Desarrollo de una línea de producción piloto de Flash Explosión para la obtención de puré de gulupa (Passiflora edulis Sims) y uchuva (Physallis peruviana L.)

Abstract

Los frutos de uchuva (Physallis peruviana L) y gulupa (Passiflora edulis Sims) son considerados como frutos tropicales, muy apreciados por el consumidor por su aroma intenso y sabor entre dulce y dulce-amargo. Estos frutos presentan un alto interés comercial, debido a su composición y potencial efecto benéfico sobre la salud. El objetivo fue, estandarizar las condiciones operativas de una línea de proceso de flash explosión para la obtención de purés de gulupa y uchuva. Se evaluó el impacto del tiempo de calentamiento y aplicación de presión de vacío sobre las propiedades fisicoquímicas, reológicas, sensoriales y microbiológicas y vida útil de los purés de uchuva y gulupa. En este contexto, la investigación se planteó en dos etapas: En la 1ª etapa se planteó la evaluación del proceso de Flash Explosión sobre los atributos de calidad fisicoquímico, microbiológico y sensorial. Los purés de uchuva y gulupa se obtuvieron utilizando una línea piloto Flash Explosión (FE), compuesta por una cámara cilíndrica de acero inoxidable unida por una válvula neumática que se acopla a una cámara de expansión de vacío donde se instala una despulpadora giratoria. El equipo se conecta a dos tanques asépticos para la recuperación de productos y coproductos. Los procesos FE se llevaron a cabo con 4 repeticiones. El análisis de datos se realizó mediante el software estadístico XLSTAT 2022.1.1 (Addinsoft) teniendo en cuenta las variables independientes: para el diseño experimental que se realizó para gulupa así: tiempos de calentamiento 80, 95 y 110s, proceso con presión de vacío 5 kPa y proceso sin presión de vacío (presión atmosférica de aproximadamente 80 kPa). Las variables dependientes evaluadas fueron: Mohos y levaduras, aerobios mesófilos, coliformes fecales, coliformes totales; rendimiento (Y) %, pH, L*, a*, b*, SS (g.L-1, β-carotenos (mg/100 g PF), WAIR (g/100 g AIR), AIR (g/100 g PF), SIS (g/100 g PF), índice de consistencia (K), comportamiento de flujo (n), Viscosidad a σ: 50 s-1 (mPa s), cianidina 3 glucósido (mg/100g PF). Se definió un mejor tratamiento para los purés de gulupa con las variables de proceso T: 90 ºC (110s) y presión de vacío a 5 kPa, con atributos de calidad: mohos y levaduras:0; coliformes fecales y totales: 0; aerobios mesófilos: 0; % rendimiento (Y) %: 47.29±5.95; pH: 3.15±0.04; acidez: 1.69±0.11; SS (g.L-1): 10.43±1.34; L*:23.82±2.24 ; a*:30.63±5.01; b*:21.61±5.66; WAIR (g/100g AIR); 14.48±1.61; AIR (g/100g PF): 5.49±0.08; SIS (g/100g PF):100±0.00; índice de consistencia (K): 10.69±0.11; comportamiento de flujo (n): 0.58±0.00; Viscosidad a σ: 50 s-1 (mPa•s): 2078.19±6.67; β-carotenos (mg/100g PF): 2.58±0.25; cianidina 3 glucósido (mg/100g PF): 20,0±5.01. Las variables independientes evaluadas para uchuva fueron: tiempos de calentamiento 30, 40 y 50s, proceso con presión de vacío 5 kPa y proceso sin presión de vacío (presión atmosférica de aproximadamente 80 kPa). Las variables dependientes evaluadas fueron: Mohos y levaduras, aerobios mesófilos, coliformes fecales, coliformes totales; rendimiento (Y) %, pH, L*, a*, b*, diferencias de color totales (ΔE*), índice de pardeamiento (BI), SS (g.L-1), ácido ascórbico (mg/100 g PF), β-carotenos (mg/100 g PF), se realizó simulación de transferencia de calor utilizando el programa COMSOL. Se definió un mejor tratamiento para los purés de uchuva con las variables de proceso: T:50 ºC (40s) con presión de vacío a 5 kPa, con atributos de calidad: mohos y levaduras: 0; coliformes fecales y totales: 0; aerobios mesófilos: 0; rendimiento(Y) %: 68,25±0,07; pH: 3,86±0,07; L*: 52,24±0,44; a*: 24,42±0,24; b*:65,35±1,31; SS (g.L-1): 13,10±1,22; Ácido ascórbico (mg/100g PF): 39,69±3,62); acidez:1.45±0.10; β-carotenos(mg/100gPF):2,89±0,02; BI:31.57±0.43b; ΔE*:4.93±0.51. En la segunda etapa se realizó la evaluación de la vida útil, a través de estudios de almacenamiento en tiempo real, considerando las variables independientes: temperatura (4 y 20 ºC) y tiempo (90 y 16 días respectivamente), para gulupa y uchuva, las variables dependientes fueron: mohos y levaduras, aerobios mesófilos, coliformes fecales y totales color (L, a*, b) y biocompuestos: uchuva (ácido ascórbico y β- caroteno) y gulupa (β- caroteno y antocianinas). Las variables dependientes se determinaron para 20 °C durante16 días y con tiempos de control cada 8 días; mientras que, para 4°C se determinaron durante 90 días y tiempos de control cada 30 días hasta el día 60 y después cada 15 días hasta el día 90. Para gulupa se realizó una evaluación general de la calidad utilizando una escala hedónica de 9 puntos. La vida útil de los purés de gulupa y de uchuva en función de la calidad nutricional, sensorial y microbiológica, se extendió hasta 90 días a temperatura de refrigeración. Estos resultados demuestran que el proceso FE, permite obtener purés de gulupa y de uchuva de alta calidad y con una vida útil promedio de tres meses a temperatura de refrigeración comercial. (Tomado de la fuente)

Cape gooseberry (Physallis peruviana L) and gulupa (Passiflora edulis Sims) fruits are considered tropical fruits, highly appreciated by consumers for their intense aroma and taste between sweet and sweet-bitter. These fruits have a high commercial interest, due to their composition and potential beneficial effect on health. The objective was to standardize the operating conditions of a flash explosion process line to obtain gulupa and cape gooseberry purees. The impact of heating time and application of vacuum pressure on the physicochemical, rheological, sensory and microbiological properties and shelf life of cape gooseberry and gulupa purees was evaluated. In this context, the research was planned in two stages: In the 1 stage, the evaluation of the Flash Explosion process was proposed on the physicochemical, microbiological and sensory quality attributes. Cape gooseberry and gulupa purées were obtained using a Flash Explosion (FE) pilot line, composed of a cylindrical stainless steel chamber connected by a pneumatic valve that is coupled to a vacuum expansion chamber where a rotating pulper is installed. The equipment is connected to two aseptic tanks for the recovery of products and co-products. The FE processes were carried out with 4 repetitions. The data analysis was carried out using the statistical software XLSTAT 2022.1.1 (Addinsoft) considering the independent variables: for the experimental design of gulupa as follows: heating times 80, 95 and 110s, process with vacuum pressure 5 kPa and process without vacuum pressure (atmospheric pressure of about 80 kPa). The dependent variables evaluated were: molds and yeasts, mesophilic aerobes, fecal coliforms, total coliforms; yield (Y) %, pH, L*, a*, b*, SS (g.L-1, β-carotenes (mg/100 g FW), WAIR (g/100 g AIR), AIR (g/100 g FW ), SIS (g/100 g FW), consistency index (K), flow behavior (n), Viscosity at σ: 50 s-1 (mPa s), cyanidin 3 glucoside (mg/100g FW). A better treatment was defined for the gulupa purées with the process variables: T: 90 ºC (110s) with vacuum pressure at 5 kPa, with quality attributes: molds and yeasts: 0; fecal and total coliforms: 0; mesophilic aerobes: 0; % yield (Y )%: 47.29±5.95, pH: 3.15±0.04; acidity: 1.69±0.11; SS (g.L-1): 10.43±1.34; L*:23.82±2.24 ; a*:30.63±5.01; b*:21.61±5.66; WAIR (g/100g AIR); 14.48±1.61; AIR (g/100g FW): 5.49±0.08; SIS (g/100g FW):100±0.00; consistency index (K): 10.69±0.11; flow behavior (n): 0.58±0.00; Viscosity at σ: 50 s-1 (mPa•s): 2078.19±6.67; β-carotene (mg/100g FW): 2.58±0.25; cyanidin 3 glucoside (mg/100g FW): 20.0±5.01. The independent variables evaluated for cape gooseberry were: heating times 30, 40 and 50s, process with vacuum pressure 5 kPa and process without vacuum pressure (atmospheric pressure of approximately 80 kPa). The dependent variables evaluated were: molds and yeasts, mesophilic aerobes, fecal coliforms, total coliforms; yield (Y) %, pH, L*, a*, b*, total color differences (ΔE*), browning index (BI), SS (g.L-1), ascorbic acid (mg/100 g FW), β-carotene (mg/100 g FW), heat transfer simulation was performed using the COMSOL program. A better treatment was defined for cape gooseberry purees with the process variables: T: 50 ºC (40s) with vacuum pressure at 5 kPa, with quality attributes: molds and yeasts: 0; fecal and total coliforms: 0; mesophilic aerobes: 0; yield(Y)%: 68.25±0.07; pH: 3.86±0.07; L*: 52.24±0.44; a*: 24.42±0.24; b*:65.35±1.31; SS (g.L-1): 13.10±1.22; Ascorbic acid (mg/100g FW): 39.69±3.62); acidity:1.45±0.10; β-carotene(mg/100gFW):2.89±0.02; BI:31.57±0.43b; ΔE*:4.93±0.51. In the second stage, the evaluation of the useful life was carried out, through real-time storage studies, considering the independent variables: temperature (4 and 20 ºC) and time (90 and 16 days, respectively), for gulupa and cape gooseberry, the dependent variables were: molds and yeasts, mesophilic aerobes, fecal coliforms and total color (L, a*, b) and bio compounds: cape gooseberry (ascorbic acid and β-carotene) and gulupa (β-carotene and anthocyanins). The dependent variables were determined for 20 °C for 16 days and with control times every 8 days; while, for 4°C, they were determined for 90 days and control times every 30 days until day 60 and then every 15 days until day 90. For gulupa, a general quality evaluation was carried out using a 9-point hedonic scale. The shelf life of the gulupa and cape gooseberry purées, depending on the nutritional, sensory and microbiological quality, was extended up to 90 days at refrigeration temperature. These results demonstrate that the FE process allows obtaining high-quality gulupa and cape gooseberry purées with an average shelf life of three months at commercial refrigeration temperature.