Estudio del efecto de tres factores en la cinética de transferencia de masa de papaya (Carica papaya) deshidratado osmóticamente.

Abstract

La papaya (Carica papaya) es un fruto de alta oferta y demanda masiva tanto a nivel nacional como internacional. Teniendo en cuenta las nuevas tendencias de consumo y comercio de alimentos y la alta producción de esta, se hace evidente la necesidad de desarrollar nuevas alternativas de uso y diversificación de los productos a ofrecer en el mercado. El presente trabajo de investigación se ha desarrollado con el objetivo de evaluar el efecto de la temperatura de proceso, concentración de la disolución y tipo de agente osmótico usado, en la cinética de transferencia de masa de papaya deshidratado osmóticamente. Las variables independientes fueron: concentración de la disolución (disolución osmótica a 40 y 60 ºBrix), temperatura de la disolución (temperatura de proceso a 30 y 40 ºC), agente osmótico de la disolución (uso de la sacarosa y glucosa como solutos); mientras que las variables dependientes fueron los parámetros cinéticos y difusionales del proceso: Pérdida de agua (% PA), ganancia de soluto (% GS), pérdida de masa (% PP) y Difusividades efectivas (Df y Dse). La experimentación fue llevado a cabo en cubos de papaya de 2 cm las cuales fueron deshidratados osmóticamente, las muestras fueron sumergidas en soluciones hipertónicas a concentraciones y temperaturas especificadas en el diseño experimental para un tiempo de 6 horas con retiradas de muestras en los tiempos: 0,5, 1, 1,5, 2, 3, 4 y 6 horas de proceso. Se determinó la variación de masa de agua (% PA), masa de sólidos solubles (% GS) y masa total (% PP) y se modeló con las ecuaciones difusionales. Las variables concentración de solución, temperatura de solución y agente osmótico, afectan de forma significativa los parámetros cinéticos (%PA, %GS y %PP) y difusionales en la deshidratación osmótica de papaya. La relación entre las variables y los parámetros cinéticos y difusionales no es lineal, por lo cual se pueden encontrar combinaciones de los valores de estas variables que producen valores máximos y mínimos para los parámetros, permitiendo obtener mejores resultados en el proceso global de deshidratación osmótica. En el proceso de deshidratación osmótica de papaya, bajo las condiciones del presente trabajo, los cambios más importantes se presentan en las primeras 4 horas de proceso, después de las cuales los cambios de humedad, contenido de sólidos solubles y peso se desarrollan más lentamente, indicando que el sistema se está aproximando al equilibrio. Los resultados experimentales mostraron que la papaya deshidratado osmóticamente con solución de sacarosa presentó simultáneamente, mayores tasas de pérdida de agua y menor incorporación de sólidos a lo largo del tiempo en relación al procesado con glucosa, consecuencia de las diferencias de peso molecular de los dos solutos. La utilización de las condiciones óptimas encontradas en este trabajo para la deshidratación osmótica de papaya en forma de cubos, permitió obtener un %PA de 51.75 % y un%PP de 46.30% como valores máximos en un periodo de 6 horas; y un%GS de 5,45% como valor mínimo en un periodo de 6 horas. La optimización del modelo obtenido del diseño factorial completo 23, para las condiciones del presente trabajo, se tiene como valores de las variables para unas respuestas máximas, una concentración de solución de 60 ºBrix, temperatura de solución de 30 ºC y como agente osmótico, sacarosa. El modelo matemático de difusión fue capaz de predecir la cinética de transferencia de masa en la deshidratación osmótica de papaya en forma de cubos, permitiendo determinar experimentalmente valores de difusividad efectiva, tanto para el agua como para los solutos a diferentes tiempos de proceso.