Resumen

Se realizó una revisión del uso de métodos térmicos y no térmicos (TNT) para modificar la transferencia de masa (MT) durante la deshidratación osmótica de frutas y hortalizas. En esta se analizó la aplicación de la TNT para modificar la MT y se abordaron los principales modelos que describen estos procesos. También se analizó la incorporación de jugos concentrados en manzana. En la primera etapa se modelaron las curvas de proceso durante la osmodeshidratación de manzana usando soluciones de sacarosa y jugo de manzana con el modelo de Azuara, la segunda ley de Fick y un modelo de primer orden con un observador de Luenberger. Estos modelos permitieron predecir los parámetros de equilibrio de MT, los coeficientes de difusividad de agua y solutos, y la tasa especifica de transferencia de solutos, respectivamente. En la siguiente etapa se utilizó jugo concentrado de uva Victoria para evaluar el efecto de la reducción de la presión, el tiempo de inmersión y la concentración de jugo de uva sobre los parámetros de impregnación utilizando una metodología de superficie de respuesta. Se desarrollaron ecuaciones polinómicas de segundo orden para describir el comportamiento de la pérdida de agua, los sólidos solubles totales, el color, la tinción de tejido, la actividad antioxidante y los compuestos bioactivos en el producto impregnado. Por último, se usó un modelo de tiempo de falla (TTFM) para predecir la vida útil (considerando como parámetros de calidad la textura, a_w, color y carotenoides totales) de manzana liofilizada previamente impregnada con jugo concentrado de zanahoria. Las metodologías propuestas permiten optimizar las condiciones de proceso para incrementar la incorporación de compuestos bioactivos provenientes de jugos concentrados y además permite predecir las condiciones óptimas de almacenamiento requeridas para incrementar la vida útil.

Abstract

A review was conducted on the use of thermal and non-thermal methods (TNT) to modify mass transfer (MT) during the osmotic dehydration of fruits and vegetables. The application of TNT to modify MT was analyzed, and the main models describing these processes were addressed. Concentrated apple juice incorporation was also investigated. In the first stage, process curves during apple osmo-dehydration using sucrose solutions and apple juice were modeled with Azuara´s model, Fick´s second law, and a first-order model with a Luenberger observer. These models allowed predicting MT equilibrium parameters, water and solute diffusivity coefficients, and specific solute transfer rates. In the next stage, using a response surface methodology, concentrated Victoria grape juice was used to evaluate the effect of pressure reduction, immersion time, and grape juice concentration on impregnation parameters. Second-order polynomial equations were developed to describe the behavior of water loss, total soluble solids, color, tissue staining, antioxidant activity, and bioactive compounds in the impregnated product. Finally, a time-to-failure model (TTFM) was used to predict the shelf life (considering texture, a_w, color, and total carotenoids as quality parameters) of freeze-dried apples previously impregnated with concentrated carrot juice. The proposed methodologies allow for optimizing process conditions to increase the incorporation of bioactive compounds from concentrated juices and predict the optimal storage conditions required to increase shelf life.

Palabras clave: Manzana; Compuestos bioactivos; Análisis de imagen; Métodos no térmicos; Jugo de manzana; Jugo de uva; Jugo de zanahoria.

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Esquema de la tesis

Introducción

Justificación

Objetivos

Capítulo 1. Transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de frutas y hortalizas: Factores del proceso y métodos no térmicos

Capítulo 2. Modelación de la transferencia de masa durante la osmodeshidratación de cubos de manzana con soluciones de sacarosa o jugo concentrado de manzana

Capítulo 3. Impregnación al vacío de manzanas con jugo concentrado de uva

Capítulo 4. Uso de un modelo de tiempo de falla para predecir la vida útil de manzana liofilizada previamente impregnada con jugo concentrado de zanahoria

Capítulo 5. Conclusiones y recomendaciones generales

Referencias

Apéndice A. Evidencia de participación en congresos y publicaciones

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González Pérez, J. E. 2023. Osmodeshidratación, impregnación al vacío y secado de manzanas utilizando jugos concentrados como agentes osmóticos: efecto de las variables de proceso sobre la transferencia de masa, incorporación de compuestos bioactivos y vida útil. Tesis Doctorado. Ciencia de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Mayo. Derechos Reservados © 2023.