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DEPARTmNTO DE INGENIERIA AGROINDUSTRLAL
"CONGELACION DE FRUTM TROPICALES MANW (Mangifera indica) Y PAPA YA (Carica papaya) "
P R O F E S I O N
OSCAR HERNANDEZ SANCHEZ
CHAPINGO. MEXICO, NOVIEMBRE DE 1997
*, . . ., . . . . . . _ . . . .. .. ..I . . ,... . ..
, . . . , , . , , . . , , , , ,.,*_ . ..~-,,....-.,.,,..,,......_I.~. , , .. , , , , , , , . 1 . . .
La presente tesis titulada 'Gmgelxi6n de fnitas Wcaies Mango
Ignacio Covambias GuaBnez y la asesotía del M. en C. Luis M i n a Torres.
) y Papaya realizada por el C. Oscar Hemández Sgnchez, estuvo bap la dirección del ing.
Honorable Jurado:
Presidente:
.A
Secmtano:
Vocal:
Suplente: M ing. Rubbn Marchand ortega
, 'I f-""
Suplente: L/
Ing. Ma. C a m Ybana Moncada
AGRADECIMIENTOS
A la H. Universidad Autónoma de Chapingo por la oprtunkúzd brindada para la continuación de mis estudios.
Al H. Departamento de Ingeniená Agroindusfrial por haberme formado como profecionista.
A todas las Maestras y Maestros que desde niño cultivaron ntis conocimierttos hasta hoy adquiridos.
A los profesores integrantes del sinodo por su dedicación y consejos para el mejoramiento de éste trabajo. ,
A los laboratoristas ypersonal de mantenimiento que me apoyaron durante las determinaciones de laboratorio, la puksta en marcha del equipo escuela de producción de fnó y en la adquisición de materia prima.
Y a todas aqueh personas que de alguna manerapartic&amn en la realización de éste trabajo
GRACL4S .....
I . . . . , . , , . , , . , .. , I I . ,111.. . -l-l... ....... ~.~*-i .,.-. ”_.,. ,.,. , , , , , , , , ., , ,
DEDICATORIA
A mis queridos Padres:
Georgina Sánchez Venegas, el espíritu que crea
Y
Evarkto Hernández Martinez, el brazo de lucha .... que durante mis derrotas y triunfos han tenido el consejo sabio, palabras de aliento y la comprensión necesaria
A mis Hermanas:
Ma. Verónica
Ana Lilia
Martha Elvia .... con su critica siempre oportuna y apoyo incondicional.
A mis Abuelos:
Camilo y Guadalupe Concepción y Maná ....
con los que he pasado grandes momentos.
A mis estimadas AMIGAS Y AMIGOS de los cuales conservo grandes recuerdos.
Y a todas aquellas Personas que se esfuerzan y luchan por salir adelante día con día de sus problemas.
. . . . . . . . . . . . . . . . ................ . . . . . . . . . . . . . . . . . . ....- ...-.....,.. *-.i * . . . . .
Ptlg . LISTA DE FIGURAS ............................................................................................................................ i
LSTA DE CUADROS .......................................................................................................................... II
RESUMEN ............................................................................................................................................ 111
1 . INTRODUCCION .............................................................................................................................. 1
11 . OBJETIVOS ...................................................................................................................................... 2
111 . REVISON BlBLlOGRAFlCA ......................................................................................................... 3
3.1 El Mango ...................................................................................................................................... 3
3.1.2 Importancia nacional ............................................................................................................... 3
3.1.3 Procesos industriales de transformació de mango ................................................................ 5 3.1 3.1 Variedades importantes .................................................................................................... 5 3.1 3.2 Elaboración de rebanadas congeladas ............................................................................ 5
3.2 La Papaya .................................................................................................................................... 7 7 3.2.1 lntroduccion .............................................................................................................................
3.2.2 Importancia nacional ............................................................................................................... 7
3.2.3 Procesos industriales de transformación de papaya ............................................................ 9
3.2.3.1 Variedades importantes .................................................................................................... 9
3.1.1 introducción ............................................................................................................................... 3
3.1.4 Consumo 7 ...................................................................................................................................
..
3.2.3.2 Elaboración de néctares ................................................................................................. 10
3.2.4 Consumo ................................................................................................................................ 10 3.3 Ciencia y tecnologia de la congelaci6n ................................................................................. 1 1
1 1 3.3.1 Introduccion ............................................................................................................................ 3.3.1.1 Conservación de alimentos a bajas temperaturas ........................................................ 1 1
3.3.1.2 Estado internacional y tendencias del desarrollo de la conservación
de alimentos por congelación ........................................................................................ 13
3.3.2 Definiciones ........................................................................................................................... 14
3.3.2.1 Proceso de congelación ................................................................................................ 14
3.3.2.2 Duraccion de la congelación ......................................................................................... 15
..
.. 3.3.2.3 Velocidad de la congelación( "Ch) ................................................................................ 15
. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . ...- *-".," ..,. *.*._*,. ....-. - . . . _ . . . . .
3.3.2.4 Velocidad de avance del frente de congelación (CtWh) ................................................ 15
3.3.2.5 Duraci6n de almacenamiento ......................................................................................... 15
3.3.2.7 Duración prktica del almacenamiento ......................................................................... 16
3.4 Principios generales de la congelación ................................................................................. 16
3.4.1 Aspectos científicos ................................. ! ............................................................................ 16
3.4.1.1 Introducclon ..................................................................................................................... 16
- Formación del hielo ................................................................................................................ 17
- Crecimiento y cambios dimencionales de Cnstal ................................................................. 19
3.3.2.6 Cmsrvaci&l de alta calidad ......................................................................................... 16
..
3.4.1.2 Aspectos fisicos de la congelación ................................................................................. 17
- Fmacion del cristal .............................................................................................................. 18
-Presión interna celular ........................................................................................................... 20
- Porciento de congelación ...................................................................................................... 20
- Curso del proceso de congelación ....................................................................................... 20
- Calor desprendido durante el curso de la congelación ....................................................... 22
- Tiempos de congelacion ....................................................................................................... 22
- Fin de la congelación ............................................................................................................ 24
- Importancia de la temperatura final ...................................................................................... 24
- Recnstalizacion ..................................................................................................................... 25
-Fluctuaciones de temperatura y Modificaciones al tam170 de los cristales
- Migración del agua ................................................................................................................ 22
..
. . . .
de hielo en los alimentos durante el almacenamiento ........................................................ 25
3.4.1.3 Aspactos nutricionales ..................................................................................................... 26
-Operaciones previa a la congelación .................................................................................... 26
- Almacenamiento en estado congelado ................................................................................ 27
- Descongelación ..................................................................................................................... 27
3.4.2 Aspectos tbcnicos ................................................................................................................. 27
3.4.2.1 Medidas de temperatura ................................................................................................. 27 - Como medir una temperatura ............................................................................................... 27
- Termometria ......................................................................................................................... 28
- Elección de los puntos de medida ....................................................................................... 28
3.5 Metodos de congelación .......................................................................................................... 29 3.5.1 Métodos y equipos de congelación ........................................................................................ 29
. .
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . ..-.. ”.. .I-.... .......... i ............................. . . . . . . .
3.5.1.1 Sistemas por aire forrado ...... ........................................................................................ 29
- Tunel de congelación estacionario ........................................................................................ 29
-Congeladores de banda transportadora ............................................................................... 30
. Congeladores de lecho fluidizado ......................................................................................... 31
3.5.1.2 Congeladores de contacto directo ................................................................................... 31
. .
- Congeladores de placas ....................................................................................................... 31
- Congeladores de tambor ...................................................................................................... 32
- Congeladores de bandas o correas ..................................................................................... 32
3.5.1.3 Congeladores de inmersión ............................................................................................. 32
3.5.1.4 Sistemas de congelación criogénica ............................................................................... 33
- Congeladores de nitrógeno líquido ....................................................................................... 33
-Congeladores de dioxido de carbono ................................................................................... 33
3.6.1 Métodos de descongelación ................................................................................................. 33
3.6.1 . 1 Descongelamiento por aire ............................................................................................ 34
3.6.1.2 Descongelamiento al vacio ............................................................................................ 34
3.6.1.3 Descongelamiento por métodos eléctricos ................................................................... 35
3.6.1.4 Descongelamiento por microondas ............................................................................... 35
3.6.2 Efectos en la calidad ............................................................................................................. 35
3.6.3 Calidad de los productos descongelados ............................................................................ 36
3.6.4 Usos actuales de los productos descongelados ................................................................. 36
3.6.5 Capacidad de conservación de los productos descongelados .......................................... 37
3.7 Tecnologia y practica de la congelación en frutas ............................................................... 37
3.7.1 Materias primas ..................................................................................................................... 38
3.7.1.1 Especies y variedades .................................................................................................... 38
3.7.1.2 Condiciones sanitarias .................................................................................................... 39
3.7.1.3 Madurez en la recoleccion .............................................................................................. 39
3.7.1 A Conservación de la caldad de las materias primas ........................................................ 39
- Prerefrigeracibn ..................................................................................................................... 39
3.7.1.5 Preparación de las frutas para su congelación ............................................................... 40
3.7.1.6 Congelacibn de frutas ..................................................................................................... 41
3.7.1.7 Almacenamiento ............................................................................................................. 42
3 . 7 . 1 . 8 A l m durante la congelación y almacenamiento del producto .......................... 43
3.6 Descongelamiento y atemperado ........................................................................................... 33
. . ..
. . . . . ................... .... ..- .....-. .- .................... . . . . . .
. Desecación ........................................................................................................................ 43
3.7.1.9 Cambios de calidad durante almacenamiento congelado ............................................ 44
3.7.1.10 D e s c m g ~ & ~ ........................................................................................................... 45
3.8 Calidad y estabilidad en kuta congelada .............................................................................. 46
3.8.1 Estabilidad de frutas congeladas ......................................................................................... 46
- Definición y medidas ................................................................................................................. 46
- Efecto de temperatura .............................................................................................................. 46
- Cocientes de temperatura ........................................................................................................ 46
3.8.2 Factores que afectan la estabilidad ...................................................................................... 47
- Exclusión de oxígeno ................................................................................................................ 47
-Variedad de la fruta ..................................................................................................................... 47
3.9 Desarrollo en la manipulación almacenamiento y disbibución de los alimentos congelados .............................................................................................................. 48
3.10 Energia y costos ..................................................................................................................... 48
3.10.1 Consumo de energía .......................................................................................................... 48
3.10.2 Economía de energía .......................................................................................................... 49
IV . MATERIALES Y METODOS ..................................................................................................... 50
4.1 Variables evaluadas ................................................................................................................... 54
4.2 Análisis estadístico ..................................................................................................................... 65
V.RESULTADOS Y DISCUSION ...................................................................................................... 57
5.1 Cansumos y rendimientos de fruta ........................................................................................... 57
5.2 Curvas de enfriamiento .............................................................................................................. 58
5.3 Análisis de variables para pulpa de mango ............................................................................... 61
5.4 Análisis de variables para pulpa de papaya .............................................................................. 77
VI . CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 83
VI1 . RECOMENDACIONES .............................................................................................................. 85
VI11 . BlBLlOGRAFlA .......................................................................................................................... 86
ANEXOS ............................................................................................................................................ 88
. . . . . . . . . . . . . . .... ..... . ... . . , , . ~.-.,-*r-,.i ..-. ..,-...... , , , . , ,. . . . . .
LISTA DE FIGURAS
Pág .
MANGO
Figura 1 Diagrama de proceso para la producción de rebanadas de mango congeladas ............ 6
Figura 2 Curvas de congelación de un producto alimenticio .......................................................... 21
Fgura 3 Manejo de !as unidades experimentales y determinaciones efectudas ............................. 51
durante proceso .................................................................................................................. 53
Figura 4 Detalle de cámara de congelación, así como arreglo espacial de estantes
Figura 5 Curva de congelación para pulpa de mango .................................................................... 60
Figura 6 Curva de congelación para pulpa de papaya ................................................................... 60
Fgura 7 Efecto de solución y variedad en el contenido de acidez ................................................. 63
Figura 8 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de acidez ..................................... 63
Figura 9 Efecto de solución y variedad en contenido de azúcares totales .................................... 64
Figura 10 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de azúcares totales .................... 64
Figura 11 Efecto por método de descongelación y variedaden el contenido de vitamína C ......... 66
Figura 12 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de vitamína C ............................. 66
Figura 13 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de carotenos ............................. 67
Figura 14 Degradación pectínica por efecto de método de descongelación .................................. 68
Fgura 15 Degradación pectínica por efecto de tiempo de almacenamiento .................................. 69
Figura 16 Efecto de soluciones y variedad en el contenido de sólidos solubles totales ................ 70
Fgura 17 Efecto de método de descongelación en el contenido de sólidos solubles totales ........... 71
Figura 18 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de sólidos solubles totales ........ 71
Figura 19 Efecto de soluciones en la pérdida de peso .................................................................... 73
Figura 20 Efecto de tiempo de almacenamiento y variedad en la pérdida de peso ....................... 73
Figura 21 Efecto de soluciones y variedad en firmeza .................................................................... 74
Figura 22 Efecto de método de descongelación en firmeza ............................................................ 76
Fgura 23 Efecto de tiempo de almacenamiento en firmeza ............................................................ 76
I
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . -.,. "_., .*._ .-.-. c . ._.. " . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
PAPAYA
Figura 24 Efecto de solución y variedad en el contenido de acidez ................................................. 78
Figura 25 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de acidez ................................... 78
Fylura 26 Efecto de solución y variedad en e contenido de azúcares totales ................................. 78
Figura 27 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de azúcares totales ................... 80
Figura 28 Efecto de soluciones y variedad en el contenido de sólidos solubles totales ................ 80
Figura 29 Efecto de tiempo de almacenamiento en el contenido de s6iidos solubles totales ........ 80
Figura 30 Efecto de soluciones y variedad en la pérdida de peso .................................................. 81
Figura 31 Efecto de liempo de almacenamiento en la pérdida de peso ........................................... 81
LISTA DE CUADROS
Cuadro 1 Principales indicadores del cultivo de mango 1980-93 ...................................................... 4
Cuadro 2 Principales indicadores del cultivo de papaya 1975-88 .................................................... 8
Cuadro 3 Importaciones de productos hortofruticolas por Canadá 1989-92 .................................. 13
Cuadro 4 Consumos y rendimientos de mango Tomy y Kent ......................................................... 57
Cuadro 5 Consumos y rendimientos de papaya Roja y Amarilla .................................................... 57
I1
CONGELACION DE FRUTAS TROPICALES
PULPA DE MANGO (m ' ) Y PAPAYA (-
RESUMEN
Actualmente la congelación es un método alternativo de conservación para varios productos
hortofrutícolas, cuyo manejo postcosecha es dificil.
Sin embargo, el problema en al caso de muchas frutas, es la falta de conocimiento acerca de sus
parámetros y variables para una mejor forma de conservación por congelacibn sin que se alteren sus
atributos de calidad. Si bien no parece haber alimentos a los que perjudique la conservación por frío, no
todos manifiestan igual aptitud para ser congelados, ni para recibir tratamiento por cualquier otro
procedimiento.
En ésta investigación se determinó el efecto de uso dedos coadyuvantes (jarabe estándar de sacarosa
y solución de pectina al 2%), en el proceso de congelación y almacenamiento congelado en pulpas de
mango (variedad Tomy y Kent) y de papaya (variedad Roja y Amarilla). AI mismo tiempo se observaron
los cambios ñsicos y bioquímicos más importantes durante la preparación, congelación, almacenamiento,
as' como el efecto de dos métodos de descongelación (ambiental y microondas), en las pulpas objeto de
estudio.
Los resultados obtenidos nos indican para el caso de pulpas de mango igualdad de aptitud para
congelaaón, teniendo siempre en cuenta el estado de madurez del fruto; para papaya existe una ventaja
sustancial de la variedad rqa sobre la amarilla, en aspectos de tolerancia a la congelación y conservación
de sus propiedades durante el almacenamiento.
Por otra parte el uso de coadyuvantes, mostraron un efecto positivo en cuanto a pérdidas de peso y daños
por congelación, tomando en cuenta que durante el almacenamiento el producto no tuvo protección
adicional. Sin embargo, si hay una clara diferencia en el uso de jarabe m respecto a pectina en la
evaluación de variables relacionadas a la aceptación del producto (acidez, azúcares totales, firmeza).
Por último, el uso de dos métodos de descongelación mostraron diferencias en cuanto a canfdad de
exudados resultando mejor la descongelación por microondas, pero muestra desventaja en la
conservación de vitamina C con respecto al ambiente.
FREUlNG OF TROPICAL FRUITS
MANGO PULP . . )AND PAPAYA 1
SUMMARY
Today freezing is an alternative method of conservation for those horticulture products whose
postharvest handling is difficult However, the problem in the case of many fruits is the lack of
knowledge abouttheir parameters and variables with respect to the best form of conservation by
freezing without altering their sa in t properües. The freezing time obtained is principally a function
ofthe rate and temperahire of the air, inrd and final process temperature and the pulp geometry.
On the other hand, the mango's pulp Tomy is prefered rather than Kent one, as well as papaya's
pulp Red has advantages over Yellow one, because they tolerate freezing and conservate their
properües in a best way during frozen storage. The use protectors (standar sucrose syrup and a
2% pectin solution) showed a positive effects against damage by freezing. However, a difference
exists in íhe evaluation of variables related to the acceptance of the product (acidity, total sugar).
Finally, thawing at room temperature showed a great amount of dripping, while the use of
microwaves negatively affected nutricional values.
IV
I. INTRODUCCION
A diferencia de muchos materiales orgánicos e inorgánicos que son relativamente estables, los alimentos
se deterioran y descomponen con bastante rapidez a temperatura ambiente.
Los tejidos de los alimentos, tales como frutas y vegetales, después de la cosecha continúan teniendo su
respiración metab&¡¡, hasta madurar y llegar a su estado de descomposición, haciéndose inadecuados
para consumo humano.
Poc otra parte, el agua desempeiia un papei inpaiante dentro de éstas reacciones de deterioro, y la mayor
parte de las ftuta yen general de los almntos contienen una cantidad sustancial. Para que la mayoria de
éstas reacciones puedan casi llegar a cesar, se requiere alcanzar una temperatura suficientemente baja.
A través de la congelación, casi la totalidad del agua se transforma en hielo Io que permite conservar las
características de los alimentos al reducir la velocidad de éstas reacciones de deterioro.
Sin embargo, las frutas y vegetales como todos los alimentos no se congelan a O "C (32 OF), como lo hace
el agua pura, sino a un intervalo de temperaturas inferior a O "C. Y dependiendo de las temperaturas
finales de almacenamiento se puede llegar hasta -30 "C (Geankoplis, 1982).
El prcblema, en al caso de muchas frutas, es la falta de conocimiento acerca de sus parámetros y variables
para una mejor forma de conservación por congelación. Si bien no parece haber alimentos a los que
perjudique la Consenrah por frío, no todos manifiestan igual aptitud para ser congelados, ni para recibir
tratamiento por cualquier otro procedimiento. Ensayos realizados con respecto a éste tema demuestran
que muchos alimentos una (ez congelados y posteriormente descongelados son indistinguibles de los
frescos.
Las frutas al igual que las hortalizas se prestan bien a la congelación, y con un método de congelación
idónea y una manipulación adecuada, el proceso en si y el almacenamiento congelado hacen posible
mantener por largo tiempo sus características iniciales, superando en éste sentido a otros métodos de
conservación quimicos y fisicos, especialmente en Io que respecta al valor nutritivo, sabor y aroma (Edwars
y Hall, 1988).
Las frutas congeladas hacen posible disponer de reservas fuera de las épocas de producción, cuestión
de gran importancia en aquellos productos que se detetioran fiicilmente en estado fresco y en aquellas que
presentan ciclos estacionales de producción.
1
II. OBJETIVOS
Generales
Deteminar loc parheírcs de transferenaa ' de calor en lac pulpas de mango y papaya,
durante el proceso de congelacibn.
* Evaluar los cambios físicos y bioquimicos que suiren la pulpa de mango y papaya
durante la congelaCi6n y almacenamiento congelado.
Particulares
* üetemiinar el efecto de uso de coadyuvantes (jarabe estándar de sacarosa y sduci6n
de pectina al 2%), durante el proceso de congelaci6n y almacenamiento congelado por
5 meses, en las pulpas objeto de estudio.
* Evaluar el efecto de das métodos de dsscongelaa6n ' (por microondas y al ambiente).
Determinar las variables que influyen durante el almacenamiento congelado.
2
111. REVISION BlBLlOGRAFlCA
3.1 El Mango
3.1 .I Introducción
El mango es una fruta importante en los países tropicales de todo el mundo. En la mayoría de las zonas
donde se cultiva el mango independientemente de la existencia o no de los huertos, se localizan una
cantidad importante de plantas aisladas o agrupadas con otras h tas que constiiuyen una fuente
importante de hta para consumo doméstico y local.
La presencia en nuestro país de plagas y enfermedades fitosanitanas, ha provocado que los países
importadores hayan impuesto una barrera no arancelaria (cuarentena) al mango mexicano.
Sin embargo, el fruto puede ser exportado si es sometido a un proceso hidrotérmico en las plantas de
empaque pero, los principales estados productores no poseen la infraestniciura ni la tecnología adecuada
para dichos procesos. Así mismo, existen dificultades para que el mango de exportación resista sin
alterarse a los procesos hidrotérrnicos.
Por otra parte, el mango al ser una fruta con estacionalidad bien definida es objeto de estudio de
investigación para obtener una producción forzada a fin de tener una producción temprana y provocar el
retraso de la cosecha en las regiones tardías (Dirección General de Política Agrícola, 1993).
A pesar de estos esfuerzos los problemas persisten, y una alternativa interesante, es la obtención de
rebanadas congeladas de pulpa. Esta tecnología permite tener producto fuera de la época estaciona1 de
producción, tanto para consumo directo o como materia prima para la industria. Además tiene otras
ventajas adicionales como menores barreras a la exportación al eliminar los problemas fitosanitanos, pues
sólo se trabaja la pulpa.
3.1.2 Importancia nacional
México es el segundo productor de mango en el mundo. El volumen de su producción es alrededor de
1,100,000 t anuales en promedio de los bltimos 3 anos (1991-93). Este volumen de producción representa
el 4.8% aproximadamente del total mundial, dentro de los países productores mbs importantes son
Australia, Nueva Zelanda e Indonesia.
3
Para 1993, la superficie CoSBchada en Mxim fue de 138,200 ha divididas en 69.6% de temporal y el resto
30.4% de riego. La produccibn obtenida fue de 1,151,000 t y el rendimiento promedio de 9,5 ma, como
Io muestra el cuadro 1.
CUADRO 1 PRINCIPALES INDICADORES DEL CULTIVO DE MANGO 1980-1993
RENDIMIENTO
FUENTE: Direccibn. General. de información agropecuaria y forestal SARH., 1993
En nuestro pais la regibn productora de mango se localiza a Io largo de las franjas costeras del Pacifico
y del Golfo. En donde los principales estados productores son Veracruz con el 23.5% de la produccibn,
Oaxaca 17.236, Guerrero con 14.9%. Sinaloa 12.1%, Nayarit 9.8% y Michoacán 6.1%. En su conjunto
estas entidades representan más del 80% de la producción naaOnal en 1991 (Dirección General de Política
Agncola, 1993).
4
La superficie cultivada y la produccibn en los principales estados de esta especie, ha manifestado un
crecimiento notable con respecto a 1980. En donde, la superficie cultivada era de aproximadamente de
64,üüü ha y pasó a 104,OOO ha. A partir de 1989 tanto la superficie como la produccibn se han mantenido
constante.
En 1991, únicamente seis países fueron los destinos de las exportaciones mexicanas de mango. Sin
embargo es indispensaMe abrir nuevos mercados con paises concumidores de frutas tropicales. En donde,
no sólo se efectuó exportaaones de mango fresco, sino también productos industrializados de mango, de
diversas formas y presentaciones tales como enlatados, rebanadas congeladas, néctares, jugos,
memiadas, deshidratadas. de tal manera que se adapten los productos con valor agregado a los gustos
y requerimientos de los países demandantes.
3.1.3 Procesos industriales de transformación del mango
3.1.3.1 Variedades importantes
En nuestro país las llamadas variedades "finas" tienen muy buena aceptacih en el mercado de la ciudad
de MBxico a la vez que son las m8s reconocidas en el mercado de los E.U.. Estas variedades son
generalmente para consumo en fresco. Sin embargo, la variedad manila es la que más se ha usado para
doble propijsito, consumo en fresco y materia prima para la industria.
Sin embargo, en los Últimos años se han desarrollado nuevas variedades de acuerdo a las necesidades
de la creciente industria. Las variedades que se tienen para aprovechamiento industrial son:
Haden, Kent, Tommy, Irwin, Atkins, Keitt, Zill, Sensation.
Todas estas son variedades mejoradas cuya característica principal es que pueden resistir tratamientos
térmicos relativamente fuertes o procesos como la congelacibn , sin que la pulpa se deteriore (Dirección
General de Politica Agrícola, 1993).
3.1.3.2 Elaboración de rebanadas congeladas
En la hura 1 se muestra el diagrama de bloques para la obtención se rebanadas congeladas de mango
a nivel industrial.
5
I Q B I E H C I O H
HEBRNROR P S E L E C C I O H
LR REBRHROR
i
REBRRRDA U H I F O R R E Y D E B U E H COLOR
( C A L I D R D I )
i
C O H G E L R C I O H POR íINOIVIOUPL o R -38 C
F M h
DE ALURIHiD O
R L R R C E H M I E H I O E H C O H G E L R C I O H
R -28 C
DISTRIBUCIOH
RREANAOR H E I E R O G E H E R ( C R L I D R O 2)
O CUBITOS
(I:l O 2:í)
D E RLURlHiD D IETRA PACK
C O H G E L R C I O H A -2E C
OICIRIBUCIOH
FIGURR 1 D I R G R R M DE P R O C E S O PARR !R O E I E H C I O H D E REBRHRDRC DE RRH60 C O H G E L A O A S . 6
3.1.4 Consumo
El consumo principal del mango es en estado fresco, sin embargo, existen varias altemativas de consum
como los enlatados, deshidratados, jugos, néctares. En el caso de rebanadas congeladas tiene un
potencial especial pues abre la posibilidad de consumo directo y una forma de abastecimiento de materia
prima a varias industrias como la de confituras y yogur.
3.2 La Papaya
3.2.1 lniroduccibn
El papayo común (- ) forma parte del grupo de las frutas de mayor consumo entre la
población. Sin embargo es un fruto que requiere de bastante cuidado durante todo su manejo, llámese;
cosecha, transporte, empacado, frigoconservación etc., pues cualquier golpe, herida o sobre presión,
repercute en la maduración provocando ennegrecimientos que pueden afectar o no a la pulpa pero que
desmerece su calidad comercial.
El problema de la conservación por refrigeración, es que la temperatura de almacenamiento varía en
función de la variedad y del estado de madurez. Siendo un fruto con alto contenido de humedad puede
presentar problemas por desarrollo de hongos en la epidermis.
Otra de las altemativas de conservación es a través de la congelación del fruto o de la pulpa, que pudieran
abrir mercados para el consumo en esta presentación. Por otra parte en el caso de la congelación, se
asegura al máximo la ausencia de hongos, que son muchas veces una barrera para la exportación de fruta
fresca (Bates, 1987).
3.2.2 Importancia nacional
En 1987, la papaya ocupó el quinto lugar dentro de las 15 frutas que registraron los mayores vdúmenes
de producción en el país, así comc en el consum percápita y el noveno en superficie mechada. Estos
d a b muestran su importancia dentro de la fruticultura mexicana y más aun, si se Sene en cuenta que la
producción de éste grupo signific.6 en el ano referido, poco más del 90% del vdumen total del país.
Los resubdos re!aüvos a los ptincipales indicadores asociados a la papaya en sus diferentes variedades
muestra que durante el periodo 1970-1988, el cultivo nacional de éste fruto presenta una tendencia
7
positiva. En este lapso la producci6n tuvo un crecimiento promedio anual de 11 .l%, ritmo que refleja el
eiecto combinado de las tasas medias de crecimiento que observaron, tanto las superficies cosechadas
(8.5%) como los rendimientos (2.4%).
La dintimica de producción nacional de papaya responde principalmente a la incorporaci6n de nuevas
Oerras en los subperiodos 1970-74 y 1980-84, cuando la expansi611 es del orden de un 100% en el primer
caso y de magnitud superior en el segundo. Por su parte el incremento de los rendimientos también deja
sentir sus efectos básicamente en el lapso 198084, cuando se revierte las tasas negativas de los períodos
1970-74 y 197579 (-7.6% y -2.3% respectivamente).
Por su parte el consumo aparente de papaya creci6 anualmente a un ritmo promedio de 12.2%,
observando un Comportamiento similar al de la producci6n, debido a que los movimientos del producto en
el mercado externo fueron irrelevantes.
Consecuentemente los volúmenes crecientes de papaya, cuya tasa de crecimiento fue mayor a la de la
pablación, fueron abmbkb por el mercado interno. De acuerdo al consumo percápita del producto pas6
de 2.5 kg en 1970 a 11 kg en 1988. En el cuadro 2 se presentan los indicadores principales del culüvo de
papaya para el año 1975-88 (Coordinación General de Abasto y Distribuci6n de D.D.F., 1990).
CUADRO 2 PRINCIPALES INDICADORES DEL CULTNO DE PAPAYA 19751988.
8
FUENTE: Coordinació General de abasto y distribución del Servicio Nacional de Información de Mercados, 1990.
Los movimientos comerciales internacionales de la papaya se restringen exclusivamente a las
exportacones en estado fresco, que si bien a partir de 1983 empieza a cobrar importancia, en general ha
sido irrelevante.
Los principales estados productores de papaya en el país son Guerrero, Veracruz, Oaxaca, Michoacán,
Yucatán, Jalisco y Nayant. En 1987 estas entidades sumaron el 78% de la supeficie nacional cosechada
y el 79.3% de la producción total. Los estados de Veracruz y Oaxaca son los principales abastecedores
de papaya amarilla, mientras que Guerrero es el principal abastecedor de papaya roja a la ciudad de
México, D.F. y área metropolitana.
3.2.3 Procesos industriales de transformacibn de papaya
3.2.3.1 Variedades importantes
En lo que respecta a las variedades de papayo común, en México se cultivan las siguientes:
Cera. Fruto criollo con epidermis de aspecto ceroso. Se le reconoce por su veteado longitudinal
que altema 1s cdores amarillo y verde. Esta variedad presenta tamaiío variable y un peso fluctuante entre
1y5kg.
Mamey. Es de pulpa rosada o rojiza, de buen aroma y sabor, al igual que la variedad cera es de
tamaiío y peso variable (1 a 4 kg).
9
. . .
Verde maduro. Fruto con epidermis de color verde y aspecto rugoso, cuyo peso vana entre
1 y 5 kg.
C h m . Es de ca- ' similares a las variedades cera o verde. Maduro, se diferencia por
el abultamiento que presenta en su parte terminal.
Cabe resaltar que las variedades m8s mnes, tanto por su cultivo como por su consumo, son la papaya
amefila (cera) y la papaya roja (mamey), además, se producen las denominadas "exb-anjeras": sólo
Hawaiana y Bluestem, provenientes de Florida.
Los rendimientos que presenta la papaya comlin c ~ 1 variables pudiendo fluctuar desde un mlnimo de 12.6
Vha hasta un máximo de 40, dependiendo de diversos factores agron6micos (Coordinacibn General de
Abasto y Distribución del D.D.F., 1990).
3.2.3.2 Néctares
Para la elaboración de estos productos, el proceso general consiste en: recepción de materia prima, en
donde pueden entrar productos tanto maduros como inmadurn, una selección posterior pemdte eliminar
frutos con problemas de hongos principalmente; pasada la selección los frutos se mondan y limpian
(di~inación de semilla, cáscara). La pulpa se somete a una molienda y a un tamizado, una vez extraída
la pulpa tamizada, se procede hacer las mezclas, a las cuales se les regula el porcentaje de azúcar
(Grados Brix) mediante la adición de un jarabe. El llenado de latas se realiza a temperatura cercana a
ebullici6n, cerrándose inmediatamente para pasar a la pasteurización, posteriormente se pasa al
enfriamiento en donde es importante el perfecto escummiento de las latas para su almacenamiento y
análisis posterior (Aviles, 1971).
3.2.4 Consumo
Coro forma principal de consumo de papaya es en su estado fresco. Sin embargo, es necesario que se
amplien las presentaciones comerciales, de acuerdo a lo que los msumidores demandan. El potencial
de la pulpa congelada radica en que puede utilizarse para prmsos ulteriores por diversas industrias o
simplemente para consumo en forma de platos preparados con otras frutas congeladas.
3.3 Ciencia y tecnología de la congelación
3.3.1 lniroducción
Más de un siglo después de las primeras aplicaciones comerciales de la congelación de alimentos
perecederos, el procedimiento es hoy uno de 10s más utilizados para una amplia gama de productos.
En los mercados desarrollados, más del 10% del volumen de alimentos consumidos ha sido congelado
en alguna etapa de su comercialización. La congelación protege la calidad de los alimentos a un coste
compeWo; aumentando su utilización y propagación en nuevos países, a medida que se dan cuenta de
su ventaja.
La técnica en sí, al igual que en los mercados, se desarrolla notablemente extendendose a nuevos
productos, haciendo los productos ya existentes más atractivos para el consumidor, combinando la
congelación con otras tbcnicas como la appertización.
Para que la congelación esté Io más perfectamente posible al servicio del hombre es indispensable
comprender la esencia misma del procedimiento. Dificilmente la congelación mejorad la calidad del
producto; la calidad de la materia prima es de primordial importancia, al igual que el proceso aplicado y
empaque utilizado; Io mismo ocurre para la influencia combinada de los tiempos y de la temperatura a Io largo de la cadena del frío, así como para la descongelación. El procedimiento de congelación puede
facilmente dar lugar a fallos; en efecto, es fácil congelar un producto, pero, es de importancia tener en
cuenta a los n u m e m factores que influyen en la calidad del producto que se ofrece al consumidor (MF,
1990).
3.3.1.1 Conservación de alimentos a bajas temperaturas
La conservación de los alimentos puede llevarse a efecto por procedimientos químicos (modhicando la
composición de los productos) o fisicos (por acción de determinados factores externos).
En la induskía son decisivos los criterios siguientes para elegir y utilizar uno u otro m8todo:
Máxima prolongación de la capacidad de conservacih de los alimentos.
Mínima modificación de las características sensoriales de la calidad y del valor nukítivo.
11
< . .., < . . .
Amplia esfera de empleo.
Bajos costos
Entre los procedimientos rnsemhs desempefian importante papel los mbtodos basados en la acción
de bajas temperaturas (reírigeración) y la conservación por congelación.
En el rxtual nivel de t e c n i i . & d 2530% de los alimentos perecederos son eficazmente protegidos
en las respectivas etapas de aprovechamiento y venta por medio de instalaciones frigoríficas. Las pérdidas
siguen siendo muy elevadas: alrededor del 20-3056 del vdumen total de los alimentos perecederos.
En el caso de la conservación por refrigeracidn la temperatura se mantiene en tomo a O "C, Io que frena
el curso de los procesos que reducen la calidad en los productos; éste es el único factor que permite
prolongar la capacidad de conservación de un producto.
A diferencia de la conservación por congelación de alimentos. en el dep6sito refrigerado, junto con la
temperatura de almacenamiento, también reviste importancia esencial oiros parheiros. especialmente
la humedad ambiental relativa y la velocidad de ventilación.
Conservacidn por congelación, la misión en términos económicos estriba en conservar la calidad de la
materia prima y productos alimenticios durante los almacenamientos de larga duración a bajas
temperaturas.
La conservación mediante congelación se consigue aplicando temperaturas inferiores a la zona térmica
en la cual es posible la proliferación de los microorganisms y la actividad de la mayoria de los enzimas
tisulares, a la vez que se deshidrata el producto mediante el paso paulatino del agua desde el estado
liquido al estado de agregado sólido (hielo).
La capacidad de conservación del producto cwigelado es muchas veces superior a la del mismo producto
mantenido en refrigeración.
La congelación y el almacenamiento congelado de los alimentos provoca en éstos determinadas mermas
de celidad que dependen sobre todo del carácter del producto y de las condiciones en que se lleva a cabo
los procesos industriales (Gruda, 1985).
12
, , . . , . . . , . . .. . . ,. , & 1 - 1 1 x.. ,..,..,,. . , ,..,.,, " . ... ... , # . I I .,, , .. , , , , , I _I. ~ ," - < l ~ c .,
3.3.1.2 Esiado internacional y tendencias del desarrollo de la conservaci6n de alimentos por
congelación
El futuro desanolb de la congelación de alimentos ha merecido gran atención, desde el punto de vista de
utilidad. Los prodoctos congelados preparados para la mes^ pueden constituir la base de la alimentacibn
ordinaria de la población, sin que exista el peligro de acciones secundarias nocivas sobre el organismo,
como las que se presentan en el consumo demasiado frecuentes de conservas esterilizadas.
En los países meridionales y orientales de Europa prevalece la producción de fruta congelada, como
consecuencia de la tradicional exportación de frutas frescas, de antano y en la actualidad en creciente
medida conservadas por congelación.
En países de América como Canadá, sus importaciones (en millones de dólares) por concepto de fruta congelada han aumentado en un 100% de 1989-1992, mientras que, la importaci6n de fruta enlatada a
disminuido en un 7.4% como se muestra en el cuadro 3.
CUADRO 3 IMPORTACIONES DE PRODUCTOS HORTOFRUTICOLAS POR CANADA
(Millones de dólares) 1989-1992
MUNDIAL DE E.U.
Anos 89 90 91 92 89 90 91 92 Concepto
FRUTA FRESCA 708 826 884 826 523 573 540 535 FRUTA ENLATADA 108 87 100 102 27 26 34 40 FRUTA CONGELADA 13 21 23 26 7 10 15 17
Fuente: USDA, 1992.
Investigaciones recientes en supermercados de Estados Unidos, muestran que el 60% de productos
nuevo5 de oongelaci6n profunda se han inboduado en los Últimos 8 anos, manteniendo as1 el primer lugar
en consumo percápita con 42 kglpersona. En Europa, Suecia ocupa el primer lugar en la producción de
conservas congeladas y el segundo lugar mundial en consumo percápita con 23 kglpersona. A
continuación hay que citar a Dinamarca, Alemania, Suiza, Francia, Japón e Italia (Gnida, 1985).
13
Se ha obsenrado un rápido incremento en la producci6n de aquellas clases de conservas congeladas, que
han sido iratadas de fomia adicional con antefitxidad a la congelación. sirviendo para consumo inmediato,
con tan sólo ser descongeladas.
La tasa media de m'rniento de productos congelados es de aproximadamente 12% anual en los países
desarrollados. La industria fngorlfica se considera como una rama con particular dinemica de desarrollo
y perspectivas de futuro (USDA, 1992).
3.3.2 Definiciones
3.3.2.1 Proceso de congelacidn
Los procesos que cursan en los productos dependen en buena medida de su temperatura. La velocidad
de reacciones químicas, es controlada por la temperatura y ademas mide la velocidad con la que las
miéculas reaccionan entre sí. La relación entre las dos velocidades se expresa en términos del Q,,=2 en
donde la velocidad de una reacción química se duplica al elevar la temperatura en 10 "K, resultando una
aproximación en varias reacciones bioquímicas y fenómenos biológicos (Trkier, 1968).
Una propiedad fundamental de la materia es el movimiento de sus moléculas determinada por su
temperatura. Así en el estado sólido, las moléculas aparecen exactamente ordenadas, por Io general
íonnando ctistales, siendo capaces de realizar un movimiento de oscilación muy limitado. A temperatura
del cero absoluto (O OK) desaparece todo movimiento.
El grado de movilidad de las moléculas influye sobre la frecuencia de los choques, Io que a su vez ejerce
influencia sobre la intensidad de 10s procesos fisicoguímicos que discurren en un cuerpo dado y modifica
las propiedades iniciales del cuerpo en cuestión (Gruda, 1985).
En el curso del proceso de congelación, las diferentes partes del producto pasan por distintas fases en
tiempos diferentes; en un momento dado, se suceden tres etapas térmicas:
Precongeación: !apso de tiempo entre el momento en que el producto, a su temperatura original,
es sométido a un proceso de congelación y el instante en que comienza la cristalización del agua
(temperatura aioscópica).
14
CongeM: durante el cual la temperatura es casi constante en un punto dado; el calor
extraido se emplea en transformar la mayor parte del agua en hielo.
Reducción a la temperalura de ahnacenwniento: período durante el cual la temperatura se reduce,
desde la temperatura a la que la mayor parte del agua congelable se ha transformado en hielo, a la
temperatura final deseada. La temperatura final puede ser la temperatura de almacenamiento alcanzada
por todo el producto, incluso el "centro térmico".
3.3.2.2 Duración de la congelación
Es el tiempo transcurrido desde el principio de la fase de precongelación hasta la obtenci6n de la
temperatura final. Esta duración depende, por una parte, de las temperatura inicial y final así como de la
canüdad de calor a extraer y , por otra, de las dimensiones (particularmente el espesor) y de la forma del
producto, así como de los parámetros de transmísi6n térmica.
3.3.2.3 Velocidad de la congelación ("Ch)
La velocidad de congelación para un producto o un paquete, es el cociente de la diferencia entre
temperatura inicial y temperatura final por la duración de la congelación. En un punto dado del producto,
la velocidad de congelación local es el cociente de la diferencia entre temperatura inicial y temperatura final
deseada por el tiempo necesario para que este Última temperatura alcance el punto en cuestión.
3.3.2.4 Velocidad de avance del frente de congelackín (cmh)
Es otra forma de expresar la rapidez de congelación por medio de la velocidad a la que se desplaza el
frente de hielo a través del producto. Esta velocidad es mayor cerca de la superficie que hacia el centro:
de aquí la dificultad para comparar, de manera que sean válidas, las informaciones procedentes de
diferentes fuentes.
3.3.2.5 Duración de almacenamiento
Las feacciones fisicas y químicas que se producen en un alimento congelado conducen a una pérdida de
calidad gradual, acumulativa e irreversible, de manera que al cabo de cierto tiempo el producto deja de ser
válido para el consumo, debido a la transformación sufrida.
15
3.3.2.6 Conservación de alta calidad
Se define como el tiempo que transcurre entre el momento en que se congela un producto de excelente
calidad y el momento en que wdetecta por apreciación sensorial, una diferencia estadísticamente
signiricativa (BO.01) en relación con la calidad inmediatamente antes de la congelación. Esta "diferencia
justamente detectable" se establece cuando en un ensayo de tipo triangular, el 70% de los degustadores
experimentados pueden distinguir entre el producto y la muestra patrón.
Cuando se utilizan escalas hedbnicas para la evaluación de la caldad, una diferencia significativa de
calidad puede ser considerada como adquirida cuando se rebaja la nota media de una cantidad
estadísticamente significativa de la escala total.
3.3.2.7 Duración práctica del almacenamiento
La duración del almacenamienb del producto en estado congelado, contado a parür de la congelación, es
el período durante el cual el producto conserva sus propiedades caracterisücas y es válido para el
consumo en el estado o en la transfomcibn a la cual se le destina (I.I.F.. 1990).
3.4 Principios generales de la congelación
3.4.1 Aspectos cienííficos
3.4.1.1 Introducción
El tratamiento de los alimentos por congelación es un excelente medio para mantener casi inalteradas
durante mucho tiempo las características originales de numerosos alimentos muy perecederos. Esta
conservación de la calidad se explica a la vez por la disminuci6n de la temperatura, que hace m8s lentas
las reacciones bicquímicas e inhibe las acüvidades microbianac, y por la reducción de la actividad del agua
del sustrato, porque la mayor parte del agua contenida es transformada en hielo a las temperatura
utilizadas comúnmente (-18°C).
El agua es el principal componente de la mayoria de los alimentos congelados comercialmente. Una parte
imputante de esta agua está unida en diversos grados, a los complejos coloidales rnacromdeculares, por
esi~~ctum gel intes o fibrosas en el interior de las cblulas y en los hidratos. Durante la congelación, la
nucleaci6n del hielo y el crecimiento de los cristales provocan numerosas modificaciones. Los
16
cmpormtes celulares solubles pueden alcanzar la saturación y precipitar; modificaciones del pH pueden
afectar los complejos doidales; cambios muy marcados de la presión osm6tica pueden romper las
membranas semi-permeables.
Este efecto de crioconcentración se observa especialmente en los productos con un fuerte contenido en
elacbólii (salados); que puede contrarrestar el efecto beneficioso de la disminución de temperatura que
reduce las velocidades de rea&, lo que puede conducir a evitar una temperatura demasiado baja para
la conservación.
3.4.1.2 Aspectos fisicos de la congelación
- Formación del hielo
El agua es un componente fundamental de las materias primas y alimentos, es un disolvente que permite
las pnicesos de dfusi6n y las conciguientes reacciones químicas y bioquímicas. La solidificación del agua
es un importante factor que inhibe este proceso deteriorativo (Gruda, 1985).
Desde el punto de vista fisico, los tejidos animales y vegetales pueden ser considerados. como soluciones
acuosas diluidas. Cuando el alimento es enfriado por debajo de O "C, el hielo comienza a f m r s e a la
temperatura denominada crioscdpica (comienzo de la congelación), que es también la temperatura
caracteristica de fusión, aquella a la cual funde el último cristal de hielo en una descongelación
suficientemente lenta. La temperatura del comienzo de la congelación depende en gran medida de la
concentración molar de las sustancias disueltas y no de su contenido en el agua; por ejemplo, las frutas
muy ricas en agua, tienen un punto de congelación de -2 a -3 "C, mientras que las cames magras que
contienen menos agua, poseen un punto de congelach cercano a -1 "C; La diferencia se debe a la fuerte
concentración del zumo de las frutas en azúcares y ácidos, mientras que la concentración de solutos es
más débil en el segundo caso. La cristalización del hielo en el curso de la congelación, se produce
después de una cierta sobrefusión y en el proceso de congelación se acompaila de una elevación de
temperatura cercana a la temperatura crioscopica (I.I.F., 1990).
AI descender la temperatura del agua, se aproximan entre sí sus molhulas; su fuerza de atracción que
las une se acenhja, a la vez que disminuye el movimiento térmico de Brown. Cuando la energía de estos
movimientos está por debajo de la energía de la orientación constante de las partículas, se origina la
estructura cristalina (Gruda, 1985).
17
La formación del cristal de hielo es una fase de cambio en la que las rmléculas del agua "detienen" su
movimiento y forman una ordenada esiructura cristalina; haciendo que cedan energla como calor hacia
sus alrededores. Pasando lentamente hacia otras moléculas de agua a su alrededor, así que durante la
wngelacibn la lempmiura del agua o del alimento cae muy lentamente, pero una vez que la congelación
concluye hay una súbita caída en la temperatura (Edwards, 1988).
En general, los alimentos son sistemas heterogéneos desde el punto de vista químico y fisico; en
consecuencia el fenómeno de congelación esta caracterizado por la existencia de una temperatura a la
que aparecen los primeros cristales de hielo y de un intervalo de temperatura para que el hielo se forme.
Mientras el hielo localizado en el exterior de las células, no produce ninguna lesbn grave o irreversible.
Igualmente, es bien conocido que las células que naturalmente tengan un contenido bajo en agua, o en
las que la concentración de las disoluciones se ha aumentado considerabiemente por la difusión de un
crioprotector, pueden someterse, sin alteración a un proceso apropiado de enftiamiento; estas células
recuperan su viabilidad daspués de ser descongsladas, induso si la conservación se ha hecho a muy baja
temperatura. A medida que el producto se enfría más, por debajo de su punto de congelación inicial, el
agua se congela cada vez más, de tal forma que las disoluciones residuales son cada vez más
concentradas.
En los alimentos congelados, la relación del hielo formado con la disoiuci6n residual es función de la
temperatura y de la concentración inicial de solutos (I.I.F., 1990).
- Formación del cristal
Reuter (1916, citado por Tressler 1968) demostró que una muy rápida congelación, por ejemplo: piezas
pequeiias de tejido congelado por medio de nitrógeno liquido o dióxido de carbono, muestra resultados
en la formación de cristales de hielo pequetios dentro de la estructura celular y algunas formaciones de
hielo en los espacios intercelulares y comparativamente pocos cambios histológicos en el tejido.
Sin embargo cuando la congelación fue algo lenta, encontró que comparativamente se formaron cristales
de hielo grandes, particularmente dentro de las paredes celulares y aparentemente causando ruptura de
estas y particularmente entre las células.
18
Una muy lenta congelación con aire estacionario a -7 "C se obtuvo como resultado la formación de
cristales sólo en los espacios intercelulares (Jul. 1984).
El I.I.F., (1990) menciona que si la congelación es muy rápida, el fen6meno de concentración de las
disoluciones, que está ligada al movimiento del agua a través de las membranas y al movimiento de los
dubs, es muy reducido. Una vez que el agua ha comenzado a congelar, la Cristalización es función de
la velocidad de enfriamiento, al mismo tiempo que la velocidad de difusión del agua a partir de las
disoluciones o geles que bañan la superficie de los cristales de hielo. Si la velocidad de congelación es
débil se forman pocos nÚckas de ciistalización y los cristales de hielo crecen ampliamente; como el agua
comienza a congelarse fuera de las células, estas son sometidas a una presión osmótica y pierde agua
por difusión a través de las membranas plasmáfcas; en consecuencia, se colapsan parcial o totalmente.
Si la velocidad de congelación aumenta, el número de cristales de hielo crece, mientras que su tamaño
disminuye. La congelación muy lenta puede conducir a un exudado excesivo en la descongelación,
mientras que una congelación muy rápida permite preservar la textura de ciertos productos.
- Crecimiento y cambios dimensionales del cristal
Los cristales de hido se forman a partir de agua pura, asi como las formas del hielo, el agua es separada
de la solución dentro de las células que conforman el alimento, haciendo éstas cada vez más concentradas. Si la congelación es muy rápida, se forman cristales de hielo pequefios, mientras que
cuando la congelación es muy lenta, los primeros cristales pequefios, simplemente crecen dando pocos
y muy grandes. El crecimiento de éstos cristales provoca la ruptura de la estructura celular del alimento
y con frecuencia hay deterioro de la calidad (Edwards, 1988).
La teoria acerca de las correlaciones entre cristal pequefiolcalidad y ruptura de paredes celulares, han
permanecido ampliamente aceptada por muchos datos que indican que una muy rápida congelación
conduce a una alta calidad de producto congelado (Jul, 1984).
Por otra patie el aumento de volumen que acompaña la congelación del agua es del 8 al lo%, siendo un
poco menor en los alimentos (aproximadamente 6%), debido a que s610 se congela una parte del agua y
porque ciertos alimentos contienen aire. Hay que tener en cuenta ésta "dilatación" al diseñar equipos y
envases para estos productos.
19
- Presión interna celular
Algunas VBCBS se ha asumido que la congebci6n podría causar la ruptura celular en el producto y que por
ejemplo; el exudado, fue debido a tal ruptura. Lo anterior se explica, por la congelación de la capa más
externa de la célula, que forma una cubierta dura, que podría resistir la expansión de las partes internas
cuando éstas eventualmente se congelan. Sin embargo, los resultados demostraron vanas rupturas de la
capa en diversas puntos; pues, durante la congelación aumenta considerablemente la presión de la célula.
La repentina caida de presión en vanas paries internas sugiere que la ruptura toma lugar.
Sin embargo, al parecer éste factor es de poca importancia en la prácüca como estimación de calidad, y
las rupturas visuales debido a la presi6n ejercida, son pocas. En más casos, el tejido pemanece con
bastante plasticidad por algo de tiempo desde que el agua se congela fuera de la célula gradualmente
permitiendo que la expansión tome lugar durante la congelación (Edwards, 1988).
- Porciento de congelación
Es importante mencionar, que en casos donde una rápida congelación parece ventaja, puede convertirse
en un efecto perjudicial para el producto. Por ejemplo, la congelación muy rápida de rebanadas de tomate,
v.g. nitrógeno líquido, podría resultar en la formación de cristales de hielo muy pequeños dentro de las
c8lubs, o fomiaaón uniforme de hielo amorfo. Tales tomates podrán retener una aceptable textura al ser
descongelados. Sin embargo, &a aplicación es por solo un cedo período de tiempo o por almacenamiento
a muy bajas temperaturas (aproximadamente a la del nibtgedíquido en éste caso), porque de otro modo
la recrístalizack5n toma lugar, con el subsecuente crecimiento del cristal, perdiendo cualquier efecto
benéfico en la textura (Jul, 1984).
Lo antetiw, nos hace ver la importanda de la velocidad de congelaci6n así como del método, temperatura
final de proceso y temperatura de almacenamiento.
- Curso del proceso de congelación
En la figura 2, se expresa gráficamente el curso típico del proceso de congelación de alimentos. Este
diagrama varia de acuerdo a: el méícido de congelacibn, tamaño, h, composición química, propiedades
Rsicas del producto y tipo de envasado. De acuerdo a éstos factores, la curva de congelación discurre, con
más o menos pendiente o bien se desvía hacia arriba o hacia abajo.
20
I C : Tcmpcntura del ccntro dcl producto. I I I ~ I - 1,. Tcmperatura en la ruperiicic del producto.
I 1, y t2: Tcmperatura inicial y final. respectiva- mente. del producto.
L T C A I ~_.._..IL u Te I - I L. ~ . .... ...I a-b'-c:d': Curva ie6rica de congelación.
a-bcd-e: Curva real de congelacidn.
FIGURA 2 CURVAS DE CONGELACION DE UN PRODUCTO ALIMENTICIO
FUENTE: Gtuda Z. (1985), Temologia de la amgela06n de los alimentos
Se pueden identiticar 3 etapas en el proceso de congelación:
En la primera fase que corresponde al tramo "a" hasta "b", se produce la refrigeración del producto a
congelar desde la temperatura inicial To hasta la temperatura cnoscópica T,.
En el tramo "b" a "c" corresponde a la congelacibn propiamente dicha. En teoria éste tramo tendría que
discurrir horizontalmente; en realidad, la concentracibn de jugo celular aumenta al incrementarse la
canüdad de agua congelada, disminuyendo a la vez constantemente el punto crioscbpico, as¡ se genera
una curva diferente a la horizontal.
En el punto en que la curva comienza bruscamente a caer (punto "c") se inicia una nueva fase, que es el
postenitiamiento del producto congelado. En Bsta fase ("c" a "d"), disminuye la temperatura del producto
congelado y alcanza una magnitud de la que puede partirse en el proceso tecnológico.
Sin embargo, la sola determinacibn del punto "c", que representa el final del propio proceso de
congelación, es muy dificil. De aqui, se deduce que sea determinado a una temperatura de -4 "C. Io que
corresponde en la mayoria de los alimentos a una congelacibn aproximada del 73% de la cantidad total
del agua.
21
Como la congelación del agua prosigue hasta temperaturas muy bajas, ambas fases del proceso, la
congelación propiamente dicha y el postenfriamiento, discurren por consiguiente de manera simultánea
dentro del tram "C" a "d" (Gruda, 1985).
- Migración del agua
A causa de la falta de uniformidad de temperatura en un tejido durante la congelación, hay diferentes
concentraciones en la fase líquida de un producto. Esto podria dar como resultado una cierta difusión,
debido a una diferencia de presión osmótica, proceso que podria ser parcialmente reversible durante el
descongelado. El exudado podria actualmente ser asociado tambin con éste efecto (Jul, 1984).
- Calor desprendido duranie el curso de la congelación
La cantidad de calor eliminado (o variación total de entalpía), durante la congelación de una masa de
alimento depende en gran medida del agua congelable. Esta cantidad representa aproximadamente la
suma de tes factom: a) variación de la eníaipia correspondiente al enfriamiento de la temperatura inicial
(To) al punto de congelación (Tkr) (a-b); b) calor latente de congelación (k); c) variación de la entalpía
conespondiente ai enfriamiento ctei punto de congelación a la temperatura final (cd). si se producen otros
cambios de fase, tales como la cristalización de materia grasa, el calor eliminado tqmbién cuenta en los
cambios de entalpía. aunque éstas cantidades sean pequefías. El cambio total de entalpía es un factor
determinante en el cálculo de los equipos de congelación y descongelación (Gruda. 1985).
- Tiempos de congelación
La duración real del proceso de congelación depende de diversos factores, unos relativos al producto a
congelar y otros al equipo utilizado, mencionando algunos más importantes:
a) Dimensiones y forma del producto (espesor).
b) Temperatura inicial y final.
c) Temperatura del refrigerante.
d) Coeficiente de transferencia de calor superficial del producto.
e) Variación de entalpia.
r) Conductividad térmica.
22
En el caso del hielo la conductividad térmica es 4 veas mayor que la del agua, jugando un papel
importante en la velocidad de congelaci6n. La conductividad térmica vana mucho según los productos y
temperatura.
Los cálculos son dificiles a causa de los numerosos y diversos parámetros que intervienen. La fórmula de
Plank, se ha mostrado eficaz para interpretar los resultados experimentales. A continuaci6n se presenta
la fórmula:
Donde:
i= duración de congelación.
H= cambio total de entalpía, cantidad de calor a eliminar entre T, y Tm,
e= diferencia entre temperatura de congelaci6n del producto y temperatura del medio
refrigerante.
D= espesor del producto (paralelo a la dirección principal de transferencia de calor).
y= densidad de la masa en estado congelado.
N= factor de forma (2 para placa, 4 cilindro, 6 esfera)
A= conductividad térmica del alimento congelado
a= coeficiente de transferencia de calor superficial entre el medio refrigerante y
producto (I.I.F.,1990).
Cálculo de los tiempos de prerefrigeración y de postenfriamiento:
At le le Ate a 41e
to=5d=933Cpn(lh--0.0913)(- +-)
Donde:
b=td= tiempo de prerefrigeración y postenfriamiento. .
23
Cp= capacidad calorHica especffica media del producto congelado.
n= coeficiente variable de acuerdo al indice de Biot.
t= Diferencia efectiva de temperatura entre el cuerpo y el producto refngerante
durante la congelación efectiva en OK.
te= Diferencia efectiva de temperatura entre el cuerpo y el producto refngerante en la
terminación del tiempo de postenfnamiento en "K (Gtuda, 1985).
Así, el tiempo total de congelación se calcula como sigue:
titBi= t + b + M
- Fin de la congslación
El pcoceso de congelación termina en la pdcüca, cuando la mayor pat%? del agua congelable se transforma
en hielo en el centro témico del producto; para la mayoría de los productos, la temperatura del centro
térmico coincide en ese momento con la temperatura de almacenamiento. Si el producto se retira del
congelador antes de este momento puede resultar una congelación muy lenta en el centro del mismo y
como consecuencia una Mrdida de su calidad.
- Importancia de la temperatura final
Mientras el frio de la temperatura final no lleve a un incremento en el exudado, algunas desventajas
podrian ocurrir como resultado de una lenta temperatura final. En pocos casos han sido observados otros
danos irreversibles a una lenta temperatura final; por ejemplo, ciertos fnitos se decoloran cuando se
congelan de form lenta. También la práctica de la congelación de fnitas en una solución azucarada o
cubierta de azúcar podría en algún grado estar relacionado en algún factor benéfico para el producto.
Adicionando una al$ mM de azúcar trae como resultado una fase acuosa azucarada, que tiene
un bajo punto de congelación. Asi la menor cantidad de agua estaría congelada fuera en el MSO de un
producto congelado, que en un producto no azucarado a la misma temperatura final.
24
" -,.,..,. *.,< .... -..*., ... .. .. ..._ .... . . _*. ... ..~. ... .. -
- Recristalización
Con respecto a las consideraciones del tamaño de cristal obtenidas en congelación, se ha especulado
muchas veces; pues la posibilidad del crecimiento del cristal durante el almacenamiento congelado se
puede dar a bvés de la recristalzaci6n. Es bien conocido que en muchos productos "cistalinos", podnan
ciiginalmente tener cristales pequeñas. Sin embargo, los más pequeños son inestables con respecto a los
más grandes. Bajo ciertas condiciones, habría crecimiento del tamaño del cristal pudiendo ser acelerado
en gran medida por fluctuaciones de temperatura.
Mientras se sabe que tal fenómeno ocurre, no se han encontrado problemas graves en la calidad de
productos congelados, excepto en casos donde las fluduaciones de temperatura son superiores a -12 "C.
En tal caso podria observarse un movimiento de masa de agua dentro del producto a tal grado que ocurren
daños directos.
- Fluctuaciones temperatura y modificaciones al tamaiío de los cristales de hielo en los
alimentos durante el almacenamiento
Si bien, esta más relacionado al fenómeno de almacenamiento, el temor de crecimiento de los cristales
pequeRos de hielo obtenidos por una muy rápida congelación. es probablemente la razón del por qué se
toman aparentemente consideraciones puramente teóricas; generalmente se recomienda que los cuartos
de almacenamiento congelado Sean mantenidos a temperaturas constantes y que todas las fluctuaciones
de temperatura se eviten. En pocos casos se ha observado la recristalización del hielo a temperaturas
inferiores a -12 "C. Además, es raro que las fluctuaciones en los cuartos de almacenamiento congelado
pudieran subir más que +. 2 "C con medianas infrecuencias de fluctuación.
Experimentos relacionados a la influencia de las fluctuaciones de temperatura son revisadas por Ulrich
(1981, citado por Jull984). Existiendo poca evidencia de cualquier reducción en la conservación de la
calidad, debido a fluctuaciones de !emperatura por abajo de -18 "C.
Sin embargo, cuando cualquier efecto benéfico de cristales pequeños es exigido, es entonces
probablemente importante estudiar el efecto de fluctuaciones de temperatura, como podría aplicarse a
alimentos congelados almacenados en vitrinas para venta al publico (Jul, 1984).
25
0
El I.I.F. (199ü), menciona que los cambiosde forma y tamaño son causados por variaciones peri6dicas de
temperatura experimentadas durante el almacenamiento; pero si la amplitud de las variaciones de
temperatura es grande, éstoc cambios son más marcados y el riesgo de destnicci6n celular provoca más exudado en la descongelaci6n.
3.4.1.3 Aspectos nutricionales
En general el valor nubiovo de los alimentos conservados por wngelacih está bien preservado. Los datos
experimentales de que se dispone oenden a demostrar que éste dtodo de wnservaci6n degrada menos
que los otros, con la reserva de que debe aplicarse según las reglas de la tbcnica modema.
Si el alimento es congelado rápidamente y almacenado a temperatura suficientemente baja, la retención
de los nutrientes es generalmente muy buena. Una comparaci6n equitativa del valor de un alimento
conservado por diversos n?btodos (aperhzacidn, congelaa6n, liofilizaci6n etc.), no puede hacerse más que
en la última fase, que es en el plato del consumidor.
El valor n W o Onginal depende de b naturaleza del produdo, de la variedad, condiciones de crecimiento,
del grado de madurez en la recolecci6n ' así como de la forma de rewiecci6n. La congelación propiamente
dicha no altera el valor nutritivo del producto. Pero, en las eventuales etapas preparatorias y en el curso
del almacenamiento en estado congdado, pueden sobrevenir pérdidas para las vitaminas menos estables.
Por ejemplo, las vitaminas hdrosolubles B y C, que son utilizadas como indicadores cuando se investigan
las degradaciones que han podido producirse en el tratamiento de los alimentos.
- Operaciones previas a la congelaci6n
El l.l.F.(1990), menciona que las vitaminas son bastante estables en las frutas por el hecho de su acidez.
Sin embargo, se pueden tener otros problemas en algunas frutas que hayan tenido un rebanado o
reducción de tamaño, tal como obscurecimiento, ya sea oxidativo o enzimático que puede ser eliminado
si se tratan con ácido asc6rbico inmediatamente después de la operaci6n.
En el caso parbGular de las hortalikas se escakian antes de la congebci6n. El calentamiento, habitualmente
por agua o vapor tiene como objetivo inactivaci6n de enzimas que catalizan la oxidación del ácido
asc6rbic0, aunque hay también destrucción de vitaminas B y C así como lixiviaci6n de otros nutrientes.
26
- Almacenamiento en estado congelado
La retención de las vitaminas durante el ~ a m i e n b en estado congelado varia mucho de un producto
a otro. De una manera general se establece que la vitamina C es bastante estable durante un ano en las
fnitac y hortalizas si la temperatura se mantiene por debajo de -20 a -15 "C, en éste caso se puede llegar
a una pérdida del IO%, a -30 "C no se observa prácticamente ninguna pérdida. A -10 "C, al cabo de un
ano pueden comprobarse pérdidas que alcanzan del 80 al 90%.
- Descongelación
La pérdida de nutíentes durante la descongelación depende de la cantidad de exudado, éste contiene las
vitaminas hidrosolubles, las materias minerales y los aminoácidos. En consecuencia toda práctica
tendiente a reducir el exudado disminuirá las pérdidas. En todos los casos en los que se pueda utilizar el
exudado al mismo tiempo que el producto, se recomienda no tirarlo sino incluirlo en el proceso de
preparación. para reducir en lo posible la pérdida de nutrientes (I.I.F., 1990).
3.4.2 Aspectos técnicos
3.4.2.1 Medidas de temperatura
- Como medir una temperatura
Es un acto importante en el curso de la congelaci6n y descongelación, asi como en el almacenamiento,
transporte y distribución. Se persiguen dos objetivos:
1 ) Obtener una temperatura exacta en el momento de la medida
2) Medir temperaturas significativas y representativas
La temperatura del aire puede medirse con diversos dispositivos, desde el simple term6metro indicador
colocado en el equipo de congelacibn, almacén o transporte; hasta los registradores integradores,
registradores a distancia o a los sistemas informatizados con centenas de detectores a distancia. En el
caso del indicador, da la informacibn localizada en el espacio y en el tiempo; el registrador informa la
historia térmica completa del sistema, es importante resaltar que los dispositivos deben estar colocados
en el espacio del almacén, transporte, etc. de tal manera que se tenga una condici6n general del sistema.
27
La temperatura superficial de un producto puede medirse fijando un detector plano o detector tipo aguja.
U detector piano indica una iemperaiura intermedia entre la del producto y la del ambiente al igual que los
temiopares; sin embargo el detector plano no se puede utilizar sobre superficies curvas o irregulares.
Cuando se rnide una temperatura interna, se deteriora inevibbhen te el alimento congelado, sin embargo,
es importante vigilar que el agujereado y la sonda tennométrica estén previamente enfriados y estériles;
el agujero hecho por una davo, tendrá un diámetro justo y suficiente para introducir la sonda, si se usa un
temiopar tipo aguja hay que tener cuidado durante la iniroducción del termopar. Además el detector debe
tener un tiempo corto de respuesta.
Para reducir los errores imputables a la conducci6n térmica del hilo que desemboca en el elemento
sensible, se inserta la sonda en el centro térmico, a Io largo de un trayecto Io más largo posible a través
del producto (I.I.F., 1990).
- Termometría
En la indusbia alimentaria se pueden emplear instrumentos iundados en uno de los siguientes principios:
Principio Precki6n
Alcohol en bulbo de vidrio 0.1 y 1 "C
1 "C
Láminas o serpentines bimeíálicos 1 a 2 "C
Radiaciones 1 "C
Presión de vapor o dilatación de líquido
Resistencia eléctrica y efecto termoeléCtr¡co 0.1 a 1 "C
Este úiüm es el más comúnmente usado en los tempares, en donde aparece una fuerza electromotriz
de la uni6n de dos metales (o semiconductores), colocados a temperaturas diferentes.
- Elección de los puntos de medida
La eleccion de los puntos donde debe medirse la temperatura en un congelador de Comente de aire, un
almacén o un transporte, es de apreciación. Si no puede medirse más que una temperatura, lo mejor es
tomarla al retornar el aire al evaporador, dandonos informaci6n acerca de la temperatura media de la
28
cámara. Lo ideal es tomar la temperatura, Io más cerca de los productos, en cuantos puntos sea posible
y se evitará tomar la temperatura del aire a la salida del evaporador, puesto que es la más baja de la
cámara.
3.5 Métodos de congelación
3.5.1 Métodos y equipos de congelación
ASHRAE (1986), define un congelador como un equipo de ingeniarla para procesamiento de alimentos que
desemperia la función de congelar y BS comúnmente instalado en linea con la fase de preparación, o bien
antes o después del empacado.
Un equipo de congelacibn debe estar concebido para acomodarse a las tres etapas del proceso térmico.
Los equipos de congelacibn pueden ser divididos dentro de los siguientes grupos, en función del medio
de transmisión térmica de los productos alimenticios.
7.- Congeladmsporaire tbnado: El aire a relativamente alias velocidades es circulado sobre el
producto, recogiendo el calor del alimento y posteriormente es enfriado por medio de un intercambiador
de calor antes de ser recirculado.
2.- Congeladores de contacto directo: El alimento (empacado o no) es colocado entre placas
metálicas o superficiaies, el calor es exiraido por conducción directa a través de la superficie del metal que
es refrigerado por un medio en circulación.
3.- Congelación por inmersión: El alimento es inmerso en un fluido, generalmente soluciones a
baja temperatura que es enfriada por evaporadores en un sistema de refrigeración convencional.
4.- Congelación criogénica: El alimento es expuesto a una atmósfera por debajo de -60 “C, con
un acabado por aspersión de nitrweno líquido o COZ líquido dentro de la cámara de congelación.
3.5.1 .1 Sistemas por aire forzado
- Tunel de congelación estacionario
El túnel de congelación estacionario, es un tipos simple de congelador. esta diseiíado para
producir resultados satisfactorios para la mayoría de los productos. Esta comprendido por un recinto
29
aislado equipado con evaporadores y ventiladores, que circulan el aire frio a traves del producto, éste a
su vez &a situado sobre bandejas o cuadros que están dispuestos sobre estantes estacionarios, o sobre
cam que recorren el "túnel" aisladamente o en serie; las capas de los productos están suficientemente
separadas para que el aire circule libremente.
El desphzamiento de los productos puede hacerse a mano o por carros en los "túneles estacionarios", o
bien con ayuda de mecanismos que empujan o jalan.
El transporte térmico depende de las dimensiones y de la forma del producto (especialmente de su
espesor), depende de la conductividad térmica (k) característica del producto y del coeficiente de
transferencia t&mica supenícial; &te coefiaente es parámetro esencial en la congelación por aire forzado
y aumenta con la velocidad del aire.
El túnel es un equipo de congelación muy fiexiMe, que se adapta a productos de todas dimensiones y
formas, empaquetados o no, también es adecuado durante el desarrollo inicial de un nuevo producto
congelado para el mercado, sin embargo, requiere de mano de obra y puede causar pérdidas
considerables de peso o deterioro de calidad si no se maneja adecuadamente el producto y las
condiciones de la &mara.
- Congeladores de banda transportadora
Los modem congeladores de banda han mejorado el contacto entre al aire y el producto, que se logra
por medio de un flujo de aire verücal. La distribución uniforme de el producto sobre toda la superficie de
la banda es un prerequisito para una congelación efectiva. Pues, donde la capa del producto es delgada
o no existe, hay menos resistencia
al flujo de aire causando una acumulación del mismo en áreas menos densamente cargadas. Este
fenómeno es llamado "canalización" y da como resultado productos pobremente congelados.
El congelador de banda simple, el congelador de múltiples bandas y el congelador de bandas tipo espiral,
son los tipos principales más usados. La banda en general está hecha de enrejado metálico; se desplaza
quedando en el interior del aparato, siendo necesarios dispos~os para introducir o evacuar los productos,
o bien sale del recinto congelado, lo que permite colocar el producto sobre la banda en el rnism local de
preparación.
30
El congelador en espiral lleva una correa que apla automáticamente los productos en el interior del recinto
cerrado. Una carga insuficiente de producto puede ocasionar una velocidad de aire menor sobre el
producto y, en consecuencia, un tiempo de congelación mayor o una temperatura del producto
insuficientemente baja.
- Congeladores de lecho fluidizado
Fluidización se define, corno un dtodo para mantener partículas sólidas flotando en un flujo directo
ascendente de gas o Iíquido. En la congelaci6n, la Ruidizaa6n ocurre cuando las partículas de similar forma
y tamaño son sujetas a una corriente ascendente de aire a baja temperatura. A una cierta velocidad del
aire las partículas flotan en la corriente, en donde cada partícula es separada una de otra pero rodeada
de aire con libre movimiento. En éste estado, la masa particulada asume las propiedades de un liquido
o fluido.
El uso del principio de fluidmción para congelación proporciona grandes ventajas sobre los métodos
convencionales de banda. Muchos productos que tienden a pegarse (v.g. rebanadas de zanahoria o
calabacita), son congelados rápido individualmente. Los congeladores de cama fluidizada son efectivos
y confiables, cuando se congelan productos con alto contenido de agua.
La fluidizaci6n mejora el contacto efectivo airelproducto produciendo mayor transferencia de calor que
aquellos considerados normales por los túneles de congelación por aire forzado. Los congeladores de
cama fluidizada son confiables en general para frutas y vegetales.
3.5.1.2 Congeladores de contacto directo
- Congeladores de placas
En un congelador de placas, el producto es presionado firmemente entre dos placas meiálicas. El
refngerante (normalmente salmuera), es circulado por canales alojados en el interior de las placas. Esto
asegura una buena transferencia de calor y relativamente cortos tiempos de congelación , si ciertos
diseños y criterios de operación son satisfechos. Las placas deben ser planas y libre de distorsiones y el
paquete debe ser ajustado con el producto. También es una ventaja si el producto es un buen conductor.
31
Todoc aquellos fadores üenen una inñuencia pasibva en la transferencia de calor por conducción, por otra
parte el espesor del empaque debe ser limitado a un máximo de 50 mm.
Dos son los Opos pnncipaies de congeladores de piacas; el diseno horizontal y el vertical. Cada tipo puede
ser manual o automático, generalmente el congelador de placas horizontal operado manualmente, tiene
de 15 a 20 placas. El producto se coloca sobre las chardas meiálicas al final de la linea de empaque,
cargadas en estantes y transportadas al congelador.
La operacibn automática de un congelador de placas horizontal puede ser obtenida cuando la batería de
placas puede moverse hacia arriba o hacia abajo en un sistema elevador. A nivel de un transportador de
carga, las placas se separan y los paquetes acumulados sobre la cinta son empujados entre las placas,
descargando simultáneamente un piso de paquetes congelados del lado opuesto; la operación se repite
hasta que se han reemplazado todos los paquetes congelados; después se aprietan las dos placas y el
conjunto vuelve a subir y un nuevo ciclo comienza.
- Congelador de tambor
Este tipo de aparato puede considerarse como un congelador de banda más compacto. El tambor puede
ser vertical u horizontal.
En principio puede congelar los mismos productos que en los congeladores de banda. Así los
ca-geiadores de taw pueden dar una fomia deseada al producto en el curso mismo de la congelación.
- Congeladores de bandas o correas
Esián concebidos para la congelación por capas bastante delgadas de productos llquidos o pastosos. El
producto se extiende sobre una banda simpie de acero inoxidable de espesor máximo 15 mm. El criógeno
circula por el exterior de la correa asegurando una buena transmisión térmica con un tiempo de
congelación relativamente corto.
3.5.1.3 Congeladores de inmersión
Para los productos de forma irregular tales como pescados y pollos, se obtiene una buena transferencia
térmica congelando por inmersión. El líquido frío es por ejemplo; una solución acuosa de sal, de azúcar,
de alcohd o de otras sustancias no tóxicas. El producto es sumergido en cualquiera de estas sustancias
o rociado con la sdución cuando se introduce en la artesa.
32
Si el líquido es etilenglicol, propilenglicol u otra substancia análoga. el producto debe protegerse por un
embalaje estanco de alta calidad.
3.5.1.4 Sistemas de congelación criogénica
- Nitr6geno líquido criogénico
La disposicih más común es por medii de asperjamiento del nitr6geno liquido (-196 "C) sobre una banda
transpor$dora. El n-o liquido al contacto con el producto se vaporiza répidamente, el vapor generado
se transfiere hacia el prcducto de enirada como medio de preenfnamiento (-70 "C); finalmente los vapores
son descargados a la atmósfera con temperaturas alrededor de -30 a -18 "C.
Para obtener una congelación extremadamente rápida (sobre todo en superficie), se puede sumergir
directamente el producto en el nitr6geno liquido; pero si no se toman suficientes precauciones, una
congelac¡& demasiado @da, puede provocar grietas superficiales.
El método es utilizado para una primera congelación superficial. Para una congelación mpleta , el
procedimiento consume de 1 a 1.5 kg de nitrógeno liquido por kg de producto. A pesar del precio del
nitrbgeno, la reducida inversión y la simpkidad del funcionamiento hacen que éste dtodo sea económico
para productos de gran valor y pequeiias dimensiones.
- COZ criogénico
El procedimiento descrito para el nitrbgeno liquido puede aplicarse al dióxido de carbono, normalmente
esta almacenado como liquido a 2067 kPa y -18 "C. A presión atmosférica sólo existe como sólido o gas.
Cuando el liquido es liberado a la atmósfera, el 50% se transforma en nieve de hielo seco a -79 "C, que
puede ponerse en estrecho contacto con el producto a congelar.
3.6 Descongelamiento y atemperado
3.6.1 Métodos de descongelación
Estin fundados sobre las propiedades térmicas del producto, o bien sobre sus características dieléctricas
o su resisüvidad eléctrica. El primero consiste en aportar calor a la superficie del producto, por lo cual se
expone la superficie de éste a la acción del aire, vapor de agua, líquido o a la influencia de superficies
calientes. En el segundo caso el calor se genera en el interior del producto por calentamiento con
microondas, o corriente eléctrica o también aprovechando la resistencia eléctrica (Gruda, 1985).
33
La concepción de un sistema de descongelación implica, conocer bien el proceso a seguir para obtener
la duración de descongelaci6n deseada, así como sus efectos sobre el exudado, el aspecto y calidad
microbiológica. Es necesario tener en cuenta que las temperaturas iniciales vanan de -40 a -2 "C y las
temperaturas finales de -5 a 10 "C.
El proceso de descongelación consta de ires etapas: 7) calentamiento del sólMo hasta el "nivel" de
descongalacfon (atemperado)); 2) desmngeIaci6n pmpiamente dicha; 3) calentamiento al punto de
temperafum final. La duracih total de la descongelaci6n en un producto, es el tiempo necesario para que
pace de su nivel inicial en estado congelado, hasta que no quede nada de helo en el producto (l.I.F.,1990).
A continuación se describen algunos métodos de descongelación, esto permitirá seleccionar el m8s
adecuado de acuerdo al producto que se desee.
3.6.1 .I Descongelación por aire
La descongelación se practica con aire en reposo o con aire en movimiento, la duración e influencia
tecnológica del proceso descongelador depende de las condiciones del aire. Se recomienda en general
que la temperatura circundante no sea mayora 20 "C y que la humedad relativa del aire se mantenga por
amba del 90%. Temperaturas superiores pueden alterar las capas superficiales como consecuencia de
actuaciones microbianas antes de que estén descongeladas las porciones interiores.
Por otra parte, una humedad relativa alta disminuye la desecación y las pérdidas de jugo, a la vez,
manüene un elevado coeficiente de transmisibn de temperatura. No se recomienda la descongelación en
aire quieto para las aplicaciones industriales por que la trasmisión de calor superficial es muy lenta. A
medida que aumenta la velocidad del aire la transmisión de calor se acelera y la duración de
descongelación disminuye.
3.6.1.2 Descongelación al vacío
Se basa en aprovechar la entalpia latente de vaporación, con temperaturas que no ejercen ninguna
m o d i negativa sobre la superficie del producto. La temperatura de evaporación del agua depende
del vacío alcanzado.
Este método se ha utilizado en la descongelacibn de carne de pescado verduras y fnitas en bloques.
34
3.6.1.3 Descongelacibn por métodos eléctricos
En los sistemas eléctricos, el calor se engendra en el seno del producto, de manera que la conduccibn
témica no es un factor limitante. En éstos sistemas un campo electromagnético oscilante comunica a las
rdéa~las una energía cinétka que se disipa por condiciones W c a s con las moléculas vecinas en forma
de calor.
La cantidad de calor engendrado, depende mucho de las características eléctricas del producto. Como el
producto es heterogéneo, pueden generarse variaciones marcadas de la velocidad de calentamiento.
3.6.1.4 Descongelaci6n por microondas
El I.I.F. (1990), menciona que la utilidad de microondas a una de las frecuencias autorizadas para usos
industdales permite te6ncamente una descongelaci6n muy rápida, pero la inestabilidad térmica restringe
su uso. En el límite, ciertas partes del producto pueden ser cocidas, mientras que otras estarán todavía
completamente congeladas; esto se comprueba porque en un alimento congelado, la absorcibn de las
radiaciones electromagnéticas de ésta banda de frecuencia crece a medida que la temperatura se eleva,
de manera particularmente marcada por encima de -5 "C. Si por cualquier razón un punto del producto
está ligeramente más caliente que los que le rodean, éste punto absorberá más energía. El "arranque"
térmico puede moderarse reduciendo la densidad de la potencia eléctrica suministrada a fin de igualar el
reparto de entalpía en el producto.
Gtuda (I=), sehala que el incremento uniforme de la temperatura en toda la masa del producto es una
característica positiva del calentamiento por microondas en comparaci6n con todos los sistemas de
descongelaci6n, en los que es peculiar la existencia de un núcleo térmico dentro del producto. La
uniformidad de calentamiento mediante microondas es tanto mayor cuanto más homogéneo sea el
producto, cuanto mayor cea su contenido de agua, menores sus dimensiones y más regular sea su h a .
3.6.2 Efectos en la calidad
En condiciones indeseables extremas, una técnica deficiente de descongelación puede provocar
considerables mermas de calidad y pérdidas de peso.
En alimentos con estructura tisular, la magnitud de la pérdida de jugo es el indice más importante de la
reversibilidad del proceso de congelación.
35
La salida de jugo puede ocasionar considerables pérdidas de sustancias solubles (vitaminas, enzimas,
sales minerales, péptidos de bajo peso molecular, etc). En los tejidos sin congelar no se aprecia
prácticamente ninguna salida espontánea de jugo, caso contrario que se advierte después del proceso
de congelaci6n y poslerior descongelación de un producto. La salida de jugo de productos congelados se
ve aumentada por el incremento de la fase líquida que provoca la congelaci6n.
En muchos casos la Nrdida de jugo va acompañada por aceleradas alteraciones microbianas y por el
empeoramiento del aspecto y la consistencia del producto.
En el caso particular de las frutas; conservar la consistencia y reducir la pérdida de jugo, son los índices
de calidad más importantes en la fruta descongelada. La máxima influencia sobre la calidad de los
prcductcs congelados la la especie y la variedad de los mismos. La técnica de descongelación tiene
importancia secundaria; estudios comparativos realizados con fresas han demosirados que existe
variedades resistentes a la congelación y que las menores pérdidas de jugo se registran utilizando el
método dieléctrico. Por otra parte, por añadidura, las fresas a las que no se agreg6 azúcar pierden más
jugo que aquellas otras que fueron azucaradas (Jul, 1984).
3.6.3 Calidad de los productos descongelados
Muchos experimentos se han hecho con respecto a éste punto, principalmente en cames y se ha
encontrado en general, muy poca diferencia entre un producto descongelado y fresco, bajo paneles
entrenados de evaluaci6n.
En el caso particular de las frutas, la calidad de la fruta descongelada esta supediida al tiempo de
almacenamiento y las condiciones del mismo. Pudiendo encontrarse que, en pulpas descongeladas al
pocoihmpo después de la congelaci6n presehtan condiciones y caracterisOcas similares a la del producto
fresco, sin embargo, este grado de frescura puede variar si no se consideran todas las condiciones de
almacenamiento.
3.6.4 Usos actuales de los productos descongelados
Son muy diversos y para ilustrar éste punto se mencionan algunos ejemplos:
La came oongdada muchas veces es parcialmente descongelada (atemperada) y es usada para promover
el procesamiento en esa fonna. La industria de la carne usa congelados en un grado considerable como
medios de abastecimiento de materia prima para enlatados y curados.
36
En el caso de las frutas y vegetales, son muchas veces congeladas como materia pnma, para un
subsecuente desCongelanYent0 parcial o total en la elaboración de platos preparados y mezclas de frutas.
Gtuda (1985). menciona que la huta congelada se uülza preferentemente como semiproducto para fabricar
míitura, compota y similares. En la preparación de jugos, es particularmente conveniente el empleo de
productos congelados, ya que las alteraciones estructurales del tejido provocadas por la congelación
influyen favorablemente sobre la duración y rendimiento del proceso.
1.I.F (1990), seiiala que sólo una mínima parte de las frutas ultracongelada se consume en éste estado;
la mayor parte es utilizada por las industrias de transformación en la elaboración de otros productos tales
como: confituras, conservas, frutas al jarabe, pulpa de fruta, zumos y bebidas, "perfumes" de fruta,
guarniciones de tarta y fruta para yogures.
Sin embargo, la descongelación es obviamente un área donde hay que fomentar el estudio por su
importancia en la presentaci6n de un producto.
3.6.5 Capacidad de conservación de los productos descongelados
La capacidad de conservación de los alimentos despues de su descongelación es un punto que, pese a
su gran importancia práctica, no ha sido estudiado suñckntefnente. Sin embargo, la conservación de frutas
y verduras es después de descongelar mucho menor, sobre todo como consecuencia de su mayor
sensibilidad al ataque de hongos y levaduras (fermentaciones).
Por otra parte la influencia de la temperatura y el pH del producto. se ha apreciado en la pérdida de
vitamina C en el curso del almacenamiento de frutas y verduras congeladas.
Las primeras alteraciones perceptibles de color y consistencia en frutas y verduras descongeladas
aparecen al cabo de 24 h de almacenado. Dependiendo más de la clase de producto y de su constituci6n
morfolbgica que de la temperatura de depósito.
3.7 Tecndogia y práctica de la congelaci6n en frutas
Herrman (1977), señala que las frutas al igual que las hortalizas se prestan bien a la congelación y en
muchos casos las características originales de la fruta se conservan mejor por la congelación que por
cualquier otro método de consenración conocido.
37
Siendo natural que en muchas frutas congeladas se produzcan modificaciones por congelación y
descongelacibn, que no se dan en las frescas. En la mayorla de las veces queda afectada la consistencia
(firmeza y cmsüiución estructural) y con ello la capacidad de retención de jugos. así como en ocasiones,
el color y el sabor mientras que los componentes del aroma tipicos de cada variedad se conservan casi
inalterados. Normalmente los frutos de cdores oscuros son más aptos para congelar que los de colores
claros y los de pulpa compacta que aquellos de pulpa blanda.
Las frutas se congelan de diversas formas; ya sea enteras, en mitades o en rodajas sin o con otros
ingredientes, ya sea en azúcar, jarabe, o incluso bajo la forma de zumos, concentrados y purés.
3.7.1 Materias primas
3.7.1.1 Especies y variedades
Las propiedades organolépticas (consistencia, color, aroma), investigadas en las frutas destinadas a la
transformación, varían mucho según la industria que los utiliza. Así las confituras y las frutas en jarabe
requieren pulpas que Mavia estén firmes después de la congelación y cocción o deshidratación, mientras
que para preparar licores y bebidas se prefieren frutas ricas en aroma y de color intenso, incluso si son
de consistencia blanda.
Las diversas especies y variedades ofrecen raramente a la vez una consistencia firme y un buen aroma,
para su co~isum $I cual, se preferirá congelar variedades de puipa íirme, que conseNe su textura lo meja
posible tras la descongelación. Las irutas de colores intensos, rojos, amarillos etc. deben ser uniformes
en W a la masa. Para las especies sujetas a pardeamiento enzimático (manzanas, duramos, peras), se
recomienda congelar las variedades menos sensibles, es decir los que tienen menos fenoles oxidables.
Herrman (1977), menciona que todos los frutos de baya a excepción de la uva, dan prácticamente
productos congelados aceptables. Entre los htos de hueso, las especies con pulpa de tonalidad clara,
wmo durazno, chabacano, aruela amarilla necesitan manipulación especial o protección contra cambios
oxidativos. Las frutas de hueso que son blandas y no se les puede quitar el hueso o se les logra
dificilmente, no se congelan satisfactoriamente. Las frutas de pepita, requieren de un tratamiento previo
adecuado.
La congelación y el posterior almacenamiento ocasionan algunas pérdidas de aroma; por tanto se
recomienda congelar las variedades con aroma fuerte, de tal manera que la pérdida de algunos volátiles
no disminuya la aceptabilidad del producto terminado.
38
Es necesario cunsiderar que la adición de ingredientes en ciertas industrias (frutas al jarabe y confituras),
pueden rodhicar sensiblemente el aroma y el sabor, dando lugar a la aparición de otros aromas nuevos
y agradables.
En la producción de frutas es importante combinar las cualidades sensoriales deseables, con las
cualidades agronómicas, tales como rendimiento elevado, resistencia a plagas, enfermedades así como
la posibilidad de recolectar dn icamente sin daAar el fruto , etc, de manera que proporcionen una
materia prima propicia de acuerdo a las necesidades de congelación y uso ulterior.
3.7.1.2 Condiciones sanitarias
Solo deben destinarse a congelación las frutas que no tienen defectos o dahos que pudieran favorecer
infecciones fúngicas, que desarrdlen aromas desagradables que persisten a veces en el fruto congelado,
aptas para consumo, de madurez uniform y buen sabor.
3.7.1.3 Madurez en la recolección
El grado de maduración de la fruta en la recolección influye de manera notable en la calidad del producto
congelado. Gustschmindt (1963, citado por Hemnan 1977). manfiesta que la mayoría de las frutas
proporcionan un mejor producto congelado si se recolectan algo más tarde de lo que es habitual cuando
se destinan para ser vendidas frescas, o bien antes de llegar a madurez de consumo. La fruta debe pasar
al proceso cuando está madura, pero conservando una consistencia firm.
Las frutas recolectadas prematuramente carecen de aroma, color y sabor un tanto ácido, además son
difíciles de recoger; las maduras en exceso se toman blandas al congelar, se aplastan fácilmente,
ofredendo un aspecto desagradable, o eniran en descomposición, por ataques fúngicos, además las frutas
maduras son frecuentemente insípidos por la pérdida de su acidez natural.
3.7.1.4 Conservación de la calidad de las materias primas
- Prerefrigeración
Para que la calidad se mantenga es importante hacer posible que la fruta recogida en óptimo grado de
madurez pase a proceso el mismo día de la entrega en fábrica. Cuando éste se demora, al cabo de pocas
horas se registra como consecuencia la merma de la calidad de las frutas. Ya sea, por el mism
metabolismo de respiración o por acción de microorganismos. El m6todo más frecuente y eficaz para
minimizar esos efectos, es logrando reducir la temperatura del fruto y almacenamiento en refngeración.
39
Cuando el proceso de refrigeraaón de !a materia prima ha de Nevarse a cabo, debe efectuarse con rapidez
A escala industrial se utiliza la refrigeración por agua, hielo o aire.
3.7.1.5 Preparación de la materia prima para su congelaci6n
El clasificado, lavado, pelado, deshuesado y el cortado se efectúan casi siempre mecánicamente. En caso
de ser necesario el escaldado en frutas se efectuará preferentemente con ayuda de un jarabe hirviendo.
Para combatir el pardeamiento enzirnático se emplean aditivos como el ácido ascúrbico. Por otra parte la
adición de azúcar o un recubrimiento de jarabe en pulpa de hta tiene una acción beneficiosa, pues al
cabo de un tiempo existe UM COnsideraMe salida de jugo del tejido y la solución azucarqda llena todos los espacios libres y aísla al producto de la acción oxidativa del oxígeno.
La cuestión de si es más económico utilizar azúcar desecada o solución azucarada depende en gran
medida de las caracteMcas de la superficie de la fruta. En la hta troceada es más rentable usar azúcar
seca, si bien ésta debe aplicarse de manera uniforme y cuidadosa.
El efecto benéfico de las soluciones azucaradas no sólo consiste en proteger contra la acción del oxbeno,
sino también en su acción osmótica sobre los enzimas en oponerse de manera puramente fisica a la
evaporación de sustancias aromáticas, y en reforzar las propiedades sápidas de las diversas clases de
frutas. Si el azúcar seca o en soluciones se aplica Únicamente durante el descongelado, no hay que
esperar éstas acciones.
Edwars y Hal (1988), setiala que el uso de azúcar o jarabes pueden ser usados como crioprotectores, al
reducir la formación del hielo. Estos limitan los daños estructurales durante la congelación, mejorando la
textura y reduciendo !os daños a membranas así corm la consecuente mezcla de enzimas y sustratos. El
azúcar actúa separando el agua de las células por bsmosis, dejando muy concentradas las soluciones
dentro de las células.
Las altas concentraciones de cdutas, baja el punto de congelación de una solución, las cblulas en realidad
no se congelan y m' los cristales de hielo no se forman evitando con ello el daño estructural. Sin embargo,
el problema más grande es conseguir la penetración suficiente de azúcar en el interior de la pulpa para
proteger los tejidos internos. Muchas veces las capas superficiales de la pulpa pueden ser protegidos
mientras !os tejaos del centro pueden ser dañados a causa de la poca penetración del azúcar y se agrava
por el factor de que en el centro térmico del producto, la congelación es más lenta que en las capas
superficiales, quedando expuestas al daño por cristales de hielo.
40
Se han efectuado ensayos para sustituir las soluciones puras de sacarosa, por mezclas de azúcar-
almid6n, con lo que induso con altas concentraciones de ambas sustancias, se produce una disminución
del sabor dulce. Así mismo se ha ensayado agregar a las soluciones azucaradas otros aditivos con el
objeto de mejorar las propiedades citadas de la fruta congelada, entre otras; conservar el color (mezcla
de 0.03% de ácido ascórbico y 0.5% de ácido clbco), mejorar el sabor (2% de gelatina) y reducir la salida
de jugo (pectina débilmente metilada) (Gruda, 1985).
Buck, Baker y Mottem (1944, citados por Norman 1977), reportaron que tanto la pectina ordinaria como la débilmente metilada, mezclada con azúcar, usada en frutas para ser congeladas, afectaron en una
notable reducción de jugo eliminado durante el descongelado de la pulpa de fruta. La combinación del
pectinat0 con el calcio de la fruta, forma un gel en la superficie. La forrnación del gel en la superficie le da
a la fruta un brillo, proporcionándole buena apariencia.
Más recientemente Wegener, Bacr y Rodgers (1 951, citados por N m a n 1977), obtuvieron que un jarabe
conteniendo pectina débilmente metilada es más efectivo en rebanadas de fresas.
Cuando las frutas se destinan a la transformación (confituras y frutas de jarabe) se tiende cada vez m&s, por econm’a, a suprimr t d o tatamiento previo y a congelar directamente el producto tal y como ha sido
recogido; las operaciones de pelado, deshuesado y troceado se efectúan ulteriomnte despues de una
descongelación parcial.
3.7.1.6 Congelacibn de frutas
La técnica y rapidez de congelación de las frutas y de los zumos de frutas puede variar mucho según la
naturaleza del producto, su destino final y las cualidades particulares que se desean preservar. La congelación rompe la estructura fina de la mayoria de las frutas y destruye la turgencia de los tejidos.
Esta observación ha conducido a experimentar procedimientos de congelación muy rápida (nitrógeno
liquido o COJ, para intentar preservar la textura natural de las frutas enteras; sin embargo, actualmente,
utilizando incluso los procedimientos más rápidos, éstas frutas tienen una vez descongeladas una
consistencia más blanda que las frutas frescas y los efectos beneficiosos de la rapidez de congelación son
menores que los que se alcanzan de la selección adecuada de las variedades.
Edwars y Hall (1988), señalan dos procesos por los que se puede causar daño a la estructura celular,
conduciendo a la pérdida de firmeza de los tejidos. El primero, es cuando el cristal perfora la membrana
41
ceiuiar, conduciendo a la pbrdida de presi6n de turgencia. El segundo es cuando los cristales rompen la
pared de estructura celular conduciendo a un mayor dano del tejido.
Las fni$s tienen paredas celulares delgadas y la fim depende fuertemente de la presión de turgencia.
En el caso de los vegetales tienen una pared celular más gruesa y por tanto más resistente. Los cristales
de hielo tienden a fcimarse fuera de las células, en los espacios intercelulares. Cuando la congelación es
lenta, estos cristales crecen muy grandes y el agua es apartada del interior de las células para sumarse
al uistai. Una congekh rápida (v.g. Nod, no pemnte que el agua se mueva antes de congelarse, dando
cristales pequeños, tanto en el interior como en el exterior de las du la , dando CMTK) resultado menofes
danos y mayor retención de la calidad.
Las enzimas y sustratos en el interior de las células están nonnalmente aisladas por membranas, la
perforación por cristales de hielo, permiten que los enzimas y los sustratos se mezclen, ocurriendo
reacciones que conducen al desarrollo de dores y sabores desagradables.
La congelación lenta (24 h o más) se emplea frecuentemente para las bayas mezcladas con azúcar
destinadas a la transformación, ya que la duración prolongada del enfriamiento favorece la penetración
de azucar (I.l.F.,1990).
Los métodos de congelación rápida permiten efectuar algunas operaciones de procesado después de
congelar, por ejemplo; simplifica la operación de envasado, a la vez que permite utilizar ampliamente en
las máquinas envasadoras materiales baratos como bolsas de polietileno.
La produccitm de pulpa de huta congelada conpleta sdxe todo, el repertorio de frutas congeladas a granel
con adición de azúcar sew y solución azucarada; con esto es posible el complejo aprovechamiento de la
materia prima para la elaboraci6n de un producto final de alto valor (Gruda, 1985).
3.7.1.7 Almacenamiento
La duración de la conservación a una determinada temperatura varía según las frutas; se puede decir, sin
embargo, que axrectimente embaladas la mayor parte de eHas pueden ser conservadas al menos durante
un ano a -18 "C.
Las hutas en azucar o en jarabe son particularmente sensibles a una elevación de temperatura. por que
su punto de congelación es muy bajo; pudiendo dar como resultado pérdidas de aroma y una emigración
42
de los pigmentos al jarabe. Por lo que es importante un control de la temperatura durante el
almacenamiento.
3.7.1.8 Alteraciones durante la congelación y almacenamiento del producto
- Desecación
Durante la congelación. Si el producto no esta protegido por un embalaje impermeable y en riguroso
contacto con él, es inevitable que cierta proporción del agua contenida se evapore en el curso de la
congelación por la corriente de aire frío, ésta proporción es un tanto menor cuanto más rápida sea la
congelación. Si el producto se envuelve en un embalaje impermeable al vapor de agua antes de la
congelación, no se pierde ninguna humedad del producto embazado, pero cuando entre el producto y la
envoltura existe aire, el agua evaporada del producto puede depositarse en forma de escarcha en el
interior de la envoltura.
Para las productas cwigelados sin envasar la pérdida de humedad puede variar del 1 al 2% e incluso más.
Esta pérdida es débil en la congelación por contacto. En los congeladores por aire forzado ésta pérdida
depende de la temperatura, del método y de la rapidez de congelación, así como de la naturaleza, de la ,
forma y de las dimensiones del producto; pero cuanto más frío es el aire tanto menor es la cantidad de
agua que absorbe antes de la saturación. La pérdida de agua depende de la superficie expuesta,
productas de superficie irregular perderán más humedad que los de superficie lisa. Igualmente productos
de pequeñas dimensiones, que ofrecen una gran superficie en relac¡& a su masa, pierden más agua
aunque su congelación sea más rápida.
Durante el almacenamiento. La pérdida de humedad durante el almacenamiento de los alimentos
congelados es un problema más grave en razón del tiempo transcurrido. La presión de vapor saturada de
los alimentas congelados es bual a la del hielo puro a la misma temperatura. Los embalajes impermeables
al vapor de agua y en riguroso contacto con los productos evitan toda pérdida de agua. Pero a un son
numerosos los alimentos congelados que se almacenan sin envolver o envueltos en materiales
permeables al vapor de agua: en estos casos depende de las condiciones de almacenamiento. Siendo
minima la pérdida de peso si la temperatura de la &mara se mantiene baja, constante y uniforme (I.I.F.,
1990).
43
. . i., . . , . . . . , , , . . .,, , . I ,,.~.* . _,," .... . , . . ... ..I , , , , ,. , . . ,
Si los materiales de embalaje no están estrechamente adheridos al producto hay riesgo de desecación,
pues la capa de aire entre el producto y el embalaje está sometida a las variaciones de temperatura;
cuando la temperatura exterior disminuye, la cara interna del embalaje está más fria que el producto y el
hielo se sublima, condensándose en el interior del embalaje; cuando la temperatura ambiente aumenta,
el proceso es el inverso y el vapor de agua se condensa en la superficie del producto, cuando el ciclo se
renueva los cristales de hielo sobre el producto siguen las variaciones de temperatura más de cerca que
la masa del producto. La desecaci6n de las capas superficiales hace aumentar la superficie expuesta y
favorece el acceso al oxígeno Io que puede dar lugar a un grave deterioro.
Los efectos de las fluctuaciones de temperatura durante el almacenamiento varian según el nivel de la
misma. A temperatura más elevada, una misma fluctuación genera las variaciones más intensas en la
presión de sublimaci6n del hielo y acarea una desecaci6n más marcada que cuando la temperatura es
más baja.
3.7.1.9 Cambios de calidad durante almacenamiento congelado
Plank y Reuter (1916, citados por Jul 1984), mencionan que muchos de los cambios normalmente
atribuidos al proceso de congelaci6n en realidad no se relacionan a dicho proceso y, de hecho, excepto
por casos donde la textura es severamente afectada por la congelación, los productos congelados son
prácticamente indistinguibles
de los frescos cuando son descongelados inmediatamente. Sin embargo, después de algunos meses o
hasta semanas de almacenamiento dependiendo del product*procesoempacado y temperatura de
almacenamiento, pueden notarse cambios, posiblemente a causa de vanaciones de temperatura durante
el almacenamiento congelado y no al proceso de congelación (Jul, 1984).
A causa de la fomsción de los cristales de hielo, las soluciones del tejido se concentran, favoreciendo un
incremento de diversas reacciones en la pulpa. La vitamina C (ácido asc6rbico), en presencia de oxígeno
se transforma a ácido hidroascórbico que es un compuesto activo como la vitamina C pero poco estable,
los cambios de temperatura durante almacenamiento favorecen lentamente la degradaci6n de la vitamina,
por Io que es un factor de calidad en productos congelados.
Por otra parte las pectinas, que forman la parte cementante del conjunto de células, puede ser
desesterificada de tal manera que las células se separen y el tejido se ablande. Sin embargo, puede
resultar Io contrario por adición de sales de calcio en el jarabe formando un red intermolecular adicional.
44
El defecto fisico principal durante el almacenamiento congelado es la deshidratación, debido a las
Ruciuaciones de imperabra de almacenamiento abajo del punto de congelación. Cuando la temperatura
se eleva se evapora el agua y cuando desciende otra vez el vapor de agua se condensa en el empaque,
que se eniría antes que el alimento. (Edwards y Hall, 1988).
3.7.1.10 Descongelación
Las frutas enteras o en rodajas, que han sido congeladas en un jarabe de azúcar, pueden ser
descongeladas lentamente sin prejuzgar su calidad, porque casi siempre se aiíade ácido ascórbico para
evitar el pardeamiento enzimático de los productos más sensibles; éste es el modo de descongelar que
se obtiene colocando el producto en un frigorlfico doméstico durante 6-12 h y dejándolo a temperatura
ambiente aproximadamente 1 h antes del consumo.
Durante el descongelado del tejido la temperatura se eleva dirigiéndose hacia el centro y puede causar
deshidratación en la misma forma como en las fluctuaciones de temperatura durante el almacenamiento.
Como los crisíales de hielo se funden, experimentan un cambio de fase como en la congelación sblo que
ahora es inverso, de esta manera toma calor de la energía interna. Este enfriamiento de sus alrededores
y habiendo parcial recongelaaón, da como resultado un crecimiento muy grande del cristal de hielo durante
la descongelación causando mayores daños a las membranas y paredes celulares.
La ruptura de las membranas y paredes celulares, trae como consecuencia la pérdida de agua (exudado)
y cualquier reacción enzimática retardada por la congelación incrementa su velocidad una vez
descongelada.
Sin embargo, los daños a la estructura celular y firmeza pueden ser parcialmente superadas si se
consumen las pulpas de fruta parcialmente congeladas, sustituyendo la firmeza del tejido fresco por la
firmeza del cristal de hielo,
Por otra parte, si se trata de reducir tiempo de descongelacih resulta ventajoso el us6 de microondas.
45
3.8 Calidad y estabilidad de fruta congelada
3.8.1 Estabilidad de frutas congeladas
- Definici6n y medidas
Obviamente la calidad de los alimentos congdadoc cambia durante su almacenaje y la relaci6n de cambio
es dependiente de la temperatura. Sabemos que las reacciones qulmicas y los cambios de estado fisico
contribuyen realmente a los cambios en la calidad, debido a que si el producto pemnece cierto tiempo
bajo las mismas condiciones, el cambio será evidente y pod& medirse totalmente. El ténilino estabilidad
aunque rx) Oene un uso saüsíactotio se puede definir como "el periodo estable" para las frutas congeladas,
bajo cualquier temperatura en la cual no se present6 ningún cambio signiñcativo.
Cuando el producto congelado inicialmente posee un alto grado de calidad satisfactoria, las medidas de
la estabilidad no significan gran coca. No nos interesa de fomia particular el üempo que lleva a un producto
descomponerse, pero si es de gran interés saber cuanto tiempo le lleva a éste producto perder su
suavidad, sabor y dor máximo si la fruta esta recién cortada.
La combinación del tiempo y la temperatura producen cambios en los constituyentes responsables de las
diferencias en las respuestas entre la fruta control y las muestras experimentales. AI usar la prueba
triangular, se elige un rango de 7040% de aceptación en el cambio de calidad entre el control y las
muestras.
- Efecto de temperatura
Mientras que existe una amplia evidencia de que el almacenamiento y manejo de las frutas congeladas
en canales comerciales, tiene que ver con temperaturas uniformes y esta a su vez con la calidad del
prcdudo. De manera experimental es obvio emplear temperaturas constantes y conocidas en el estudio
de la estabilidad de los aliments congelados. Pues, resulta especialmente importante en el estudio de los efectos de temperatura en relacibn al cambio de calidad.
- Cocientes de temperatura
Cuandoungnipo de datos (v.g. estabilidad (dias) vs temperatura ("C) para cualquier fruto), se comporta
exponencialmente, es decir, que el logaritmo de la estabilidad varia linealmente con la temperatura, se
generan una curvas promedio de estabilidad que se denominan "cocientes de la temperatura".
46
. , . . , , . . ,, , , , , . . ,., . < ,,.d., ~ .,..,,.. , , , , , , , , . . . . . .
os cocientes de la temperatura para las reacaOnes qulmicas o procesos fisicos son detectados como Q,, y representan la relación de las tarifas con intervalos de temperatura de 10 "C. Sin embargo es más
conveniente expresar I cociente de la temperatura como la relación de la estabilidad a temperatura de t
grados F para esa de (tt10) grados F, qlw Este valor nos indica el efecto de la temperatura en la
estabilidad. Los valores relativamente bajos del cociente qlo significa que el cambio en la temperatura
produce un efecto relativamente pequeño en la estabilidad; y un alto q,, significa que un cambio en la
temperatura produce un gran cambio en la estabilidad.
q10=Q10°.555 QlO=ql O'.*
3.8.2 Factores que afectan la estabilidad
Muchos de los factores que afectan la estabilidad de las frutas congeladas durante su almacenamiento a
-18 "C y superiores, son los mismos que afectan la calidad inicial. Sin embargo, para ciertas frutas,
algunos factores afectan más profundamente la estabilidad.
- Exclusión de oxgeno
Se puede observar una mejoria de color, en envases herméticos que sugieren que el vacío parcial puede
conservar el color Onginai del producto a temperaturas poco favorables. Otra ventaja del envase hermético
es el retener la vitamina C, durante el almacenamiento mucho mejor que en envases de cartón.
- Variedad de la fruta
Se sabe que los cambios climatokgicus afectan a ciertas irutas y por consiguiente la resistencia al "tiempo-
temperatura" varia en mucho. Es posible comparar diferentes variedades que crecen dentro de la misma
área en la misma temporada, sin embargo se encontró que muchas variedades eran mucho más estables
que otras.
Entre otros factores que pueden afectar la estabilidad se encuentra:
- El efecto de envase
- Efecto del método de procesamiento.
47
3.9 üesarroilo en la manipulaci6n, almacenamiento y disbibución de los alimentos congelados
El concepto de cmedh por congelacjh de alimentos, no s6lo comprende el proceso de congelacibn,
sino el conjunto de actividades que deben realizarse para suministrar al consumidor un producto de
adecuada calidad. Este conjunto de operaciones que comienza en el momento de obtenerse la materia
prima y concluye con la descongelación del producto terminado antes del consumo recibe el nombre de
cadena de frío. Eslabones de esa cadena son los almacenes frigoficos de produccibn. depósito y
distnbucibn, instalaciones kigocificas del comercio, así como de las neveras caseras con capacidad
congeladora y vitrinas de congelacibn. El elemento que une los eslabones entre sí es el transporte
frigorífico.
La interrupcibn de este sistema en un punto cualquiera equivale a una merma de la calidad o la
descomposici6n del producto cuando éste no se Ut#Ka en un plazo deieminado. Todos los eslabones de
la cadena tienen la misma importancia. Se sabe que inclusive el producto mejor congelado puede perder
su valor rápidamente como consecuencia del más ligero descuido en el almacenamiento o en su
transporte. En la actualidad se concede máxima atencibn precisamente a las condiciones de
almacenamiento y transporte.
Sin embargo, en México el decanollo de la cadena de frio no está todavía desarrollada, por los hábitos de
consumo que prevalecen. Por lo que, es muy común encontrar que en algún punto del sistema se tenga
una falla y como consecuencia una merma de la calidad.
3.10 Energía y costos
3.10.1 Consumo de energía
La energía que hay que suministrar a las instalaciones frigoríficas _. ~ > satisfacer las necesidades de frio de m e n divem, espedalmente para combatir el calcif que penelra a través de las paredes de los recintos
o es aportado por la inúoducci6n del aire extenor, el cab desprendido por ventiladores, el recalentamiento
en el desescarchado, etc. y también para evacuar el calor correspondiente al enfriamiento, a la congelacibn
propiamente dicha y al subenfriamiento de los productos.
Para las Camaras frías, el consumo de energh por metro cúbico de cámara es tanto mayor cuanto
más pequeño es el local.
48
I . . , . , , , , I , I . . ) . . , . . , , , , ,,.... - ..,.., ~ _ , , <,<,,,,,., . . _ _ . . . . .
3.10.2 Economía de energía
En razh del precio constantemente creciente de la energía, es necesario reducir el consumo en
todo lo que sea pasible, tanto en las instalaciones de congelación y almacenamiento, sin comprometer la
calidad de los productos, para los cuales es necesario tener énfasis especial en los sistemas de
aislamiento y el intercambio de aire del exterior.
49
IV MATERIALES Y METODOS
La investigaaón que se presenta a continuaaón, tuvo lugar en los laboratorios de Ingenieria Agroindustrial
de la Universidad Autónoma Chapingo y en el equipo escuela de producción de frio de plantas piloto de
la misma instancia, como una forma de aprovechamiento potencial del mismo.
El desarrollo de la parte experimental se dividió en tres grupos de actividades, que a continuación se
mencionan:
1) Adquisición, preparación de materia prima y aplicación de tratamientos.
2) Desarrollo y control del proceso de congelación.
3) Seguimiento durante almacenamiento congelado.
Adquisición, preparación de materia prima y aplicacbn de tratamientos. La adquisición tanto de mango
(vaMad Tomy y Kent) como de papaya (variedad amarilla y roja), fue por compra directa en la central de
abastos de Iztapalapa México D.F., lo anterior parte de la idea de que la materia prima que llega a la
industria no es homogénea en cuanto a características de calidad.
Una vez obtenidos los fnitos estos pasaron a una selección, en donde se eliminaron aquellos que estaban
inmaduros o sobremaduros, al igual que aquellos que presentaron pudriciones de pulpa y golpes
causantes de ablandamiento. Los frutos que pasaron por ésta selección, se someten a operación de
lavado y se consideran de calidad adecuada para pasar a proceso.
Como paso siguiente, se procedió al corte y dimencionamiento de la pulpa, tratando de aprovechar al
mtiximo Bsta. En el caso de mango, se realizo un corte a través de su eje longitudinal para obtener los
"cachetes", estos a su vez se les eliminó los extremos como se muestra en la figura 3; en papaya primero
se peló, se partió por la mitad y se desemilló.
Posteriormente se procedió a un cubicado de la pulpa obtenida (1 cm3 en pulpa de mango y 3 cm3 en
pulpa papaya), éstos se cdocaron en chardas de congelación a base de malla de alambre de dimensiones
30 x 25 cm conteniendo 500 g de muestra cada una (unidad experimental) y se pusieron en contacto por
inmersión con los tratamientos, jarabe estándar de sacarosa (60 "Bx para mango, 62 "Bx para papaya)
y solución de pectina al 2% durante 10 min; por último se colocaron en los estantes para ingresar a la
cámara de congelación.
50
FRUTOS CON CARACTERISIICAS
FISIOLOGICRS Y DE HRDUREZ
HOHOGENER.
LAYRDO Y
SELECCION .
OBTENCIOH Y + OlHEHSIOHRHlEHIO DElERHINRClOH DE
V n n i n w s
APticRcioH DE m n n i DE SntnRosR APLICACION DE
lRRlAHlENIOS Y SOLUCIOH DE PECIINR RL 2X POR
IHHERSION DURRNIE 18 IIINUIOS.
ACIDEZ
YITRHIHA c n z u c m m t E s
OBIEHCION DE CUBOS DE PULPA
LO HRS HOIOGEHEAHENIE POSIBLE íicm HAH60, 3cm P n p n w .
POR HEDIO DE UNR CORRIENTE DE AIRE R -18 C Y VELOCIDAD DE 4.5 mis COR IlEHPO R OEIERHIHRR. .
DURRNIE 5 HESES PARR PULPR DE ALHACENRHIENTO
COHSELRDO HRHGO Y 3 HESES Pnnn PULPA DE
PRPRYA. o VARIABLES
ACIDEZ RZUCARES TOTALES VIIAHINR C
DESCONGELRCIOR Y AL RHBIEHTE HICROOHDRS 0 YRRIABLES RCiDEZ
RZUCARES IOIRLES VITAHIHA C
DEIERHlNRCIOH
YRRIRBLES
FIGURR 3 HRHEJO DE LOS UNIDROEC EYPERINENIRLES Y OEIERIIHRCIOHEC EFECTURDAS 51
. . . . . , , . . , , , , . , , , . .< ,,. ............ l..__ .,..,.,.,... <.,... . , , , , , , ,
Desarrollo y control del proceso de congelación. A la pulpa contenida en dos de las charolas, se les
& los temiopares, tanto en la superficie como al centro térmico del producto, registrando el tiempo y
temperabra del cwsode la congdación. Los estanies que contienen el producto se introducen a la cámara
de congelación en donde las condiciones del aire fueron:
temperatura de -18 "C
velocidad de 4.5 mls
La figura 4 nos muestra el detalle de la cámara así como el arreglo espacial que se presentó de los . estantes durante la congelación.
Seguimiento durante el almacenamiento congelado. Para poder determinar el comportamiento de las
pulpas durante el almacenamiento, se realizaron las determinaciones a las variables correspondientes,
antes de la congelación, despues de la congelación y cada mes durante los siguientes 5 meses.
Para poder evaluar el efecto de los métodos de descongelación se prosiguió de la siguiente manera:
a) Descongelación por micrwndas. Para poder evaluar éste método, se utilizó un homo de
micmdas casero &lo MW 5552T Samsung con capacidad de 0.3 m3 y una potencia de salida de 65
a 650 watt.
La pulpa de mango que salió de la cámara de congelación, se le registró su peso y se trasladó a una
charda de unid de dimensiones 30x25 cm, una vez colocado dentro del homo se dejó descongelar por
4 rnin con una potencia de 390 w (60%) para las pulpas iratadas con soluciones y por 3.3 min para la pulpa
tesügo (de acuerdo a pruebas preliminares). AI término de la descongelación la temperatura promedio fue
de 10-15 "C.
De guai manera se apt¡¡ el procedimiento a la pulpa de papaya, teniendo como única variación el tiempo
de descongelación; 4.5 min para pulpas tratadas con soluciones y 3.5 min para pulpas testigo.
b) Descongelación al ambiente. El producto que salió de la cámara, se le registró su peso y se
trasladó a una charola de unicel de dimensiones 30x25 cm, se anotó la temperatura ambiental, dejándose
descongelar hasta alcanzar 10 "C.
52
. . . . . . , . , , , , , . . . , , . , ,,_. * ,..... ”* ~... . . . . , , , , , , , .
FIGURA 4 DETALLE DE CAMARA DE CONGELACION. AS1 COMO ARREGLO ESPACIAL DE ESTANTES DURANTE PROCESO.
53
4.1 Variables evaluadas
Se hizo un análisis inicial de la pulpa con sus tratamientos correspondientes. al igual que al testigo, antes
de entrar a proceso. Posteriormente se realizaron determinaciones al tbrmino de la congelacicb, a partir
de esta se detemiinaron cada rnes durante los siguientes 5 meses de almacenamiento. Evaluando en cada
una de ellas, todas las variables asi como los dos métodos de descongelación.
Los métodos utilizados para evaluar cada variable se describen brevemente a continuación.
- Pérdidas de peso
La pérduia de peso (%) se evaluó en base a los cambioc que registraron cada unidad experimental de 500
g (el valor obtenido fue el promedio de dos unidades experimentales), utilizándose para su cálculo la
siguiente relación:
%PP= [(5oo-Pc)/soo]' 100
Donde: %PP= porciento de pérdida de peso
PC= peso del producto congelado
- Acidez titulable
Los análisis respectivos se realizaron conforme a la técnica oficial de la A.O.A.C. (1980), tomando
muestras de cada unidad expenmental (las determinaciones fueron por duplicado).
- Cuantificación de azúcares reductores totales
Se realizaron bajo el método de Lane-Eynon que se basa en la dekmmah ' del volumen, de una sducibn
de la muestra que se requiere para reducir completamente un volumen conocido del reactivo alcalino de
cobre (Santos, 1993).
'
- Determinación de sólidos solubles totales
Se midieron a través de un refractómetro portátil Bush and Lomb, con una escala de O a 30% según el
método de la A.O.A.C. (1980), expresándose los datos como porcentaje de sálidos solubles totales.
54
- Cuantificadbn de textura
Esta variable se cuantificó como la resistencia del tejido a la peneiración de un puntal cilíndrico Magness-
Taylor con diámetm de 5/16" para pulpa de mango y 7/16" para pulpa de papaya y con una profunddad
de 5/16" en el texturómetro INSTRON. En cada caso se realizaron 2 lecturas.
- Determinaci6n de metano1 (degradación pectinica)
La presencia de metand es común en frutas mal procesadas; puesb que se produce a parür de sustancias
pécticas, debido a la desmetilación del ácido pectínico, ya sea pw medios enzimáücos o tratamientos
térmicos severos (Santos, 1993). el mbtodo desarrollado fue conforme a la técnica A.O.A.C. (1980).
- Determinaci6n de vitamina C
Análisis realizados conforme a la técnica A.O.A.C. (1980), por duplicado en cada unidad experimental.
- Cuantificaci6n de carotenos
Análisis realizados conforme a la técnica A.O.A.C. 1980.
4.2 Análisis estadistico
Para el análisis de datos, el modelo a utilizar es bajo un diseño completamente al azar en arreglo factorial
(Infante, 1984) representado por:
Y,, =P +ar +P,+<aP>, +EYk
Donde:
p= media general
u,= efecto del i6simo nivel del primer factor (a)
/3= efecto del j4ssimo nivel del segundo factor (b)
e*= elemento de error
(ap)f efecto de la interaccjón entre el nivel "¡"del primer factor y el nivel"r del segundo factor
i= 1,2 .... a No. de niveles del primer factor (a)
j= 1,2 .... b No. de niveles del segundo factor (b)
k= 1,2 .... n No. de repetición por cada combinación de niveles
Hipótesis:
a) Ho: a l=a2= .....= a a (no efecto de niveles del primer factor)
b) Ho: PI=P2= .....=p b (no efecto de niveles del segundo faactor)
c) Ho: (ap)ij=O (no efecto de interacción)
Los factores con sus niveles respectivos, invducrados en esta investigación fueron:
FACTOR NIELES DEL FACTOR
Variedad 2 "Tomy" y "Kent" para mango
2 "Roja" y "Amarilla" para papaya
Solución
Descongelación
2 "Jarabe estándar de sacarosa"
"Solución de pectina al 2%"
2 "Por microondas"
"AI ambiente"
Almacenamiento 7 " 7 Meses del almacenamiento"
El rendimiento de las pulpas se determinó considerando.
Pulpa aprovechable = pulpa para congelación con dimensiones de 1 cm3 para mango y
3 cm3 para papaya.
Desperdicio = hueso (semillas) + cascara + pulpa sin dimensión requerida
Mango no aprovechable = htos sobremaduros, aguanosos, inmaduros, etc.
% rendimiento de pulpa = ((pulpa aprovechable kg)/(btal de hta procesada kg))xlOO
56
V RESULTADOS Y DISCUSIONES
5.1 Consumos y rendimientos
Para tener una visión integral de el proceso, es necesario saber la cantidad de materia prima que entra y
la cantidad de producto que sale. Con base a Io anterior, en los cuadros 1 y 2 se presentan los consumos
y rendimientos de materia prima tanto de mango como de papaya.
5.1.1 Mango
Del cuadro 4 podemos observar que la variedad de mango Kent fue la que obtuvo mayor rendimiento de
pulpa para congelaci6n y menor "desperdicio" respecto a Tomy.
CUADRO 4 CONSUMOS Y RENDIMEINTOS DE MANGO TOMY Y KENT
Variedad
Tomy
Kent
h4ango no Desperdicio M P a Total
aprovechable aprovechable
("/.I (KgI ("/.) (KgI (%I (KgI ("/.I (Kg)
6.0 6.75 62.0 66.65 32.0 34.4 100 107.5
7.5 8.27 56.5 62.26 36.0 39.6 100 110.2
5.1.2 Papaya
Del cuadro 5 podemos observar como la papaya roja proporciona el mayor rendimiento de pulpa para
congelación con un mínimo de desperdicio.
Variedad Pulpa no Desperdicio Pulpa Total aprovechable aprovechable
("/.I (Kg) (Kg) ("/.I (Kg) (%I (Kg) Amarilla 19.4 3.3 24.7 4.2 55.9 9.5 1 O0 17
Roja 10.5 2.0 11.6 2.2 77.9 14.8 100 19 ~
i
CUADRO 5 CONSUMOS Y RENDIMEINTOS DE PAPAYA AMARILLA Y ROJA
57
5.2 Curvas de enfriamiento de pulpa de mango y papaya
En las figuras 5 y 6, se presentan las curvas de enfriamiento para pulpa de mango y papaya
respectivamente, en donde puede observarse como el tiempo de enfriamiento y el de congelación
propiamente dicho son una funcibn de los siguientes factores:
a) Cantidad de producto a congelar. En el caso de mango la cantidad de pulpa a congelar es
aproximadamente el doble con respecto a papaya y el tiempo de enfríamiento hasta el punto de
congelación es mayor, pues al tener mayor cantidad de producto el calor a eliminar se incrementa.
b) Dimensión y geometría de la pulpa. Puede verse en el caso de la pulpa de papaya como el
tiempo de congelación es aproximadamente el doble de tiempo con respecto a mango, éste Último tuvo
una dimensión de 1 cm3, mientras el cubo de papaya fue de 3 cm3.
c) Temperatura inicial y final de proceso. Puede verse como en el caso de la pulpa de mango
la temperatura fue mayor al inicio, retardando el tiempo de enfriamiento hasta el punto de inicio de
congelacih, esto se encuentra relacionado principalmente con la cantidad de calor a eliminar y capacidad
del equipo; mientras en papaya el enfríamiento fue más rápido. Por otro lado, la temperatura final de
almacenamiento determina un mayor o menor tiempo de proceso dado que el punto de interés en la
congelacibn es el centro térmico del producto.
d) Velocidad y condiciones del aire. Es muy claro que el incremento en la velocidad del aire, la
transferencia de calor aumenta mejorándose aun mhs si el aire es Io suficientemente frío, pero, teniendo
siempre en cuenta la pérdida de humedad del producto. Durante la congelación tanto de pulpa de papaya
corm de mango se us6 una velocidad de 4.5 mls relativamente baja, Io que nos increment6 el tiempo de
enfriamiento así como de congelaci6n.
e) Ubicación espacial dentro de la cámara. Relacionado con el punto antenor, puesto que no
en todos los puntos de la cámara se tiene la misma velocidad de aire, por Io que en aquellos donde la
velocidad sea menor el tiempo de congelacibn será mayor.
9 La composición fisicoquímica del producto. Particularmente el % de agua, al ser mayor su
contenido en pulpa de papaya, las características de conductividad térmica y diliisividad térmica se
parecen más a las del agua, llevándose a cabo el proceso de congelac¡& relativamente más rápido.
58
. > . , . I . . i . , , . . ,, , ., ,.. .... -*.., . . ~ .... ,_ , .,.. . , , . ,. , . , ,
g) Por Último el hecho de no tener un empaque adicional que proteja al producto. Reduce
considerablemente los tiempos de enfriamiento y congelaci6n, al permitir una más rápida transferencia de
calor.
59
, " . . , . . , , , , , ., , . . . ,. , ,,, . ,,-. ~ * *.'.-C-c) ,.-.. *_". *. - .. . , , ,, I , . , , . .
r 11
" L - T.EXTA.
- T.NTA.
-T.ENTR
60
5.3 Resultados y discusión de variables
5.3.1 Mango
Durante la transformación de la materia prima en cualquier proceso, ocurren una sene de cambios tanto
Rsicos como bioquimicoc, sin embargo, la magnkd de éstos cambios son los que determinan los atributos
de calidad del producto. De manera particular, el proceso de congelación así como el almacenamiento
juegan un papel importante dentro de la calidad de los productos congelados.
En el presente trabajo se muestra el comportamiento de las pulpas de mango y papaya a la congelacibn
y almacenamiento mediante el análisis de los factoies involucrados y la evaluación de las principales
variables que determinan su calidad.
Anhlisis de factores
Los factores involucrados en éste babajo fueron; la vatiedad (mango Tomy y Kent), solución crioprotectora
fiarabe estándar de sacarosa (JES) y sdución de pectina al 2% (SP 2%)], método de descongelación (por
rnicroondas y ambiental) y tiempo de almacenamiento.
Por variedad al igual que por de almacenamiento, las vaiiables que muestran diferencia significativa
a9.05 fueron; acidez, azúcares totales, vitamina C, &,degradación pecünica, sólidos solubles totales,
relación Brixlacidez, pérdidas de peso y f imza.
Por otro lado las variables que mostraron diferencia significaüva a=0.05 por solución crioprotectora fueron;
acidez, azúcarestotales, color, sólidos solubles totales, relación Brixlacidez. pérdidas de peso y firmeza.
Por factor método de descongelación las variables que mostraron diferencia significativa a=0.05 fueron;
vitamina C, color, degradación pectínica, sólidos solubles totales y firmeza.
Evaluación de variables
Acidez titulable
En esta variable los efectos de la variedad, solución y tiempo de almacenamiento muestran diferencia
significativa (a=0.05), es decir, la acidez es depandite de la variedad, de la solución empleada, así como del tiempo de almacenamiento, no tanto así para el método de descongelación empleado.
61
por variedad, la Comparacibn de medias para acidez muestra que la pulpa de mango Kent (0.9815 gl100
g de pulpa) presenta 4 veces más acidez con respecto a Tomy (0.2562 gl100 g de pulpa).
Por otra parte en la ñgura 7 puede ObSeMKse el efecto de interacción entre sdución empleada y variedad,
en donde se observa que la pulpa batada con SP al 2% tiene una acidez por arriba de aquella tratada con
JES. Sin embargo ambas durante 5 meses de almacenamiento tendieron a incrementar su contenido
(figura 8); ambos aspectos pueden ser debido a causa de una concentración de compuestos por efecto
de la pérdida de agua o bien a procesos degradativos como la transformación de pectinas y pechatos a
compuestos como el ácido pectinico Pantástico (1979).
La acidez resulta importante en el sabor de la pulpa y se considera sin diferencia estadística hasta el
primer mes de almacenamiento conservando la misma propiedad, sin embargo, para el cuarto y quinto mes
el incremento de la variable resulta perjudicial y por tanto la pulpa de calidad inferior.
Azúcares totales
En esta variable se muestra un efecto de significancia (a=0.05) entre los factores variedad, solución y
tiempo de almacenamiento.
La comparación de medias para azúcares totales por variedad en las pulpas analizadas, nos indican un
mayor contenido en pulpa de mango Tomy (9.57%) con respecto a Kent (8.83%). Pantástico (1979),
menciona que durante la maduración del fruto, el almidón se desdobla a azúcares tales como fnictosa y
glucosa impattkmdo sabor, aun cuando pudiera ser un indicativo del estado de madurez del fruto, existen
discrepancias en cuanto a contenido en las distintas variedades de mango.
En la figura 9 se puede observar la diferencia existente entre el uso de SP 2% y JES así como su
interaccih con la variedad. La aplicación de JES incrementa la cantidad de azúcares totales en la pulpa,
debido a una migración del jarabe hacia el interior, desplazando el aire causante de reacciones de
obscurecimiento (Gruda, 1985).
Por otra parte durante el peCiod0 de almacenamiento (5 meses), se presenta un incremento en la cantidad
de la variable tanto en pulpa de Kent como de Tomy, como se muestra en la figura 10, al comparar los
valores medios por mes. Es probable que el incremento sustancial del contenido de esta variable se haya
influenciado por la pérdida de humedad durante el almacenamiento provocando una concentración de
soluciones.
62
, . . . , . . , , , , , , , , , . . , , , ,, ,,_._ ~ .._,. .,,-*..,--+ .,..,-,.-<. _* , , , , , , , , , I
Y I PECTltU
z
TOW a V*
FffiURA 7 EFECTO DE SDLUCON Y VARIEDAD EN EL CONTENIW DE ACIDEZ a8Jperidlcoa dilerentes demta dlbrenoia slgnlficatlva entre soluciorps ( -0.051 Subidices dlferentos denota dlferenola sigdlioativa entre variedades ( -0.05)
A
KENT
Almacenamiento (meses)
FIGURA 8 EFECTO DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN ELCONTENIW DE ACIDEZ
Letras Iguales demtan sln diferenola signllicallva entre meses de aIfmcernrMnt0 ( -0.05) Letras diferentes denotan dllerenola dgnificatlva entro mesea de alrmmnamlenlo ( =0.05)
63
I
Vaiiedad
FIGURA 9 EFECTO DE SOLUCION Y VARIEDAD EN EL CONTENIDO
Puperlnilcos dliarerúes denota dlbrerch algnlllcatlva entre soh~clonas ( 30.05) Publdlcos dliarenleli denote dllorenGla slgrdlkatlva enlre vsrledades ( 30.05)
DE AZUCARES TOTALES
2 3 4 0 s7
AMES 'DESPUES' 1
Almat?enamiento (meses)
FIGURA 10 EFECTO DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN EL CONTENIDO
L e t m Iguales domlan sln diferencia s~gnilltaiiva enlre meses de alrracoreni9nlo ( 30.05) Lelras diterenles denotan dllerercia significativa odre meses de almammmierno ( -0.05)
DE AZUCARES TOTALES
64
A pesar de que haya habido un incremento de la variable se considera no perjudicial desde el punto de
vista sabor.
Vitamina C
El efecto de los factores variedad, método de descongelación y tiempo de almacenamiento son de
signilicancia (a4.05) para la variable vitamina C, mientras la aplicaci6n de cualquier solución resulta sin
efecto.
Por efecto de variedad, la comparación de valores medios nos muestra que la pulpa de mango Kent tiene
mayor contenido de vitamina C (7.59 ~ 1 0 0 ~ ) con respecto a Tomy (6.13 rrgl1OCg) que al mismo tiempo
resulta ser más susceptible a la pérdida durante la congelación, y almacenamiento.
El método de deccongelaci6n como muestra la figura 1 1 , presenta la ventaja que tiene la descongelacith
al ambiente con respecto al uso de microondas, a pesar de ser más rápido este último. La aplicacMn de
mayor intensidad de energía puede provocar descongelaciones parciales en unos puntos y
sobrecalentamientos en otros que provoque inestabilidad de la vitamina (I.I.F, 1990).
Por otra parte el tiempo de almacenamiento juega un papel importante en el contenido de la variable. La
fisura 12 m muestra una caída constante durante la c0ngelacb-1 y almacenamiento. Sin embargo, a pesar
de que los valores nos mesiran diferencia significativa por mes se considera aceptable el producto hasta
el segundo mes de almacenamiento en donde todavía se guarda poco más de la mitad del contenido
inicial. Es importante considerar que los problemas de variaciones de temperatura durante la
experimentación pudieran favorecer la pérdida.
Carotenos (color)
En esta variable los 4 factores tienen efecto significativo. La comparacith de valores medios por variedad
muestra que la pulpa de mango Tomy tiene mayor cantidad de carotenos (1247.84 mcgllOOg de pulpa)
y por tanto mejor color con respecto a Kent (1097.256 mcgllOOg de pulpa).
En cuanto a la solución el uso de JES mostró ser un mejor reforzador del color con respecto a SP 2%,
como Io muestra lo comparación de valores medios (1197.22 , 1174.07) para JES y SP 2%
respectivamente. I.I.F. (1990) señala que se da una migracibn de pigmentos hacia el jarabe y este al
encontrarse en los tejidos tanto internos como externos se conserva.
65
m a KENTb
Vanedad
FIGURA 11 EFECTO POR METODO DE DESCONGELACION Y VARIEDAD EN EL CONTENIDO DE AZUCARES TOTALES
SJprIndlms dilerones demla diferencia slgnillcaliva enre mlcdo~ de desmqelaclon 1 ~ 0 . 0 5 ) uibindlms dlleronos demla diferencia slpnillcallva enre variadmios 1 =0.05)
FIGURA 12 EFECTO DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN EL CONTENIDO
Letras Iguales demlan sin dilerencia slgnilicaliva enre m S 0 8 de almmnamlento 1 -0.05) Leiras dlforenes denotan diferencia significativa emre m s 0 8 de aimsoonamion0 1 =0.05)
DE VITAMINA C
KENT
ANTES 'DESPUES' 1 2 5 4 O
AlmacenamientD (meses)
66
Sin embargo, la figura 13 nos mu& como el color con respecto al üempo de almacenamiento se
degrada, a pesar de eXMr aIferenoa entre variedades la pérdida de color se da a la par en ambos tipo de
pulpa. La comparación de valores medios por mes de almacenamiento. nos muestra un cambio al pasar
de 1233 mq$lO!& ¡nicidmente a 1133.17 mcg/lOOg al final del almacenamiento. sin embargo, de manera
subjetiva esta pbrdida de color pasa desapercibida para el ojo humano.
ffl
r o w y
Almacenamieoto (meses)
FIGURA 13 EFECTO DE TIEMPO DE AIMACENAMIENTO EN ELCONTENIW
Letras iguales denotan 8111 deferencia significativa entre meses ae almacsnamiento ( =O 05) Letras dilerentes denotan diferencia stgniflcattva entra mses de almacanamiento ( = O 05) Superindica diferente denota diferencia signdicativa entre varmdadas ( =O 05)
DE CAROTENOS
Degradación pecünica
Los factores variedad, método de descongelación y tiempo de almacenamiento son los que muestran
efecto significativo (a=0.05), mientras el efecto por soluuones empleadas resulta insignificante
La comparación de valores medios por variedad muestra que la pulpa de mango Kent resultó más sensible
a !a degradacjón @nka (47.32 nig de mtanoüloog de pulpa) cun respecto a Tomy (44.1 1). Pero ambas
61
a la vez resultan ser sensibles al usar el método de descongelaci6n por microondas como' lo muestra la
figura 14. Probablemente la diferencia se deba al igual que en la vitamina C, al sobrecalentamiento de
algunas partes de la pulpa que provoque la degradacidn de pec$natos y esiructuras celulares (I.I.F., 1990).
A 1
FIGURA 14 DEGRADACION PECTlNlCA POR EFECTO DE METODO
Superindims diferentes denotan diferencia significativa entre meto308 de descongelacion ( -0 05) Subindices diferentes denotan diferencia significativa entre varedades ( =O 05)
DE DESCONGEUCION
Por otra parte, durante el tiempo de almacenamiento se da una tendencia a incrementar la variable como
Io muestra la figura 15 al comparar los valores medios por mes. En donde las posibles variaciones de
temperatura hayan influido de manera significativa, pues al fluctuar la temperatura se pueden dar
crecimiento de cristales de hielo (recristalización) que provoquen la ruptura de dlulas Edwars y Hall
(1988). A pesar de que ésta degradación pectinica resulta ser de significancia mes con mes. se puede
considerar aceptable hasta el tercer mes de almacenamiento, que coincide aproximadamente a poco más de la mitad de la firmeza inicial de la pulpa.
68
.. .......
..........................................................................
...............
MEW ANTES DEBWE8 1 2 a 4 6
lllmacenmiento (ml?ses)
FIGURA 15 MGRADACDN PECTlNlCA POR EFECTO DE TIEMPO
Letres dlloremos deman dlknnda slgiillkaliva emre mases de almrara.miemo ( =0.05) DE ALMACENAMIENTO
Sblidos solubles Wales (SST)
Es la única variable de las evaluadas que presenta un fuerte efecto de significancia (a4.05) en los 4
factores así corno en sus interacciones.
La Comparaaón de valorec medios por variedad nos muestra como la pulpa de mango Tomy tiene mayor
% de SST (19.79) con respecto a Kent (18.61), reflejándose las diferencias de las variables antes
discutidas.
Por otro lado, la solución empleada juega un papel importante en el incremento de SST, al usar JES la
variable incrementa de manera significativa con respecto al uso de SP 2%, como Io muestra la figura 16
al comparar lo valores medios. Sin embargo, es de importancia mencionar que el uso de SP 2% evitó la
pérdida de humedad satisfactoriamente evitando la concentración de soluciones, lo que contribuyo a que
el producto tuviera menos Brix.
69
, . . . . . . . . . . . . * . . . . . ~ < . - l l - - - l ~ - " ~ * l _ _ _ _ / . ~ . , ~ ,~ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
......... ................... .........................................................
............ ............................ ............................................................ 24
D V W
a
FIGURA 16 EFECTO DE SOLUCION Y VARIEDAD EN EL CONTENIDO
Superindicas difenetes denotan diferencia significativa entre soluciones ( =O 05) Subindices diferentes dendan diferenciri significativa entre varedades ( =O 05)
DE SOLIDOS SOLUBLES TOTALES
Por otra parte, por método de descongelación tenemos un mayor contenido de SST bajo una
descongelación por microondas (19.25%) con respecto al ambiente (18.56%). Esta diferencia pequeila
pero sIgnhüva pudo verse influenciada por el mayor % de exudado que experimento la descongelación
al ambiente (2.15%) en donde parte de los compuestoS solubles se perdieron junto con los jugos celulares
figura 17.
Por el tiempo de almacenamiento lo6 SST se incrementaron casi de manera constante al pasar de 15.94%
a 21 84% como lo muestra la figura 18 al comparar los valores medios por mes. En ésta caso la pérdida
de humedadjugó un papel importante, pues los compuestos se fueron concentrando conforme se perdia
humedad del producto. A pesar de exislir diferencia significativa mes con mes, se considera aceptable los
SST hasta los 2 meses de almacenamiento, ya que de manera particular en éste trabajo, un mayor
contenido presupondria una pérdida de humedad fuerte del producto, factor que demerita calidad.
70
....... .- .......
FIGURA 17 EFECTO DE METODO DE DEsCONaELAClON EN EL CONTENIDO
SupsrInJkea dllennes a m a n dlferomla algntflcallva entre mlcám de desmrgslaclon ( =0.05) Sublrdkas dllorentea doman dlferomla slgnllk3llva entre varledsdes ( -0.051
DE SOLIDOS SOLUBLES TOTALES
....................................................................................................................................... -..-.- ..........
TOW
FIGURA ie EFECTO DE TIEMPO DE AL.MACENAMIENTO EN EL CONTENIDO DE SOLIDOS SOLUBLES TOTALES
Letras diferentes demlan dlleromia slgnillmllva entre m s e s de a l r n s m n s ~ n o ( =0.051
71
Relaci6n azúcar-acidez
Esta variable es la relación Brixlacidez y por tanto el efecto significativo (a=0.05) se da igual que en la
variabie acidez por el factw variedad, solución y almacenamiento, mientras el &todo de descongelación
permanece independiente a la variable.
Pw variedad existe diferencia cignificativa de Tomy con respecto a Kent, mientras que el primero muestra
un valw grande (82.16) por presentar mayor Brix y menor acidez el segundo es mucho menor (18.54) por
tener menos Brix y mayor acidez.
Por otra parte, el uso de JES mitigó las propiedades sápidas de la pulpa por acidez elevada,
comparaüvamente al uso de SP 2%, como lo muestra la diferencia significativa de valores medios 62.47
para JES contra 39.24 para SP 2%.
La forma de como responde la variable al almacenamiento, es de incremento, al pasar de 41.45 a 57.22
al término de éste. Puesto que inicialmente el valor de SST es relativamente bajo y crece de manera
desproporcional a la acidez, hace que el valor de la variable vaya en aumento.
Pérdida de peso
En esta variable resulta importante el efecto significativo (a=0.05) de los factores variedad, solución
empleada y tiempo de almacenamiento, mientras el método de descongelación resulta independiente a
la variable.
Por variedad tenemos que la pulpa de mango Tomy resulta ser significativamente más sensible a las
pérdidas de peso (14.81%) con respecto a Kent (14.05%). Mientras el uso de la SP 2% resultó ser muy
efectiva, al disminuir las pérdidas de humedad en aproximadamente 4% con respecto a JES y 7% con
respecto ai testigo como lo muestra la figura 19 ai comparar los valores medios.
Por úmmo la figura 20 nos muestra la pérdida de peso por mes, al comparar los valores medios de cada
uno, donde puede observarse que durante el primer mes de almacenamiento se tiene la pérdida más fuerte
de peso debido a la eliminación de humedad y como tal seria el peso máximo permisible para mantener
una cierta calidad.
72
, . , ~, , . , , I , . . . . ,. . ,,,, ".*.-,-.+.<..,...-~,̂ _..... , , , * ,, , I . , , , . . . , . .
____._._.________.__.__.___._____._____.. __._____ <_..____________._......................................................... .-.
Superindicas diferente8 d e M B diferencia sgnificaiiva entre soluciones ( -0 05) Subcnaims diferentes denota diferenclh significativa entre varmaaaes ( =O 05)
Almacenamiento (me9e5)
FIGURA 20 EFECTO DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN LA PERDIDA DE PESO Letras diferentes denman diferencia significativa entre me%es de almacenamiento ( -0 05) Letras iguales denotan sin diferencia significativa entre variedades por mas de almacanamiento ( -O OE
13
Firmeza
En esta variable el efecto de los 4 factores es de significanda (a4.05). Por variedad la comparación de
medias nos mueslra que la pulpa de mango Kent presenta mayor firmeza (1.63 kgícm’) con respecto a
Tomy (1.6 kgícrd).
Por otra parte, por solución utilizada tenemos como el uso de SP 2%, tiene un efecto significativo en la
conservación de la firmeza (1.65) con respecto al uso de JES (1.58), sin embargo, ambos a la vez son
mejores que el testigo, como lo muestra la figura 21.
Es claro que ésta variable guarda una relación con respecto al valor de degradación peciinica, pues a
mayor valor de ésta última se espera que la firmeza vaya disminuyendo, aunque no necesariamente en
el caso en donde se usa SP 2%.
...................................................................................
............ ......................................................................................................
Vanedad
FIGURA 21 EFECTO DE SOLUCION X VARIEDAD EN LA FIRMEZA
Superindices diferentes aenota diferencia significativa entre soluciones ( -O 05) Subindices diferentes denotan diferencia significativa entre variedades ( =O 05)
74
Se encontró también que el método de descongelación al ambiente provoca una sensible pérdida
significativa de firmeza (1 55) con respecto al uso de microondas (1.68) fieura 22, es posible que por el
tiempo de descongelación, y antecedentes de un crecimiento del cristal por fluctuaciones de temperatura
durante almacenamiento, sean la causa de la sensible pérdida.
Por último la firmeza fue una función del almacenamiento como muestra la figura 23 al comparar los
valores medios por mes. Se observa como ésta variable va disminuyendo significativamente de forma
gradual, obedeciendo a una concentración de solutos en la célula, Io que implica menor punto de
congelación y un lento proceso del misrriu dando como resultado crecimiento de cristales que rompen las
estructuras celulares I.I.F. (1990), mientras por otro lado, las fluctuaciones de temperatura pudieron dar
un fenómeno de recristalización.
Sin embargo, es importante sehalar que la h a de producto después de descongelado no se perdía, Io que daba presentación; en base a lo anterior se puede considerar la f i m z a buena hasta el cuarto mes de almacenamiento donde tenemos aproximadamente la mitad de la f i m a inicial.
De manera general, ambas pulpas de mango resultaron ser aptas para congelación, sin embargo, existe
una Mera tendencia a favcrecer hacia la pulpa de mango Tomy por las propiedades que guarda, como se
vio durante la discusión de las variables evaluadas. Es necesario considerar que por efecto de madurez
pueden variar significativamente los resultados por Io que es necesario siempre tenerlo en cuenta.
Como mejor htarniento resultó ser la aplicación de jarabe estándar de sacarosa, aunque es claro que en
muchas variables no tiene una respuesta muy buena m e n pérdidas de peso, conservación de vitamina
C y firmeza, kta si &ne un buen resultado en aspectos de aceptación del producto como acidez, azucares
totales, color. A pesar de que el uso de pectina al 2% ofrece ventajas principalmente en el control de
pérdidas de humedad, tiene la característica de tener aspectos negativos importantes en variables como
la acidez. Sin embargo, éste tratamiento, al igual que JES, resultan ser mejores comparativamente al
testigo en donde la totalidad de los valores de las variables evaluadas se encuentran por abajo o por amba
dependiendo el caso, de las obtenidas por los tratamientos.
Por o h parte, el método de descongelación por microondas conservó mejor la f i m z a del producto con
respecto al ambiente, Io que implicó menor rmtidad de exudados.
75
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .-.-..,-.. -4..-~,.*...-". . . . . . .
.....................................................................
.............................. ...................
................................... ...................
Vaiiedad FIGURA 22 EFECTO DE METODO DE DESCONGELACION EN LA FlRMDA Suparhilcps dl!aemes demta dlleromla slgnillallm emrs mlodm de desrnviaolon ( -0.05) Sublrdkas dlleremes demia dl!wemla algnlllcallvs erwre variedades ( -0.05)
Almacenamiento (mws)
FIGURA 23 EFECTO DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN LA FIRMEZA Lelras dlleremes demian dlleremla signllicaliva emre mse6 de almacionsnrlemo ( -0.05) Lelras Iguales demlan 61n dllerenia slgnlllcailva omre variedades por m a de almamnsdomo ( -0.05)
76
5.32 Papaya
Acidez
En esta va- los factores vanebad, solución, método de descongelacibn y tiempo de almacenamiento
muestran diferencias significativas (a=0.05). Por variedad la comparación de medias nos muestra que la
pulpa de papaya amarilla present6 mayw acidez (0.116 gllOOg de pulpa) con respecto a roja (0.109 gll0Og
de pulpa), aspecto importante en el sabor.
El uso de SP 2% provoca un ligero incremento en la cantidad de la variabie (0.1 197) con respecto a JES
(0.1062) como Io muestra la fisura 24, en donde la perdida de humedad en un caso y la degradación de
SP 2% en otro pudieron contribuir de manera significativa al incremento.
Durante el almacenamiento la acidez tiende a aumentar al pasar de 0.08168 a 0.1454 (figura 25), aunque
estadísticamente son diferentes mes con mes, &te incremento resulta casi imperceptible para el gusto
humano no entrenado. Por Io que se puede considerar de buena calidad hasta el tercer mes de
almacenamiento.
Azúcares totales
Los efectos signiñcaüvos (a4.05) se dan por los factores variedad, solución y tiempo de almacenamiento
permaneciendo independiente al método de descongelación.
Por variedad, la pulpa de papaya roja tiene un contenido significativamente mayor de azucares (5.76%)
con respecto a amarilla (4.82%), aspecto importante en el gusto de las pulpas.
El uso de JES incrementa la cantidad de azúcares totales en las pulpas como Io muestra la figura 26 al
comparar los valores medios. Este incremento se da por efecto de difusión del jarabe hacia los tejidos,
desplazando el aire de los espacios libres (Gruda, 1985).
Durante el almacenamiento el valor de la variable se duplica como Io muestra los valores medios por mes
en la figura 27 al pasar de 3.36% a 7.14%. En donde además de revestir importancia el uso de JES, la
pérdida de humedad contribuye a una mayor concentración de los compuestos. Sin embargo, esto no
resulta perjudicial, por el contrario refuerza el gusto de la pulpa, por Io que se considera de calidad
aceotable durante los 3 meses de almacenamiento.
77
.................... ....... . ... . . . , , .,, .* - ......,-. 4-c- --... " ~ - ~ . . ~ , ,,. , , , , " ... . .
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........................................ a
.................................... d
; 3%
3'
-11 O O
. . . . . . . . . . .
3 8 . I
1
78
Sólidos Solubles Totales (SST)
Son de importancia el efecto significativo (a=0.05) por variedad, solución y tiempo de almacenamiento.
Por variedad, existe diferencia significativa entre pulpa de papaya amarilla y roja, donde ésta última tiene
una mayor cantidad de SST (1 1.13%) con respecto a amarilla (10.73%), aunque el mayor contenido de
azúcares que üene la pulpa de papaya reja no es detenrinante para ésta variable, si tiene una contribución
importante.
La aplicacibn de JES tiene un efecto significativo al incrementar los SST (12.4%) con respecto al uso de
SP 2% (9.41) como Io muestra la figura 28 al comparar los valores medios.
Por otra parte, en la figura 29 se muestra el comportamiento de los SST, durante el tiempo de
almacenamiento, observandose como pasa de un valor inicial 8.34% a 13.1636, jugando un papel
importante en este cambio, la pérdida de humedad que se da durante el almacenamiento, al darse una
concentración de compuestos.
Relación azúcar-acidez
Esta variable al ser una fUnci6n de la relación ürixlacidez, muestra los misms efectos significativos de las
variables involucradas. Sin embargo, es importante resaltar como los valores a Io largo del
almacenamiento presentan una sensible baja a causa del aumento significativo que tiene la acidez, a pesar
del sensible incremento que tienen los SST.
Pérdida de peso
Variabk importante donde la significancia (a=0.05) de efectos se da en la variedad, solución, mbtodo de
descongelación y tiempo de almacenamiento.
Por variedad vemos CMO la pulpa de papaya rop resulta ser significativamente más sensible a la pérdida
de humedad (14.36%) con respecto a amarilla (13.8%). Mientras el uso de SP 2% muestra ser efectivo en
el control de perdida de peso excesivas (13.8%) a comparación del uso de JES (14.9%) (figura 30). Sin
embargo, es claro que a pesar de reducir las pérdidas de peso, éstas van en aumento durante el
almacenamiento congelado como lo muestra la figura 31 al comparar los valores medios por mes. Es
importante considerar en esta variable, la velocidad del aire y la humedad relativa de la cámara pues
pudieran contribuir de manera significativa a estos cambios.
79
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1 2 3 b’ ’ to(-)
FIWiu27 EFECTOOETIEUPODEALWICMAMIENTOM ELCONTENIDO DE MJCARES
U- dlkmnt.. den- dlknnd. - l l a S n enl. I*.-* d. .Im.L.nnilinto I -0.OSI
............................................................
V ---
80
2 100 Y
.= I
- 8 Vatiedad
FIGURA 30 EFECTO DE WLVCIDN Y VARIEDAD EN LA PERDIDA DE PESO
Superindas diferentes d e w diferencia sgnificativa entre soluciones ( -0.05) Subindices diferentes derota diferencia egnificativa entre varedades ( =O 05)
FIGURA 31 EFECTO DE TIEMPO DE ALMACENAMIENTO EN LA PERDIDA DE PESO
Letras diferentes denotan diferencia significativa entre meses de almamnam!ento ( -0.05) 81
De manera general, la pulpa de papaya roja oirece mejores ventajas competitivas para la congelación con
respecto a la amarilla por las características que present6 durante la evaluaci6n de variables, y aunque
no se realizó un análisis riguroso de firmeza en el anexo 6 se muestra como la pulpa de papaya roja
conseivó mejor esta propiedad, además de que tiene mejores características importantes para la
aceptación del producto como la acidez y azúcares.
Por tratamientos, el uso de SP 2% resulta ser el mejor, siempre y cuando se tenga en consideración la
acidez del producto y el contenido de azúcares, de otra form queda como mejor el uso de JES. Pero,
ambos a la vez resultan ser mejores al testigo cuyos valores de las variables son inferiores o superiores
de acuerdo a las evaluadas.
Por método de descMylelacidn resulta ser mejor, por microondas ya que el porcentaje de exudado resulta
menor con respecto al ambiente.
82
VI CONCLUSIONES
Los tiempos de eníriamiento y congelación para pulpas de mango y papaya son una función de los
siguientes parámetros y vatiables: Velocidad y condiciones del aire (4.5mls, -18 "C), Temperatura inicial
y final de proceso, Dimensiones y geometria de la pulpa, Ubicación espacial dentro de la Cámara,
Composición fisicoguimica del producto, Uso de empaque protector o aplicación de pretratamientos.
La conservación de las pulpas durante el almacenamiento depende principalmente de las siguientes
variables: Erdida de humedad, Fluctuaciones de temperatura, Cuidados en el manejo postcongelación.
Los resultados estadisticos indican que la pulpa de mango "Tomy" tiene mejores cualidades para la
cwigelación y conserva mejor sus propiedades durante almacenamiento, mostrado así por la diferencia
significativa (a4.05) favorable en el contenido de azúcares totales, acidez y color con respecto a "Kent",
aunque este úlümo tiene mayores rendimientos de pulpa. Sin embargo, también presenta cualidades para
la congelación si se tiene en cuanta el estado de madurez del fruto. En papaya, la pulpa de la variedad
"Roja" presenta ventajas sobre la "Amarilla", en tolerancia a congelacibn y en la mservacibn de sus
propedades durante el almacenamiento, al tener una diferencia estadistica significativa (~ -0 .05 ) favorable
en el contenido de azúcares totales y acidez.
La aplicación de solución de pectina al 2% resultó ser estadísticamente con una diferencia significativa
(~-0.05) efectiva en el conhi de perdidas de peso y cxmermh ' de firmeza y de manera cualitativa evito
daños por congelación (obscurecimiento por quemadura). Por otra parte, afecta desfavorablemente con
una diferencia estadística significativa (a=0.05) el contenido de azúcares totales, acidez y color de las
pulpas de mango y papaya, aspectos importantes la aceptación del producto.
La aplicación de jarabe esundar de sacarosa result6 ser cualitativamente efectivo en el control de daíios
por congelacih (ObscureciMto por quemadura), mientras las pérdidas de peso resultaron ser mayores
y la firmeza menor en las pulpas de mango, con respecto al uso de solución de pectina al 2%. Por otra
lado, mtróaspectos favorables con una diferencia estadística significativa (a=0.05) en el contenido de
azúcares totales, acidez, sólidos solubles totales y color en pulpas de mango y papaya, importantes para
la aceptación del producto.
83
En las pulpas de mango, durante la congelación y 5 meses de almacenamiento los azúcares totales, la
acidez y degradaci6n pectínica presentan un sensible aumento en su valor que resultó ser
estadísücamente significativo (~4.05); las primeras dos variables por efecto de uso de Sducidn y por la
pérdida de humedad que se da mes con mes, la última variable por método de descongelaci6n y
cualiüvamente porffuduaciones de temperatura durante almacenamiento. En las variables como vitamina
C, cdor y fim presentan un marcado descenso en su valor por efecto de método de descongelación
y cualitativamente por fluctuaciones de temperatura.
En las pulpas de papaya, durante la congelación y 3 meses de almacenamiento los azúcares totales,
sólidos solubles totales y acidez presentan un incremento en su valor que resuii6 ser estadísticamente
significativo (a=0.05), debido a Nrdidas de peso y uso de solucibn.
La descongelación por microondas (390 w, :3.5-4 min) en pulpas de mango con respecto al ambiente
mostró dferenaa estadística significativa (~4.05) deteriorando sensiblemente el valor nutritivo (vitamina
C); mientras en pulpas de papaya la descongelación por microondas (390 w, 4-4.5 min) al igual que en
pulpas de mango de manera cualitativa reduce considerablemente los exudados.
84
VI1 RECOMENDACIONES
para obtener mejms resultados en bs propiedades de las pulpas se recomienda hacer mezclas de jarabe
de sacarosa con solución de pectina al 2% a fin de aprovechar las caractedsticas de ambos
crioprotectores.
Se obtendrán mejores resultados si una vez terminado el proceso de congelación, la pulpa se empaca y
prdeseconpelbYJlasimpemieables al vapor de agua, ya que reducirán de manera considerable la pérdida
de humedad durante el almacenamiento.
Si el consumo de la pulpa es directo, se recomienda consumirla descongelada parcialmente
(principalmente en papaya), evitando con ello la pérdida de valor nutritivo y una mejor presentación del
producto.
85
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87
A N E X O S
89
I
ANEXO 1 OBTENCION DE CORTES DE PULPA DE MANGO
ANEXO 6 RESULTADOS EN BASE SECA PARA LAS VARIABLES ACIDEZ, ANCARES TOTALES Y VITAMINA C VARIABLE: ACIDEZ (ri/l-)
PECTINA 1.13 1 .o5 0.69 0.62 0.67 0.73 1.15 TOMY JARABE 0.SS 0.93 0.88 1.16 1.28 I .26 0.83
TESTIGO 1 .o1 0.94 0.92 1.24 1.64 1,49 1 .%
6,15 7,81 6.49 7.66 8.85 9.05 6.28 PECTINA JARABE 6.30 5.86 5.54 6.10 7,47 6.88 6.64
7.62 6.12 689 7.72 920 9,32 8.67 TESTIGO KENT
VALORES EN BASE SECA TIEMPO DE ALMACENAMIENTO (M.s~s)
ARIEDA I TRATAMIENTO^ SIN CONGEMI DESP.DE CONGELA I 1 I 2 I 3 I 4 I 5
PECTlNA 0.0685 0,0574 0,0467 0,0409 0.0283 0,0191 0,0094
TOMY JARABE 0.0652 0.0532 0,0510 0,WW 0,0298 0,0212 0,0109
TESTIGO 0.0657 0.0552 0.0486 0,0346 0.0261 0.0177 0.0084
PECTINA 0,0672 0,0761 0,0685 0.0546 0,0445 0.0274 0,0190 KENT JARABE 0,0747 0,0785 0,0676 0,0591 0,0443 0.0267 0,0186
TESTIGO 0.0700 0.0704 0,0610 0,0485 0.0344 0,0285 0,0171
VARIABLE: AZUCARES TOTALES (ell W) VALORES EN BASE SECA
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO (Meras) ARIEDA I TRATAMIENTO^ SIN CONGEUR~ DESP.DE CONGELA I I I 2 I 3 I 4 I 5
PECTINA 55.10 54.14 51.77 53.57 50.72 53.66 50.96 61.57 81.60 62.61 63.01 86,46 66.84 JARABE 60.06
TESTIGO 59.83 55.71 55.25 56.81 61.62 56.12 55.42
PECTINA 36.42 43.58 47.53 49.75 5237 85.16 W,07
JARABE 50.25 66.45 63,15 71.66 85.38 84.95 61.94
TESTIGO 38.14 56.85 56.77 59,07 62.56 61.29 61.15
VARIABLE: VITAMINA C (g/lOOg) VALORES EN BASE SECA
TIEMPO DE ALMACENAMIENTO (Mesel)
ARIEDA I TRATAMIENTO] SIN CONGELAR^ DESP.DE CONGELA I I I 2 I 3 I 4 I 5
PERDIDA DE E80
iEn-.Kw I nEMPODEDESCWOEUUOI
IEUn.1
ANEXO 10 VUDRES U W 1 0 6 REWLTADO DEL UUIIYS FIIuCoMuICoO EN WWA DE PAPAYA nWA' Bu0 DESCONQEUCION POR MICRWNDIS
m D I D A DE PESO
FIRMEZA
ANEXO 1 1 RESULTADOS MEDIOS EN BASE SECA PARA ACIDEZ Y ANCARES TOTALES
VARIABLE: ACIDEZ (g11OOg)
MARILLA JARABE 0,6185 0,7085 0,8338 0,9369 1,0146 0,8015 0,9923 1,1062 1.3738
0,7969 1,1100 1,1554 1,2477
VARIABLE: ANCAREC TOTALES (ell-)
PECTINA 22.54 29,00 3735 45.46 54,15 MARILLA JARABE 27,46 33,14 40,72 37,31 5569
TESTIGO 20,15 30,33 3Q,25 50.08 59.92
PECTINA 2592 32.60 42.08 45,83 51,23
TESTIGO 33,69 38,02 41,23 48,W 55,46 ROJA JARABE 28,08 39.02 51.23 58,62 65,W
ANEXO I 2 DATOS EXPERMWTALES DE TEMPERATURA DURANTE EL PROCESO DE CONGELACION DE LAS PULPAS DE WGO Y PAPAYA
CURVAS DE ENFRlbMENTO EN CUBOS DE PULPA DE MANGO VAREDAD TOMY Y KENT
TiEMPO KENT TOMY (MINI T. EXT K. T. INT K. T. EXTT. T. INTT.
0.00 21.11 21.11 21.11 20.56 15.00 30.00 45.00 60.00 75.00 78.00 81 .O0 84.00 87.00 90.00 93.00 96.00 99.00 102.00 105.00 120.00 135.00 150.00 165.00 180.00 195.00 210.00 240.00 300.00 360.00 420.00 480.00 540.00
~
17.78 14.44 11.67 8.89 6.11 4.44 2.22 0.00 -2.78 -3.33 -3.33 -3.89 -4.44 -5.56 -6.67 -7.78 -10.00 -12.78 -1 3.89 -14.44 -15.56 -16.11 -17.22 -17.78 -18.89 -19.44 -20.00 -19.44
19.44 18.33 15.56 12.22 9.44 7.22 5.00 2.78 1.67 0.00 -1.11 -0.56 -0.56 -0.56 -1.11 -4.44 -7.78 -10.00 -12.22 -13.33 -13.89 -15.00 -16.11 -16.67 -17.22 -17.78 -18.33 -18.33
18.33 15.56 12.22 9.44 6.67 5.56 3.33 1.11 -1.67 -2.22 -3.33 -3.33 -3.89 -4.44 -5.56 -7.78 -10.56 -13.33 -13.89 -14.44 -15.00 -16.11 -16.67 -17.22 -17.22 -17.78 -18.89 -19.44
20.00 48.89 16.11 13.33 11.11 8.33 6.1 1 4.44 2.78 0.00 -1.11 -0.56 -0.56 0.56 -1.11 -3.89 I ¡
-7.78 ii -10.00 I' -12.78 ! ;
-13.33 : ,
-13.89 !~ -15.00 1 1 -15.56 1 1 -16.11 ¡~ -16.67 ~'
-17.22 I , -17.78 ii -18.33
600.00 -18.33 -18.33 -18.33 -18.33 1 1 -_
.I - . . ,.~,,.,..-..,...,.,,..-. . - . - - - x . - - r x - - C - * * P - -..I.,<,_., ~, ,_ , , , _ , . , . ., _,.._ . ., *. , , . ... ,~ , . , *
CURVAS DE ENFRMMIENTO EN CUBOS DE PULPA DE PAPAYAVAREDAD ROJAY AMMILLA
TIEMPO AMARILLA ROJA (MINI T. EXTA. T. INTA. T. EXTR. T. INTR.
0.00 15.56 15.56 16.11 16.11 15.00 30.00 45.00 50.00 55.00 60.00 65.00 70.00 75.00 80.00 85.00 90.00 100.00 110.00 120.00 130.00 140.00 160.00 170.00 180.00 190.00 200.00 210.00 220.00 225.00 240.00 255.00 270.00 285.00 315.00 330.00 375.00 435.00
10.00 12.22 3.89 8.89 -1.1 1 6.1 1 -2.78 2.22 -3.33 0.00 -4.44 -1.67 -4.44 -1.11 -3.89 -1.11 -4.44 -1.67 -4.44 -1.67 -4.44 -1.67 -4.44 -1.67 -5.00 0.00 -5.56 -2.22 -6.1 1 -2.78 -6.1 1 -2.22 -6.67 -2.78 -7.78 -3.89 -8.33 -5.00 -9.44 -5.56
-11.11 -7.78 -12.78 -10.56 -13.33 -11.11 -13.89 -1 1.67 -14.44 -12.78 -15.56 -13.89 -16.11 -15.00 -16.67 -16.11 -17.22 -16.67 -17.78 -17.22 -18.89 -18.33 -18.89 -18.33 -18.33 -18.33
9.44 2.78 -0.56 -2.78 -3.33 -3.89 -3.89 -3.89 -3.89 -4.44 -4.44 -4.44 -4.44 -5.56 -5.56 -6.1 1 -6.11 -7.22 -7.78 -8.89 -10.56 -12.78 -13.33 -1 3.89 -1 5.00 -15.56 -16.67 -17.22 -17.78 -18.33 -18.89 -1 8.89 -18.89
12.78 9.44 7.22 3.33 0.56 0.00 -1.11 -0.56 -1.11 -1.11 -1.67 -1.67 -1.11 -1.11 -2.22 -2.22 -2.78 -3.89 -4.44 -5.56 -8.33 -10.00 -11.11 -1 1.67 -12.22 -13.89 -15.56 -16.67 -17.22 -17.78 -17.78 -18.33 -18.89
495.00 -18.33 -18.89 -18.89 18.89