Influencia del contenido en agua del pure de naranja en las propiedades del polvo obtenido por liofilización.

Abstract

[ES] La liofilización es una técnica de eliminación de agua que permite la obtención de productos muy estables y de muy alta calidad. Se trata de un proceso de deshidratación basado, fundamentalmente, en la eliminación de agua por sublimación. Éste comienza con la congelación de la muestra con un posterior secado. Durante la congelación la mayor parte del agua se convierte en hielo, aunque siempre queda algo de agua no congelable en estado líquido. La cantidad y tamaño de los cristales de hielo formados durante la congelación, que van a dependerfundamentalmente de la cantidad de agua presente en el alimento a liofilizar y de la velocidad de congelación, pueden afectar a la humedad del producto obtenido, a su porosidad, a su resistencia mecánica o a su comportamiento frente a la rehidratación, entre otras propiedades. Por otra parte, también la cantidad de hielo a sublimar va a condicionar la duración de la etapa de secado y, por tanto, el coste del proceso. El secado por liofilización se inicia con una etapa conductiva (secado primario) donde el vapor de agua generado en la interfase de sublimación se elimina a través de los poros de la estructura del producto. A medida que desparece el hielo, empieza a eliminarse el agua libre por evaporación (secado secundario). En este trabajo se ha estudiado cómo afecta la cantidad de agua y de solutos presentes en un producto de naranja a la calidad del correspondiente producto liofilizado obtenido y a su posterior rehidratación. Se trabajó con muestras de puré y zumo de naranja debidamente formulados incorporando goma arábiga y fibra de bambú como biopolímeros estabilizantes del producto liofilizado. A las muestras de puré se añadió y eliminó en torno a un 5% del agua presente para así conseguir tres niveles de humedad, siendo uno de ellos habitual de la pulpa de naranja. Los productos obtenidosse convirtieron en polvo y se caracterizaron analizando la distribución de tamaño de partícula, el color, el ángulo de reposo, la porosidad, los índices de Carr y de Hausner, la mojabilidad y las propiedades reológicas y color del producto rehidratado. La presencia de fibra insoluble aumenta el ángulo de reposo del polvo, la porosidad y el tiempo de mojado. Esto dificulta el flujo libre del mismo, lo hace menos compactable y retarda su rehidratación. Además, confiere mayor viscosidad al producto rehidratado, aunque acerca su color al de la fruta. Los pre-tratamientos de hidratación y deshidratación del puré antes de su liofilización conllevan cambios composicionales que también afectan a las propiedades de los productos en polvo y rehidratados. En concreto, aplicar un tratamiento térmico antes de la liofilización supone un aumento muy importante del tiempo de mojado y de la viscosidad del producto rehidratado, por lo que no sería recomendable, en ningún caso, con el objetivo final de obtener un zumo a partir de él.

[EN] Freeze-drying is a water elimination technique that allows obtaining very stable products of very high quality. It is a dehydration process based, fundamentally, on the elimination of water by sublimation. This begins with the freezing of the sample with a subsequent drying. During freezing, most of the water turns to ice, although there is always some non-freezing water in the liquid state. The amount and size of the ice crystals formed during freezing, which will depend fundamentally on the amount of water present in the food to be lyophilised and the freezing speed, can affect the humidity of the product obtained, its porosity, to its mechanical resistance or its behaviour against rehydration, among other properties. On the other hand, also the amount of ice to sublimate will condition the duration of the drying stage and, therefore, the cost of the process. Freeze drying begins with a conductive stage (primary drying) where the water vapor generated at the sublimation interface is removed through the pores of the product structure. As the ice disappears, the free water begins to be removed by evaporation (secondary drying). In this work we have studied how the amount of water and solutes present in an orange product affects the quality of the corresponding lyophilized product obtained and its subsequent rehydration. We worked with samples of puree and orange juice duly formulated incorporating gum arabic and bamboo fibre as stabilizing biopolymers of the lyophilized product. To the mash samples, about 5% of the water present was added and eliminated to achieve three moisture levels, one of them being habitual of the orange pulp. The products obtained were converted into powder and characterized by analysing the particle size distribution, the colour, the angle of repose, the porosity, the Carr and Hausner indices, the wettability and the rheological properties and colour of the rehydrated product. The presence of insoluble fibre increases the angle of repose of the powder, the porosity and the wetting time. This hinders the free flow of the same, makes it less compactable and retards its rehydration. In addition, it confers a higher viscosity to the rehydrated product, although it brings its colour closer to that of the fruit. The pre-treatments of hydration and dehydration of the puree before its l yophilization entail compositional changes that also affect the properties of the powdered and rehydrated products. Applying a thermal treatment before lyophilization supposes a very important increase of the wetting time and the viscosity of the rehydrated product, so it would not be advisable, in any case, with the final objective of obtaining a juice from it