Estandarización del proceso de secado por aspersión para la obtención de polvo de coco (Cocos nucifera L.)

Abstract

Colombia es un potencial productor de palma de coco, ubicándose sus mayores productores en el pacifico colombiano, el coco representa un producto de mucha importancia a nivel mundial gracias a su alto contenido nutricional, su competitividad está muy restringida a la comercialización en forma de torta, harina, dulces, bebidas y aceite de coco, principalmente hacia la comunidad europea. La búsqueda de nuevas alternativas de diversificación de productos como materias primas para sectores alimentarios, farmacéutico y cosmético, representa un reto con mucho potencial. El proceso de secado por aspersión es una técnica que viene siendo muy utilizada en la actualidad por la industria alimentaria, debido a sus múltiples ventajas entre las cuales constituye una forma de preservación más prolongada y unas condiciones óptimas de procesamiento. El objetivo de este trabajo fue la estandarización del proceso de secado por aspersión para la obtención de polvo de coco (cocos nucifera l.), el cual inicio con la caracterización de la materia prima (pulpa de coco (PC) y agua de coco (AC)); se evaluaron los atributos de calidad en términos de proteína cruda, fibra dietaría, contenido graso, humedad, pH, solidos solubles, densidad, actividad de agua, acidez, color y viscosidad; además se determinó distribución porcentual de cáscara, agua y pulpa. En los días 15, 22, 29, 36, 42 y 50 días después de cosecha. Los resultados mostraron un deterioro general de la PC y el AC después de 36 días de almacenamiento, debido principalmente a incremento de la acidez, olores a fermentación, pérdida de la humedad, oxidación lipídica, ablandamiento y decoloración de la PC, entre otros. Se concluye que el tiempo de almacenamiento que garantiza una calidad aceptable para ser utilizados como materia prima debe ser menor a 29 días ddc. En la segunda etapa se determinó la influencia de la composición de emulsiones a base de leche de coco (LC), sobre su estabilidad fisicoquímica. La PC se molió junto con el AC, separándose la fibra de coco (FC) de la LC, posteriormente se secó a 40°C y molió para su utilización en las emulsiones, las cuales se homogenizaron a 10000 rpm durante 10 min. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta con un diseño central compuesto (21 experimentos), considerando las variables independientes: PC/AC: 1,5-2,5; goma xantan: 0,25–0,75%, FC: 2.5-7.5%; terbutilhidroquinona (TBHQ): 100-200 mg/kg. Adicionalmente se utilizó suero lácteo como agente 5 tensoactivo y sal. Se utilizó el método de regresiones múltiples para la predicción de los términos lineales, cuadráticos y la interacción de las variables independientes en los modelos. Las condiciones óptimas fueron: PC/AC: 2,0; goma xantan: 0,5%, FC: 5,0%; TBHQ: 200 mg/kg, alcanzando potencial-ζ: -45,578±2.478 mV, índice de estabilidad por absorción espectral: 0,851±0,025; viscosidad: 741,7±25.5 cP, color (L*: 67,5±0,7, a*: 3,2±0,2 y b*: 8,6±0,5, índice de peróxido: 0,142±0.038 meqH2O2/kg, tamaño de partícula (D10: 4,3±0,8µm, D50: 323,7±43,6 µm y D90: 743,0±65,1µm) y solidos totales: 19,981±0,303%. Los resultados confieren una buena estabilidad fisicoquímica en el sistema coloidal de estudio, que podrían garantizar su uso efectivo en procesos posteriores, por ejemplo, en secado por aspersión para la obtención de polvo de coco. En la tercera etapa se optimizo el proceso de secado por aspersión para la obtención de polvo de coco (cocos nucifera L); se utilizó la emulsión de coco optima, obtenida del estudio anterior. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta con un diseño central compuesto (26 experimentos), con variables independientes: Temperatura de entrada del aire (TEA): 150-170°C; temperatura de salida del aire (TSA): 80-90 °C; velocidad del disco atomizador (VDA): 24000-28000 rpm; presión de vació (Pvacío): 0,6-1,2 ("H2O) y maltodextrina: 5-10 %. El proceso de optimización se realizó a través de un método de superficie de respuesta. Las condiciones del proceso de operación fueron: TEA: (163,8°C), TSA: (86,04°C), VDA: (24148rpm); Pvacio: (0,67 "H2O), y la maltodextrina de (10,0%). Teniendo la alimentación al secador un contenido de sólidos equivalente al 20% y estable fisicoquímicamente: índice de estabilidad por absorción espectral (R: 0,851±0,025), potencial-ζ (-45,6±2,5 mV), viscosidad (741,7±25,5 cP) y tamaño de partícula (D10: 4,3±0,8 µm, D50: 323,7±43,6 µm y D90: 743,0±65,1µm). Por otro lado, los atributos de calidad del polvo de coco fueron los siguientes: humedad (1,2 %), aw (0,176), color (L*: 83,3; a*: 2,32 y b*: 8,50), índice de peróxido (IP): 3,6 meq H2O2/kg), solubilidad (59,5%), rendimiento: 49,8 % y formación de depósito (29,0%). El secado por aspersión es una tecnología efectiva que contribuye en la generación de valor al coco, lo cual podría representar una alternativa para mejorar la competitividad de la agrocadena. En la cuarta y última etapa de la investigación fue evaluar la estabilidad durante el almacenamiento de las propiedades fisicoquímicas y físicas del polvo de coco obtenido por secado por aspersión. El polvo de coco obtenido por secado por aspersión, previa optimización experimental del proceso, se empacó en bolsas de película laminada de pet y foil de aluminio con permeabilidad al O2 1 g/ (m2 *24h*atm), y se envasó en N2 y en condiciones atmosféricas; a temperaturas de 15, 25 y 35ºC durante 180 días. Los atributos de calidad evaluados fueron: humedad (xw), actividad acuosa (aw) , color en coordenadas CIELAB, solubilidad (S) , índice de peróxido (IP) , índice de acidez (IA) , capacidad antioxidante: DPPH y ABTS cenizas , grasa: , proteínas , fibra dietaría total . Los resultados mostraron que los atributos de calidad xw, aw e IP, fueron los más afectados por las variables independientes temperatura y tiempo. La temperatura de 15ºC fue la más favorable alcanzando el producto a los 180 días los siguientes valores: xw (2,8±0,0%), aw (0,377±0,006), color (L*: 75,23±0,20; a*: 3,22±0,34 y b*: 10,87±0,49), S (55,0±4,4%), IP (0,29±0,40 meqH2O2/ kg polvo), IA (1,3±0,3%), DPPH (65,60±1,39 mg Trolox /100 g de coco) y ABTS (81,33±6,21 mg Trolox /100 g de coco). El polvo de coco obtenido por secado por aspersión representa una matriz cuyos encapsulantes permiten proteger la matriz ante fenómenos de deterioro durante el almacenamiento.