estudio de secado de algas (1)

8/18/2019 Estudio de Secado de Algas (1)

1/43

Universidad Austral de ChileFacultad de Ciencias Agrarias

Escuela de Ingeniería en Alimentos

Estudio de la Reducción del Contenido de Sodio

y Deshidratación del Alga Luche (Porphyra sp .)

Verónica Elisabeth Hernández BurgosValdivia – Chile

2013


2/43


3/43

i

ÍNDICE DE MATERIAS

Capítulo Página

RESUMEN 1

SUMMARY 2

1 INTRODUCCIÓN 3

2 MATERIAL Y MÉTODO 9

2.1 Materia prima 9

2.2 Metodología 9

2.2.1 Muestras de luche en estado fresco 10

2.2.2 Muestras de luche deshidratado en forma artesanal 10

2.2.3 Muestras de luche con tratamiento de reducción de sodio y

secado en horno con aire forzado

12

2.2.3.1 Determinación experimental de los parámetros de proceso;

etapa de remojo

14

2.2.3.2 Determinación de sodio total extraído, en la etapa de remojo 14

2.2.3.3 Curvas de secado experimental. 15

2.2.4 Determinaciones analíticas 15

3 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 16

3.1 Tratamiento reducción de sodio 16

3.1.1 Determinación tiempo de recambio agua de remojo 16


4/43

ii

3.1.2 Determinación de sodio extraído aplicando recambio de

agua.

17

3.2 Tratamiento deshidratación 18

3.3 Composición nutricional del alga Porphyra sp. 19

3.3.1 Composición proximal de las muestras de algas 19

3.3.2 Contenido de minerales 22

3.3.3 Contenido de vitaminas 23

4 CONCLUSIONES 25

5 BIBLIOGRAFÍA 27

ANEXOS 30


5/43

iii

ÍNDICE DE CUADROS

Cuadro Página

1 Composición química del luche por 100 g parte comestible

(base húmeda)

6

2 Condiciones de la etapa de remojo experimental 14

3 Contenido humedad de las muestras de algas 20

4 Composición proximal de las muestras de algas 21

5 Contenido de sodio y potasio 23

6 Contenido de vitaminas A, E y D2 24


6/43

iv

ÍNDICE DE FIGURAS

Figura Página

1 Desembarque total de algas marinas en Chile; año 2011 (t) 4

2 Diagrama de flujo de la elaboración del luche deshidratado

en forma artesanal11

3 Diagrama de flujo de la elaboración del luche con tratamiento

de reducción de sodio y secado en horno con aire forzado13

4 Sodio extraído durante 10 horas consecutivas de remojo 16

5 Cantidad de sodio extraído durante la etapa de remojo

utilizando recambio del agua cada 1 hora17

6 Curva de humedad en función del tiempo. Ajuste de los datos

experimentales con el modelo de Peleg18


7/43

v

ÍNDICE DE IMÁGENES

Imagen Página

1 Luche (Porphyra sp.) 5


8/43

vi

ÍNDICE DE ANEXOS

Anexo Página

1 Etapa recolección alga Porphyra sp. 31

2 Determinación extracción de sodio etapa experimental. 32

3 Determinación sodio total extraído en etapa de remojo final 34

4 Tratamiento deshidratación alga luche 35


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1

RESUMEN

El luche o Porphyra sp. , macroalga bentónica, es una especie del extremo sur del país

que se encuentra en importantes poblaciones naturales en actual explotación. Es unade las especies de algas más utilizadas para consumo humano y habita desde las

costas de Perú hasta el Cabo de Hornos (RAMÍREZ y GODOY, 1980).

El objetivo del estudio fue determinar un tratamiento para la reducción del contenido

de sodio y proporcionar los parámetros necesarios para el proceso de deshidratación

del luche, además de comparar el proceso tecnológico propuesto con el utilizado en la

Empresa Pesca en Línea, para luche deshidratado elaborado de manera artesanal,

teniendo como referencia los resultados de los análisis del alga en estado fresco sinningún tipo de tratamiento. Se realizó un análisis proximal de las 3 muestras descritas

anteriormente, incluyendo sodio y potasio, además de determinar el contenido de

vitaminas A, E y D2.

Los resultados indican que desde un contenido inicial de sodio de 0,97 g/100g, se

redujo a 0,36 g/100g de masa seca. Además, la aplicación de la metodología

propuesta permitió mantener los contenidos de proteínas y carbohidratos, por lo que es

posible la reducción del contenido de sodio desde el alga en estado fresco, sin afectar

el valor nutricional de ésta.


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2

SUMMARY

Sea lettuce or Porphyra sp., benthonic macroalgae found in important natural

populations in present exploitations at the very southern of the country. It is one of thealgae sp. of widely human consumption and found from Peruvian coasts to Cape Horn

(Ramírez and Godoy, 1980).

The objective of the research was to determine a treatment for reducing sodium content

and the provision of necessary parameters for the dehydration see lettuce processing,

and the comparison of the proposed technologic process with the one used by Fishing

Industry on line, for dehydration sea lettuce elaborated by craft way, having as

reference the results from the analysis of fresh seaweed without any treatment. Aproximal analysis of the 3 previously described samples was done, where Sodium and

potassium were included and the contents of vitamin A, E and D2 were determined.

The results state a decrease in the initial content of Sodium of 0,97 g/100g, to 0,36

g/100g of dry matter. Moreover, the proposed methodology used allowed to maintain

proteins and carbohydrates contents, therefore the sodium content reduction is possible

from the fresh state seaweed not having any effect on the nutritional value of it.


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3

1 INTRODUCCIÓN

Las algas marinas tienen gran importancia ecológica, económica y social en Chile. Son

la base de numerosas tramas tróficas y cumplen una amplia gama de funcionesecológicas en las comunidades marinas, dándoles estructura y diversidad de hábitat;

además, son utilizadas como alimento humano, como materia prima para la obtención

de geles de uso industrial, o como fertilizantes (HOFFMANN y SANTELICES, 1997).

Conocidas también como vegetales de mar, las algas tienen un cuerpo representado

por un talo (organismos sin vascularización), son en su mayoría bentónicas, es decir,

viven adheridas a un sustrato y son autótrofos, lo que significa que realizan fotosíntesis

(SANTELICES, 1986). En los aproximados 4000 kilómetros de costa que posee Chile,

existe una gran variedad de algas macroscópicas bentónicas. Estas se han dividido

tradicionalmente por el color que presentan de acuerdo al pigmento predominante,

existiendo la división de algas verdes (Chlorophyta), pardas (Phaeophyta) y rojas

(Rhodophyta), siendo estas últimas las más abundantes (RAMIREZ y GODOY, 1980).

TOLEDO et al . (2009), señalan que en relación a los beneficios para la salud humana,

gracias a sus propiedades bioquímicas, las algas marinas son capaces de actuarcomo:

Estimulantes del metabolismo, ya que son ricas en fibra, por lo que ayudan a

disminuir el colesterol en la sangre, además producen efecto de saciedad que

ayuda en el tratamiento de la obesidad.

Remineralización de los huesos, debido a que poseen un alto contenido de

calcio.

Favorecimiento de la eliminación y tránsito intestinal.

Ayudante en problemas de tiroides. Por su alto contenido de yodo previene elbocio e hipotiroidismo.

Actividad antibiótica y antiviral, sobre todo las algas rojas (aquellas que poseen

carragenanos), gracias a los polisacáridos sulfurados.


12/43

4

Según datos obtenidos desde el Servicio Nacional de Pesca y Acuicultura, durante el

año 2011 el desembarque de algas marinas fue de 418.031 toneladas (FIGURA 1),

correspondiendo 2.520 toneladas a la región de Los Ríos, de las cuales 729

toneladas pertenecieron a cochayuyo, 845 a pelillo y en menor cantidad el luche, cuyaparticipación en la región fue de 2 toneladas de las 41 obtenidas a nivel nacional

(CHILE. SERVICIO NACIONAL DE PESCA Y ACUICULTURA, SERNAPESCA, 2011).

FIGURA 1. Desembarque total de algas marinas en Chile; año 2011 (t)

FUENTE: CHILE. SERNAPESCA (2011).

El luche (Porphyra sp.), de acuerdo a sus características morfológicas corresponde a

un alga cuyo color varía entre rosado, violáceo, rojo verdoso y verdoso; son plantas

formadas por frondas de hasta 10 cm de largo, 5 cm de ancho y 150 µm de grosor

(IMAGEN 1). De forma variable las frondas pueden ser relativamente planas,

onduladas o crespas, siendo la única especie de macroalga que crece sobre rocas en

el intemareal alto (HOFFMANN y SANTELICES, 1997). Es una especie recurso del

extremo sur del país que posee importantes poblaciones naturales en actual

0

50.000

100.000

150.000

200.000

250.000241.6

56.732

46.2

29.619.4

14.6 6.5 2.1 998 222 41 22 5

D e s e m b a r q u e

( t )

Algas


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5

explotación. Es una de las especies más utilizadas para consumo humano y habita

desde las costas de Perú hasta Cabo de Hornos (RAMÍREZ y GODOY, 1980).

IMAGEN 1. Luche (Porphyra sp.)

Según RAMÍREZ y GODOY (1980) y CHILE, INSTITUTO NACIONAL DE

NORMALIZACIÓN (1984), la clasificación del alga luche es la siguiente:

División: Rhodophyta

Clase: Bangiophycidae

Orden: Bangiales

Familia: BangiaceaeGénero: Porphyra

Especie: Porphyra sp.


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6

RAMÍREZ y GODOY (1980), describen que en estado fresco, el luche contiene un 75 a

85% de agua, correspondiendo el porcentaje restante a compuestos orgánicos y sales

minerales (materia seca). Esta materia seca entre un 65 a 85% corresponde a

sustancias orgánicas, tales como carbohidratos, grasas, proteínas, vitaminas ysustancias promotoras del crecimiento. La composición química del luche se muestra

en el CUADRO 1.

CUADRO 1. Composición química del luche por 100 g parte comestible (base

húmeda)

g

Calorías (kcal) 32,0

Humedad 86,0

Proteína 3,3

Lípidos 0,7

E.N.N 4,3

Fibra cruda 2,3

Cenizas 3,4

FUENTE: SCHMIDT – HEBBEL et al . (1992)

De acuerdo a lo señalado por FARJADO et al . (1998), dentro del contenido mineral del

alga Porphyra sp., destaca el sodio con valores que van desde 3,18 a 6,41g/100 g, en

el caso del potasio su contenido va desde 1,24 a 1,96 g/100 g y magnesio 600 a 836

mg/100 g. El fósforo oscila entre 78 y 276 mg/100g, el calcio entre 63 y 108 mg/100 g y

el hierro entre 3,9 y 26,4mg/100g (valores expresados en relación a 100g de alga

seca).

La utilización de las algas como vegetales comestibles por su contenido importante de

minerales y oligoelementos, hacen del luche un interesante objeto de estudio. Sin

embargo, su elevado contenido de sodio podría ser una limitante ya que según lo

señalado por Jessica et al. (2008) citado por ALIÑO et al. (2011), el consumo excesivo

de sodio ha sido relacionado con casos de presión arterial alta y enfermedades


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7

cardiovasculares, información ratificada por He et al . (1999) citado por la

ORGANIZACIÓN MUNDIAL DE LA SALUD. OMS (2006), donde estudios científicos

han aportado datos probatorios de la relación causal entre el consumo de sodio y las

enfermedades cardiovasculares, estudios prospectivos han investigado la asociaciónentre el sodio alimentario y el riesgo de padecer enfermedades cardiovasculares, y

donde se ha registrado una asociación significativamente positiva entre la ingesta de

sodio y el accidente cerebro-vascular.

Conforme al informe técnico elaborado por la OMS y la Organización de las Naciones

Unidas para la Agricultura y la Alimentación (FAO), se recomienda el consumo de

menos de 5 g de cloruro de sodio (o 2 g de sodio) por día como meta de ingesta de

este nutriente en la población (OMS, 2003). En Chile, el consumo promedio de sal es

de 10 g diarios, es decir unos 4 g de sodio (CHILE, MINISTERIO DE SALUD, 2010)

habiendo aumentado su consumo en un 50% en las últimas cuatro décadas en el país.

Por otra parte, las nuevas tendencias indican un aumento y preferencia por el consumo

de algas marinas deshidratadas (COX et al ., 2012), es por tanto que el contenido de

humedad en las algas secas es un parámetro muy importante, ya que está muy

relacionado con la técnica de secado empleada y con la conservación del productofinal, disminuyendo así la posible presencia de bacterias y hongos que pudieran alterar

su calidad organoléptica, siendo óptimos valores por debajo del 11% de humedad en el

producto final (CARRILLO et al ., 2002).

La determinación de los parámetros de proceso tiempo y temperatura en la etapa de

deshidratación, tiene especial importancia debido a la composición nutricional del alga.

Según GUPTA et al. ( 2011), el secado de algas a temperaturas sobre los 50°C

provocan oscurecimiento en el color final y pérdida completa de antioxidantes, es por

ello, que el establecimiento de una metodología para la reducción del contenido de

sodio y deshidratación apropiados para alga luche, permitiría potenciar su consumo, y

transformarlo en una valiosa fuente de alimentación humana.


16/43

8

La hipótesis de la presente investigación es: “La aplicación de un tratamiento de remojo

del alga luche en estado fresco, en agua destilada desionizada permite reducir el

contenido de sodio de ésta, y su posterior deshidratación en un horno de aire forzado

permite reducir la pérdida de nutrientes”

Bajo condiciones adecuadas, para cumplir con la hipótesis planteada, se proponen los

siguientes objetivos:

Objetivo general:

Establecer un tratamiento para la reducción del contenido de sodio y

deshidratación del alga luche.

Objetivos específicos:

Determinar los parámetros de proceso para la reducción del contenido de sodio.

Medir la cantidad de sodio en muestras acuosas, por fotometría de llama.

Determinar tiempo y temperatura óptimos para la deshidratación del alga luche

Evaluar los cambios en la composición nutricional del alga luche sometida a

etapas de remojo.

Evaluar los cambios en la composición nutricional del luche elaborado de forma

artesanal


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9

2 MATERIAL Y MÉTODO

El desarrollo de la parte experimental de esta investigación fue realizado en los

laboratorios del Instituto de Ciencia y Tecnología de los Alimentos (ICYTAL), de laFacultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Austral de Chile, ubicada en el

campus Isla Teja, ciudad de Valdivia.

El estudio fue realizado entre los meses de septiembre de 2012 y marzo de 2013.

2.1 Materia prima

La materia prima utilizada correspondió al alga luche (Porphyra sp.), la que fue

recolectada en el sector de Loncoyen (39°48' 30" S, 73°23' 50" O), Valdivia, cuyas

muestras fueron trasladadas hasta el laboratorio en agua de mar a 6±1°C.

2.2 Metodología

Se estableció el procedimiento realizado sobre las muestras de luche fresco. Además,

se elaboró un diagrama de flujo que define las etapas para la elaboración del luche

deshidratado de manera artesanal. Se proponen una serie de procedimientos

necesarios para la extracción del sodio desde el alga en estado fresco, con la finalidad

de disminuir los niveles de este catión en luche, metodología adaptada de ALIÑO et al.

(2011), y a continuación someterla a un proceso de deshidratación.

Las muestras descritas a continuación, corresponden a algas recolectadas en períodos

distintos, es decir para aquella muestra elaborada de forma artesanal, el periodo de

recolección fue entre los meses septiembre y noviembre año 2011 por vendedores del

sector, y elaborado por los operarios de la empresa Pesca en Línea. Tanto las

muestras en estado fresco como aquellas sometidas a reducción del contenido de

sodio y luego deshidratadas, corresponden a algas extraídas en las mismas

condiciones, durante el periodo octubre-diciembre, año 2012.


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10

2.2.1 Muestras de luche en estado fresco. Muestras recolectadas en el sector

intermareal, transportadas en agua de mar directamente al laboratorio, y analizadas sin

ningún tipo de tratamiento adicional, con la finalidad de obtener valores de referencia

sobre la composición proximal, vitaminas y algunos minerales.

2.2.2 Muestras de luche deshidratado en forma artesanal. Muestras elaboradas

por los operarios de la Empresa Pesca en Línea y que corresponde a aquel luche

recolectado de forma manual en los sectores de San Ignacio, Playa Rosada y

Loncoyen, aireado y secado parcialmente en la orilla del mar durante 3 a 5 días, a

través de un sistema de secado por mallas, en donde son colocadas las algas a la

exposición del sol. Una vez transportadas en sacos a la planta, se dejan secar entre 20

a 25 días bajo techo a temperatura ambiente. Una vez terminada esta etapa, sonsometidas a un proceso de deshidratación en un horno a gas a temperaturas que

bordean los 100°C por 3 a 5 minutos, luego son molidas y envasadas en contenedores

de vidrio (FIGURA 2).

El funcionamiento del horno a gas corresponde a un horno del tipo convencional, que

utiliza el calor proporcionado por un quemador de gas para calentar la cámara del

horno y quitar la humedad del alimento. El agua extraída desde el alimento es

transformada a vapor de agua por evaporación, y luego expulsada del horno

conjuntamente con aire caliente. Presenta desventajas pues es difícil la regulación de

los niveles de temperatura, muchas veces es quemado el producto por trabajar con

temperaturas que bordea los 100°C.

Los equipos empleados correspondieron a los siguientes:

Horno industrial a gas, Modelo 6EA68, temperatura de funcionamiento 0ºC a

300ºC

Picadora marca Moulinex, Modelo d56


19/43

11

Recolección algas frescas

Aireación y secado al sol

(3-5 días)

Secado en planta

(T° ambiente / 20-25 días)

Secado en horno(100°C/3-5 min)

Enfriado

Molienda

Envasado

Almacenamiento

FIGURA 2. Diagrama de flujo de la elaboración del luche deshidratado en forma

artesanal


20/43

12

2.2.3 Muestras de luche con tratamiento de reducción de sodio y secado en

horno con aire forzado. Corresponden a aquellas muestras de luche en estado

fresco, que fueron sometidas a pruebas de remojo en agua destilada y desionizada,

con el objetivo de reducir el contenido de sodio, para luego ser deshidratadas en unhorno distinto al utilizado en la elaboración del luche artesanal, esta vez el equipo

empleado correspondió a un horno de aire forzado cuyo funcionamiento se basa en un

ventilador situado en el lado posterior del horno. El propósito del ventilador es forzar el

aire caliente dentro del horno y circularlo alrededor del alimento que está en proceso

de secado, el aire caliente se recircula constantemente, distribuyéndose de manera

homogénea sobre y alrededor del alimento, y el sistema de medición de temperatura

funciona con un termostato que enciende y apaga las resistencias para mantener una

temperatura constante durante el proceso de deshidratación. Los parámetros deproceso fueron determinados mediante pruebas experimentales en cada una de las

etapas descritas en la FIGURA 3.

Los equipos utilizados fueron los siguientes:

Horno de aire forzado con electroventiladores, marca EXIPOTEL, modelo YXD-

4A

Destilador marca POBEL, modelo 706

Desionizador marca MILLIPORE, modelo Simplicity

Fotómetro de llama marca JENWAY, modelo PIP7

Picadora marca Moulinex, Modelo d56


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13

Recolección algas frescas

Lavado y desarenado

Traslado a laboratorio en agua de

mar (6±1°C)

Remojo alga luche

Extracción 10 mL agua de remojo

Filtración de muestras acuosas

Dilución muestras agua de remojo

Medición contenido de sodio agua

de remojo

Deshidratación alga luche

(25°/7h)

Molienda

FIGURA 3. Diagrama de flujo de la elaboración del luche con tratamiento de

reducción de sodio y secado en horno con aire forzado


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14

2.2.3.1 Determinación experimental de los parámetros de proceso; etapa de

remojo. El objetivo de utilizar distintas condiciones en esta etapa experimental, fue

analizar el comportamiento de distintas cantidades de agua destilada frente a una

misma cantidad de alga en estado fresco, es decir, determinar el efecto de estarelación frente a la extracción de sodio desde el alga, y además obtener el tiempo de

recambio del medio acuoso, a través de curvas de saturación de las muestras de agua,

experimento realizado a temperatura ambiente (20°C aproximadamente) durante 10

horas consecutivas para cada condición, con 3 repeticiones cada una, condiciones que

se pueden observar en el CUADRO 2.

CUADRO 2. Condiciones de la etapa de remojo experimental

Condición 1 Condición 2 Condición 3

100 g alga : 1000 g agua 100 g alga : 2000 g agua 100 g alga : 3000 g agua

El procedimiento consistió en dejar escurrir durante 20 minutos 300 g de alga fresca,

luego en cantidades de 100 g cada una, las muestras fueron colocadas en

contenedores con 1000, 2000 y 3000 g de agua destilada respectivamente. A

continuación, y durante un período total de 10 horas, se extrajeron muestras de 10 mL

cada 1 hora, manteniendo dichas muestras en refrigeración para luego filtrar en papel

Munktell N° 292, y luego se determinó la cantidad de sodio de cada muestra acuosa

obtenida, utilizando la técnica de fotometría de llama, para lo cual las muestras

debieron ser diluidas 50 veces y analizadas realizando curvas de calibración por cada

10 muestras examinadas.

2.2.3.2 Determinación de sodio total extraído, en la etapa de remojo. Una vez

conocido el efecto de las variables implicadas en la extracción de sodio desde el luche

en estado fresco, es decir, sabiendo el tiempo de recambio del agua destilada de

acuerdo a la curva de saturación de la misma y una vez fijadas las condiciones de esta


23/43

15

etapa, se determinó el sodio total que fue posible extraer desde el luche con una etapa

de remojo que duró 4 horas en total, con recambios del agua desionizada cada 1 hora,

momento en que fueron tomadas las muestras acuosas para su análisis de sodio, para

lo cual se mantuvieron las mismas condiciones descritas en el punto anterior.

2.2.3.3 Curvas de secado experimental. Una vez reducido el contenido de sodio del

luche en estado fresco, se estimó el tiempo de secado en un horno de aire forzado, a

una temperatura de 25°C por 7 horas, y la posterior determinación del contenido de

humedad, registrando la pérdida de peso de las muestras a través del tiempo, bajo las

condiciones mencionadas anteriormente. El equipo utilizado correspondió a un horno

de aire forzado como se indicó anteriormente, donde el calor se transfiere al alimento

mediante una corriente de aire caliente, el cual es impulsado a través del horno por

medio de ventiladores. Mediante este sistema, se logra transmitir el calor necesario

para la evaporación del agua contenida en el alimento (GUPTA, 2011).

2.2.4 Determinaciones analíticas. Las determinaciones analíticas se describen a

continuación:

Luche fresco:

Análisis químico proximal. Determinación de sodio y potasio.

Determinación de vitaminas A, D2, E.

Luche deshidratado elaborado en Empresa Pesca en Línea: método artesanal:

Análisis químico proximal.

Determinación de sodio y potasio.


Luche deshidratado con tratamiento de reducción de sodio:

Análisis químico proximal.

Determinación de sodio y potasio.



24/43

16

3 PRESENTACIÓN Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS

3.1 Tratamiento reducción de sodio

3.1.1 Determinación tiempo de recambio agua de remojo. Para estudiar la

posibilidad de reducir el contenido de sodio presente en las muestras de alga luche en

estado fresco, se determinó la curva de extracción de sodio, de las muestras de agua

de la etapa de remojo (ANEXO 2). Se observa en la FIGURA 4, que la saturación del

agua destilada se produce durante la primera hora del proceso, disminuyendo

drásticamente la extracción de este catión a partir de este periodo, llegando a ser casi

lineal después de la primera hora de iniciado el experimento, lo que indica que el

tiempo de recambio del agua es de 1 hora.

FIGURA 4. Sodio extraído durante 10 horas consecutivas de remojo

Se puede apreciar en la figura como para la condición 1 (100 g alga: 1000 g agua), la

extracción de sodio fue de 352,5 mg/100 g de alga y la condición 3 (100 g alga: 3000 g

agua) presenta 453,5 mg/100 g de alga, diferencias que se deben a la cantidad de

agua utilizada en el proceso, es decir, que a mayor cantidad de agua utilizada en la

etapa de remojo, mayor es la extracción de este catión, considerando que las algas en

estado fresco, presentan concentraciones de 300 a 1019 mg/100 g de muestra según

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

700,0

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 S o d i o e x t r a í d o ( m g / 1 0 0 g d e a l g a )

Tiempo (h)

100 g alga: 1000 g agua




25/43

17

informa RUPÉREZ (2002), variaciones asociadas a las zonas de extracción y época

del año, entre otros factores (FARJADO, 1998).

3.1.2 Determinación de sodio extraído aplicando recambio del agua. Una vez

conocido el comportamiento de los parámetros de proceso para la etapa de remojo, es

decir, sabiendo que el agua de remojo se satura durante la primera hora del proceso, y

que además, si se aumenta la cantidad de agua de remojo, mayor es la extracción de

este catión, se realizó el proceso de extracción final de sodio. Según se observa en la

FIGURA 5, y de acuerdo al ANEXO 3, la cantidad máxima de sodio total extraído se

obtuvo bajo la condición 3 (100 g alga: 3000 g agua), con un valor de 554,0 mg; en el

caso de la condición 2 (100 g alga: 2000 g agua) se redujo en 473,4 mg el contenido

de sodio, y para la condición 1 (100 g alga: 1000 g agua), la cual utilizó una menor

cantidad de agua, se disminuyó en 461,8 mg. En líneas generales durante la primera

hora del proceso, se advierte que ocurrió la mayor extracción del sodio contenido en

las muestras en estado fresco.

FIGURA 5. Cantidad de sodio extraído durante la etapa de remojo utilizando

recambio del agua cada 1 hora

0,0

100,0

200,0

300,0

400,0

500,0

600,0

1 2 3 4 S o d i o e x t r a í d o ( m g / 1 0 0 g d e

a l g a )

Tiempo (h)





26/43

18

3.2 Tratamiento deshidratación

La deshidratación es un proceso empleado para la preservación de alimentos, el cual

consiste en la eliminación del agua libre de un sólido, permitiendo la reducción de lasreacciones químicas e inhibiendo el crecimiento microbiano, y por ende prolongando la

conservación de los materiales biológicos. En la mayoría de casos, la deshidratación

de alimentos se realiza por aire caliente. El aire conduce el calor al alimento y éste

tiende a liberar vapor de agua. Aunque la deshidratación con aire caliente es costosa

con respecto a la deshidratación solar, tiene un alto número de ventajas como las

siguientes: el proceso puede ser realizado sin depender del clima, el tiempo de secado

es relativamente más corto y la calidad del producto mejora (GARCÍA et al., 2010).

FIGURA 6. Curva de humedad en función del tiempo. Ajuste de los datos

experimentales con el modelo de Peleg.

La curva de secado se elaboró registrando la pérdida de peso de la muestra durante el

tiempo de la etapa de deshidratación, y en donde luego de realizar un ajuste de curva

con el modelo de Peleg, se obtuvo un R2 0, 9916, el cual indica una alta correlación

entre los datos experimentales y los datos obtenidos por el ajuste de los mismos, como

se observa en la FIGURA 6, en donde inicialmente se utilizaron 200 g de muestra en

0

0,51

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

0 1 2 3 4 5 6 7 X w e ( g a

g u a / g s o l i d o s

s e c o s )

Tiempo (h)

Xwe (bs)

modelo dePeleg


27/43

19

estado fresco con un 78,29 % de humedad, y al término del proceso se registró un

rendimiento de 13,72%, utilizando una temperatura de 25°C durante 7 horas (ANEXO

4), consiguiendo un producto deshidratado con un 8,41 % de humedad.

En esta etapa, se determinaron los parámetros de secado (tiempo y temperatura), deacuerdo a antecedentes bibliográficos, los cuales indican que bajo condiciones

específicas, existe la pérdida de nutrientes esenciales. GUPTA et al . (2011), señalan

que el secado de las algas reduce los constituyentes fotoquímicos; utilizando

temperaturas de 35 y 40°C se produce la pérdida del 30% de flavonoides; sin embargo,

ocurre un importante aumento del 41% en el contenido de tocoferoles cuando el

contenido de humedad del alga se disminuyó en un 50%, antecedente similar al

reportado por COX et al . (2012), quienes evidencian que utilizando temperaturas

cercanas a los 100°C producen pérdidas del orden del 93% del contenido total deflavonoides y tocoferoles.

3.3 Composición nutricional del alga Porphyra sp.

Con el fin de determinar la efectividad del proceso de reducción del contenido de sodio

y además analizar el uso de un horno de aire forzado para la etapa de deshidratación,

se determinaron las composiciones proximales del alga en estado fresco y también

luego de haber sido sometida al tratamiento propuesto en esta investigación. Además,

se analizó aquella muestra elaborada de manera artesanal (desde la recolección hasta

el secado) sin ningún tipo de tratamiento adicional más que aquel donde la muestra es

secada al sol por varios días y luego secada en una estufa a gas, utilizando

temperaturas cercanas a los 100°C.

3.3.1 Composición proximal de las muestras de algas. La composición proximal

muestra diferencias en los contenidos de humedad de las muestras analizadas,obteniendo un 78,29 % de humedad para el luche en estado fresco. Según lo

informado por GUPTA et al . (2011), en estado fresco las algas marinas contienen entre

un 75 a 85% de humedad, correspondiendo el porcentaje restante a componentes

orgánicos y mineral. Para aquella muestra deshidratada, elaborada de manera


28/43

20

artesanal, el contenido de humedad fue de 1,74 %, en el caso de la muestra

deshidratada en horno de aire forzado, presentó un 8,41% de humedad, como se

observa en el CUADRO 3. Las diferencias de humedad entre el luche deshidratado

artesanalmente y aquel deshidratado en un horno de aire forzado, se deben a lasdistintas condiciones y equipos utilizados en la etapa de deshidratación, utilizando

temperaturas cercanas a los 100°C por 3-5 minutos para la muestra artesanal y 25°C

por 7 horas para la muestra de luche reducida en sodio.

CUADRO 3. Contenido humedad de las muestras de algas

MuestrasHumedad

(g/100g)

Luche fresco 78,29 ± 0,18a

Luche artesanal 1,74 ± 0,02b

Luche reducido en sodio 8,41 ± 0,01c

*Valores corresponden a la media de dos repeticiones ± desviación estándar.Distinta

letra en igual columna indica diferencias estadísticamente significativas al 95%.

La composición proximal que aparece en el CUADRO 4 muestra diferencias en los

contenidos de proteína, grasa, carbohidratos y cenizas. Las concentraciones de

proteínas aportadas por el alga luche son similares a la de alimentos naturales como

legumbres, entre las que destacan lentejas, arvejas y fréjoles (SCHMIDT – HEBBEL et

al ., 1992), siendo similares a valores reportados por SANCHEZ et al .(2004), que

describen que para Porphyra sp., el contenido de proteínas es 24,11 g/100 peso seco.

El contenido de grasa obtenido en las 3 muestras, se encuentran dentro del rango

característico de este tipo de algas, según lo informado por GRESSLER et al.(2010),

donde los contenidos de este componente se sitúan entre 1,3 y 6,2% de peso seco.

De acuerdo a la clasificación de las algas, el luche pertenece al grupo de las

Rodofíceas, las cuales se destacan por presentar las mejores características

nutricionales; básicamente, por su riqueza proteica, por el alto contenido de

carbohidratos y minerales. Aunque el componente nutricional mayoritario, en todas las


29/43

21

algas, son los carbohidratos (SANCHEZ et al ., 2004), en esta investigación, y

particularmente en la muestra deshidratada con tratamiento de reducción de sodio,

estos alcanzaron un valor de 60,73 g por cada 100 de peso seco, cifra que está dentro

del rango señalado por ORTIZ (2011), quien indica que para algas rodofíceas como elluche, los valores de este parámetro pueden fluctuar entre 42,7 y 76,4 g/100 g de

muestra seca.

La variación en la composición proximal de proteínas, grasa y carbohidratos de las

muestras analizadas, es probable que se deba a factores como la ubicación geográfica

y estación del año, lo que coincide con lo señalado por SANCHEZ et al . (2004). Sin

embargo, para grasa y proteínas no se registraron diferencias estadísticamente

significativas entre el luche fresco y el luche reducido en sodio, debido probablementea que las muestras fueron obtenidas en una misma zona y fecha de recolección. En el

caso de las muestras de luche deshidratado artesanalmente, estas corresponden a una

mixtura de algas provenientes de varias zonas de extracción, distinta a la de las

muestras anteriores, recolectadas y tratadas de manera distinta, 15 meses antes por

los operarios de la Empresa Pesca en Línea.

CUADRO 4. Composición proximal de las muestras de algas

MuestrasComposición en base seca (g/100g)

Proteínas* Grasa* Carbohidratos** Cenizas*

Luche fresco 27,81±0,91a 1,34±0,21a 57,70±2,10a 13,88±1,87a

Luche artesanal 25,89±0,17b 1,88±0,01b 52,87±5,58b 19,36±4,55b

Luche reducido en sodio 28,81±2,51a 1,40±0,06a 60,73±3,28c 9,06±0,07c


letra en igual columna indicadiferencias estadísticamente significativas al 95%.

** Carbohidratos: calculados por diferencia.

En relación al contenido de materia inorgánica, destaca la muestra elaborada de forma

artesanal, con un 19,36 g/100g de peso seco, valor similar al reportado para espinacas

y otros vegetales terrestres según lo descrito por SCHMIDT – HEBBEL et al . (1992).


30/43

22

Para el caso de la muestra con tratamiento de reducción de sodio, el valor obtenido

(9,06g/100g) fue significativamente menor que el de las muestras en estado fresco y

luche artesanal, debido probablemente a los tratamientos a los que se sometió la

muestra, atribuyendo la disminución del contenido de cenizas a la etapa de remojo conrecambios de agua. Además, la muestra tratada artesanalmente fue sometida a

prolongados períodos de secado al sol y al aire libre y según informan JENNY et al.

(1997), algas secadas por tiempos extensos y a altas temperaturas, presentan mayor

concentración de su contenido mineral, el cual se ve afectado por los distintos métodos

de secado, además de factores medioambientales donde se extrajo la muestra.

3.3.2 Contenido de minerales. De acuerdo a los antecedentes que aparecen en el

CUADRO 5, al comparar el contenido de sodio, se observa que el de la muestra de

luche reducida en este compuesto es significativamente menor que el del luche frescoy que el artesanal, lo que era dable de esperar por el tratamiento a que fue sometida. A

su vez la muestra de luche artesanal arrojó un contenido de sodio superior al del

fresco. Estas diferencias también se podrían deber a los períodos o época y lugar en

que fueron extraídos, debido a la disponibilidad de nutrientes y estación del año

(SAMPATH-WILEY et al ., 2008). El valor alcanzado para el luche reducido en sodio

indica que efectivamente con los tratamientos aplicados es posible reducir su

contenido.

Para el contenido de potasio, se observa que éste no disminuyó aun cuando el alga

estuvo sometida a periodos de remojo. Para ambos parámetros los valores se

encuentran por debajo de los informados por RUPÉREZ (2002), quien para el

contenido de sodio de Porphyra sp. registró 3627 mg/100g y para el potasio 3500

mg/100g, ambos valores expresados en base seca.

CUADRO 5. Contenido de sodio y potasio

MuestrasComposición en base seca (g/100g)

Sodio (Na+)* Potasio (K+)*

Luche fresco 0,97±0,10a 0,83±0,08a

Luche artesanal 1,51±0,77b 0,97±0,02a

Luche reducido en sodio 0,36±0,01c 1,95±0,03b


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23



3.3.3 Contenido de vitaminas. Los datos contenidos en el CUADRO 6, dan cuentade la ausencia o muy baja cantidad de vitamina A (menor al límite de detección) en las

3 muestras. En relación a la vitamina E, lo más probable es que la pérdida de este

antioxidante se produce luego que el luche fue sometido a la exposición del oxígeno

durante el proceso de recolección, tratamiento en el laboratorio para reducción de

sodio, y la etapa de deshidratación, en la cual el aire recircula y cambia

constantemente. Siendo un proceso totalmente aeróbico, por lo que el contacto con el

aire pudo haber degradado esta vitamina liposoluble vía oxidación lipídica debido al

contacto con el oxígeno, además para la muestra artesanal, todo el proceso esaeróbico y con largos períodos a la exposición del oxígeno. Según FENEMA (2000),

los compuestos con actividad de vitamina E son razonablemente estables en ausencia

de oxígeno y lípidos oxidables, siendo muy estables a tratamientos térmicos

anaeróbicos.

La presencia de vitamina D2 en las muestras de algas, no presenta diferencia

estadísticamente significativa entre el alga en estado fresco y aquella con reducción de

sodio y deshidratada en horno con aire forzado, por lo que se deduce que el

tratamiento aplicado no afecta su contenido, sabiendo que el alga en estado fresco

tiene 166,54 µg/g y aquella con el tratamiento propuesto 165,39 µg/g valores

expresados en términos de base seca. Para la muestra artesanal, el contenido de esta

vitamina fue menor al límite de detección.

CUADRO 6. Contenido de vitaminas A, E y D2

Muestras

(µg/g)en base seca

Vitamina A* Vitamina E* Vitamina D2*

Luche fresco


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24




33/43

25

4 CONCLUSIONES

La determinación de los parámetros de proceso indican que la relación masa alga

fresca: masa agua desionizada, afecta la extracción de este catión, por lo que a mayor

cantidad de agua desionizada utilizada en la etapa de remojo, mayor es la extracción

de sodio.

La cantidad de sodio determinada sobre el agua de remojo utilizada durante 10 horas

continuas sin recambio para extraer el sodio desde el alga, indican que la extracción se

maximiza durante la primera hora del proceso de remojo, disminuyendo

considerablemente en las siguientes horas debido a la saturación del medio de

extracción, lo que hace necesario utilizar recambios del agua de 1 hora.

Una vez aplicados los tiempos de recambio en la etapa de remojo, se extrae la mayor

cantidad de sodio durante la primera hora y una vez cambiada el agua, la extracción de

este catión disminuye, pues disminuye también la disponibilidad de éste en el alga.

Comparando la muestra elaborada de forma artesanal y aquella con reducción del

contenido de sodio y deshidratada en un horno de aire forzado, y teniendo como

referencia la composición proximal del alga en estado fresco, a nivel de

macromoléculas no se observan diferencias que tengan su origen a nivel de los

tratamientos aplicados, por lo que se descarta que las metodologías aplicadas, sean

perjudiciales para este tipo de componentes.

A nivel de micromoléculas como el sodio y potasio, el tratamiento propuesto permite la

extracción de este catión desde el alga, por lo que es posible obtener luche

deshidratado reducido en sodio, sin que el tratamiento afecte el contenido de potasio.

En relación al contenido de vitaminas A, el alga luche no es una buena fuente de este

nutriente, con respecto a la vitamina E, se produjo la pérdida probablemente debido a

la exposición al oxígeno, de las muestras tanto artesanales como aquellas con


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26

reducción de sodio, aquellas en estado fresco sin ningún tipo de tratamiento adicional

luego de su extracción, no fue posible la cuantificación de su contenido.

Porphyra sp., presentó un contenido especialmente bajo de materia grasa (1,34-1,88g/100 g de masa seca) y un alto contenido de carbohidratos (52,87-60,73 g/100 g de

masa seca), proteínas (25,89-28,81 g/100 g de masa seca), y micronutrientes como el

potasio, mostrando que el alga luche es una potencial fuente de nutrientes.


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27

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38/43

30

ANEXOS


39/43

31

ANEXO 1 Etapa recolección alga Porphyra sp.


40/43

32

ANEXO 2 Determinación extracción de sodio etapa experimental.

Tratamiento experimental sodio extraído condición 1.

Tiempo(h)

EmisiónDesviación

estándarDilución

1Dilución

2Concentración

Na+ (µg/ml)

Aguadestilada

(ml)

mg deNa+

extraídos/100 gluche

0 20,0 0,0 1,0 1,0 0,7 1000 0,71 14,0 1,0 50,0 15,0 352,5 1000 352,52 14,3 1,2 50,0 15,0 361,3 1000 361,33 21,3 0,6 50,0 10,0 363,3 1000 363,34 21,7 1,2 50,0 10,0 369,2 1000 369,25 21,3 3,1 50,0 10,0 363,3 1000 363,36 22,0 2,6 50,0 10,0 375,0 1000 375,0

7 20,7 2,1 50,0 10,0 351,7 1000 351,78 20,7 2,5 50,0 10,0 351,7 1000 351,79 21,0 1,7 50,0 10,0 357,5 1000 357,5

10 21,3 2,1 50,0 10,0 363,3 1000 363,3

* Valores corresponden a la media de 3 repeticiones


Tiempo(h)

EmisiónDesviación

estándarDilución

1Dilución

2Concentración

Na+ (µg/ml)

Aguadestilada

(ml)

mg deNa+ extraídos/

100 gluche

0 12,0 0,0 1,0 1,0 0,3 2000 0,71 13,0 1,0 50,0 10,0 189,9 2000 379,82 13,3 1,5 50,0 10,0 195,5 2000 391,03 13,3 1,5 50,0 10,0 195,5 2000 391,04 13,0 1,0 50,0 10,0 189,9 2000 379,85 13,7 1,2 50,0 10,0 195,5 2000 391,06 13,3 1,5 50,0 10,0 195,5 2000 391,0

7 12,7 1,5 50,0 10,0 184,3 2000

368,68 13,0 2,0 50,0 10,0 189,9 2000 379,89 13,3 1,5 50,0 10,0 195,5 2000 391,0

10 12,3 1,5 50,0 10,0 178,7 2000 357,4



41/43

33

(Continuación Anexo 2)


Tiempo

(h) Emisión

Desviación

estándar

Dilución

1

Dilución

2

Concentración

Na+ (µg/ml)

Agua

destilada(ml)

mg deNa+

extraídos/100 gluche

0 8,00 0,0 1,0 1,0 0,2 3000 0,6

1 11,00 1,7 50,0 10,0 151,2 3000 453,5

2 11,33 1,5 50,0 10,0 156,6 3000 469,8

3 11,33 1,5 50,0 10,0 156,6 3000 469,8

4 11,67 2,1 50,0 10,0 156,6 3000 486,0

5 11,67 2,1 50,0 10,0 162,0 3000 486,0

6 12,00 1,0 50,0 10,0 167,4 3000 502,3

7 11,67 2,1 50,0 10,0 162,0 3000 486,0

8 11,67 1,5 50,0 10,0 162,0 3000

486,09 12,00 1,0 50,0 10,0 167,4 3000 502,3

10 12,00 2,0 50,0 10,0 167,4 3000 502,3



42/43

34

ANEXO 3 Determinación sodio total extraído en etapa de remojo final.

Contenido de sodio total extraído condición 1.

Tiempo(h)

Emisión Desviaciónestándar

Dilución1

Dilución2

ConcentraciónNa+ (µg/ml)

Aguadestilada(ml)

mg de Na

+

extraídos/100 g luche

0 0,0 0,0 1 1 0,0 1000 0,01 27,3 1,5 50 10 374,4 1000 374,42 42,0 1,0 50 1 58,5 1000 58,53 11,7 1,5 50 1 14,9 1000 14,94 11,0 1,0 50 1 14,0 1000 14,0



Tiempo(h)

EmisiónDesviación

estándarDilución

1Dilución

2Concentración

Na+ (µg/ml)

Aguadesionizada

(ml)

mg de Na+ extraídos/

100 g luche

0 0,0 0,0 1 1 0,0 2000 0,01 13,3 1,5 50 10 207,9 2000 415,82 13,0 1,0 50 1 20,3 2000 40,63 2,7 0,6 50 1 5,0 2000 10,04 1,7 0,6 50 1 3,5 2000 7,0



Tiempo(h)

EmisiónDesviaciónestándar

Dilución1

Dilución2

ConcentraciónNa+ (µg/ml)

Aguadesionizada

(ml)

mg de Na+ extraídos/

100 g luche

0 0,0 0,0 1 1 0,0 3000 0,01 11,0 2,0 50 10 156,3 3000 468,82 12,0 0,0 50 1 17,1 3000 51,33 4,3 0,6 50 1 5,9 3000 17,7

4 4,0 0,0 50 1 5,4 3000 16,3



43/43

35

ANEXO 4 Tratamiento deshidratación alga luche.

Parámetros etapa deshidratación alga luche a 25°C.

tiempo(h)

bandeja+ papel

bandeja +papel

total (g)

Pesobandeja +alga (g)

peso totalbandeja +alga (g)

Pesoalga(g)

Pesoperdido (g)

% pesoperdido

0

315,04

944,61

383,42

1144,61 200,00 0,00 0314,57 382,11

315,00 379,08

1

315,04

944,61

366,11

1084,29 139,68 60,32 30,16314,57 352,10

315,00 366,08

2

315,04

944,61

357,73

1063,57 118,96 81,04 40,52314,57 349,67315,00 356,17

3

315,04

944,61

346,48

1033,46 88,85 111,15 55,575314,57 341,51

315,00 345,47

4

315,04

944,61

339,73

1009,14 64,53 135,47 67,735314,57 333,08

315,00 336,33

5

315,04

944,61

339,70

994,52 49,91 150,09 75,045314,57 326,55

315,00 328,27

6

315,04

944,61

325,73

974,60 29,99 170,01 85,005314,57 323,44

315,00 325,43

7

315,04

944,61

324,71

972,04 27,43 172,57 86,285314,57 322,48

315,00 324,85


estudio de secado de algas (1)

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