COMPORTAMIENTO REOLÓGICA DE LA PULPA DE NONI (Morinda citrifolia,L.)/RHEOLOGICAL BEHAVIOR OF NONI PULP (Morinda citrifolia, L.)

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RESUMEN

Antecedentes: La pulpa de noni puede ser utilizada con fines medicinales pues se le atribuyen propiedades para el tratamiento de diversas enfermedades. Sus propiedades de flujo no se han informado y representan características de importancia para determinados cálculos de ingeniería. Objetivo: En el presente trabajo se realiza un estudio de las propiedades de flujo de una pulpa de noni obtenida en la Planta Piloto de Vegetales. Métodos: Se procesaron 60 kg de frutos maduro, obteniendo pulpa utilizando un equipo despulpador/repasador Shuttevaerweg 60 con malla de 1mm de diámetro. Se realizaron los ensayos físico-químicos establecidos (contenido de sólidos solubles e insolubles, pH y acidez valorable siguiendo las técnicas recomendadas. Para los ensayos reológicos se utilizó un reoviscosímetro Haake RV20. Las corridas experimentales se llevaron a cabo en el intervalo de velocidades de deformación de 0 - 400 s-1 ascendente y luego descendente a la temperatura de 25o C por duplicado. De esta forma se obtiene el posible lazo de histéresis si el producto es tixotrópico. Los datos obtenidos de la curva ascendente se procesaron estadísticamente mediante ajuste de diferentes modelos, con la finalidad de establecer su naturaleza reológica y calcular los principales parámetros que caracterizan al producto. Resultados: De acuerdo con los resultados obtenidos la pulpa de noni tiene un comportamiento pseudoplástico y la ley de potencia es el modelo que mejor describe su comportamiento de flujo, ya que el coeficiente de determinación de la regresión tuvo el valor de R2 = 0.95. Los parámetros de regresión obtenidos a 25° C. son los siguientes: K = 40.50 Pa.sn , n = 0.22. Conclusiones: La pulpa de noni se comporta como un fluido pseudoplástico y la ley de potencia es un modelo adecuado para describir su comportamiento de flujo.

Palabras clave: Morinda citrifolia L., pulpa, viscosidad, ley potencia, pseudoplástico

ABSTRACT

Background: Noni (Morinda citrifolia, L.) pulp can be used medicinally because of their properties are attributed to the treatment of various diseases. Its flow properties have not been reported and represent certain characteristics of importance for engineering calculations. Objective: In this paper a study of the flow properties of noni pulp obtained in the pilot plant is made. Methods: 60 kg of ripe fruits were processed, obtaining pulp using a pulper equipment Shuttevaerweg 60 mesh 1 mm diameter. Established physico-chemical tests (soluble and insoluble solids, pH and titratable acidity is performed following the recommended techniques. Experimental runs were conducted in the range of shear rates of 0 - 400 s-1 ascending and then descending to the temperature of 25°C in duplicate. Thus the hysteresis loop can be obtained if the product is thixotropic. The data obtained from the upward curve were processed statistically by fitting different models, in order to establish its rheological nature and calculate the main parameters that characterize the product. Results: According to the results of noni pulp has a pseudoplastic behavior and the power law is the model that best describes the flow behavior, as the coefficient of determination of the regression had the value of R2 = 0,95. The regression parameters obtained at 25°C were K = 40,50 Pa.sn y n = 0,22. Conclusions: Noni pulp behaves as a pseudoplastic fluid and the power law is an appropriate model to describe the flow behavior.

Keywords: Morinda citrifolia L., pulp, viscosity, power law, pseudoplactic

INTRODUCCIÓN

Morinda citrifolia L. perteneciente a la familia Rubeaceae, es un árbol pequeño originario de la Polinesia, India y Sureste de Asia; aunque se ha propagado en otras regiones tales como América Latina incluyendo el Caribe y Australia (1). El fruto es más o menos del tamaño de una papa, de 5 a 10 cm de largo y de 5 a 7 cm de grosor, con un peso promedio de 118g de aspecto grumoso, con cáscara cerosa y traslúcida, cuyo color puede variar desde verde a negro. El fruto maduro se torna amarillento y transparente (2). La masa es jugosa, astringente, de color amarillo tenue o blanco amarillento. En el ámbito de la medicina tradicional se ha usado para el tratamiento de diversas enfermedades tales como diabetes, hipertensión arterial, así como en combatir infecciones producidas por bacterias, virus, y hongos, además de prevenir la formación y proliferación de tumores, antioxidante (1, 3-7).

En cuanto a las propiedades de flujo de la pulpa de noni no se han encontrado trabajos publicados; sin embargo, el conocimiento de las propiedades reológicas de las pulpas de frutas tiene gran importancia ya que son fundamentales para el cálculo y diseño del equipamiento tecnológico (8), la evaluación de los procesos industriales y el control de la calidad. Se conoce que todos estos derivados de frutas son de naturaleza reológica pseudoplástico y que por tanto su comportamiento de flujo puede ser descrito por la Ley de Potencia con los parámetros índice de consistencia (K) e índice de comportamiento de flujo (n). Se han desarrollado numerosos trabajos donde se informan acerca de las características reológicas de pulpas de frutas tropicales (9-17). El objetivo del presente trabajo es el de determinar las propiedades reológicas de la pulpa de noni, cuyos datos pueden ser útiles en determinados cálculos de ingeniería y como fuente comparativa entre productos similares.

MATERIALES Y MÉTODOS

Los frutos de noni (Morinda citrifolia L.) fueron cosechados verdes, durante el mes de junio, se almacenaron en cajas plásticas (20kg) a temperatura ambiente hasta alcanzar la madurez para su procesamiento. Se procesaron 60 kg de frutos maduros (blancos traslúcidos con textura suave al tacto). La pulpa de noni se obtuvo a escala piloto utilizando un equipo despulpador/repasador Shuttevaerweg 60 con malla de 1mm de diámetro. Una vez obtenida la pulpa, se procedió a determinar los sólidos solubles (AOAC 932.12, 1998) (18), pH y acidez valorable (AOAC 981.12, 1998) (18).

Los ensayos reológicos se realizaron mediante un reoviscosímetro Haake RV20 con el sistema de medición SV2. Las corridas experimentales se llevaron a cabo en el intervalo de velocidades de deformación de 0 - 400 s-1 ascendente y luego descendente a la temperatura de 25o C por duplicado. De esta forma se obtiene el posible lazo de histéresis si el producto es tixotrópico. Los datos obtenidos de la curva ascendente se procesaron estadísticamente mediante ajuste de diferentes modelos, con la finalidad de establecer su naturaleza reológica y calcular los principales parámetros que caracterizan al producto. Los resultados del esfuerzo de cizalla σ (Pa) y el gradiente de velocidad γ (s-1) se ajustaron a la ley de potencia (ecuación 1).

σ=Kn Ecuación 1

Donde el índice de consistencia (K) Pa.sn y el índice de flujo (n).

RESULTADOS

En la tabla 2 se presentan las concentraciones medias de las características físico-químicas evaluadas de la pulpa de noni.

El ajuste del modelo reológico de la pulpa de noni muestra que cumple con la ley de potencia (R2 >90%) caracterizado por no tener esfuerzo de fluencia; además, la viscosidad se reduce con el incremento de la deformación y el índice de flujo es menor a 1, indicando un comportamiento pseudoplástico. Las constantes del modelo se presentan en la tabla 2 correspondientes al índice de consistencia (K) y el índice de flujo (n).

DISCUSIÓN

La composición en solidos solubles, pH, acidez y solidos totales de la pulpa de noni están acorde a lo reportado por Canuto et al. (19) y Chan-Blanco et al. (20) que obtuvieran valores de pH de 3,72 a 4,0 y corresponde a una pulpa caracterizada como acida (3,7 a 4,5) (21); en cuanto a los sólidos solubles presenta un alto contenido de sustancias disueltas como ácidos orgánicos, vitaminas y polifenoles, que le confieren preferencia para el consumo y el uso industrial por ofrecer un mayor rendimiento (5, 22).

La pulpa de noni en los ensayos reologicos de deformación las fases ascendente y descendente de velocidades no presentaron histéresis, la viscosidad aparente se reduce cuando la deformación se incrementa, exhibe un comportamiento independiente del tiempo, no newtoniano y sin esfuerzo de fluencia, estableciendo que la pulpa es de naturaleza pseudoplástica. Este comportamiento puede estar asociado a la composición en fibra de la pulpa, que al someterse a la deformación se reorganizan e interactúan influyendo en los parámetros reologicos, estudios con pulpas de uvita (Eugenia pyriformis Cambess) y grosella (Eugenia uniflora L.) (23) han demostrado la dependencia con el contenido de fibra de este tipo de pulpas. Los valores de K son elevados en comparación con las pulpas de mango (K = 8,2 -5,06 Pa.sn y n = 0.32-0,34) estudiadas por Piñera et al. (24) y en cereza Pereira et al., (25) pero muy similar a las obtenidas para la pulpa de guayaba (K = 41,7 Pa.sn y n = 0,19) (24) y K = 40,0 Pa.sn y n = 0,24 (24) lo que indica que el producto es muy viscoso. El valor de n, es muy bajo por lo que su grado de pseudoplasticidad es marcado y significa que cuando el producto se somete a esfuerzos de cizalla (agitación) la viscosidad disminuye drásticamente (11,12, 26-29). Con este comportamiento la estructura de la pulpa es ablandada con el incremento de la velocidad de deformación.

CONCLUSIONES

La pulpa de noni se caracteriza por un alto contenido de solidos solubles y puede considerarse una pulpa acida. La pulpa se comporta como un fluido independiente del tiempo, sin esfuerzo de fluencia de comportamiento pseudoplástico y la ley de potencia es un modelo adecuado para describir su comportamiento de flujo.

References

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