Osmodeshidratacion de fresa

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Conservación de la fresa (fragaria chiloensis L. Duch) osmodeshidratada
por el método de liofilización.

Preservation of strawberry (fragaria chiloensis L. Duch) osmotic
dehydration of the method frezee-drying.
Natalia Castaño l., César Bejarano G. & Germán Giraldo G.*

Recibido: Junio 20 de 2008
Aceptado: Septiembre 1 de 2008

RESUMEN

El trabajo se desarrollo buscando la determinar el proceso más adecuado para la conservación de fresa. El proceso de
deshidratación osmótica (DO), combinado con el secado al vacío o con la liofilización puede contribuir a incrementar la
vida poscosecha de la fresa, ya que cuando esta alcanza la maduración a temperatura ambiente, sólo dura 8 horas. Las
láminas de fresa se sometieron a deshidratación osmótica en soluciones a concentraciones de 20 y 30ºbrix, tratamiento
previamente seleccionado por dar los mejores resultados (luego de ser sometidas a soluciones de 20, 30, 40, 50 y
60°brix), estas se sometieron luego a secado en estufa a vacío con temperatura de 35 ºC y presión de 70 mbar por 12
horas, y a liofilización a una presión de100 mtor por 24 horas. Las láminas en estado fresco, DO y secas se caracterizaron
en: peso, densidad aparente, actividad de agua, pH, humedad, ºbrix, actividad enzimática. Las láminas sometidas a DO
en soluciones de 20°brix y liofilizado a 100 mtor por 24 horas redujeron al mínimo las reacciones de oxidación,
disminuyeron el nivel de azucares.
Palabras clave: Fresa, Secado al vacío, liofilizado, deshidratación osmótica.

ABSTRACT

The development work is looking determiner the process fit for the preservation of strawberry. The process of osmotic
dehydration (DO), combined with vacuum-dried or freeze-drying can help increase the shelf life of strawberries, since
when it reaches maturity at room temperature, only lasts 8 hours. The layers of strawberry underwent osmotic
dehydration solutions at concentrations of 20, 30ºbrix, treatment previously selected by giving the best results (after
being subjected to solutions of 20, 30, 40, 50 and 60°brix), these were submitted then drying in a vacuum oven
temperature of 35ºC and pressure of 70 mbar for 12 hours, and freeze dry at a pressure de100 mtor for 24 hours. The
plate's fresh, dried and OJ were marked in weight, bulk density, water activity, pH, humidity, º bx, enzyme activity. The
plates subjected to OJ solutions in 20ºbrix and lyophilized to 100 mtor for 24 hours reduced to a minimum oxidation
reactions, decreased the level of sugars, but did not increase the heat treatment.
Key words: strawberry, vacuum-dried, freeze-drying, osmotic dehydration.

INTRODUCCIÓN genera un equilibrio con los líquidos que la rodean
(Giraldo et al., 2003).

L a deshidratación osmótica puede ser una de las
técnicas adecuadas para el pretratamiento de
frutas, que van a ser sometidas a procesos de
liofilización, secado al vacío, aire caliente o
microondas; esta técnica disminuye el tiempo de
La fresa fragaria chiloensis L. Duch cuando alcanza la
plena maduración y es mantenida a temperatura
ambiente, se deteriora en sólo 8 horas. Por esto
debe cosecharse, entre un medio y tres cuartas
proceso y consumo energético, además ayudar a partes del proceso de maduración y ponerse lo más
preservar las características sensoriales del rápidamente posible en cámaras frías (0 -20°C). La
producto (Giraldo et al., 2003). fresa se consume fresca y en jugos, mermeladas,
repostería y postres.
La deshidratación osmótica, actúa en contra la
decoloración enzimática y oxidativa, debido a la Talens et al., (2001), trabajaron en la caracterización
sustitución del oxigeno por solución acuosa lo que de la cinética de deshidratación osmótica del kiwi,
* Laboratorio Diseño de Nuevos Productos, Programa de Química, Universidad del Quindío. ggiraldo@uniquindio.edu.co.

rev. invest. univ. quindio (18): 87-93. Armenia - Colombia

- 88 - Fresa osmodeshidratada por método de liofilización

las experiencias se realizaron con láminas de 4 cm de ANALISIS FISICOQUÍMICO
diámetro y 1 cm de espesor, con soluciones
osmóticas de sacarosa de diferente concentración Las láminas de fresa, se pesaron antes y después de
(35, 45, 55 y 65 °Brix), y a una temperatura de 30°C. la deshidratación osmótica, secado al vacío o
Los tratamientos se realizaron a presión atmosférica liofilizado en una balanza analítica marca Hoaus, con
y mediante la aplicación de un pulso de vacío (50 sensibilidad ± 0.0001. Se determinó su densidad
mbar) durante los primeros 5 min y continuando a aparente por picnometría utilizando como
presión atmosférica y a diferentes tiempos (15, 30, referencia agua destilada, los valores de la densidad
60, 90, 120, 180 y 420 min). Los resultados se aparente (Kg/m3) se calculan aplicando la ecuación
analizaron a través de un modelo empírico en (1).
términos de la raíz cuadrada del tiempo y los P1
cambios de composición de la fase líquida de la fruta, r
a = ´ (1)
r
HO 2

P2 +
P1 - P3
relacionados con la estabilidad del producto,
modelando a través de una aproximación difusional. Donde:
P1: peso del trozo de fruta (g)
El objeto de este trabajo fue determinar el mejor P2: Peso del picnómetro enrasado con agua
método de conservación de fresa, al combinar el destilado (g)
proceso de deshidratación osmótica (DO), con el P3: peso del picnómetro enrasado con el agua y
secado al vacío y la liofilización. con la fruta (g)

METODOLOGÍA La Humedad de las láminas de fresa se determinó
por el método A.O.A.C, 1997. El pH se determinó
Materia Prima por potenciometría con un pH metro Metrohm 704
La fresa fue adquirida en un mercado local en estado serie 01 con electrodo de platino, según el método
de madurez fisiológico y se conservo en el A.O.A.C 981.12. 1997. Los sólidos solubles se
Laboratorio de Investigación Diseño de Nuevos determinaron por refractometría con un
Productos de La Universidad del Quindío. refractómetro THERMO modelo 334610. Escala de
0 a 85ºbrix. La aw se determinó en un equipo de
Preparación De Muestras marca DECAGON Aqualab X3, las medidas se
Para los análisis se seleccionaron fresas sin daño realizaron por triplicado.
aparente de 0.4 a 0.5 mm diámetros y 7.2. ± 0.5
grados brix. Para la DO, se lamino la fruta entre 0.4 y Análisis Enzimático
0.6 mm de espesor conservando la forma de cono. La actividad enzimática de la Polifenol oxidasa (PPO)
Las soluciones de sacarosa para la DO se prepararon y la Peroxidasa (POD) se determinó a partir de un
a concentraciones de 20, 30, 40, 50 y 60 ºbrix, se extracto:
empleo la relación 10:1 de solución: fruta.
La Medición de la actividad enzimática de la POD, se
Las laminas en estado fresco, deshidratadas inició con un blanco que se preparó con 2.7 mL de
osmóticamente y secas se caracterizaron en: peso, tampón fosfato 0.2 M a pH 6.5, 0.2 mL de guayacol al
densidad aparente, actividad de agua, pH, humedad, 1% como donador de hidrógeno, 0.1 mL de
ºbrix, actividad enzimática. peróxido de hidrógeno al 1.5 % como oxidante. El
extracto de la POD se preparó con 10 g de muestra
Cinética fresca o deshidratada de fresa se le adicionaron 25
La cinética de impregnación se realizó a tiempos mL de tampón fosfato 0.2 M a pH 6.5, 1 g de
cortos durante 4 horas. El proceso se realizó a polivinilpirrolidona y 250 µL de tritón. Para
temperatura ambiente (22–27 ºC) y a una humedad determinar la actividad se adicionaron 0.075 mL del
relativa promedio de 75%. extracto al blanco, agitamos y leímos la absorbancia
en el espectrofotómetro cada 4 segundos por 6
Secado minutos. La unidad de actividad se define como el
Las láminas de fresas deshidratadas por triplicado, se cambio en la absorbancia/minuto/gramo de pulpa,
secaron en estufa a vacío a temperatura de 35 ºC y a medido en un espectrofotómetro ultravioleta-
una presión de 70 mbar por 12 horas y en un visible (UV-VIS) con arreglo de diodos Hewllet
liofilizador a una presión de100 mtor por 24 horas. Packard modelo HP-8453, a 485 nm.


Castaño I., N. et al. - 89 -

La actividad de la Polifenoloxidasa (PPO). Se inició encontró la siguiente caracterizaron en estado
con la preparación del blanco, el cual contiene 3.0 fresco y la siguiente cinética:
mL de catecol 0.07 M como oxidante en tampón
fosfato pH 6.5 Para la muestra se agregaron 0.035 Tabla 1: Cambios físicos de las soluciones
mL del extracto, agitamos y se leímos la absorbancia osmóticas: densidad, ºBrix y aw
del blanco y la muestra cada 5 segundos por 6 Tiempo (h) Densidad (g/L) aw ºBrix
minutos en un espectrofotómetro UV-VIS con 20 ºBx 0 1,26 0.89 20.5
arreglo de diodos Hewllet Packard modelo HP-8453
a una longitud de onda de 420 nm. La unidad de 30 ºBx 0 1,31 0.88 29.8
actividad de la enzima se define como el cambio en
la absorbancia / minuto / gramo de pulpa.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Las láminas de fresa, sometidas al proceso de
deshidratación osmótica a través del tiempo, y al
comparar los resultados de la aw a diferentes
concentraciones de la solución, con el tiempo de
proceso, con lo que se encontró la siguiente
cinética.
Figura 2. Variación de peso durante la cinética de
deshidratación osmótica de las láminas de fresa.

Al analizar los valores obtenidos de peso en
soluciones de 20 y 30ºBx para las láminas
deformadas de fresa con dimensiones de 1 x 1 x 0.5
cm, se observó en la figura 2 una disminución
gradual de peso en cada uno de los tiempos de DO
hasta llegar al tiempo de equilibrio, comparado con
el fresco, partiendo de t=0, se muestra claramente
un decrecimiento en la primer hora para luego
tiende volverse constante, estos comportamientos
Figura 1. Comportamiento de la aw en láminas de fresa son los esperados debido a la migración del agua
hacia la solución lo que hace que la fruta pierda
Las láminas de fresa sometidas a deshidratación peso.
osmótica presentaron una disminución notable en
las soluciones de mayor a menor concentración, las
primeras por efecto de la concentración de la
solución las cuales actúan por gradiente osmótico, lo
que le permite que esta actúe sobre toda la matriz
alimenticia, modificando la densidad de la
estructura, sin incrementar sustancialmente los
niveles de azucares en la fresa, debido a que las
soluciones a bajas concentraciones presentan
menores niveles de sacarosa, se seleccionan los
tratamientos de baja concentración para realizar el
procedimiento.

Las láminas de fresa, sometidas al proceso de
deshidratación osmótica en soluciones de 20 y
Figura 3. Equilibrio de las láminas de Fresa Fragaria
30°brix por tiempos cortos, se les comparó la chiloensis L. Duch en soluciones de 20 y 30 ºBx
variación de peso en el tiempo (figura 2) y se según la pérdida de agua



Este fenómeno ocurre por cuanto una vez que el fruta, coherente con la disminución de la pérdida de
agua y los constituyentes celulares, alcanzan los agua y con la densidad de la misma. La densidad
espacios extracelulares, causado por la DO, se aparente de un producto sólido depende de la
transfieren hacia la solución osmótica. A su vez los densidad de sus componentes, la geometría, el
solutos del jarabe se transfieren hacia el fruto tamaño, las propiedades de superficie y el método
mediante un mecanismo de transporte difusional de medida,
(Spiazzi et. al., 2001).
Al analizar los valores obtenidos de volumen
Las laminas en el proceso de deshidratación aparente en soluciones de 20 y 30ºBx para las
osmótica a tiempos cortos, cuando se compararon la láminas de fresa con dimensiones de 1 x 1 x 0.5 cm,
aw y el tiempo, se encontró la siguiente cinética. se observaron en la figura 4 una disminución
gradual de densidad aparente en cada uno de los
En la cinética se encuentra que la aw al relacionarla tiempos de DO hasta llegar al tiempo de equilibrio
con el tiempo de DO a presión atmosférica, la matriz que es a las 3 horas, comparado con el fresco, se
alimentaria sufre cambios fisicoquímicos como la muestra claramente un decrecimiento en la primer
pérdida de actividad, estos cambios se deben a la hora para luego volverse constante, Estos
doble transferencia de masa de sólidos solubles comportamientos son los esperados debido a la
hacia el fruto y de agua de éstos hacia la solución de migración del agua hacia la solución lo que hace que
sacarosa. la fruta se reduzca de tamaño.

El análisis del volumen de las muestras se relaciono Las laminas de fresas sometidas a DO en soluciones
con el tiempo a través de una cinética a tiempos de 20 y 30 grados brix presentaron el mejor
cortos, arrojando los siguientes resultados. comportamiento de pérdida de agua alcanzando el
equilibrio a 3 horas de deshidratación osmótica.

El comparar la evolución del pH a través del tiempo
de DO, se encontró.

Figura 4. Pérdida de volumen aparente durante la cinética
de deshidratación osmótica de las láminas
deformadas de fresa hasta el equilibrio
Figura 5. Evolución del pH durante la cinética de
deshidratación osmótica de láminas de fresa
El volumen aparente de las muestras se ve en soluciones de 20 y 30ºbrix
disminuido debido a la deformación de las
estructuras, las cuales se ven contraídas por la En la cinética se observa la evolución del pH durante
pérdida de agua de las células y los cambios la DO de láminas de fresa en diferentes niveles de
composicionales a los que se ve sometida la matriz deshidratación a 20 y 30ºbrix. Al aumentar el tiempo
alimentaria, causados por los fenómenos de deshidratación osmótica se nota un ligero
difusionales. El volumen total ocupado puede aumento en los valores del pH; debido
contener alguna proporción de aire proporcional a la posiblemente a una pequeña pérdida de ácidos,
porosidad del sólido (Lewis, 1993). En todos los este comportamiento es presumiblemente debido a
tratamientos de DO en láminas fresa de 0.5 mm de una aceleración del metabolismo de la fruta
espesor, se aprecia un comportamiento similar en la asociado con el estrés celular ocasionado por la
disminución del volumen aparente y el peso de la deshidratación (Moraga et. al., 2001).



CINÉTICA ENZIMATICA

La evaluación de la cinética enzimática en las dos
enzimas en una misma solución se aprecia en los dos
gráficos siguientes

Figura 7. Evolución de la POD y PPO durante la cinética de
deshidratación osmótica de láminas de fresa a 30ºbrix

sobre la actividad enzimática, a nivel estructural: la
pérdida del agua libre disponible, el incremento
apreciable de la sacarosa como agente osmótico y la
disminución del oxígeno disponible en el entorno de
Figura 6. Evolución de la POD y PPO durante la cinética la enzima hace que ésta presente una evidente
de deshidratación osmótica de láminas de fresa a 20 ºBx inhibición.

Si la Polifenoloxidasa (PPO), es la responsable del Se puede decir que el tratamiento osmótico ejerce
oscurecimiento enzimático de muchos productos
claramente un efecto inhibitorio de la actividad
vegetales comestibles especialmente de frutas y
vegetales durante la poscosecha, manipulación y enzimática de la POD y PPO, tanto más cuanto
procesamiento y la Peroxidasa (POD), es la mayor es la concentración y el tiempo de
responsable de los cambios de color así como de la deshidratación osmótica. El tratamiento osmótico
pérdida de textura; las 2 enzimas requieren de muestra una pauta cinética que puede ajustarse a
oxígeno disponible para los substratos fenólicos un modelo de inhibición no competitiva. (Quiles et.
oxidables, (Quiles et. al., 2001), la actividad de la al., 2001).
enzima PPO y POD presenta una considerable
disminución. La máxima actividad inicial de las 2
enzimas, en la fruta fresca, decrece a medida que SECADO AL VACÍO
avanza el proceso de DO a presión atmosférica.

El pardeamiento en frutas es ocasionado por la
exposición del tejido al oxígeno cuando se realiza el
pelado y la preparación de las muestras antes de
iniciar el proceso.

Igual comportamiento se aprecia en las láminas de
fresa tratadas a 30ºbrix, durante la cinética de DO

En las diferentes concentraciones de sacarosa, se
observa la disminución sensible de la actividad
enzimática por efecto de la deshidratación, cuanto
mayor es la concentración de la solución y mayor es
el tiempo de tratamiento. (Quiles et. al., 2001). Con
estas representaciones se aprecian los notables
efectos que produce la deshidratación osmótica Figura 8. Pérdida de la actividad del agua en el secado
al vacío a través del tiempo



El análisis de varianza que se ha realizado para la
pérdida de peso durante la liofilización de láminas
de fresa deshidratadas osmóticamente en
soluciones de 20 y 30ºbrix del tiempo y la
concentración hay diferencia significativa sobre la
pérdida de agua (figura 10), debido a que tiene un
nivel de significación (p) menor a 0.05; esto se
puede apreciar en las interacciones que presentan
las variables de concentración y tiempo, lo que
influye notablemente la pérdida de agua en las
láminas de fresa previamente deshidratadas en
soluciones de 20 y 30 ºbrix.

El método de liofilización presentó las siguientes
Figura 9. Pérdida de Peso por secado al vacío
a través del tiempo
ventajas: reducción al mínimo la alteración física de
la fruta. Mejorando las características de
reconstitución y reduce al mínimo las reacciones de
El análisis de varianza que se ha realizado para la oxidación y del tratamiento térmico.
pérdida de peso durante el método de secado al
vacío de láminas de fresa Deshidratadas
osmoticamente en soluciones de 20 y 30ºbrix a
través del tiempo, hay diferencia significativa sobre
la pérdida de agua (figura 8), por su nivel de
significación (p) menor a 0.05, debido a que las
interacciones que presentan las variables de
concentración y tiempo influyen directamente en la
pérdida de agua en las láminas de fresa previamente
deshidratadas en soluciones de 20 y 30ºbrix,
confirmando los datos obtenidos por análisis de
varianza. Inicialmente la pérdida no fue muy
significativa, pero después de seis horas se observa
un cambio en la pérdida de aw.

LIOFILIZADO Figura 11. Pérdida de Peso por método Liofilizado
en el rango del tiempo

Figura 10. Pérdida de Agua por el método Liofilizado
en el rango de tiempo



BIBLIOGRAFÍA

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AOAC. 1997.
Giraldo G; Tallens P; Fito P.Y Chiralt A. Influence of sucrose solution concentration on kinetics and yield of mango
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Lewis, M.J. Propiedades físicas de los alimentos y de los sistemas de procesado. Editorial Acribia. Zaragoza, España.
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Moraga, G., Martínez-Navarrete N., Cambios en la composición de fresa durante tratamientos combinados de secado
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Quiles, A; Gómez-Cáceres, S; Pérez-Munuera, I; Hernando, I; Lluch, M.A. Estudio de la actividad de polifenoloxidasa
(ppo) en parénquima de manzana (malus communis, l.). III Congreso Iberoamericano de Ingeniería de Alimentos. I
Congreso Español de ingeniería de Alimentos CIBIA. En Ingeniería de alimentos nuevas fronteras en el siglo XXI.
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Alimentos CIBIA. En: Ingeniería de alimentos nuevas fronteras en el siglo XXI. Tomo II. Valencia, España. 2001. 522
p.


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