Estudio del comportamiento de propiedades fisicoquímicas, reológicas y térmicas de jugos y mieles de caña panelera

Abstract

En este proyecto se determinaron las propiedades fisicoquímicas, reológicas y térmicas de jugos y mieles de caña panelera, provenientes de dos trapiches operados con tecnología de calentamiento por evaporadores abiertos, con medio de calentamiento vapor de agua y por hornilla, con medio de calentamiento humos de combustión. En los trapiches tradicionales de hornilla, se requiere mayor tiempo de procesamiento que en los trapiches con evaporadores abiertos. Lo anterior podría tener efecto sobre las propiedades fisicoquímicas de las mieles de caña y de la panela obtenida, que aún no han sido bien establecidas. Sumado a lo anterior, el entendimiento del cambio en las propiedades durante el procesamiento de las mieles de caña es fundamental para el mejoramiento y el desarrollo de tecnologias en el sector panelero. Los trapiches seleccionados para la obtención de muestras fueron el SENA, que opera con evaporadores abiertos, y Dulce ventorrillo, que opera con hornilla. Ambos localizados en Cundinamarca, Colombia. Para el estudio se recolectaron jugos y mieles de caña obtenidos en diferentes etapas del proceso, y se realizó la caracterización fisicoquímica a través de medición del contenido de sólidos, y la determinación de pH, acidez, densidad, humedad y cenizas. Adicionalmente, se realizó el análisis proximal de mieles de 70°Brix, que incluyó la cuantificación de proteína, grasa, contenido calórico, carbohidratos y minerales. Así mismo, se midió el perfil de azúcares, específicamente sacarosa, glucosa y fructosa, a través de las etapas de concentración. Las propiedades reológicas y térmicas medidas fueron viscosidad, capacidad calorífica, conductividad térmica y difusividad térmica. En todas las propiedades se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre las tecnologías de procesamiento en los trapiches a excepción de la viscosidad. Finalmente, se realizó la caracterización de muestras de panela en bloque y granulada obtenidas por métodos tradicionales en trapiche, y de panela pulverizada obtenida a partir de secado por aspersión. Se determinó el perfil de azúcares, fenoles totales y flavonoides totales, perfil fenólico de los ácidos protocatequico, vainíllico, clorogénico, siríngico, p-cumárico y ferúlico, y color. Se encontraron diferencias en estas propiedades, principalmente debido a los tratamientos térmicos que fueron sometidos.

Abstract: In this project, physicochemical, rheological and thermal properties of juices and syrups of non-centrifugated sugar cane (panela) were determined. Samples were obtained from manufacturing facilities using the traditional heating and the open evaporation technology. The traditional heating technology requires longer processing times than evaporators, which have a not well understood differentiating effect on the physicochemical properties of the syrups and the produced panela. Furthermore, understanding the change of physicochemical properties of sugar cane juices and syrups during their processing is fundamental for technology enhancement and development in the panela sector. The studied samples were obtained from two processing facilities SENA and Dulce Ventorrillo Farm, both located in Cundinamarca, Colombia. The juices and syrups were collected at different stages of the concentration process, and they were characterized by measuring solids content, pH, acidity, density, moisture, and ashes content. A proximal analysis was also carried out in 70°Brix syrups to measure protein, fat, calories, carbohydrates and mineral contents in samples. In addition, the sugar profile during the concentration process was evaluated by measuring sucrose, glucose and fructose concentrations. Rheological and thermal properties such as viscosity, specific heat capacity, thermal conductivity and thermal diffusivity were also studied. Finally, panela samples of different commercial form solid brick, granulated, and spray dried powder and its corresponding syrups feedstock, were characterized by measuring sugar profile, total phenols, total flavonoids, colour and phenolic profile of protocatehuic, vanillic, chlorogenic, syringic, p-coumaric and ferulic acids. Block, granulated forms and the syrups were processed with the traditional process from the SENA facility, and the powder solid was obtained by spray drying of the collected syrups. Properties differences in the products were identified and they are mainly due to thermal processing differences.