Estudio del efecto de la temperatura en la cinética de secado y la calidad de la fibra de subproductos del kiwi

Abstract

[EN] En la UE el desperdicio de alimentos en frutas y verduras es del 46% y disminuirlo es uno de los retos centrales. La valorización de subproductos agroalimentarios puede ser una solución efectiva para reducir el desperdicio de alimentos. En concreto, los subproductos del kiwi, es decir, la fruta de calidad no comercial, son una fuente natural de fibra soluble, oligosacáridos, fosfolípidos, terpenos y fenoles, entre otros biocompuestos. Por tanto, su recuperación y reintroducción en la cadena productiva permite reducir el consumo de materias primas, agua, energía y residuos, contribuyendo así a la economía circular. El objetivo de este trabajo es evaluar el efecto de la temperatura en la cinética de secado y la calidad de la fibra en subproductos de kiwi. Para ello, se realizaron experiencias de secado de láminas de kiwi a 3 temperaturas (40ºC, 50ºC y 60ºC) buscando las condiciones de secado que permiten obtener el mayor contenido de fibra de mejor calidad y que, a su vez, consumen menos energía. La calidad de la fibra se evaluó mediante la determinación de la capacidad de hinchamiento, la capacidad de retención de agua y la capacidad de absorción de grasa en las muestras deshidratadas, estas mediciones se efectuaron por triplicado. Se realizó un análisis de varianza unifactorial (ANOVA) para determinar posibles diferencias estadísticas de los resultados experimentales. Para describir matemáticamente las cinéticas de secado se utilizó un modelo difusivo y el modelo empírico de Weibull. Se obtuvieron mejores resultados con el modelo empírico que el difusivo. Por otro lado, en cuanto a la calidad de la fibra, se observó una clara diferencia en la capacidad de retención de agua entre las muestras secadas a 60ºC y las secadas a 40 y 50ºC, mientras que en las otras determinaciones no se detectaron diferencias significativas entre las muestras deshidratadas a diferentes temperaturas. Respecto al consumo energético, la deshidratación a 60ºC es a la temperatura a la que se tardó menos tiempo pero el consumo de energía era alto. En conclusión, la temperatura de secado elegida sería la de 50ºC,ya que mantiene la calidad de la fibra y su secado no implica largos tiempos de secado y por lo tanto un alto consumo energético.

[EN] In the EU, food waste in fruits and vegetables is 46% and reducing it is one of the central challenges. The valorization of agri-food by-products can be an effective solution to reduce food waste. Specifically, kiwifruit by-products, i.e. fruit of non-commercial quality, are a natural source of soluble fiber, oligosaccharides, phospholipids, terpenes and phenols, among other biocompounds. Therefore, their recovery and reintroduction into the production chain allows reducing the consumption of raw materials, water, energy and waste, thus contributing to the circular economy. The objective of this work is to evaluate the effect of temperature on drying kinetics and fiber quality in kiwifruit by-products. To this end, kiwifruit sheets were dried at 3 temperatures (40oC, 50oC and 60oC) in search of the drying conditions that allow obtaining the highest fiber content of better quality and that, in turn, consume less energy. Fiber quality was evaluated by determining the swelling capacity, water retention capacity and fat absorption capacity of the dehydrated samples; these measurements were carried out in triplicate. A one- factor analysis of variance (ANOVA) was performed to determine possible statistical differences in the experimental results. A diffusive model and the empirical Weibull model were used to mathematically describe the drying kinetics. Better results were obtained with the empirical model than with the diffusive model. On the other hand, as regards fiber quality, a clear difference in water retention capacity was observed between samples dried at 60oC and those dried at 40 and 50oC, while in the other determinations no significant differences were detected between samples dried at different temperatures. Regarding energy consumption, dehydration at 60oC took the least time but energy consumption was high. In conclusion, the drying temperature chosen would be 50oC, since it maintains the quality of the fiber and its drying does not imply long drying times and therefore high energy consumption.