IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares Deshidratación de hortalizas El secado o deshidratación es uno de los métodos más antiguos de conservación de alimentos conocidos por la humanidad. El proceso se caracteriza por la eliminación total o parcial del agua mediante evaporación, a partir de un alimento sólido o líquido, con el propósito de obtener un producto sólido con bajo contenido de agua. La remoción de la humedad de la matriz del alimento evita la proliferación de microorganismos, aumentando los tiempos de vida útil y permitiendo así la conservación de los alimentos Ventajas de la deshidratación de alimentos ➢ Permite conservar alimentos en envases herméticos durante largos periodos de tiempo. Pueden conservarse incluso años, dependiendo del grado de deshidratación con el que cuente el alimento. ➢ Los sabores de los alimentos se intensifican. ➢ Mantiene las propiedades nutricionales de los alimentos. Si no superamos los 45ºC cuando deshidratamos, las enzimas de los alimentos se mantendrán intactas, así como las vitaminas hidrosolubles y el resto de nutrientes. ➢ Nos permite conservar excedentes de alimentos que no nos da tiempo consumir frescos. ➢ Reducen el espacio de almacenaje de los alimentos y facilitan su transporte. ➢ Resulta ideal para conservar y aprovechar los alimentos propios de cada temporada. De esta forma podemos deshidratar tomate cuando es temporada de tomates y consumirlos sin problemas durante el resto del año. Descripción de las etapas comunes a todos los procesos de secado de frutas y hortalizas. Materias primas – Recepción y estacionamiento. En el momento de recepcionar frutas y hortalizas hay que determinar si responden a las variedades correctas para el tipo de elaboración y en forma simultánea verificar sus condiciones sanitarias. La selección e inocuidad de la materia prima configura el éxito principal para llegar con calidad al producto terminado. Es importante manejar el criterio de que las frutas y hortalizas son perecederas y por tanto se debe tener en cuenta que cada materia prima tiene un requisito de precosecha, de cosecha y tiempo hasta ser procesado. En playas de almacenamiento se maneja el sistema FIFO (firts in, firts out), vale decir que lo que primero ingrese al establecimiento es lo primero que debe procesarse. Los tiempos de estacionamiento y espera son negativos si se tiene en cuenta que la mayoría de los vegetales son climatéricos. Lavado Se realiza con el fin de eliminar suciedad y posibles restos de sustancias tóxicas como plaguicidas y fitofármacos. El lavado puede combinar inmersión en bateas y aspersión con picos aspersores. Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares En todos los casos se debe utilizar agua potable o agua de pozo a la que se adiciona alrededor de 12 ml de lavandina comercial cada 100 litros (aprox. 6 ppm de cloro activo). Es necesario aclarar que esta dosificación de cloro corresponde al agua que ha de ser utilizada sólo para lavado o agua de limpieza de equipos. Si el lavado es manual deber ser complementado con cepillos que friccionen la superficie de frutos y bulbos. Selección Los daños más significativos que se deben eliminar son podredumbres, mohos, pústulas, daños de granizo, etc. Para el proceso de secado, el estado de madurez no siempre es motivo de descarte y depende del criterio técnico del jefe de procesos. La selección es generalmente manual, y se realiza en mesas o cintas donde operarios entrenados van separando los frutos según el criterio técnico empleado para cada tipo de elaboración. Cuando se trata de color, la selección puede ser óptica a través de células fotorreceptoras que comandan toberas de aire comprimido que van descartando los cubos o esferas que no respondan a los estándares. Ej: arvejas, cubos de tomate, etc. Pelado o mondad Sólo se pelan aquellas frutas y hortalizas que presentan cáscaras o piel muy dura, áspera o provista de pigmentos naturales que puedan ser afectados por los procesos posteriores. Los sistemas de pelado pueden ser manuales (cuchillos, pelapapas), mecánicos (tornos o tambores de fricción), físicos (con vapor de agua o inmersión en agua caliente) o químicos-físicos (con soluciones cáusticas y temperatura). El pelado químico es técnicamente el menos aconsejable por los peligros que implica en el personal, la agresividad en las pulpas de frutas y los efluentes que genera. No obstante es una modalidad económica. El pelado con soda cáustica (hidróxido de sodio) se efectúa por inmersión de los frutos en una solución de 1,5% a 2,0% (15 - 20 gramos/litro de agua), a temperatura de ebullición y durante 1 a 2 minutos, aunque estos valores cambian según la especie, la variedad, el grado de madurez, etc. A continuación del caustificado o sodado se realiza un enérgico lavado por fricción para eliminar los restos de soda y epidermis o piel del fruto. La soda cáustica provoca severas quemaduras y lesiones en la piel y los ojos. Su uso debe estar controlado y la persona que trabaje con ella protegida con guantes, botas, delantales impermeables y máscaras. El pelado termofísico es una modalidad generalmente utilizada en hortalizas con dos variantes: inmersión en agua caliente y luego fría’ (tomates) y autoclaves giratorios que se Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares presurizan con vapor entre 2 y 5 Kg/cm2 y luego de 2 - 4 minutos se descomprimen rápidamente para que el vapor subepidérmico formado despegue la piel en forma de solapas o flecos. Se termina este tipo de pelado con lavadoras provistas de cepillos de fricción. La modalidad de torneado para pelado físico es la de mayor inversión económica inicial pero la más útil técnicamente. Consiste en un par de pinzas que llevan una rueda copiadora de la superficie del fruto y una cuchilla del tipo utilizada en los tornos. Los frutos son manualmente atravesados en un eje motorizado que los pone en movimiento giratorio para que las cuchillas vayan eliminando espesores de 0,2 a 0,5 mm de la epidermis. Escaldado Se entiende por “escaldar”, “cocinar” o “sancochar” a la etapa de inmersión de frutas y hortalizas, enteras o en trozos, durante 3 a 5 minutos en agua hirviendo o en atmósfera de vapor. Esta práctica se aconseja para ablandar los tejidos vegetales, reducir la carga microbiana inicial, eliminar aire de los tejidos vegetales y principalmente inactivar las enzimas que son responsables de alteraciones de sabor, olor y color. Es una operación que requiere muchos cuidados en cuanto a tiempos de tratamiento y nivel térmico, pues excederse es tan perjudicial como un tiempo insuficiente de inactivación. Es una etapa crítica cuando se han de deshidratar hortalizas, a excepción de ajo y cebollas que perderían punjencia. Es poco común o incluso desaconsejable escaldar las frutas por cuanto quedan ‘compotizadas’, que es un defecto no deseable. La operación se lleva a cabo por pasaje de los trozos de hortalizas (cubos, rodajas, escamas) por túneles de vapor donde luego de 4 - 5 minutos las enzimas causantes de deterioros quedan inactivadas. Otra modalidad consiste en sumergir los trozos en agua hirviendo durante 2 a 4 minutos y luego enfriar para evitar cocción. La ventaja del primer sistema es que en el vapor no se pierden sustancias alimenticias por solubilización y lixiviación. Sulfitado (Uso del Dióxido de azufre Esta etapa se realiza en todas las frutas claras donde la preservación del color es un atributo de calidad (manzanas, peras, duraznos, uvas blancas, entre otras). Generalmente la modalidad en estos casos se denomina en fábrica como ‘azufrado’o ‘sulfitado’. En hortalizas se realiza por inmersión en soluciones de metabisulfito de sodio generadoras de dióxido de azufre, la etapa se denomina ‘impregnación’ o ‘blanqueo’. En términos generales el dióxido de azufre en contacto con los vegetales establece una interferencia química de la reacción de Maillard o de pardeamiento no enzimático. También mejora la eficiencia del secado pues al permeabilizar los tejidos por efecto de destrucción celular Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares se consigue un proceso de difusión más rápido. En las dosis elevadas que se utiliza tiene un efecto antiséptico por ser bactericida, inhibidor de hongos y levaduras y letal sobre larvas y adultos de insectos. En los secaderos de frutas se utilizan cámaras de fumigación donde el dióxido de azufre, por ser un gas más pesado que el aire, se suministra por la parte superior. Las dosis de uso oscilan normalmente entre 2 y 4 Kg cada 1000 Kg de frutas. Los tiempos de impregnación oscilan entre 2 y 4 horas. Los productos deben quedar con una impregnación menor de 1000 mg de dióxido de azufre/Kg de producto terminado y seco (1000 ppm) para tener los resultados legales esperados. Luego por el proceso de deshidratación, conservación y tiernizado, se recomienda disminuir estos valores hasta tenores menores de 60 ppm (mg/Kg) para que tengan mejor aptitud bromatológica. Cuando se utilizan sistemas de impregnación por inmersión, las soluciones se preparan al 0,3 a 0,7% (3 a 7 gramos/litro) de metabisulfito de sodio o bisulfito de sodio en agua a temperatura ambiente. La inmersión dura de 1 a 2 minutos, luego los vegetales cortados se escurren y distribuyen en las paseras de los secadores. Secado al sol (Desecación) La fruta acondicionada (pelada, seleccionada, retocada, preservada químicamente, etc) se lleva a las playas de secado, se extiende sobre paseras o telas plásticas tramadas y se expone al aire bajo el sol. El tamaño de las paseras depende de la fruta a desecar, un cálculo aproximado indica que se necesita 1 m2 de superficie cada 15-20 kilos de fruta fresca y acondicionada para el secado. Las playas de secado serán lugares altos, secos, sin riesgo de inundación en caso de lluvia, no habrá arboledas muy próximas que impidan movimientos de aire durante las mañanas o tardes. Serán priorizados aquellos lugares higiénicos, alejados de gallineros, porquerizas, basurales y otros lugares donde se reproducen moscas o roedores, por ser transmisores y focos de infecciones que contaminarán definitivamente el producto. El contacto del producto con tierra es perjudicial aún en los casos en que el proceso de empaque implica un proceso de lavado. Para evitar esto los suelos deberán estar cubiertos con granzas o ripio y estar alejados de caminos rurales transitado. El proceso de secado ‘al sol’ demanda, en término medio, de 7 a 14 días y se completa con un secado ‘a la sombra’ más extenso, cumpliendo esta última etapa por apilación de paseras a campo de manera de asegurar la desecación por aire sin la acción oxidante y ultra violeta de los rayos solares. Secado en hornos para frutas (deshidratación) La ventaja principal del uso de hornos es que todos los parámetros que gobiernan el proceso de deshidratación se pueden controlar y monitorear, de esta forma se logran lotes de calidad Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares más homogénea y de mejor aptitud bromatológica. Por otra parte los tiempos se acortan notablemente, se consigue el mismo efecto del secado al aire (semanas) en 24 a 48 horas, con la ventaja de menores tiempos de exposición a las reacciones de deterioros. Las condiciones sanitarias e higiénicas de la deshidratación son mejores que las observadas en la desecación, pues con este sistema se evitan las exposiciones al polvo, insectos, roedores y aves. Otras ventajas de utilizar hornos son: menor número de bandejas, muy poco terreno y por las condiciones de trabajo se eliminan los inconvenientes que acarrean las contingencias climáticas. Las desventajas del secado en hornos se pueden resumir en: un mayor costo de instalaciones y de producción principalmente por combustibles y que, cuando la fruta no está lo suficientemente madura, el proceso no da tiempo a que evolucionen los frutos que generalmente son climatéricos. Secado en hornos para hortalizas (deshidratación) La deshidratación de hortalizas requiere más precauciones y cuidados que las frutas por cuanto el tenor de humedad final en equilibrio es un valor muy bajo (<7%) y la baja actividad de agua convierte la cinética del secado en una curva casi asintótica en el tiempo. Las hortalizas deshidratadas se consideran alimentos de ‘humedad baja’ con una Aw próxima a 0,30 - 0,35. Además la termosensibilidad, la falta de azúcares, la pungencia, la preservación de colores claros y de los pigmentos clorofílicos, hacen que las tecnologías de secado sean más exigentes que cuando se desecan frutas. Dependiendo de la materia prima (cebollas, papas, zanahoria, etc.) y la forma de acondicionado (escamas, cubos, rodajas) es el tiempo y las temperaturas de trabajo. La figura siguiente muestra esquemáticamente el funcionamiento de estos hornos a nivel industrial. Puede observarse en la vista lateral el circuito del aire de secado (flechas discontinuas), que ingresa por la parte posterior y se calienta indirectamente al traspasar una parrilla de caños aletados por donde circula vapor de caldera. La temperatura de ingreso del aire al sector de bandejas está definida técnicamente por la termosensibilidad de la materia prima con 15% de humedad (saliente del horno); así por ejemplo mientras que zapallo y espinacas soportarían 80-95°C, cebollas y ajos no permitirían más de 60°C. Al comenzar el secado esta temperatura desciende y se aproxima al punto de rocío por lo que es necesario recalentar nuevamente el aire, función que cumple la parrilla de caños aletados en la zona central del horno; aquí la temperatura del aire está definida técnicamente por la termosensibilidad de la materia prima con su grado original de humedad (ingresante al horno). Tecnologías alternativas para el secado de alimentos vegetales. Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares Sistema spray o de atomización La deshidratación por atomización o sistema 'esprea' (en español) o 'spray' (en inglés) tiene como fundamento secar en un horno cilíndrico cónico con aire caliente, gotas de tamaño pequeño que son generadas por un rotor de altas revoluciones o una tobera de proyección con aire comprimido. Si parte del polvo se recicla en el equipo y sirve de núcleos de agregación de nuevas esferas en proceso de secado, se obtiene finalmente los llamados "granulados" utilizados en productos denominados "diet", "suaves", etc. La alta velocidad de secado, en el orden de 1 a 20 segundos, brinda productos de calidad manteniendo bien las propiedades nutricionales y sensoriales. Es utilizado para el secado a polvo de leche, té, cacao, café, jugos y pulpas vegetales, concentrados proteicos y extractos de levadura. Sistema de lecho fluidizado y espumado ‘foan mat’ El sistema de deshidratación por lecho fluidificado se mejora para fluidos cuando previamente se genera una espuma y luego ésta se seca en corriente de aire caliente con temperaturas que pueden fijarse entre 50° a 65°C. Las cremas o pulpas vegetales (frutas u hortalizas) previamente homogeneizadas, son adicionadas de agentes espumígenos alimentarios como por ej. ovoalbúmina o monoestearato de glicerilo en dosis que no superan los 50 g/Kg (<5%) y por inyección de nitrógeno, aire o batido se logra espumar con un aumento aparente del volumen de 2 a 4 veces. Este sistema puede ser utilizado con productos de alta termosensibilidad tal como los jugos y pulpas cítricas donde las temperaturas superiores a 55°C comienzan a deteriorar significativamente los atributos sensoriales. Sistema de rodillos calefaccionados o ‘roller’ El sistema es también conocido como secador de tambor. Consiste en uno o dos rodillos que son cilindros de acero inoxidable cuya superficie externa está pulida a espejo y constituye el área de intercambio térmico entre el producto y el aire. Internamente por el o los rodillos se inyecta vapor de caldera a la presión necesaria según requerimiento de producto, termosensibilidad y tiempo de secado. El cilindro tiene una velocidad de giro variable de 10 a 30 rpm, que va "pescando" en el líquido mojando así su superficie en un espesor próximo de 1 a 3 mm según consistencia y viscosidad de la crema o pulpa. El secado se produce después de ¾ partes de giro en un tiempo muy breve y la película seca es separada del tambor a través de una cuchilla rascadora para ser luego molida y tamizada a polvo. Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Procesos de hortalizas y azúcares Otros productos que se procesan bajo este sistema son puré de papas, leche en polvo, harinas y alimentos infantiles y alimentos para animales. La forma geométrica de las partículas del polvo es de escamas o laminillas que presentan a menudo dificultades en la rehidratación por la formación de grumos y copos, aspecto éste último que es útil en la preparación por hidratación del puré de papas. Una desventaja del sistema roller es que si bien el secado es rápido, el producto puede tomar rápidamente la temperatura de la superficie del cilindro y deteriorarse térmicamente (color y sabor) pero eso se soluciona refrigerando por proyección de aire seco y frío el tramo final antes de la cuchilla rascadora. Sistema de criodeshidratación o liofilización El secado por liofilización, también llamado criodeshi- dratación consiste en evaporar el agua de un alimento previamente congelado por volatilización, vale decir cambio de estado de sólido a vapor de agua sin transitar por el estado líquido. Este cambio de estado suele denominarse genéricamente en la bibliografía con el término de sublimación. El vapor de agua saliente, se congela e inmoviliza en el exterior de un tubo condensador que es en realidad un evaporador de un sistema de enfriamiento por expansión directa que trabaja con fluido refrigerante del tipo CFC como la marca Freon o similar. De esa manera la humedad de la cámara queda bajo forma de hielo y evita que pueda rehidratarse el alimento seco. La calidad organoléptica y nutricional de los alimentos liofilizados es óptima pues combina dos buenas tecnologías como ser la congelación y el secado bajo vacío que minimizan los deterioros normales de los alimentos. Aunque también hay que destacar, que la baja actividad de agua está en coincidencia con un punto de maximización de la reacción de oxidación lipídica por lo que si el producto tiene en su composición grasas o aceites hay que proteger su enranciamiento envasando con atmósferas inertes. Sistema de Microondas Cuando un alimento se coloca en un campo electromagnético de alta frecuencia (1010 Hz) o (ciclos / segundo), el carácter dieléctrico del mismo, hace que se produzca un calentamiento por inducción debido a las fuerzas de fricción intermolecular y a los cambios de orientación que se producen en las moléculas dipolos como el agua que cambiarían de posición de 107 a 1010 veces por segundo. En el sistema de generación de microondas, son los denominados magnetrones los responsables de convertir energía eléctrica en energía electromagnética de la frecuencia deseada, y para evitar las interferencias de radiocomunicaciones se han permitido el uso industrial de ondas en la frecuencia de 915 y 2450 megahertz Ing. Elna Pérez II Ciclo IESTPB Ing. Elna Pérez Procesos de hortalizas y azúcares II Ciclo
