Propuesta de mejora del Modelo de Azuara: Aplicación en la cinética de transferencia de masa durante la deshidratación osmótica de anchoveta (Engraulis ringens) y su optimización
DOI:
https://doi.org/10.17268/agroind.sci.2020.02.11Abstract
El objetivo de esta investigación fue proponer una mejora al Modelo de Azuara y compararlo con otros modelos en la predicción de la cinética de transferencia de masa en la deshidratación osmótica (DO) de trozos de Anchoveta (Engraulis ringens), utilizando como agente deshidratante cloruro de sodio (NaCl) y un delineamiento compuesto central rotacional (DCCR) de 4 variables-independientes. Se utilizaron los modelos matemáticos de Crank, Azuara y un modelo polinómico alternativo. Este último predijo la ganancia de NaCl al 93,6% y pérdida de humedad al 90,4% respectivamente, permitiendo optimizar la osmodeshidratación de: 5 a 7 °C de la solución, 3,0 a 3,5 la relación solución-producto, 14% a 16% la concentración de NaCl en la solución, y de 200 y 250 min la inmersión, para obtener concentraciones entre 5,94% y 6,46% de NaCl y humedades entre 68,76% y 67,52%. La difusividad efectiva fue de 2,63x10-10 m2/s para el NaCl y de 4,35x10-10 m2/s para la pérdida de humedad. El modelo de Azuara mejorado logra mejorar el nivel predictivo con una ganancia de NaCl (R2: 94,2%), y reducir el contenido de humedad final (R2: 72,4%), por lo tanto, aplicar este modelo es eficiente para predecir la cinética de transferencia de masa en la deshidratación osmótica.
References
Alabi, K.; Zhu, Z.; Sun, D. 2020. Transport phenomena and their effect on microstructure of frozen fruits and vegetables. Trends in Food Science & Technology 101: 63-72.
Assis, R.; Morais, M.; Morais, M. 2016. Mass transfer in osmotic de-hydration of food products: comparison between mathematical models. Food Engineering Reviews 8(2): 116-133.
AOAC. 2005. Official Methods 925.09: Moisture in cassava – Air Oven Methods: Official Methods of Analysis of AOAC International.
AOAC. 2005. Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. Sodium chlorides in canned vegetables. AOAC 971.27.
AOAC. 1995. Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists. 16.ed. Arlington. v.1.
Azuara, E.; Beristian, C.; García, S. 1992. Development of a mathematical model to predict Kineties of osmotic dehydration. International Journal of Food Science and Technology 29(4): 239-242.
Azoubel, M. 1999. Estudio de la Cinética de Deshidratación por Inmersión y Secado de Tomate (Lycopersicon esculentum).101f. Tesis. Universidad Estatal de Campinas. Campinas. Brasil.
Candioti, L.; De Zan, M.; Cámara, M.; Goicoechea, H. 2014. Experimental design and multiple response optimization. Using the desirability function in analytical methods development. Talanta 124: 123-138.
Cheng, F.; Zhang, M.; Adhikari, B.; Islam, N. 2014. Effect of power ultrasound and pulsed vacuum treatments on the dehydration kinetics, distribution, and status of water in osmotically dehydrated strawberry: a combined NMR and DSC study. Food and bioprocess technology 7(10): 2782-2792.
Cichowska, J.; Figiel, A.; Stasiak-Różańska, L.; Witrowa-Rajchert, D. 2019. Modeling of osmotic dehydration of apples in sugar alcohols and dihydroxyacetone (DHA) solutions. Foods 8(1): 20.
Corrêa, J.; Ernesto, D.; de Mendonça, K. 2016. Pulsed vacuum osmotic dehydration of tomatoes: Sodium incorporation reduction and kinetics modeling. LWT-Food Science and Technology 71: 17-24.
Crank, J. 1975. The Mathematics of Diffusion. Clarendon Press. Oxford science publications. 414 pp.
Dermesonlouoglou, E.; Pantelaiaki, K.; Andreou, V.; Katsaros, G.; Taoukis, P. 2019. Osmotic pretreatment for the production of novel dehydrated tomatoes and cucumbers. Journal of Food Processing and Preservation 43(7): e13968.
Estévez-Sánchez, H.; González-Pérez, E.; Ochoa-Velasco, E.; García-Alvarado, A.; Cruz-González, D.; Sampieri, A., Ruiz-López, I. 2019. Registro de conjunto de puntos para un desajuste geométrico reducido durante la estimación de las propiedades de transferencia de masa en la deshidratación osmótica de alimentos de forma compleja. Tecnología de secado. 1-12.
Ferreira, S.; Junior, M.; Felix, C.; da Silva, D.; Santos, A.; Neto, J.; Souza, A. S. 2019. Multivariate optimization techniques in food analysis – A review. Food chemistry 273: 3-8.
Filipović, S.; Ćurčić, L.; Nićetin, R.; Plavšić, V.; Koprivica, B.; Mišljenović, M. 2012. Mass transfer and microbiological profile of pork meat dehydrated in two different osmotic solutions. Hemijska industrija 66(5): 743-748.
Genina-Soto, P., Barrera-Cortes, J., Gutierrez-Lopez, G., Nieto, E. A. 2001. Temperature and concentration effects of osmotic media on OD profiles of sweet potato cubes. Drying Techn. 19(3-4): 547-558.
Gómez-Salazar, A.; Clemente-Polo, G.; Sanjuán-Pelliccer, N. 2015. Revisión de modelos matemáticos para describir el proceso de salazón de alimentos. Dyna 82 (190): 23-30.
Hansen, C.; Berg, F.; Ringgaard, S.; Stodkilde-Jorgensen, H. 2008. Diffusion of NaCl in meat studied by 1H and 23Na magnetic resonance imaging. Meat Science 80(3): 851-856.
ITP-Instituto Tecnológico Pesquero del Perú. 2000. Determinación de proteína cruda. METODO LABS-ITP-FQ-001-98, Rev. 01.
ITP-Instituto Tecnológico Pesquero del Perú. 2000. Determinación de grasa cruda. METODO LABS-ITP-FQ-003-98, Rev. 02.
Khan, R. 2012. Osmotic dehydration technique for fruits preservation-A review. Pakistan Journal of Food Sciences 22(2): 71-85.
Li, D.; Zhu, Z.; Sun, D. 2018. Effects of freezing on cell structure of fresh cellular food materials: A review. Trends in Food Science & Technology 75: 46-55.
Maran, P.; Sivakumar, V.; Thirugnanasambandham, K.; Sridhar, R. 2013. Artificial neural network and response surface methodology modeling in mass transfer parameters predictions during osmotic dehydration of Carica papaya L. Alexandria Engineering Journal 52(3): 507-516.
Ochoa-Martínez, I.; Ayala-Aponte, A. 2005. Modelos matemáticos de transferencia de masa en deshidratación osmótica mathematical models of mass transfer in osmotic dehydration modelos matemáticos de transferencia de masa en deshidratación osmótica. CYTA-Journal of Food 4(5): 330-342.
Panagiotou, N.; KarathanoS, V.; Maroulis, Z. 1998. Mass transfer modeling of the osmotic dehydration of some fruit. International journal of food science and technology 33: 267-284.
Pezo, L.; Ćurčić, L.; Filipović, S.; Nićetin, R.; Koprivica, B.; Mišljenović, M.; Lević, B. 2013. Artificial neural network model of pork meat cubes osmotic dehydration. Hemijska industrija. 67(3): 465-475.
Pigott, M; Tucker, W. 1996. Seafood effects of technology on nutrition. Marcel Dekker, Inc. New York.
Rahman, M.; Joardder, U.; Khan, H.; Pham, D.; Karim, A. 2018. Multiscale model of food drying: Current status and challenges. Critical reviews in food science and nutrition 58(5): 858-876.
Reyes, G.; Corzo, O.; Bracho, N. 2005. Optimización de la deshidratación osmótica de sardina mediante la metodología de superficies de respuesta. Revista científica 15(4): 377-384.
Saputra, D. 2006. Osmotic dehydrtion of pineaple. Drying technology 19(2): 415-425.
Sarang, S.; Sastry, S. 2007. Diffusion and equilibrium distribution coefficients of salt within vegetable tissue: Effects of salt concentration and temperature. Journal of Food Engineering 82(3): 377-382.
Savadkoohi, S., Kasapis, S. 2016. High pressure effects on the structural functionality of condensed globular-protein matrices. International journal of biological macromolecules 88: 433-442.
Taşeri, L.; Aktaş, M.; Şevik, S.; Gülcü, M.; Seckin, G.; Aktekeli, B. 2018. Determination of drying kinetics and quality parameters of grape pomace dried with a heat pump dryer. Food chemistry 260: 152-159.
Torreggiani, D. 1995. Technological aspects of osmotic dehydration of food preservation by moisture. Fundamentals and application. Lancaster, PA, EEUU. 281-304.
Van Nieuwenhuijzen, H., Zareifard, R., Ramaswamy, S. 2001. Osmotic drying kinetics of cylindrical apple slices of different sizes. Drying Technology 19(3-4): 525-545.
Vicente, S.; Nieto, B.; Hodara, K.; Castro, A.; Alzamora, M. 2012. Changes in structure, rheology, and water mobility of apple tissue induced by osmotic dehydration with glucose or trehalose. Food and Bioprocess Technology 5(8): 3075-3089.
Yadav, K., Singh, V. 2014. Osmotic dehydration of fruits and vegetables: a review. Journal of food science and technology 51(9): 1654-1673.
Yolmeh, M., Jafari, M. 2017. Applications of response surface methodology in the food industry processes. Food and Bioprocess Technology 10(3): 413-433.
Zhang, M.; Chen, H.; Mujumdar, S.; Tang, J.; Miao, S.; Wang, Y. 2017. Recent developments in high quality drying of vegetables, fruits, and aquatic products. Critical reviews in food science and nutrition 57(6): 1239-1255.
Zhang, D.; Li, H.; Wang, Z.; Emara, A.; He, Z. 2020. Effects of NaCl substitutes on physicochemical properties of salted pork. Meat Science 169: 108205.
Zhao, S.; Zou, L.; Tang, Y.; Mulcahy, D. 2012. Recent developments in forward osmosis: opportunities and challenges. Journal of membrane science 396: 1-21.
Zhu, Z.; Luo, W.; Sun, D. 2020. Effects of liquid nitrogen quick freezing on polyphenol oxidase and peroxide activities, cell water states and epidermal microstructure of wolfberry. LWT 120: 108923.
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