejidos naturales tienen una estructura celular. Hay humedad entre y dentro de las células. Cuando el tejido está vivo, las paredes celulares y las membranas retienen la humedad dentro de las células. Estas células tienen turgencia y no dejan que escurra.
Encogimiento, endurecimiento de la cubierta, termo plasticidad: a un cuando las células están muertas, retienen grados variables de elasticidad; se extienden o se encogen bajo tensión. Uno de los cambios más obvios durante la deshidratación de los alimentos, tanto celulares, es el encogimiento.
Fundamentos.
Con el objeto de definir la ósmosis, es preciso definir antes la difusión. Esta última es el acto por el cual, dos cuerpos en contacto, se van mezclando lentamente por si mismos. Este fenómeno es debido a la energía cinética que tienen las moléculas, por la cual se hallan en continuo movimiento.
Un ejemplo es el caso cuando se colocan en un recipiente cristales de sal de cocina y suavemente se añade agua que los cubra. Al poco rato los cristales espontáneamente forman una solución cada vez más homogénea, es decir, la sal termina por repartirse uniformemente entre las moléculas de agua.
Algo similar sucede cuando en un recinto cerrado en relativo reposo alguien enciende un cigarrillo. Las moléculas de humo rápidamente se mueven en todas direcciones, distribuyéndose uniformemente, con lo que le permite a todos los presentes enterarse por el olfato que alguien está fumando. Ello es posible porque ocurre el fenómeno de difusión.
La OSMOSIS es el fenómeno de difusión de líquidos o gases, a través de una sustancia permeable para alguno de ellos.
Si un compartimento de agua pura se separa de una disolución acuosa por medio de una membrana rígida permeable al agua, pero impermeable a los solutos, habrá un paso espontáneo de agua desde el compartimento que contiene agua pura hacia el que contiene la disolución.
La transferencia de agua se puede detener aplicando a la disolución una presión, además de la presión atmosférica. El valor de esta presión adicional necesaria para detener el paso de agua recibe el nombre de PRESION OSMOTICA de la disolución.
De lo anterior se puede deducir que a mayor concentración de solutos en un compartimento, que puede ser una célula, mayor será la presión osmótica que posea, es decir mayor será su capacidad de absorber agua de la solución más diluida, de la cual está separada por la membrana permeable al agua.
Las paredes o membranas biológicas que constituyen las paredes de las frutas o animales son semipermeables, es decir que permiten el paso de sustancias como el agua pero no el de moléculas más grandes y complejas, a no ser que se haga por fenómenos especiales. Es el caso, por ejemplo, de la membrana de la vejiga de cerdo, que el permeable al agua pero no al alcohol; si se llena de alcohol y es sumergida en agua, se hincha y puede reventar, debido al paso del agua exterior a través de la membrana hacia el interior de la vejiga, por la tendencia a diluir la solución de alcohol.
En este ejemplo, el alcohol ejerce su propia presión osmótica sobre la pared de la vejiga buscando absorber el agua a través de la membrana y como la puede atravesar, pasa y aumenta el volumen de líquidos en el interior. Como este caso, en los tejidos biológicos se presentan muchos donde la ósmosis es un fenómeno central para el normal desarrollo de la vida.
Proceso.
Preparación de la fruta: Se debe seleccionar una fruta que posea estructura celular rígida o semi rígida. Es decir que se puede cortar en trozos como cubos, tiras o rodajas. No servirían para este propósito la pulpa de maracuyá o lulo maduro, es decir frutas que posean pulpa líquida.
La fruta se lava, y puede trabajarse entera o en trozos. Si la piel es muy gruesa y poco permeable no permite una deshidratación rápida. En este caso se puede retirar la cáscara o aplicarle un tratamiento de permeabilización.
El tratamiento de permeabilización puede consistir en disolver la película de cera con una sustancia apropiada o someter la fruta a un tratamiento de escaldado, es decir mediante la acción de calor durante un tiempo de 1 a 3 minutos. El escaldado disminuye la selectividad de las paredes de las células, con lo que se acelera la deshidratación.
Deshidratación osmótica: El agente osmodeshidratante debe ser un compuesto compatible con los alimentos como el azúcar de mesa, (sacarosa) o jarabes concentrados como la miel de abejas o jarabes preparados a partir de azúcares.
La sal de cocina no es empleada para deshidratar frutas por la posibilidad de comunicarle un sabor desagradable, aunque se ha agregado en mínima cantidad al jarabe de azúcar para aumentar la velocidad de deshidratación.
Otros compuestos como los presentados en la tabla 1. Pueden ser empleados, todo dependerá de la disponibilidad y rentabilidad del mismo.
La fruta en trozos se sumerge en el jarabe o impregnan con el azúcar dentro de un recipiente adecuado, como puede ser una caneca plástica o de acero inoxidable. De inmediato el agua de la fruta sale hacia el jarabe, debido a la presión osmótica que se genera dentro de este.
La mayor velocidad de osmodeshidratación se produce en los momentos iníciales, que es cuando la deferencia de concentraciones entre el interior y el exterior de la fruta es la mayor.
Los niveles de pérdida de peso promedio en las frutas más ensayadas como piña, mango, guayaba o papaya es de alrededor del 40%, al cabo de cerca de seis horas de inmersión en jarabe con agitación y 20 a 25 °C.
Como se menciono anteriormente, el fenómeno más importante que se presenta es la salida de agua, pero paralelo a este se puede presentar un ingreso de sólidos del jarabe al interior de la fruta teniendo en cuenta esto, que se puede resumir que en total la fruta aumenta la proporción de sólidos en su interior por dos causas: la salida y el ingreso de sólidos. Este aumento de sólidos comunica estabilidad a la fruta debido a que su agua se hace menos disponible para procesos de deterioro natural o para el desarrollo de microorganismos que lo pueden invadir.
Procesos complementarios: La fruta parcialmente deshidratada a niveles del 40 - 50% de pérdida de agua no es completamente estable a condiciones ambientales, pero sí lo es más que la fruta fresca.
El proceso de osmodeshidratación se puede aplicar hasta niveles donde la fruta pierde cerca del 70 al 80% de su humedad si se deja el tiempo suficiente dentro de sacarosa o un jarabe de 70%. El producto tiene sus características específicas que en la mayoría de los casos son bastante aceptables.
Los trozos se extraen del jarabe y la mayor parte de este se retira por medio de un rápido enjuague y escurrido. Los trozos, según el grado de deshidratación alcanzado, se puede someter a procesos complementarios que le darán mayor estabilidad hasta el punto de poderse mantener a condiciones ambientales con un empaque adecuado.
Algunos de los procesos complementarios son al refrigeración, congelación, pasterización, liofilización, secado con aire caliente, adición de conservantes o empacado en vacío.
Con estos procesos se logra prolongar la vida útil de almacenamiento de los productos, dependiendo de la utilización que se le vaya a dar.
Empaque: En general las características del material de empaque deben responder al nivel de estabilidad esperado del producto empacado.
Un producto sometido a deshidratación osmótica, como único sistema de estabilización y ha alcanzado un nivel de humedad inferior al 30%, se puede conservar a temperatura y humedad relativas ambientales de Bogotá, por ejemplo, no requiere empaque especial o puede ser uno construido con película de celofán papel o polietileno delgado, para que la humedad que por difusión se desprenda del alimento salga al ambiente que puede poseer alrededor del 65% de humedad.
Si por el contrario el nivel de estabilidad logrado por osmosis es bajo y se necesita complementarlo con pasterización o refrigeración, el empaque debe ser una película de baja permeabilidad a gases, es decir que no deje entrar ni salir vapor de agua y menos ingresos de microorganismos. La película puede ser a base de polipropileno o una multicapa con aluminio. Otra alternativa es empacarlo en envase de vidrio, pero de forma que cuando se cierre el frasco el producto posea una carga microbiana muy baja y además se complete su conservación con almacenamiento refrigerado.
El grave riesgo que se puede, es colocar el producto de mediana o baja estabilidad en un empaque cerrado, sin complementar la ósmosis con otra técnica de conservación que incluya calor o frío o agentes conservantes, de manera que hongos o levaduras puedan desarrollarse y deteriorar el producto.
Una técnica complementaria recomendada para un producto parcialmente deshidratado por ósmosis es exponerlo a un ambiente seco (60-70% de humedad) durante 24 a 48 horas, para que se deshidrate un poco mas y se pueda conservar sin empaque hermético. Este producto tendrá la apariencia y características de la común uva pasa.
También suele utilizarse la deshidratación por calor, consiste en aplicar aire caliente a un trozo de fruta.
Diagrama

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