Tecnologia de Fruver

1. Importancia de las frutas. Una fuente importante de nutrientes para los seres humanos y los animales la ha constituido desde siempre los alimentos de origen vegetal. Estos alimentos aportan los carbohidratos necesarios en la dieta, tales como azúcares, almidones y fibra. Igualmente las frutas aportan agua, enzimas, minerales, vitaminas y otros compuestos que son importantes en el mantenimiento de una buena salud. Es así que hoy la medicina y la nutrición recomiendan incluir en la dieta porciones apreciables de frutas y hortalizas con el fin de equilibrar el consumo de alimentos de origen animal. De otra parte, según estos contenidos de agua y sus características de acidez, los vegetales son clasificados como alimentos de diferentes grados de perecibilidad. Entre más agua posean y pH más cercanos a la neutralidad son más propensos al rápido deterioro, sobre todo por causa de origen microbiológico. Es así que el contenido en agua de los vegetales oscila entre un 12% (en los cereales), a un 95% (en las hortalizas de hoja o algunas frutas como la patilla). El pH en las frutas oscila entre 2,5 a 4,5. En los demás vegetales se aproxima a la neutralidad (6,0 -7,0). La perecibilidad de las frutas en parte se debe a su contenido de agua y sólidos solubles representados en azúcares que oscilan entre 6 y 25% (expresado en sacarosa). Un manejo inadecuado o un grado avanzado de madurez en las frutas favorece la contaminación microbiológica, pero no patógena para el consumidor promedio. Esto se debe a la dificultad del desarrollo de flora peligrosa en un medio de pH muy ácido es decir menor de 4.0, si se compara con el resto de alimentos. En relación a la cantidad de frutas producidas en Colombia es insuficiente. Cada habitante sólo podría consumir el 34% de la cantidad mínima de fruta recomendada por el ICBF (Inst. Colombiano de Bienestar Familiar). Es decir que cada colombiano debería consumir 120 kg de fruta al año para satisfacer los requerimientos mínimos nutritivos recomendados, pero la producción total actual de fruta sólo permite que en promedio cada uno consuma cerca de 40 kg. El problema se agrava debido a las pérdidas en un 30% de esta fruta cultivada, que por las más diversas razones se queda en el camino de la postcosecha antes que llegue al consumidor final. Ante esta situación, es urgente disminuir las pérdidas para contribuir al aumento de la disponibilidad y del consumo de frutas sanas, nutritivas, agradables y en lo posible a precios accesibles por la mayoría de la población. La disminución de estas pérdidas puede lograrse con un mejor manejo postcosecha y destinando parte de la producción a la conservación en fresco o transformación de las frutas mediante técnicas apropiadas.

2. Importancia de conservar las frutas. La humanidad desde tiempos inmemoriales encontró razones de importancia que lo llevaron a decidir producir y conservar los alimentos que no podía consumir de forma inmediata y completa luego de la cosecha. Quizás algunas de estas razones fueron: • • • • • • • • •

Por ser las frutas alimentos vitales para la conservación y desarrollo de la especie. Porque al prolongar la vida útil se aumenta su disponibilidad y consumo. Porque así se protegen de otras especies que también compiten por su consumo. Porque facilita alimentar de manera variada a amplias poblaciones aún alejadas de los sitios de cultivo en forma simultánea. Por ser fuente de seguridad nacional, de trabajo para personas de diferente grado de capacitación y de amplias posibilidades de mercadeo a nivel nacional e internacional. Porque le ahorran tiempo y esfuerzo al consumidor y a la vez le dan placer y bienestar. Porque es posible aplicar técnicas de conservación que le mantienen su alta calidad sensorial y nutricional a costos razonables. Porque permite estabilizar el suministro y los precios de los diferentes vegetales estacionales. Porque permite disponer en cualquier lugar y en cualquier momento de cantidades suficientes de los alimentos sometidos a conservación.

3. ¿Por qué se dañan las frutas? El deterioro de la frutas comienza en el cultivo, en la misma planta donde se desarrolla. Son innumerables y variadas las plagas que las invaden, aparte de los depredadores como pájaros, insectos y otras especies que compiten con el hombre por el consumo de estos productos. Una vez cosechadas las frutas sanas, pintonas o maduras, como todo ser vivo, están sometidas a procesos naturales de deterioro y descomposición progresivos. Este deterioro se ve acelerado por el inadecuado manejo que puede realizarse durante las operaciones de post-cosecha. Este tipo de manejo favorece reacciones fisiológicas de deterioro, y en la mayoría de los casos facilitan la contaminación microbiana. Se puede afirmar que los microorganismos (MO) son la principal causa de deterioro grave y rápido que pueden dañar las frutas en cualquier momento de su vida. Los MO producen daños irreversibles en las frutas, los cuales se detectan fácilmente por el cambio producido en una o más de sus características sensoriales, es decir su apariencia, aroma, color, sabor y textura. El tipo de MO invasor y la velocidad de desarrollo en las frutas o sus derivados, están determinados por varias condiciones relacionadas con las condiciones ambientales y las características de estos productos que le servirán de alimento. Los MO se desarrollan en medios que les son más favorables y les están disponibles. Las principales condiciones internas del alimento que influyen en el desarrollo microbiano son: el contenido de humedad o mejor aún su disponibilidad del agua, aw, la acidez y pH, la capacidad tamponizante (buffer), el potencial redox (Eh), la composición nutricional, el grado de madurez, la presencia de constituyentes antimicrobianos y su estructura. Más adelante se aclararán algunos de estos términos. Las condiciones externas al alimento que influyen en el desarrollo de MO son: la temperatura, la humedad relativa, la composición de la atmósfera o del medio que rodea al alimento, el grado de contaminación, la flora o presencia de agentes depredadores circundantes y las radiaciones. En todos los casos el grado del daño por MO a la fruta está en proporción exponencial al tiempo en que permanezcan sometidas a las anteriores condiciones que favorecen la contaminación y deterioro.

4. Cómo controlar el daño ocasionado por los microorganismos (MO) Existen técnicas de conservación que le permiten al hombre controlar el daño producido por los MO a las frutas. Entre las técnicas, hay unas tradicionales, que usan uno o dos efectos intensos, que aunque logran detener las reacciones bioquímicas de deterioro propias del material biológico y además controlar los MO que normalmente pueden contaminar las frutas, disminuyen la calidad del alimento final. Otras técnicas se basan en la aplicación de varios efectos moderados que no prolongan demasiado la vida útil pero si mantienen mejor las características de calidad de los productos; estos son los nuevos caminos en la conservación moderna de alimentos. Cada técnica emplea efectos físicos o químicos que impiden o retardan el desarrollo de estos MO. Entre las técnicas más usadas se hallan las que estabilizan un alimento por el empleo adecuado de efectos como calor, frío, control de la actividad del agua, del oxígeno del aire, del ácido, presencia de sustancias químicas u otras cepas competitivas y la aplicación de radiaciones.

Fig.1 Factores para conservar frutas procesadas. La aplicación de uno o dos de estos efectos, de manera intensa, era lo usual hasta hace unos años. Hasta hace unas décadas se investigaba sobre cómo lograr procesos de alto rendimiento, limitar los consumos de energía para reducir los costos, emplear los subproductos y aumentar la productividad. La calidad no era una prioridad. En épocas recientes se ha tomado la 'calidad' del producto como factor determinante en la orientación a los consumidores y por consecuencia en las técnicas de producción industrial. Buscar la calidad de un producto alimenticio significa proteger las características intrínsecas de las materias primas, retirar los elementos extraños o indeseables, conferirle al producto todos aquellos atributos que van a influir la esfera higiénico-sanitaria, el poder nutricional, las propiedades organolépticas y funcionales y obviamente, el valor comercial.

Desde la perspectiva puramente tecnológica, la reducción de los daños irreversibles de diferente origen que puede sufrir un alimento durante su elaboración hasta llegar al consumidor, puede ser obtenida al minimizar todos los efectos conexos indeseables, es decir, escoger la técnica más adecuada, a fin de evitar las consecuencias de acciones únicas llevadas al extremo, como tratamientos de esterilización, de tal forma que se pueda lograr transformaciones muy selectivas, reducción al máximo de los daños y el mantenimiento de la calidad. La gama de productos alimenticios obtenidos de la transformación de las frutas es y puede ser muy amplia.

Fig.2 Alternativas de procesamiento y conservación de frutas. Los nuevos orientamientos de las técnicas de estabilización en los procesos de conservación tienden a sustituir los tratamientos químicos por intervenciones de orden físico, gracias a las evoluciones de las operaciones físicas de conservación y de empacado. Nuevos sistemas de calentamiento, como un ejemplo del empleo de microondas, y de enfriamiento, a través de nuevos sistemas de transferencia de energía térmica han permitido el desarrollo de procesos a alta velocidad y de variación de la temperatura en el tiempo (sistemas HTST, High Temperature, Short Time, Alta Temperatura, Corto Tiempo, ATCT), que hoy están siendo ampliamente empleados en países desarrollados también para los derivados de frutas, en particular para líquidos como jugos o néctares. Estos modernos sistemas de pasterización vienen asociados a plantas de llenado y empacado aséptico que permiten el empleo de envases flexibles. En el caso de fruta deshidratada, el mercado, si bien rico en perspectivas, aparece todavía modesto. En el aspecto de la calidad, la investigación básica y aplicada ha aportado mejoramientos sensibles. La tecnología de deshidratación a base de vacío y bajas temperaturas ha desarrollado la liofilización; nuevos sistemas de intercambio térmico, individualización de las condiciones críticas, nuevos sistemas de empacado, permiten hoy reducir el daño térmico al punto que pueden obtenerse productos deshidratados de calidad muy superior a los obtenidos mediante técnicas tradicionales. En este sector específico de derivados de fruta, el desarrollo en los próximos años podría ser muy interesante, más aún cuando existen sectores del mercado hoy ocupados en productos alimenticios tipo pasabocas o dulces en ciertos casos con calidad nutricional muy discutible.

Otra alternativa para mantener la calidad de los alimentos y evitar los daños propiciados por el empleo de condiciones extremas es el de combinar varias técnicas aplicadas en forma parcial. Un ejemplo de combinación es la 'dehidrocongelación'. Las mayores ventajas de esta técnica se deben atribuir a la reducción de peso y especialmente en los líquidos, la reducción de volumen, obtenibles en la fase de deshidratación. El contenido reducido de agua permite que la siguiente fase de congelación sea menos traumática para los tejidos vegetales. La deshidratación que normalmente se realiza por medio de aire caliente, puede ser convenientemente realizada por ósmosis directa. En resumen, se puede decir que en lo relacionado con los alimentos transformados, incluidos los derivados de fruta, la tendencia para el próximo futuro estará orientada a una transformación lo más "delicada" o "ligera" posibles. Esto significa que se podrá tener dos líneas evolutivas distintas hacia el objetivo de "tecnología delicada". Una línea relativa a los productos de larga conservación que pueden mejorar a través del empleo de técnicas muy selectivas. Una segunda línea evolutiva se relaciona con productos frescos que tienden progresivamente a enriquecerse de "contenido tecnológico" para un mejor mantenimiento de las características peculiares (propiedades higiénicas, nutricionales y sensoriales) y más convenientes bajo el perfil de su utilización. Para estos productos se les ha acuñado una definición que los distingue: "Minimally Processed Foods" (Huxsoll et al., 1989), 'Alimentos Mínimamente Procesados', cuyas características peculiares son: alto contenido de mano de obra, siendo alimentos preparados en modo de estar prácticamente listos para el consumo doméstico; alta perfectibilidad, tanta como la de los materiales originarios, estabilizados para tener una vida de anaquel (shelf life) de pocos días, de máximo una semana, mediante la combinación de efectos 'delicados' que promueven la refrigeración y el empacado en atmósferas modificadas y eventualmente una ligera acidificación o/y una modesta disminución de la actividad del agua. Concretamente en términos de actividad de agua (aw) la fruta procesada al 'mínimo' podría ocupar un espacio comprendido entre la fruta fresca y los derivados a humedad intermedia. En resumen, la tendencia general de hoy es mejorar la calidad de la producción industrial, un mejoramiento que involucra las materias primas, los procesos, los productos, además de los sistemas de empacado y distribución. Se prevé que la industria alimentaria deberá disminuir cada vez más el espacio de las soluciones y valoraciones empíricas y cambiarlas por una tecnología mas 'científica' , vale decir, basada en el conocimientos de los fenómenos y sobre la capacidad de los operarios de interpretar correctamente las informaciones suministradas por los instrumentos analíticos y de control.

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5. Alimentos de humedad intermedia Una forma de conservar las frutas es deshidratándolas, a fin de controlar su vulnerabilidad causada por el alto contenido de agua. Cuando se deshidrata un alimento no solo se disminuye su contenido en agua sino que se disminuye la disponibilidad de esta agua. Aquí disponibilidad se refiere que aunque un alimento posea una cantidad de agua, esta puede no estar disponible para reacciones bioquímicas o microbiológicas. Una forma de expresar esta disponibilidad es mediante el término "Actividad de agua". Por analogía, así como el pH es un término que indica el grado de acidez de un alimento, la actividad de agua Aw, es un término que se emplea para indicar la disponibilidad del agua. La Aw se representa como la relación de presiones del vapor de agua disponible en un material, que puede ser un alimento, sobre la presión del vapor del agua pura, ambos permaneciendo a la misma temperatura.

Aw = (P. alimento/ P. agua pura) temperatura

El máximo valor es 1,0. Cuando en agua pura se disuelven otras sustancias, el valor de la Aw disminuye, o cuando a un alimento se le retira parte del agua su Aw también disminuye. Si esta disminución es en un porcentaje elevado, el alimento adquiere un valor de Aw relativamente bajo y se le podrá denominar alimento de humedad intermedia, o IMF. La actividad del agua Aw de los alimentos influye en la multiplicación y actividad metabólica de los microorganismos (MO), como también en su resistencia y supervivencia. En el intervalo (0.90 0.60) de los alimentos de humedad intermedia, algunas bacterias, levaduras y hongos pueden multiplicarse. La mayoría de estos MO causa daños, y algunos producen toxinas. Una inhibición de los MO en los IMF no depende solamente del Aw, sino también son importantes el pH, el Eh, la temperatura, los conservantes y la flora competitiva. En las últimas dos décadas se ha desarrollado una técnica de conservación que permite aumentar la estabilidad de los alimentos, manteniendo sus características de calidad muy parecidas al alimento originario. Está basada en la teoría de los "Obstáculos". Se les denomina así a los factores que de alguna manera dificultan el desarrollo natural de los MO, tales como el calor, el frió, la Aw, el pH, el Eh y otros mencionados antes. La pregunta es, cuántos de estos obstáculos son necesarios para lograr la estabilidad de IMF y a qué niveles de estos obstáculos depende no solo el tipo, sino también el número de MO presentes? Puesto que la mayoría de procesos empleados en la conservación de alimentos están basados en varios obstáculos, la mayoría de alimentos procesados también tienen varios obstáculos inherentes los cuales dan la estabilidad microbiológica deseada en los productos. La Fig. 3. Presenta seis ejemplos del efecto de los obstáculos en alimentos.

FIGURA 3. Estabilidad de alimentos basados en el efecto "obstáculo". El ejemplo 1 presenta el caso de un alimento que posee 6 obstáculos, los cuales los MO presentes no los pueden superar todos. Por lo tanto este alimento tiene suficiente estabilidad microbiológica. Aquí todos los obstáculos tienen la misma intensidad, que en la realidad es difícil encontrar. Una situación mas real se presenta en el ejemplo 2. La estabilidad microbiológica de este producto está basada en 5 obstáculos de diferente intensidad. Los principales obstáculos son la Aw y el agente conservante (ej. sorbato de potasio), y los obstáculos adicionales son la temperatura de almacenamiento, el pH y el potencial redox. Estos obstáculos son suficientes para detener los tipos y el número de microorganismos asociados con este producto. El ejemplo 3 representa el mismo producto pero con una mejor condición sanitaria, es decir con pocos MO al iniciar. Por lo tanto, en este producto, solo 2 obstáculos serían necesarios. De otra parte, en el ejemplo 4, debido a las deficientes condiciones de higiene, demasiados MO están presentes desde el comienzo. De ahí que los obstáculos inherentes en este producto no previenen el deterioro. El ejemplo 5 es un alimento de excelente contenido de nutrientes y vitaminas. Por lo tanto, aunque por el tipo y número usual de MO y los mismos obstáculos del ejemplo 2, el 3 y 4 no son suficientes. Hay alguna indicación en el sentido que importa más el resultado del obstáculo que el número que

se interpongan para determinar la estabilidad microbiológica del alimento. El ejemplo 6 ilustra el efecto sinérgico que los obstáculos en un alimento podrían tener entre si. El efecto del obstáculo es de fundamental importancia en la conservación de alimentos, ya que el concepto de obstáculo gobierna el deterioro microbiológico de los alimentos tanto como su daño o fermentación.

TABLA 1. Procesos tradicionales y nuevos desarrollados en conservación de alimentos y parámetros u obstáculos sobre los que están basados. La Tabla 1. y la Fig. 3 ilustran el concepto obstáculo de manera simplificada.

FIGURA 4.Gráfica de estabilidad de los alimentos. Velocidad relativa de las reacciones degradativas en función de la actividad del agua. (Labusa, 1970). En la Fig. 4 se presenta el efecto de la actividad del agua sobre la velocidad de las principales reacciones degradación relativa que pueden ocurrir en los alimentos. Para disminuir la contaminación en los alimentos, donde sea factible, las materias primas deberían ser procesadas mediante calor; además los IMF deberían ser preparadas bajo condiciones higiénicas y refrigeración para asegurar un bajo recuento inicial de MO tolerantes a una determinada Aw. Si las características sensoriales del producto lo permiten, la Aw de los IMF debería estar por debajo de 0,85 o el pH < 5.0 ya que uno de estos obstáculos protege el producto contra la presencia de enterotoxinas del estafilococo. Sin embargo, IMF con una Aw< 0.90 son microbiológica-mente estables si estos reciben un tratamiento térmico suficiente para inactivar MO o si estos tienen "obstáculos" inherentes, los cuales inhiben el desarrollo de MO indeseables. Si es posible, los IMF deberían ser empacados al vacío en recipientes que ofrezcan impermeabilidad al oxígeno. Un bajo potencial de oxi-reducción (Eh) del producto inhibe el crecimiento de hongos y la producción de enterotoxinas estafilocócicas.

9. ¿Cómo conservar mediante la deshidratación y la concentración de alimentos? El secado ha sido, desde tiempos remotos, un medio de conservación de alimentos. El agua retirada durante este secado, deshidratación o concentración, puede ser eliminada de los alimentos por las simples condiciones ambientales o por una variedad de procesos controlados de deshidratación en los que se someten a técnicas que emplean diferentes medios como calor, aire, frío, y ósmosis. El secado al sol permite retirar agua hasta niveles del 15%, que es suficiente en algunos casos. Por este sistema se requiere un espacio bastante grande y los alimentos expuestos al sol son susceptibles a la contaminación y a pérdidas debidas al polvo, los insectos, los roedores y otros factores. Por las razones anteriores el secado al sol evolucionó a fin de realizarlo en recintos interiores en donde las condiciones pudieran ser controladas en forma más eficiente. Hoy en día el término deshidratación de alimentos se refiere al secado artificial bajo control. Esta eliminación de agua puede ser casi completa y se busca prevenir al máximo los cambios en el alimento, a fin de lograr luego, durante la reconstitución, obtener productos lo mas parecidos a los alimentos originarios. Los niveles de humedad remanente llegan alcanzar valores de 1 al 5%, según el producto. Por lo general la calidad lograda en la de deshidratación es proporcional al costo del proceso aplicado, existiendo sus excepciones. Los procesos llamados de evaporación o concentración tienen como finalidad la eliminación de solo una parte de agua de los alimentos, quizás una o dos terceras partes, como en la preparación de jarabes, leches evaporadas o pasta de tomate. Además de los fines de la conservación, la deshidratación se realiza para disminuir el peso y el volumen de los alimentos. El peso se puede llegar a disminuir 8 veces su peso original. Esto resulta evidentemente en ahorro en el costo del transporte y de los empaques. Un ejemplo de deshidratación donde solo se retira el agua, a fin de mantener las características de aroma y sabor del producto es al obtención de café instantáneo. Hay otras técnicas en las que se emplea calor durante el proceso de retiro de agua. Allí se busca que sea lo más rápido posible, lo cual se logra teniendo en cuenta las siguientes variables:

o o o o o

Area expuesta: Entre más dividido esté el alimento, hasta cierto límite, más posibilidades hay para que el calor penetre y deshidrate. Temperatura: Entre más alta sea la diferencia de temperatura entre el medio de transmisión de calor el alimento mayor la velocidad de salida de humedad. Velocidad del aire. Humedad del aire. Presión atmosférica

Por lo general la deshidratación produce cambios físicos, químicos y sensoriales en los alimentos. Entre los cambios físicos están el encogimiento, endurecimiento y la termoplasticidad. Los cambios químicos contribuyen a la calidad final, tanto de los productos deshidratados como de sus equivalentes reconstituidos, por lo referente al color, sabor, textura, viscosidad, velocidad de reconstitución, valor nutritivo y estabilidad en el almacenamiento. Con frecuencia estos cambios ocurren solo en determinados productos, pero algunos de los principales tienen lugar en casi todos los alimentos sometidos a deshidratación, y el grado en que ocurren depende de la composición del alimento y la severidad del método de secado. Las reacciones de oscurecimiento pueden deberse a oxidaciones enzimáticas, por lo que se recomienda inactivarlas mediante tratamientos de pasterización o escaldado. El oscurecimiento también puede deberse a reacciones no enzimáticas. Estas se aceleran cuando los alimentos se someten a altas temperaturas y el alimento posee elevada concentración de grupos reactivos y el secado alcanza niveles del 15 a 20%. Cuando se superan los niveles de deshidratación como el 2% los cambios en el color son menos

intensos. Otra consecuencia de la deshidratación de alimentos es la dificultad en la rehidratación. Las causas son de origen físico y químico, teniendo en cuenta por una parte el encogimiento y la distorsión de las células y los capilares y por otra, la desnaturalización de las proteínas ocasionada por el calor y la concentración de sales. En estas condiciones estas proteínas de las paredes celulares no podrán absorber tan fácil de nuevo el agua, perdiendo así la turgencia y alterando la textura que caracteriza a un determinado alimento. La pérdida parcial de componentes volátiles y de sabor es otro efecto de la deshidratación. Por esto algunos métodos emplean atrapar y condensar los vapores producidos en el secador y devolverlos al producto secado. Otras técnicas usan agregar esencias y saborizantes que derivan de otras fuentes, o bien agregando gomas u otros compuestos que reducen las pérdidas de sabor y aroma. Los factores analizados se tienen en cuenta cuando se va a diseñar un equipo de deshidratación de alimentos. Todo debe tender a lograr la máxima velocidad del secado, con el mínimo de daño al alimento al costo más bajo. Para esto se debe trabajar en forma interdisciplinaria para conseguir resultados óptimos. El punto crítico es que el material biológico que son los alimentos nunca es completamente homogéneo y tiende a comportarse de manera diferente debido a que es diferente su composición inicial, cantidad y características del agua que posee; los patrones de encogimiento, migración de solutos y más importante, que cambian sus propiedades a lo largo de la operación de secado. Por todo lo anterior es definitivo combinar unas buenas condiciones de proceso, equipos adecuados y experiencia con los productos a deshidratar.

9.1 Métodos de secado. Existen diferentes métodos de secado y un mayor número de modificaciones de los mismos. El método escogido depende del tipo de alimento que se va a deshidratar, el nivel de calidad que se puede alcanzar y el costo que se puede justificar. Existen entre los métodos de secado por convección del aire, secadores de tambor o rodillo y secadores al vacío. Algunos de estos sirven para alimentos líquidos y otros para sólidos. Cada uno de estos métodos tiene un número mayor de variantes que se ajustan a las necesidades de volúmenes y características de productos finales.

9.2 La concentración de alimentos Esta forma de conservar los alimentos se realiza prácticamente por las mismas razones que se emplea la deshidratación. Aquí también se reduce el peso y el volumen que resultan en algunas ventajas inmediatas. Casi todos los alimentos líquidos que se van a deshidratar se concentran antes de ser sometidos a la deshidratación. Los alimentos concentrados más comunes incluyen productos como los jugos y néctares de frutas, jarabes, mermeladas y jaleas, pasta de tomate, y otros. Estos últimos son bastante estables debido a las altas presiones osmóticas que los caracterizan. Cuando los microorganismos se ponen en contacto con estos productos concentrados, sufren una pérdida de agua que resulta letal para su desarrollo. Estos alimentos se conservan por tiempos prolongados sin refrigeración, aunque estén expuestos a la contaminación microbiana, a condición que no sean diluidos arriba de un punto crítico de concentración por medio de la asimilación de humedad, por ejemplo del medio ambiente circundante. La concentración crítica de azúcar o de sólidos solubles varía según el tipo de microorganismo, la acidez del medio y la presencia de otros nutrientes, pero normalmente cerca de un 65-70% de sacarosa en solución detiene el crecimiento de todos los microorganismos en los alimentos. Entre los métodos de concentración mas empleados esta el solar, muy empleado para obtener sal del agua de mar. Otra forma de concentrar son las marmitas abiertas calentadas principalmente con vapor para elaborar mermeladas y jaleas. Existen los evaporadores de película descendente, película delgada y al vacío.

Otra técnica de concentrar es mediante congelación. Esta técnica llamada Crioconcentración se basa en que al congelarse un alimento sólido o líquido, no todos sus componentes se congelan inmediatamente. Primero se congela una parte del agua, y ésta forma cristales de hielo que permanecen suspendidos en la mezcla. La solución alimenticia que permanece sin congelar tiene entonces una mayor concentración de sólidos. Este efecto va aumentando a medida que más agua se va congelando. De esta forma es posible separar los cristales de hielo formados inicialmente antes de que se congele toda la mezcla. Una forma de separar el hielo es mediante centrifugación a través de un tamiz de malla fina. La solución de alimento concentrado sin congelar pasa por el tamiz, en tanto que los cristales de agua congelada son retenidos y luego separados. La ósmosis directa es otra técnica que permite concentrar a temperatura ambiente alimentos sólidos. Un caso típico que son las frutas en trozos, que al ser sumergidas en soluciones concentradas de azúcares, por el fenómeno de ósmosis el agua de las células de las frutas sale a diluir el jarabe exterior. De esta forma la fruta se concentra y el jarabe se diluye progresivamente con el agua y ciertos compuestos solubles de la fruta capaces de salir de ésta a través de la membrana o paredes celulares. Estos compuestos son los que contribuyen a comunicar al jarabe el sabor, color y aroma de una determinada fruta. Este jarabe puede servir para endulzar jugos, mermeladas, jaleas o cualquier otro derivado de las frutas o productos lácteos. La concentración elevada del jarabe o compuesto que rodea los trozos de fruta no permite el crecimiento microbiano, además evita el contacto directo con el oxigeno, y todo esto en condiciones ambientales, sin necesidad de invertir de manera importante en energía o en equipos sofisticados para lograr concentrar este tipo de alimentos. En la técnica de ósmosis directa son factores importantes que influyen en la velocidad de deshidratación la temperatura, agitación, presión, composición del sistema, cantidad de área expuesta, tipo de membrana y características de los trozos de fruta.

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2. DEFINICIONES Existen diferencias entre las definiciones de jugo, pulpa y néctar de frutas. El Ministerio de Salud de Colombia los define de la siguiente manera:

EL JUGO es el líquido obtenido de exprimir algunas clases de frutas frescas maduras y limpias, sin diluir, concentrar o fermentar. También se consideran jugos los productos obtenidos a partir de jugos concentrados o clarificados, congelados o deshidratados, a los cuales se les ha agregado solamente agua, en cantidad tal que restituya la eliminada en el proceso.

LA PULPA es el producto pastoso, no diluido, ni concentrado, ni fermentado, obtenido por la desintegración y tamizado de la fracción comestible de frutas frescas, sanas, maduras y limpias.

EL NÉCTAR es el producto elaborado con jugo, pulpa o concentrado de frutas adicionado de agua, aditivos e ingredientes permitidos por la norma colombiana.

Condiciones de elaboración. Los jugos y pulpas de frutas deben elaborarse en condiciones apropiadas, con frutas frescas, sanas, maduras y limpias. Los jugos pueden prepararse a partir de concentrados de frutas, siempre que reúnan las condiciones antes mencionadas Existen diferencias entre las definiciones de jugo, pulpa y néctar de frutas. El Ministerio de Salud de Colombia los define de la siguiente manera:

3. CARACTERISTICAS DE LOS JUGOS Y PULPA Las pulpas y jugos se caracterizan por poseer una variada gama de compuestos nutricionales que les confieren un atractivo especial a los consumidores. Están compuestas de agua en un 70 a 95%, pero su mayor atractivo desde el punto de vista nutricional es su aporte a la dieta de principalmente vitaminas, minerales, enzimas y carbohidratos como la fibra. La composición en pulpa también varía mucho entre el amplio número de frutas producidas en Colombia. En la gráfica 3 se observa esta fluctuación. En particular la pulpa de cada especie posee compuestos que la hacen diferente en sus características de composición, organolépticas y rendimiento.

GRAFICA 3: Rendimiento en pulpa de algunas frutas Estas características varían de manera importante aún entre frutas de una misma especie. Hay factores genéticos y agroculturales que influyen para que haya, por ejemplo guanabanas de una región que posean 12% de sólidos solubles y otras que pueden alcanzar hasta 23%. Obviamente lo mejor es conseguir frutas que posean alto rendimiento en pulpa, un elevado valor de sólidos solubles e intensas características sensoriales propias de la fruta. Las características de las pulpas y jugos más tenidas en cuenta en la legislación colombiana son las organolépticas, las fisicoquímicas y las microbiológicas. Las características organolépticas son las que se refieren a las propiedades detectables por los

órganos de los sentidos, es decir la apariencia, color, aroma, sabor y consistencia. La apariencia de los jugos o pulpas debe estar libre de materias extrañas, admitiéndose una separación en fases y la mínima presencia de trozos y partículas oscuras propias de la fruta utilizada. La mayor separación de fases se produce por la presencia de aire ocluido, por el tamaño grueso de las partículas que componen la pulpa y por reacciones enzimáticas en pulpas no pasterizadas. El atrapamiento de aire es inevitable cuando se emplean despulpadoras que provoquen esta incorporación. En relación con el tamaño de partícula depende del diámetro del orificio del tamiz que se empleó para la separación de las semillas durante el despulpado. A mayor diámetro, partículas más gruesas que menos se sostienen en la columna de fluido, tendiendo a caer por efectos de la fuerza de la gravedad. La separación de fases se presenta al dejar las pulpas en estado crudo, es decir sin aplicar un tratamiento térmico que inactive las enzimas, causantes de la hidrólisis de pectinas y posterior formación de sales que precipitan. Esta precipitación es la que produce un líquido de apariencia más transparente en la parte superior y opaca en la inferior. La presencia de partículas oscuras en la pulpa se puede deber a la rotura de semillas de color oscuro durante el despulpado. Un caso típico se presenta en el maracuyá. También puede ser debido a la presencia de manchas oscuras en la piel de la fruta que pueden pasar a la pulpa. Este caso se puede dar en la guayaba o en la guanábana. Las normas de los países importadores de estas pulpas establecen el grado de separación de fases y el número máximo de puntos oscuros por gramo que aceptan. La pulpa debe estar libre de sabores extraños. Cualquier sabor a viejo o a alcohol es señal de fermentación, que de inmediato es rechazado. El color y olor deben ser semejantes a los de la fruta fresca de la cual se ha obtenido. El producto puede tener un ligero cambio de color, pero no desviado debido a alteración o elaboración defectuosa. Además la pulpa debe contener el elemento histológico, o tejido celular de la fruta correspondiente. Otras características exigidas para las pulpas son las fisicoquímicas. Específicamente la legislación colombiana establece solo condiciones de acidez y de sólidos solubles para las pulpas de frutas más comunes en el mercado nacional. En el caso de la acidez titulable establece los niveles mínimos de ácido que debe poseer cada pulpa, expresados en porcentaje masa/masa de ácido cítrico anhidro. Con esta medida se puede deducir el grado de madurez de la fruta que se empleo o si la pulpa ha sido diluida. En otros países piden la presencia de iones (cationes y aniones) propios de determinada fruta, de proteína, y aún de aminoácidos específicos que se hallan en cada una de las pulpas. También se exige un nivel mínimo de sólidos disueltos o solubles determinados por lectura refractométrica a 20 ºC o grados Brix. El valor de este parámetro permite igualmente deducir el grado de madurez de la fruta o si ha sido diluida. En las gráficas 4 y 5 se observan los valores de acidez y Brix de las frutas más comunes. Los datos graficados son valores promedio de pulpas de diferentes procedencias. Se observa cómo el maracuyá ofrece los valores más altos comparado con las otras pulpas, por lo que se le considera una pulpa concentrada en su estado natural.

GRAFICA 4: Sólidos solubles (%) de algunas pulpas de frutas producidas en Colombia Una relación muy utilizada para determinar el estado de madurez en que se encuentra una pulpa es el valor que resulta de dividir los grados Brix por la acidez; se le conoce como el Indice de Madurez (IM). Así para la mora, según los datos aquí presentados su IM es 9/1.2, lo que da 7.5. Este valor se hace mayor cuando la fruta avanza en su proceso de maduración natural. Los azúcares aumentan porque llegan de diversas partes de la planta a la fruta y los ácidos disminuyen porque son gastados en la respiración de la planta, de tal forma que ocurre el natural aumento de sus °Bx y disminución de su grado de acidez. Esta relación es muy empleada para normalizar pulpas, es decir lograr ajustar el IM a un valor específico. Con una pulpa normalizada un jefe de producción de una fábrica puede formular y elaborar un néctar también normalizado, con lo que garantiza tanto el contenido en pulpa como los brix y la acidez final del néctar. En otras palabras, con una pulpa de cualquier procedencia que ha sido normalizada se puede preparar un néctar de características sensoriales y fisicoquímicas previstas. La metodología seguida y los respectivos cálculos se explicarán en el capítulo de néctares de frutas.

GRAFICA 5: Acidez (% ácido cítricoanhidro) aproximada de algunas pulpas de frutas Las características microbiológicas de las pulpas también están normalizadas. Se aceptan ciertos niveles de contaminación de algunos microorganismos (MO) que comúnmente pueden desarrollarse en este tipo de alimento. Las determinaciones más usuales son la de MO mesofilos, coliformes, esporas de clostridium sulfito reductor, hongos y levaduras. El nivel de estos MO permitidos en las pulpas dependerá del tipo de proceso de conservación a que se haya sometido la pulpa. Cuando la pulpa ha sido simplemente congelada después de su obtención, se le denomina pulpa cruda congelada. Los niveles de recuentos de microorganismos aceptados por la norma colombiana son los siguientes: Buena *

Aceptable

Mesófilos/g

20.000

50.000

Coliformes totales/g

9