CAMBIOS FÍSICOS DURANTE EL SECADO DE BANANO BOCADILLO (Musa acuminata Colla) MEDIANTE LA TÉCNICA DE VENTANA DE REFRACTANCIA/PHYSICAL CHANGES DURING THE DRYING OF "BOCADILLO BANANA" (Musa acuminata Colla) USING THE TECHNIQUE OF REFRACTANCE WINDOW

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RESUMEN

Antecedentes: El secado con ventana de refractancia (VR) hace uso de la energía infrarroja del agua, de esta forma los tiempos de proceso se reducen y se alcanzan bajas temperaturas en el producto, reduciendo el daño térmico del producto seco. Además permite la deshidratación de líquidos y de sólidos, así como de componentes termolábiles con actividad vitamínica y antioxidante conservada luego del secado. Por estas razones, el secado con ventana de refractancia se ha convertido en una técnica innovadora que permite la deshidratación de alimentos termosensibles como las frutas y presenta la ventaja de reducir las pérdidas de calidad a nivel fisicoquímico y estructural en diversidad de alimentos deshidratados. Incluso el secado con VR ha sido comparado con la liofilización con excelentes resultados, en cuanto a la calidad lograda en el producto final. Objetivos: El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto del secado por VR sobre los cambios físicos en muestras de banano bocadillo deshidratado. Métodos: Se realizó el secado mediante VR empleando agua como medio calefactor a 70, 80 y 90°C en muestras de banano bocadillo. Se evaluaron descriptores físicos de calidad como el cambio de volumen (AV%), actividad de agua (a ), índice de rehidratación (IR), cinéticas de secado, color (L*) y dureza. Resultados: A mayor temperatura de secado se logró menor tiempo de secado. El máximo cambio de volumen logrado fue del 34,31% (±1412) a 90°C. La aw registrada al final de los tratamientos alcanzó valores entre 0.3414 y 0.4035. A menor temperatura de secado (70°C) las muestras presentaron menor encogimiento y mayor claridad, dureza e IR. Conclusiones: Las muestras secadas a 70°C mostraron mayores beneficios en aspectos de calidad como el color, volumen, dureza y rehidratación, debido a que las bajas temperaturas son un factor determinante para mejorar las variables físicas relacionadas con la calidad del banano bocadillo.

Palabras clave: Dureza, color, secado, banano bocadillo.

ABSTRACT

Background: Refractance window drying (RW) makes use of infrared energy from water, thus the processing times are reduced and low temperatures are reached in the product, reducing thermal damage of the dried product. It also allows dehydration of liquids and solids, as well as thermo labile components with vitamin and antioxidant activity retained after drying. For these reasons, drying with refractance window has become an innovative technique that allows dehydration thermo sensitive foods like fruits and has the advantage of reducing loss of quality at physicochemical and structural level in dehydrated food diversity. Even WR drying has been compared to lyophilization with excellent results as to the quality achieved in the final product. Objectives: The aim of this study was to evaluate the effect of WR drying on physical changes in samples of "bocadillo banana" dried. Methods: Drying was performed using WR using water as heating means at 70, 80 and 90°C in samples of "bocadillo banana". Physical quality descriptors as the volume change (AV%), water activity (wj, rehydration rate (RR) drying kinetics, color (L*) and hardness were evaluated. Results: At higher temperature drying less drying time was achieved. The maximum change in volume achieved was 34.31% (±1.412) at 90°C. The wa reported at the end of the treatments reached values between 0.3414 and 0.4035. A lower drying temperature (70°C) samples showed less shrinkage and clarity, hardness and RR. Conclusions: The samples dried at 70°C showed greater gains in quality aspects such as color, volume, hardness and rehydration, because low temperatures are a key factor to improve the physical variables related to quality of banana sandwich.

Keywords: Hardness, color, drying, "bocadillo banana".

(ProQuest: ... denotes formulae omitted.)

INTRODUCCIÓN

El banano bocadillo es un fruto exótico, de sabor dulce, rico en fibra y de alta disponibilidad en Colombia, que constituye un fruto promisorio para el desarrollo de alimentos deshidratados que a la vez es una alternativa de conservación y de pérdidas poscosecha del fruto (1). El secado de frutas mediante VR fue desarrollada por MCD Technologies Inc. (Tacoma, Washington, USA), generando una tecnología novedosa para secar eficientemente alimentos sensibles al calor utilizando la energía infrarroja del agua. Esta técnica no permite que el producto alcance temperaturas altas, para evitar sabor a quemado y oxidación del producto, además no genera subproductos ni emisiones que contaminen el ambiente y contribuye al ahorro energético debido a su alta velocidad de secado (2,3). El objetivo de este trabajo fue evaluar las cinéticas de deshidratación y cambios físicos (IR, color (L*), dureza, aw y volumen) durante el secado de banano bocadillo por el método de VR.

MATERIALES Y MÉTODOS

Bananos bocadillo (Musa acuminata Colla) con °Brix entre 20-24 se cortaron con dimensiones de 23mm de diámetro y 2mm de espesor. Las muestras se secaron con la técnica de VR empleando agua a 70, 80 y 90°C en un equipo a escala piloto (Diseñado en La Universidad del Valle). La variable de proceso fue la temperatura de secado con tres niveles y las variables de respuesta fueron, contenido de humedad (CH), IR, Volumen, L*, aw y dureza. El CH se midió a diferentes tiempos de secado hasta 300 min, empleando el método AOAC 20.013 (4). El volumen de las muestras se midió al inicio y al final del secado, se usó un calibrador digital (Bull Tols, USA) y el AV(%) se determinó mediante la Ecuación 1). La aw se midió con un Decagón (CX1, USA) a 25°C. El IR se determinó empleando muestras al final del secado con un contenido de humedad (b.h) que varió entre 8 y 10 % b.h. Las muestras se sumergieron en un recipiente con agua destilada con una relación de 3:1 a 28°C, a diferentes tiempos de rehidratación (1, 2, 3, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 25 y 30 min); en cada tiempo se extrajeron muestras del baño, se les retiró el exceso de agua superficial con toallas de papel y se pesaron para determinar el agua ganada (5). El IR se calculó con la Ecuación 2. La dureza (N) se determinó en muestras al final del secado, empleando un texturómetro (EZ Test, Shimadzu, USA); se usó una sonda cilindrica de cara plana de 3 mm de diámetro para fracturar las muestras secas a una velocidad del cabezal de 50 mm/min. La luminosidad (L*) se midió al inicio y al final del secado (CH entre 8-10%, b.h) mediante un HunterLab (USA), empleando el iluminante D65 y el observador 10°. Los resultados obtenidos se analizaron mediante un análisis de varianza (ANOVA), usando el programa estadístico Statgraphics Centurion XVI, con una significancia entre promedios a un nivel de confianza del 95% (p<0.05).

... (Ecuación 1)

... (Ecuación 2)

Donde, V0 y Vf es el volumen inicial y final de la muestra, respectivamente. Los resultados se evaluaron mediante el ANOVA con el programa Statgraphics Centurion XVI.

RESULTADOS

La figura 1 representa las curvas de secado de rodajas de banano bocadillo por VR. El CH inicial de las muestras de banano fue de 72.2±0.5 % b.h. Puede notarse que a mayor temperatura de secado la salida del agua es más rápida, de otra manera se puede decir que las muestras alcanzan un determinado CH en menor tiempo de secado (p<0,05). Las muestras secadas a 80 y 90°C alcanzaron un CH ente 8,06410,01% b.h antes de los 90 min de secado.

La tabla 1 muestra los valores de AV y de la a durante el secado por VR. Se evidencia mayor cambio de volumen o encogimiento de las muestras con el incremento de temperatura de secado (p<0,05), alcanzando el tratamiento a 90°C el mayor cambio de volumen en 34.31%. La aw disminuyó significantemente (p<0,05) con el tiempo de secado, alcanzando valores entre 0.3414 y 0.4035.

La figura 2 muestra la variación del IR de muestras secadas por VR a 70, 80 y 90°C. Se observa que las muestras secadas a menor temperatura mostraron significativamente (p<0,05) mayor capacidad de rehidratación.

La dureza de las muestras deshidratadas a 70, 80 y 90°C se presentan en la figura 3. Se observa un aumento significativo (p<0,05) de la dureza de la muestra con el incremento de la temperatura de secado. La dureza de las muestras secadas en las tres temperaturas fue inferior a 5N.

La figura 4, hace referencia a L* de las muestras deshidratadas por VR, observándose en todos los tratamientos disminución significativa (p<0.05) de L* durante el proceso de secado. De igual manera se observa que L* disminuye a mayor temperatura de secado (p<0,05).

DISCUSIÓN

Los menores tiempos de secado a mayor temperatura de proceso mostrados en la figura 1 son atribuidos al incremento de la transferencia de calor, ocasionando la aceleración en la migración de las moléculas de agua desde el interior de las rodajas de banano; esto debido al mayor gradiente de temperatura entre las muestras y el agua de calefacción. De acuerdo a Ocoró et al., (6), este comportamiento se debe al incremento de la transferencia de calor por acción de la energía infrarroja del agua además de la disminución del consumo energético del proceso. Similares resultados se han observado en banano deshidratado con aire caliente (7,8), mango y zapallo secados por VR (9,10).

El ΔV o encogimiento de las muestras tratadas por VR fue superior con el aumento de temperatura de secado, debido posiblemente a un colapso interno de la matriz celular por efecto de salida rápida del agua a mayor temperatura (11); este comportamiento indica un daño estructural del producto. La a al final del secado alcanzó valores inferiores a 0.4, lo que indica la alta estabilidad de la fruta deshidratada contra ataque de microorganismos y reacciones fisicoquímicas adversas durante su almacenamiento. Resultados similares fueron reportados en el secado de mango y zapallo (9) y (10) respectivamente.

La disminución de la capacidad de rehidratación a mayor temperatura (Figura 2), está asociada a mayores daños estructurales por efecto del tratamiento térmico aplicado. Un comportamiento similar fue reportado por algunos investigadores (12). La disminución en la capacidad de rehidratación es un proceso irreversible debido a la ruptura celular y desconfiguración estructural, causadas por el tratamiento térmico y el encogimiento de la muestra (13). Es posible que la pérdida de volumen (Tabla 1) ocasione disminución del IR, disminuyendo la porosidad y en consecuencia existan pocos espacios que puedan ocuparse nuevamente por el agua.

El incremento de la dureza en las muestras secas puede estar atribuido a que al incrementarse la temperatura se genera una estructura más rígida y compacta, posiblemente por la rápida salida del agua y mayor encogimiento del producto. Otros estudios reportaron este mismo comportamiento como en manzana (14) y en champiñones (15).

La disminución de la luminosidad indica una degradación de los pigmentos en las muestras por el aumento de la temperatura, por tanto se aumenta su predisposición a ser alterados térmicamente por reacciones de pardeamiento no enzimático y caramelización (16). De acuerdo a lo anterior las muestras secadas a 70°C mostraron menor degradación de sus pigmentos, asociados a menor pardeamiento o muestras menos oscuras.

CONCLUSIONES

La técnica de VR es una metodología de alto potencial para el secado de bananito, ya que emplea tiempos cortos de secado con apropiadas características físicas asociadas a su calidad. Se evidenció que a menor temperatura de secado se benefician los aspectos de calidad como el color, volumen, dureza y rehidratación, debido a que las bajas temperaturas son un factor determinante en las variables físicas de calidad más relevantes en frutas deshidratadas.

References

REFERENCIAS

1. Grupo Eurobanan. Frutas tropicales y exóticas. (Internet). Madrid, España: 2010 (Actualizado 6 de Julio de 2011; citado 10 de Noviembre de 2011). Disponible en: http://www.eurobanan. com/index.php?pagina=categorias.

2. Nindo CL Tang J. Refractance Window Dehydration Technology: A Novel Contact Drying Method. Dry Technol. 2007 Feb-Jun; 25:37-48.

3. MCD Technologies, Inc. Brochure: Refractance Window® dryers and evaporators. California, U.S.A. 2010 (Actualizado 31 de Agosto de 2010; citado 18 de Diciembre de 2015). Disponible en: http://www.mcdtechnologiesinc.com/dryer.htm.

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6. Ocoró-Zamora MU, Ayala-Aponte AA. Evaluation of the refractance window(TM) technique on drying of papaya (Carica papaya L.) puree. Vitae. 2010 Ene-Abr; 19(1): S72-S74.

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12. Marques LG, Prado MM, FreireJT. Rehydration characteristics of freeze-dried tropical fruits. Food Sei technol. 2009 Dec-Feb; 42(7):1232-1237.

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