UNIVERSIDAD NACIONAL DE PIURA

FACULTAD DE INGENIERÍA INDUSTRIAL

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL E INDUSTRIAS

ALIMENTARIAS

ANTEPROYECTO DE TESIS

DETERMINACIÓN DE LOS PARAMETROS OPTIMOS EN LA DESHIDRATACION OSMOTICA DEL BANANO

TESISTAS : xxl

ASESOR : externo

SETIEMBRE - 2011

1. DATOS GENERALES

1.1. ESCUELA PROFESIONAL : Ingeniería Agroindustrial

1.2. TITULO TENTATIVO : Determinación de los Parámetros

Óptimos en la Deshidratación Osmótica del Banano

1.3. AUTORES : xxl

1.4. ASESORA :1.5. LINEA DE INVESTIGACIÓN : Desarrollo e Investigación de

Nuevos productos

1.6. FECHA DE EJECUCIÓN :

2. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

2.1. Descripción De La Realidad Del Problema

Huamán, 2005. Comenta que las ventajas existentes para la producción de banano orgánico en el Valle del Chira no son adecuadamente aprovechadas. De acuerdo al análisis de la cadena de valor, el principal problema es la baja calidad del producto, manifiesto en el alto índice de frutos dañados que aumentan el descarte para exportación, inicialmente el 40% de la producción no calificaba para exportación (“descarte”), actualmente ese porcentaje se estima en 25%.

Existe la necesidad de superar este problema, en un contexto en el cual la competencia en este mercado presiona a buscar soluciones, a este descarte que en la mayoría de los casos no es aprovechado oportunamente, dejándose a venta nacional.Se ha identificado que los factores que explican este problema son:

a) Deficiente Manejo De La Tecnología De ProducciónLa producción del banano orgánico tiene pocos años en el valle del Chira. Puede señalarse que tuvo sus comienzos en el año 2 000 impulsado por la demanda de las empresas exportadoras de banano orgánico. A partir de allí ha habido un período de aprendizaje y adopción de nuevas técnicas por parte

de los productores, para responder a las nuevas exigencias. Entre ellas cabe destacar: el uso de enfundes de plástico (para protección del racimo), desflore, deschive (eliminación de mano falsa), control de calibración (diámetro) y longitud, horqueteo mejorado con uso de sunchos (tirantes plásticos en lugar de palos), daipas (plásticos para separación de manos), desvió de hijuelos, mulch (uso de hojas cortadas como abono orgánico), abonamiento con guano de isla, control de densidad de la plantación, uso de cintas para control de edad del racimo (permite planificación de cosecha). La asistencia técnica brindada por las empresas exportadoras ha facilitado hasta cierto punto este proceso de aprendizaje; sin embargo, persisten grandes deficiencias técnicas que explicarían los actuales problemas respecto a la calidad del producto. Se ha identificado que las deficiencias más saltantes son:

Uso de semillas de baja calidad en la instalación de las plantaciones y empleo de hijuelos de la planta madre para la reproducción. En muchos casos los hijuelos, provenientes del tallo subterráneo de la madre, están infectados por enfermedades. El ciclo de vida de una plantación es de 10 a 15 años, dependiendo del manejo. Los rendimientos tienden a disminuir al partir del tercer o quinto año, acelerándose a partir del décimo año. Para conservarse los rendimientos debe emprenderse una sustitución de plantas viejas por plantas nuevas. Estas son prácticas que en su mayoría no realizan los pequeños productores.

Bajas dosis de abonamiento y uso de abono orgánico de baja calidad. Los productores indican que su principal problema es el costo del guano de isla. En muchos casos los productores aplican dosis inadecuadas respecto a la requerida, de acuerdo a su tipo de suelo. Ellos no suelen realizar análisis de suelos.

Escaso control de plagas y enfermedades. Si bien en la valle del Chira hay baja incidencia de la sigatoka negra, existen otras enfermedades como el Virus del Mosaico y el gorgojo que afectan la productividad y calidad del racimo. El primero es el de mayor incidencia y difícilmente detectable en parcela, pues sus efectos se manifiestan cuando el fruto llega a puerto de destino. Las exportaciones peruanas tienen como principal destino el mercado europeo, donde la travesía dura aproximadamente 32 días.

b) Debilidad De Las Institucionalidad LocalEn general, todas las organizaciones muestran grandes debilidades, manifiestos en el deficiente uso del premio del comercio justo y desarticulación con otros agentes de la cadena de valor del banano. Existe

escasa cohesión entre las Central, dirigencias y socios de base, conflictos dentro de ellas y con las empresas exportadoras.

Es muy evidente que el problema de descarte continuará hasta cuando los agentes implicados con la calidad del producto sean mejor capacitados y tengas las herramientas necesarias para realizar mejor su labor. Es por ello que se propone darle valor agregado a aquella fruta que no es utilizada para la exportación, mediante la deshidratación osmótica, que no solo generaría trabajo a más personas de la comunidad sino que es un alimento con un valor mejor cotizado en el extranjero.

2.2. Descripción y Delimitaciones del Problema

2.2.1. Definición Del Problema

No hay duda de que la industria alimentaria es una actividad que se ha globalizado, a semejanza de las demás ramas industriales. Es por ello que en los últimos años la agroindustria viene enfrentando el desafío de prolongar la vida útil de una creciente diversidad de frutas y vegetales, siendo una de las alternativas de conservación la deshidratación por ósmosis. El cultivo del plátano o banano (Musa Cv.) en el Perú tiene una gran importancia social y económica, por ser uno de los productos fundamentales de la canasta familiar principalmente del poblador de la selva y costa. Además es considerado actualmente como uno de los principales productos agrarios de exportación con bastante futuro. Ubicándose las principales zonas productoras de exportación en la Región Costa Norte del País.El consumo del plátano o banano sólo se limita como fruta fresca pese a tener una diversidad de usos a partir de la transformación agroindustrial (Chips, almidón, harina para lácteos, fruta deshidratada, licores, panificación, industria farmacéutica, alimentos para niños, etc.). Uno de los problemas que aquejan a los productores de banano en el Perú es la Sigatoka negra que afecta a todo el germoplasma genético local, los cuales muestran alta susceptibilidad, incrementándose la pérdida de fruta en campo en forma significativa. Sabiendo estos antecedentes nuestra investigación se centra en resolver de alguna forma la gran cantidad de descarte que obtienen las empresas bananeras, generando a través de este una alternativa para obtener un ingreso adicional. Esto consiste en deshidratar el banano de descarte por medio de la presión osmótica para su futura comercialización, asegurando la

calidad del producto deshidratado y buscando un mejor manejo en su conservación.

2.2.2. Delimitaciones: Espacial, Temporal, Social y Conceptual.

Espacial: Esta investigación se realizará en el laboratorio de la Universidad Nacional de Piura. Para realizar este proyecto se analizara la fruta de la asociación APPBOSA, la cual proveerá la materia prima (Banano), ubicada al (margen derecha del valle del Chira-Sullana).

Temporal: En el caso de la temporalidad es importante considerar que el problema tienen sus orígenes desde sus comienzos en el año 2000, inicio de la producción de banano para exportación, hasta la actualidad.La investigación se iniciara a partir del mes de Octubre de 2011 y concluirá hasta el mes de Marzo del 2011.

Social: Los aspectos que fueron considerados en la delimitación social son la presencia de los productores de banano del Valle del Chira que serían los más beneficiados al darle valor agregado a dicha fruta en mención.Así el trabajo beneficiaría las personas permitiendo poner a su disposición un alimento de buena calidad como es el producto deshidratado, además de poder cotizarse a un precio especial como la fruta en fresco.

Conceptual: Nuestro proyecto de investigación intenta demostrar la enorme potencialidad que se puede generar utilizando el descarte del banano para exportación aplicándole una deshidratación por osmosis y que a la vez se va a determinar cuáles son los parámetros óptimos para que nuestro fruta deshidratado mantenga sus propiedades organolépticas y nutricionales.

2.3. Formulación Del Problema

¿Será posible determinar los parámetros óptimos para la deshidratación por osmosis del banano?

2.4. Objetivos de la Investigación

Objetivos Generales

Determinar los parámetros óptimos del banano (Musa parasidiaca L.) deshidratado por ósmosis.

Objetivos Específicos

1. Determinar las características físico, químico, sensorial y microbiológico de la materia prima.

2. Determinación del valor de la monocapa.

3. Determinar los parámetros óptimos (temperatura y concentración de jarabe de sacarosa), mediante el modelo GAB.

4. Caracterización del banano deshidratado: físico, químico, sensorial y microbiológico.

5. Determinación del tiempo de conservación

2.5. Justificación

Se propone el aprovechamiento del descarte del banano orgánico, un fruto que crece en nuestra zona norte del país, mediante la conservación osmótica que complementado con los métodos convencionales de secado permite, obtener diversos productos agradables y de muy buena calidad.Para una buena conservación de la materia prima y producto final del banano se necesita conocer la actividad de agua que permite predecir la estabilidad del mismo frente a distintos procesos de alteración. Ésta depende, de cada alimento y temperatura dada, del contenido de humedad que produce una actividad de agua compatible con su buena conservación y mantenerlo a dicho nivel durante el almacenamiento frente a los procesos adsorción y desorción para lo cual se utiliza las respectivas isotermas. Mediante el modelo GAB se puede determinar la actividad de agua correspondiente para un buen almacenamiento.El aporte del siguiente trabajo es que mediante el uso de este modelo matemático elegido permita determina el valor de mono capa en la deshidratación osmótica del banano y así saber en qué condiciones de almacenamiento y temperatura se puede mantener el producto final (banano deshidratado).

2.6. Limitaciones y viabilidad de la investigación.(Económica, Técnica y Operativa)

ASPECTO LIMITACIÓN VIABILIDAD

OPERATIVA

La materia Prima en estudio (Banano) se obtendrá en la provincia de Sullana (margen derecho del Río Chira). Es por ello que el transporte de la materia prima del campo al laboratorio, debe efectuarse en las mejores condiciones

Se pretende recurrir al laboratorio para la ejecución del proyecto y análisis planteados en él.

TÉCNICA

Se cuenta con el apoyo de la Ing. Leyva (Asesora) quién nos guiará durante todo el proyecto. Además se recurrirá a toda la información posible y existente, al juicio común y la opinión que da la experiencia. Cabe recalcar que también se revisarán estudios parecidos.

ECONÓMICA

Se considera económicamente factible ya que los tesistas financiarán personalmente la investigación.

Fuente: Elaboración propia.

3. MARCO TEORICO

3.1. Marco referencial

Este trabajo se realizará con el propósito de darle un valor agregado al descarte de banano, aplicando nuestros conocimientos adquiridos en nuestros años de estudios; no solo ayudando a la investigación de nuevos productos en nuestra región, y a la vez beneficiara a los productores dándole nuevas salidas de comercialización al banano obtenido en el descarte, que normalmente es vendido a muy bajos precios sin saber ellos el potencial económico que están desperdiciando.

Sabemos que la deshidratación es un proceso que va de la mano con la industria alimentaria y con ayuda de la industrialización se puede ayudar a las asociaciones a crear nuevas fuentes de trabajo.

Esto conllevaría a crear más puestos de trabajo y además a tener una productividad mayor en la siembra de banano en la Región.

Sabemos que hoy en día los productos deshidratados son más demandados en la mercados internacionales, porque es un producto que por sus bajos contenidos de humedad tiene una mejor conservación.

3.2. Base teórico científico

3.2.1. PLATANO (Musa Cavendish)

Origen del plátano

Según Ludeña (2010) menciona que el Banano y Plátano, es un frutal cuyo origen se

considera del Sureste Asiático, incluyendo el Norte de la India, Burma, Camboya y

parte de la China sur, así como las Islas mayores de Sumatra, Java, Borneo, las

Filipinas y Taiwán.

Las más antiguas referencias relativas al cultivo del plátano proceden de la India,

donde aparecen citas en la poesía épica del budismo primitivo de los años 500-600

antes de Cristo. Otra referencia encontrada en los escritos del budismo Jataka, hacia

el año 350 antes de Cristo, sugiere la existencia, hace 2,000 años, de una fruta tan

grande como "colmillo de elefante".

En el mediterráneo de los tiempos clásicos, el plátano solo se conocía de oídas; fue

descrito por Megastenes, Teofrasto y Plinio. Todos los autores parecen convenir que

la planta llego al mediterráneo después de la conquista de los Árabes en el año 650

D.C.

Al África fue llevado desde la India, a través de Arabia, y luego rumbo al sur,

atravesando Etiopia hasta el norte de Uganda aproximadamente en el año 1,300

D.C. El plátano fue llevado a las Islas Canarias por los portugueses después de

1,402 y de ahí paso al Nuevo Mundo, iniciándose en 1,516 una serie de

introducciones de este cultivo. La posibilidad de la presencia precolombina del

plátano en América ha sido sugerida, pero no se tienen pruebas directas de ello.

3.2.1.1 Importancia Mundial De Los Bananos Y Plátanos

Como alimento es considerado uno de los cultivos más importantes en el mundo,

ocupando este frutal el 4º lugar en importancia, después del arroz, trigo y la leche.

Los bananos son consumidos extensivamente en los trópicos, donde se cultivan y en

las zonas templadas es apreciado por su sabor, gran valor nutritivo y por la

disponibilidad durante todo el año. Tan solo en el Centro y Oeste de África

constituye la fuente principal de alimentación de 270 millones de personas.

Se estima que a nivel mundial los bananos y plátanos se cultivan en una superficie

de 10 millones de hectáreas y que producen alrededor de 84 millones de toneladas

de fruta, de los cuales un poco más de 10% es exportable. Los principales países

productores son: India, Brasil, Ecuador, Perú, Colombia, Indonesia, Filipinas y

China entre otras.

Los principales países exportadores de bananos son: Ecuador, Costa Rica,

Colombia, Panamá, Guatemala, Honduras, Filipinas, Perú y México. En el

continente americano, este frutal se encuentra distribuido en la parte norte, Centro y

Sur de América, en donde las condiciones ecológicas propician su desarrollo, siendo

Brasil el máximo productor. Los países Latinoamericanos y del Caribe producen la

mayor cantidad de los plátanos que entran en el comercio Internacional.

Nombre científico Musa Paradisíaca. Fruta de origen tropical, forma obolonga.

Pueden contener de 5 a 20 manos, cada una con 2 a 20 frutos; siendo su color

amarillo verdoso o amarillo.

3.2.2. DESHIDRATACION OSMOTICA

La concentración de alimentos mediante la inmersión de los mismos en una solución hipertónica se conoce como deshidratación osmótica. La osmosis consiste en movimiento molecular de ciertos componentes de una solución a través de una membrana semipermeable, así otra solución de menor concentración, según Ibarz (2005)Las pérdidas de agua por parte de alimentos en el proceso de secado osmótico, se pueden dividir en dos periodos (Barbosa, 1996):

a) Un periodo de alrededor de dos horas con una alta velocidad de eliminación de agua.

b) Un periodo, de dos o seis horas, con una velocidad decreciente de eliminación de agua.

La temperatura y concentración de la concentración osmótica afecta la velocidad de pérdida de agua del producto. Comparada con el secado por aire o con la

liofilización, la deshidratación osmótica es más rápida, ya que la eliminación de agua ocurre sin cambio de fase.La temperatura es una de las variables que más afecta el proceso de deshidratación osmótica ya que un aumento de la misma intensifica la eliminación de agua y la penetración de la sustancia osmótica en el tejido. También es muy importante la elección del soluto de la solución osmótica, debiéndose tener presente tres factores muy importantes:

a.Las características sensoriales del productob. El coste del solutoc.La masa molecular del mismo. Generalmente, los solutos más usados

en el proceso de deshidratación osmótica son cloruro sódico, sacarosa, lactosa, jarabe de fructuosa y glicerol.

Cuadro N°1 USOS Y VENTAJAS DE ALGUNOS SOLUTOS OSMÓTICOS

Nombre Usos Ventajas

CLORURO SÓDICOCarnes y verdurasSoluciones superior 10%

Alta capacidad de depresión de aw.

SACAROSA FrutasReduce pardeamiento y aumenta retención de volátiles.

LACTOSA FrutasSustitución parcial de sacarosa.

GLICEROL Frutas y verduras Mejora la estructura.

COMBINACIÓNFrutas y verduras y carnes

Características sensoriales ajustadas, combina la alta capacidad de depresión de aw de las sales con alta capacidad de eliminación de agua del azúcar.

Fuente: Barbosa y Vega- Mercado, (1996).

3.2.3. ISOTERMAS DE SORCION

Según Barreiro y Sandoval (2006), mencionan que la relación entre el contenido de humedad de un alimento y su actividad de agua se representa mediante un gráfico denominado isoterma de sorción de humedad.

Existen diversos modelos matemáticos teóricos, semiempíricos y empíricos para la predicción y el ajuste de datos experimentales de sorción de humedad en función de la actividad de agua. La bondad de los ajuste depende de la naturaleza del alimento, el rango de actividad de agua y otros parámetros experimentales. Una de las primeras isotermas de sorción desarrollada de BET (Brunauer-Ernett-Teller), la cual es validad para valores bajos de la actividad de agua. Entre otras, también se pueden citar las isotermas de Smith, Harkins-Jura, Henderson y Chung-Pfost.

3.2.3.1 Importancia de las Isotermas de Sorción para la Tecnología Alimentaria

a. Permite conocer la humedad de equilibrio, que tiene impacto significativo dentro del manipuleo, procesamiento y almacenamiento de todos los productos higroscópicos. Hutchinson y Otten (1984) mencionan que la humedad de equilibrio es el contenido de humedad en la cual la presión de vapor de agua del producto y la atmosférica se igualan y no ocurre adsorción y desorción.

b. Las isotermas de sorción dan la posibilidad de prever el comportamiento de un alimento después de un tratamiento o almacenamiento en condiciones distintas a la que se estudió experimentalmente (Cheftel, 1986).

c. Una isoterma de desorción es útil para predecir el tiempo de deshidratación de un alimento y estimar la energía requerida para el proceso de secado (Bornhart y Vidal, 1991).

d. Para el empacado de los alimentos deshidratados es importante la utilización de las isotermas de sorción, ya que la predicción de la vida en almacenamiento de los alimentos deshidratados empacados en películas flexibles es de importancia obvia en el área de la preservación de alimentos (Iglesias y Chirife, 1982).

3.2.4. MODELO MATEMATICO DE GABLa ecuación de GAB que surge como una modificación a la ecuación de BET multiplicando en esta última a la humedad relativa por una constante KG (<1) que toma en cuenta la diferencia entre el calor de adsorción de las multicapas y el calor de licuefacción (Dural y Hines, 1993). Se considera la ecuación de GAB como la isoterma teórica más satisfactoria (Shatadal y Jayas, 1990); Peleg (1992) indica que esta expresión responde a un modelo cinético y que sus tres parámetros tienen significado físico. Sin embargo y a pesar de su amplio rango de aplicación (0.1 <HR< 0.9) (Iglesias y Chirife, 1976; Bizot, 1983; Aguerre et al , 1989) su utilidad es limitada puesto que no incluye el efecto de la temperatura (Jayas y Mazza, 1993).Tsamiet al. (1990) indican que la ecuación de G.A.B. se describe normalmente de la siguiente manera.

Dónde:

X = Contenido de humedad de equilibrio del producto (g agua/gm.s)

X’m = Contenido de humedad de la monocapa (g agua/g m.s)aw = Actividad de aguaC’ =Constante de Guggenheim relacionada con el calor de sorción de

la primera capa.

Fito et al. (1989), indican que los parámetros del modelo de G.A.B. (X’m; C’; K’) se pueden determinar empleando el método de mínimos cuadrados.

3.3. Antecedentes

Rodríguez et al. (2008) Evaluó la posibilidad de elaborar conservas y mermeladas empleando híbridos de banano los cuales tienen ciertas ventajas sobre los plátanos y bananos comerciales. Para ello se propuso realizar tres conservas a base de bananos, enano gigante, e híbridos FHIA-17 y FHIA-23. Utilizo como referencia la conserva elaborada con el banano enano gigante. Dichas conservas tuvieron un tratamiento previo de deshidratación osmótica, resaltando que con este tratamiento se incrementa la calidad de los productos, aumenta la estabilidad durante el

almacenamiento y mejoran las propiedades nutritivas, sensoriales y funcionales. Mediante pruebas preliminares se obtuvieron las condiciones óptimas, un periodo de tiempo de inmersión de 1 hora, una solución hipertónica a una concentración de 60 °Brix, y una temperatura de 68 °C. La conserva elaborada con el híbrido FHIA-23 presentó una mayor pérdida de agua y mayor ganancia de solutos, mejor rendimiento y mayor aceptación sensorial por parte de los panelistas. Debido a esto se recomienda utilizar el banano del híbrido FHIA-23 para el proceso de deshidratación osmótica, así como para elaborar conservas.

Ríos et al. en la “Revista Facultad Nacional de Agronomía” menciona que los trozos de papaya hawaiiana (Carica papaya L.) fueron sometidos a un proceso de osmodeshidratación usando cuatro agentes edulcorantes: miel de abejas, miel de caña, crema de miel de abejas y sacarosa en medio acuoso a 79 grados Brix, temperatura de 20 ºC y 23 horas de inmersión. Los resultados estadísticos mostraron que el agente de mayor capacidad deshidratante fue la miel de abejas y el menor la sacarosa. Además, los análisis cinéticos indicaron que la máxima transferencia de masa ocurre en las primeras cuatro horas del proceso y la máxima pérdida de masa del producto que puede ser alcanzada fue de 32 % con un contenido de humedad final en los frutos de papaya osmodeshidratada de 41,3 % b.h

Gaspareto et al. en la “Información Tecnológica. Mencionan que influencia tiene la concentración de azúcar (50 y 70°Brix) y la temperatura (50 y 70 °C) en la deshidratación osmótica de la Banana “Nanica” (Musa cavendishii, L.). Para el secado complementario fue empleado un secador de lecho fijo a 60 °C y velocidad del aire 2.0 m/s. Durante el secado se verificó el comportamiento cinético del proceso, usando datos experimentales de los períodos de velocidad decrecientes, obteniéndose curvas de velocidad de secado versus humedad. Basándose en un modelo difusional fueron calculadas las difusividades efectivas, para 50 °Brix/50 °C, 50 °Brix/70 °C, 70 °Brix/50 °C y 70 °Brix/70 °C resultando 9.12x10-10, 9.46x10-10, 1.01x10-09 y 1.05x10-09 m2/s, respectivamente. De los resultados obtenidos, se observó que la difusividad efectiva no estuvo influenciada por la concentración de azúcar y tampoco por la temperatura. Por lo tanto, la mejor condición de pérdida de humedad y ganancia de azúcar fue de 70 °Brix/50 °C.

Lemos et al. (2002) En la Memorias XV Reunión, menciona que el interés de usar la técnica de D.I.I. para la transformación de alimentos puede verse favorecido si se reutilizan las soluciones.Estas no se deterioran completamente y es posible usarlas de nuevo. Con este fin se estudió su reutilización sobre rodajas de plátano maduro de la variedad Dominico-hartón, midiendo propiedades físico-químicas como: contenido de humedad,

turbiedad, pH y color. La parte experimental se realizó utilizando un diseño de bloques aleatorios con concentraciones de 45 y 60 º Brix y una solución saturada sacarosa glucosa-maltodextrina, variando el último compuesto en cuatro niveles (0, 5, 10 y 15%).La composición de la solución concentrada que mejor se comportó fue de 67.5% sacarosa, 17.5% glucosa y 15%maltodextrina, la cual se usó a 50 ºC y 60º Brix, con la cual se obtuvo una pérdida de agua de 51.3%. Los resultados muestran que las soluciones concentradas pueden ser regeneradas a condiciones iníciales hasta diez (10) veces, antes de cambiar su turbiedad y su color significativamente.

Ana et al. (2005), en el V CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS mencionó que había estudiado parámetros como: el contenido de azúcares y la actividad de agua en rodajas de banano bocadillo, frescas y deshidratadas osmóticamente, sometiéndolas a 4 tratamientos distintos de deshidratación osmótica (DO): DO a presión atmosférica en soluciones de sacarosa de 60 y 65 ºBrix y en iguales concentraciones se realizó DO con un pulso de vacío (DOPV) a los 5 minutos iniciales del proceso. Se manejaron 6 tiempos de DO: 30, 60, 120, 180, 240 y 300minutos. La evaluación del contenido de azúcares confirma la ganancia de sacarosa en las rodajas de banano, donde se observa que a mayor tiempo de DO mayor ganancia de azúcar, viéndose también afectada por las condiciones de tratamiento como la presión de trabajo y la concentración de las soluciones osmóticas. La ganancia de sólidos solubles y la pérdida de aw presentaron mejores comportamientos en los tratamientos con un pulso de vacío inicial; sin embargo, las experiencias a presión atmosférica mostraron buenos resultados con pequeñas diferencias en los valores. La pérdida de aw y el aumento de sólidos solubles observados en las rodajas del fruto DO, pueden ser causados por una doble transferencia de masa desde el banano bocadillo a la solución osmótica y de la solución osmótica al fruto.

3.4. Elaboración de Hipótesis

3.4.1 Respecto a la media

H0 = El promedio del valor de la humedad obtenido en cualquiera de las concentraciones de jarabe de sacarosa son iguales.H1 = Alguno de los promedios de la humedad obtenido en cualquiera de las concentraciones de jarabe de sacarosa es diferente.

3.4.2 Respecto al efecto tratamiento

H0 = La concentración de jarabe de sacarosa agregada a la unidad de análisis no causa efecto sobre el valor de la humedad, es decir, el efecto que ocasiona es igual a cero.

H1 = la concentración de jarabe de sacarosa agregada a la unidad de análisis si causa efecto sobre el valor de la humedad, es decir, su efecto es diferente de cero.

H0 = No existe efecto significativo ocasionado por la temperatura sobre el valor de la humedad, es decir, el efecto es igual a cero. H1 = Si existe efecto significativo ocasionado por la temperatura sobre el valor de la humedad, es decir, el efecto diferente de cero.

3.5. Identificación de variables, indicadores e índices

Variables independientes o tratamientoConcentración de jarabe de sacarosaTemperatura

Variable dependiente o respuestaValor de humedad

IndicadoresVariables de repuestas

4. METODOLOGIA

4.1. Tipo, nivel, método y diseño de la investigación

El tipo de orientación será aplicada o de desarrollo tecnológico (experimental) ya que se someterá el problema directamente a experimentación de tal manera que se puedan obtener de allí los datos.

El nivel de investigación a emplear será de tipo explicativo, ya que su finalidad es poder explicar el comportamiento de una variable en función de otras(s), con relación de causa – efecto. Requiere de control tanto metodológico como estadístico.

El método de investigación a utilizar es el método científico.

El diseño de la investigación será de carácter experimental, ya que el investigador no solo identifica las características que se estudian sino que las controla, las altera o manipula con el fin de observar los resultados al tiempo que procura evitar que otros factores intervengan en la observación.

4.2. Cobertura de estudio (Población y muestra)

4.2.1. PoblaciónEn el trabajo que desarrollaremos se aplicará el muestreo probabilístico, el cual indica que todos los integrantes de la población tienen la misma probabilidad de ser seleccionados. Este muestreo se realizará en base a la cantidad de banano requerido para la realización del producto.

4.2.2. MuestraConsiderando que nosotros tendremos todo un proceso de elaboración del deshidratado osmótico, hemos creído conveniente utilizar 200 unidades de banano destinados a descarte, es ahí donde nosotros tendremos una selección de dedos en buenas condiciones para el proceso.

4.3. Diseño de técnicas e instrumentos de recolección de información

4.3.1. Métodos de Análisis

El trabajo de investigación se realizara por deshidratado Osmótico mediante un jarabe invertido de sacarosa a diferentes concentraciones (55, 65 y 75 °Brix) y diversas temperaturas (50, 60 y 70°C).

4.3.1.1 Determinación de análisis de la materia prima

a) Análisis Químicos

Determinación de proteína: método Kjeldahl utilizando el factor Nx 6.25 para llevar el nitrógeno a proteína total (AOAC, 1995).

Determinación de Grasas: Método de soxhelt usando como solvente el hexano (AOAC, 1995)

Determinación de carbohidratos: se obtendrá por diferencia: (100 – (% humedad + % proteínas + % fibra + % grasa + % ceniza)). (AOAC, 1995)

B ) Analisi FisicosDeterminación de humedad: se determinara llevando la muestra a la estufa (A.O.A.C. 15th Edition 1990)

Determinación de cenizas: se determinara por calcinación de la muestra en mufla. (AOAC, 2005)

ANÁLISIS FÍSICO – QUÍMICO

Sólidos totales: se obtendrá por diferencia de porcentaje de humedad. (AOC, 1995)

Sólidos solubles: se determinara por el método refractómetro a 20 ° C (AOC, 1995)

Acidez titulable: se determinara por el método de Titulación con hidróxido de sodio 0.1 N. (Pearson, 1976)

PH: se determinara por el pH-metro o potenciómetro (AOAC, 2005)

ANALISIS MICROBIOLOGICO

Recuento de bacterias aerobias mesófilas viables por recuento en placa y recuento de coliformes totales por diluciones sucesivas. Diaz (2008)

4.3.2. Instrumentos

MATERIA PRIMA E INSUMOS

FRUTA: En trabajo experimental se utilizar como fruto el plátano (Musa paradisiaca) procedente de la ciudad de Sullana.

INSUMOS: Se utilizara sacarosa, comercialmente conocida como azúcar blanca refinada para hacer empleada bajo la forma de jarabe de azúcar invertido, como agente osmótico.

MATERIALES Y EQUIPOS

MATERIALES

Mallas de plástico

Mortero y pilón de porcelana

Pipetas 10, 5, 1 ml

Probetas 500 ml

Campanas de vidrio

Varillas de vidrio

Vasos de precipitación 400 ml

Termómetro rango de -10°C a 150°C

Otros: cucharas, envases de vidrio, papel, etc.

EQUIPOS

Balanza analítica

Balanza digital

Deshidratador osmótico: Baño María

Estufa

Mufla

Refractómetro manual

REACTIVOS

Agua destilada Hidróxido de sodio

Soluciones saturadas: cloruro de litio, dicromato de sodio, acetato de potasio, carbonato de potasio, cloruro de sodio, nitrito de sodio, cromato de potasio, cloruro de magnesio, agua.

Determinación de Proteínas

Acido sulfúrico concentrado, p.a.

Sulfato de potasio o sulfato de sodio, p.a.

Sulfato cúprico, p.a.

Solución de hidróxido de sodio al 15 % . Disolver 150 g de NaOH y completar a 1 litro.

Solución de ácido sulfúrico 0.1 N. Tomar 2.7 mL de H2SO4 conc. y completar a 1 litro, luego estandarizar con Na2CO3 anhidro p.a.

Solución de hidróxido de sodio al 30 %. Disolver 300 g de NaOH y completar a 1 litro.

Solución indicadora de rojo de metilo al 1 % en etanol. Disolver 1 g de rojo de metilo en 100 mL de etanol (95 %).

Solución de hidróxido de sodio 0.1 N. Tomar 4 g de NaOH y enrasar a 1 litro con agua recientemente hervida y enfriada. Valorar con ácido succínico.

Acido bórico al 3 % . Disolver 30 g de ácido bórico y completar a 1 litro.

Indicador de Tashiro: rojo de metilo al 0.1 % y azul de metileno al 0.1 % en relación de 2:1, en alcohol etílico.

Solución de ácido clorhídrico 0.1 N. Tomar 8.3 mL de HCl conc. y enrasar a 1 litro.

Valorar con Na2CO3 anhidro.

Determinación de Grasas

Solución acuosa de yodo-yoduro (0,3%) Tetracloruro de carbonoEter de petróleo

4.4. Técnicas de procesamiento, análisis e interpretación de datos y/o resultados.

4.4.1. Periodos de análisisLa fruta deshidratada se someterá a los análisis fisicoquímicos y a la evaluación sensorial correspondiente. El periodo de los análisis para la evaluación de la vida útil se realizara durante 90 días. Las muestras se harán en siete placas Petri para la obtención y comparación de los resultados.

4.4.2. Análisis practicadosSe harán 3 tipos de deshidratación osmótica a 55, 65 y 75 °Brix a temperaturas de 50, 60 y 70 °C, con dos replicas.

4.4.2.1. Análisis fisicoquímicosTanto los análisis de acidez, humedad, grasa y proteína se determinarán a través de los métodos señalados en el punto 4.3.1.

4.4.3. Análisis de datos:Se realizará un diseño experimental con las variables e hipótesis ya definidas anteriormente.

Modelo Estadístico:

Donde:

Yij = la observación del i-ésimo tratamiento en la j-ésima réplica.

μ = media global.

= Efecto del factor A.

= Efecto del factor B.

= Efecto de la interacción A y B cuando actúan en forma conjunta.

= error aleatorio.

Análisis Estadístico:

SST = SSA +SSAB +SSB – SSE

Donde:

SST = suma de cuadrados totales.

SSA =

SSB =

SSAB =

SSE =

Fuente de Variación

Grados de Libertad

Suma de Cuadrados

Medias de Cuadrados

Estadígrafo calculado

Estadígrafo de Tabla

Tratamiento a SSTR MSTR Fcalculado Ftabla

Error a(n-1) SSE MSE

Total an-1 SST

SSE = suma de cuadrados del error.

Tabla ANVA

Conclusión:

Si Fc > Ft se rechaza la Hipótesis.

4.4. Índice analítico tentativo del proyecto (esquema de desarrollo del estudio)Ver Índice Nº1 en la parte de Anexos.

5. ASPECTOS ADMINISTRATIVOS

5.1. Cronograma

ACTIVIDADES2011 2012

SETIEMBRE OCTUBRE NOVIEMBRE DICIEMBRE ENERO FEBRERO MARZO1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4

CAPTURA Y REVISIÓN DE

INFORMACIÓN BIBLIOGRÁFICA

X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X X

ANALISIS FISICO QUIMICO X

ELABORACIÓN DELPRODUCTO X X X X X

ANÁLISIS SENSORIAL XANÁLISIS

FISICOQUÍMICOS XEVALUACIÓN DE

RESULTADOS X X XELABORACIÓN DE

ISOTERMA X X X XEVALUACIÓN DE

RESULTADOS X X X XREDACCIÓN DE INFORME FINAL X X XSUSTENTACIÓN

DE TESIS X

42

5.2. Presupuesto

Recursos Humanos Investigador 6000.00

  SUB TOTAL 6000.00

Recursos Matriales

Materiales de consumoMateria Prima 50.00Insumos para la elaboración 150.00

PasajesUrbano 200.00Provincial y Departamental 900.00

  SUB TOTAL 1300.00

Gastos VariosDeterminaciones Físico-Químicas 1500.00

Análisis sensorial 500.00Otros 250.00

  SUB TOTAL 2250.00

Gastos del Proyecto

2 millares de papel blanco A4 50.00Fotografías 75.00

Copias Fotostáticas y búsqueda de información 250.00Impresión del Informe Final 300.00

Empaste 75.00  SUB TOTAL 750.00

Imprevistos   500.00SUB TOTAL 500.00

TOTAL 10800.00

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6. REVISION LITERARIA

Barbosa-Canovas y Vega-Mercado,H 1996. Osmotic dehydration. En Dehydration of foods. Food engineering series. Ed. Chapman & Hall. New York, pp 265-288

Cheftel y Cheftel, (1986) “Introducción a la Bioquímica y Tecnología de los Alimentos” Ed. Acribia,. Zaragoza.

Huamán G. M. 2005. Diagnostico de la cadena de valor del banano en el Valle del Chira Piura, del café de Satipo y Chanchamayo y del olivo en la provincia de Caraveli. Revisado en el URL:http://www.eumed.net/libros/2009b/536/Ventajas%20competitivas%20y%20comparativas%20del%20banano%20organico.htm. (Fecha de revisión : 20 de mayo del 2011)

Ibarz Ribas A. (2005).Operaciones unitarias en la ingeniería de alimentos,EdicionesMundi-Prensa, Madrid.Pag. 621,

José A. Barreiro y Aleida J. Sandoval B (2006). Operaciones de conservación de alimentos por bajas temperaturas, Caracas [Venezuela] : Equinoccio Universidad Simón Bolívar pag. 53

Pinzon Fandino M. I. , Ortiz A., López Baena A. F. "Cambios en el comportamiento del contenido de azucares y la actividad de agua durante deshidratación osmótica y con pulso de vacío de rodajas de banano bocadillo Musa acuminata" En: México. 2005. Evento: V CONGRESO IBEROAMERICANO DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS Ponencia: Libro:Memorias Del V Congreso Iberoamericano De Ingenieria De Alimentos. Hacia Una Visión Integrada De La Ingeniería De Alimentos, , p.1 - 6 , v.I <, fasc.33

O.C.P. Gaspareto, E.L. Oliveira, P.D. L. da Silva y M.M.A. Magalhães. 2004. Influencia del Tratamiento Osmótico en el Secado de la Banana Nanica (Musa cavendishii, L.) en Secador de Lecho Fijo. Información Tecnológica-Vol. 15 N°6-2004, págs.: 9-16. Brasil: 2004. [Fecha de Consulta: 10 de junio 2011]. Disponible en: http://www.scielo.cl/scielo.php?pid=S0718-07642004000600002&script=sci_arttext

Reunión Internacional Acorbat. (Memorias XV, 2002, Cartagena de Indias, Colombia). Reutilización de soluciones concentradas utilizadas en deshidratación impregnación por inmersión de plátano maduro (Musa Paradisiacal L) Cartagena de Indias, Colombia. Disponible en: http://www.musalit.org/pdf/IN030096_es.pdf . [Fecha de Consulta: 10 de junio 2011]

Revista Facultad Nacional de Agronomía –Medellín. 2005. Colombia (vol. 58). Deshidratación osmótica de frutos de papaya hawaiana (Carica Papaya l.) en cuatro agentes edulcorantes. Disponible en: http://redalyc.uaemex.mx/redalyc/pdf/1799/179914237012.pdf. [Fecha de Consulta: 10 de junio 2011]

44

Rodríguez-Pérez, M. A., Madrigal-Ambriz, L. V., Vázquez Galindo J.Gómez Escobar, C. I. 2008. Efecto de la deshidratación osmótica en las características fisicoquímicas, sensoriales y microbiológicas de conservas de híbridos de banano. En:, X Congreso Nacional de Ciencia y Tecnología de los alimento: 29 al 30 Mayo del 2008. Ciudad de México, México. Facultad de Ciencias Químicas, Universidad de Colima, Km. 9 Carretera Colima, Coquimatlán, C. P. 28400, Coquimatlán, Colima. México. Disponible en: http://www.respyn.uanl.mx/especiales/2008/ee-08-2008/. [Fecha de Consulta: 10 de junio 2011]

7. ANEXOS

N° 01. INDICE TENTATIVO

INTRODUCCIÓN

OBJETIVOS

PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

CAPITULO I

1. MARCO TEÓRICO

1.1. Definición de banano.

1.2. Producción del banano en Piura y su uso

1.3. Propiedades organolépticas del banano.

1.4. Propiedades nutricionales del banano.

1.5. Definición de deshidratación osmótica.

1.6. Isotermas desorción

1.7. Modelo matemático de GAB

1.8. Proceso de elaboración de deshidratado osmótico del banano.

1.9. Banano deshidratado

1.10. Características del banano deshidratado.

CAPITULO II

45

2. METODOLOGIA

2.1. LUGAR Y FECHA DE EJECUCIÓN DEL TRABAJO

2.2. MATERIAL UTILIZADO

2.3. TOMA DE MUESTRA

2.4. MATERIALES EMPLEADOS

2.4.1. Banano

2.4.2. Materiales de Laboratorio

2.5. CARACTERIZACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

2.5.1. De los Análisis Fisicoquímicos en el banano

2.5.2. De los análisis químicos del banano

2.5.3. De los análisis físicos del banano

2.5.4. De los Análisis microbiológicos en el banano

2.6. ELAORACIÓN DEL DESHIDRATADO OSMÓTICO DEL BANANO

2.7. DISEÑO EXPERIMENTAL Y ANÁLISIS ESTADÍSTICO

2.7.1. Periodos de análisis.

2.7.2. Análisis de datos.

2.7.3. Modelo estadístico.

2.7.4. Análisis estadístico.

CAPITULO III

3. RESULTADOS Y DISCUSIONES

3.1. ANÁLISIS DE CALIDAD DE LA MATERIA PRIMA

3.1.1. De los Análisis Fisicoquímicos en el banano

3.1.2. De los análisis químicos del banano

3.1.3. De los análisis físicos del banano

3.1.4. De los Análisis microbiológicos en el banano

3.2. CARACTERIZACIÓN DEL BANANO DESHIDRATADO

OSMÓTICAMENTE

3.2.1. De los Análisis Fisicoquímicos en el banano deshidratado

osmóticamente

3.2.2. De los análisis químicos del banano deshidratado osmóticamente

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3.2.3. De los análisis físicos del banano deshidratado osmóticamente

3.2.4. De los Análisis microbiológicos en el banano deshidratado

osmóticamente

CONCLUSIONES

RECOMENDACIONES

RESUMEN

BIBLIOGRAFÍA

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GLOSARIO

Descarte: Desechar, rechazar, no contar con algo o alguien

Deschive: Es una labor donde se van a obtener resultados positivos, como el aumento de grado y/o peso de los dedos en el banano y mejoras en apariencia y calidad de la fruta. El deschive o poda de manos inferiores para alcanzar la longitud y grado de los dedos requeridos para el mercado internacional. Esta actividad se realiza cuando se encuentran expuestas todas las manos del racimo con la finalidad que este mantenga uniformidad de arriba abajo y evitar el rasgado de los dedos. En el valle se utilizan dos modalidades:

Deshidratado osmótico: consiste en sumergir los alimentos en soluciones hipertónicas con el objetivo de producir dos efectos principales: flujo de agua desde el producto hacia la solución hipertónica y flujo de solutos hacia el interior del alimento.

APPBOSA: La Organización es la Asociación de Pequeños Productores de Banano Orgánico Samán y anexos

Propiedades organolépticas son el conjunto de descripciones de las características físicas que tiene la materia en general, según las pueden percibir nuestros sentidos, como por ejemplo su sabor, textura, olor, color. Su estudio es importante en las ramas de la ciencia en que es habitual evaluar inicialmente las características de la materia sin instrumentos científicos.

Valor de Monocapa: contenido de agua mínima que debe conservar el producto para evitar deteriorro o daño.

Adsorción: es el proceso mediante el cual un sólido poroso (a nivel microscópico) es capaz de retener partículas de un fluido en su superficie tras entrar en contacto con éste.

Desorción: Lo contrario a la adsorción; la eliminación de materia desde un medio adsorbente, usualmente para recuperar material.

Isotermas de sorción: expresan la cantidad de agua de un alimento en función de la humedad relativa de la atmósfera que lo rodea

Actividad de agua: se define como la relación que existe entre la presión de vapor de un alimento dado en relación con la presión de vapor del agua pura a la misma temperatura. Se denomina por regla general como aw del idioma inglés Water activity, aw )

Liofilización: es un proceso en el que se congela el producto y una vez congelado se introduce en una cámara de vacío para realizar la separación del agua por sublimación. De esta manera se elimina el agua desde el estado sólido al gaseoso del ambiente sin pasar por el estado líquido. Para acelerar el proceso se utilizan ciclos de congelación-sublimación con los que se consigue eliminar prácticamente la totalidad del agua libre contenida en el producto original.

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Presión osmótica: puede definirse como la presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable.

Fructuosa: o levulosa, es una forma de azúcar encontrada en las frutas y en la miel. Es un monosacáridos con la misma fórmula empírica que la glucosa pero con diferente estructura

Higroscópico: Que tiene higroscopicidad, capacidad de absorber o ceder la humedad

Grados Brix: miden el cociente total de sacarosa disuelta en un líquido.

Refractómetros: son instrumentos de medición, en los que éste fenómeno de la refracción de la luz se pone en práctica. Ellos se basan en el principio por el cual, cuando aumenta la densidad de una sustancia (por ejemplo: cuando se disuelve el azúcar en el agua), el indice de refracción aumenta proporcionalmente. 

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MATRIZ DE CONSISTENCIA

Formulación del problema

Objetivo General

Hipótesis general

Variables Indicadores Tipo, nivel, Método, diseño y

muestra

Técnicas Instrumentos

¿Será posible determinar los

parámetros óptimos para

la deshidratación

por osmosis del banano?

Determinar los parámetros óptimos del banano deshidratado osmóticamente que nos permita mantener las condiciones organolépticas y nutricionales de dicha fruta.

Alguno de los promedios de la humedad obtenido en cualquiera de las concentraciones de jarabe de sacarosa es diferente.

V. Independ: Temperatura

Humedad De tipo: experimental de tal manera que los datos se puedan obtener de allí. De Nivel: El nivel de investigación a emplear será de tipo explicativo, de diseño bifactorial con dos réplicas; se realizaran 7 muestras en cada temperatura y cada concentración de soluto.

Análisis Químicos, Físicos, Físicos - químicos y microbiológico.

* MATERIALES: Mallas de plástico, Mortero y pilón de porcelana, Pipetas 10, 5, 1 ml, Probetas 500 ml, Campanas de vidrio, Varillas de vidrio, Vasos de precipitación 400 ml, Termómetro rango de -10°C a 150°C, Otros: cucharas, envases de vidrio, papel, etc. * EQUIPOS: Balanza analítica, Balanza digital Deshidratador osmótico: Baño María, Estufa, Mufla, Refractómetro manual.

V. Independ: Concentración

de Sacarosa

Humedad

V. Depend: Humedad

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ESQUEMA DEL CONTENIDO

Datos generales …………………………………………….. 1Planteamiento del problema …………………………………………….. 1

Descripción de la realidad del problema ……………………………... 1Descripción y delimitaciones del problema ……………………………... 3Formulación del problema …………………………………………….. 4Objetivos de la investigación ……………………………………………... 4Justificación ……………………………………………… 5Limitaciones y viabilidad de la investigación ……………………… 6

Marco teórico ……………………………………………………… 6Marco referencial ……………………………………………………… 6Base teórico científico ………………………………………………. 7 Antecedentes ……………………………………………………… 11Elaboración de hipótesis ……………………………………………… 13Identificación de variables, indicadores e índices ………………………. 14

Metodología ………………………………………………………. 14Tipo, nivel, método y diseño de la investigación ………………………. 14Cobertura de estudio (población y muestra) ……………………….. 14Diseño de técnicas e instrumentos de recolección de información ………… 15

Aspectos administrativos ……………………………………………………….. 19Cronograma ……………………………………………………….. 19Presupuesto ……………………………………………………….. 20

Revisión literaria ……………………………………………………….. 21Anexo ……………………………………………………….. 22

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