INDUSTRIALIZACION DE FRUTAS Y HORTALIZAS

DULCES, MERMELADAS Y JALEAS

DEFINICIONES

• DULCES.• Con la denominación de Dulce se entiende al

producto de la cocción con azúcar, de la pulpa de la fruta u hortaliza madura, sana y limpia obtenida por cribas no mayores de 2 mm. Sus sólidos solubles no deben ser inferior a 65%, permitiéndose agregar espesantes, gelatinas, agar o pectina en la proporción del 0.5%.

Mermeladas“Es el producto obtenido por la cocción y concentración de la pulpa de frutas y hortalizas maduras, sanas, limpias y adecuadamente preparadas, adicionadas de azúcar u otro edulcorante autorizado, en la proporción de no menos de 45 partes en peso de pulpa por cada 55 partes de edulcorante con o sin agua hasta consistencia pastosa, conteniendo no menos del 65% de sólidos solubles”.

• Jaleas

• “Es el producto elaborado por concentración de zumos de fruta u hortalizas u extractos acuosos filtrado de los mismos, con azúcar hasta obtener una consistencia semisólida”. “El producto terminado deberá ser transparente y tendrá un mínimo de 65% en peso de sólidos solubles”

Conservación mediante la adición de azúcar.

• Se usa fundamentalmente en la elaboración de mermeladas, jaleas y dulces. Consiste en hervir la fruta, adicionando el azúcar en cantidades variables, dependiendo cantidades variables, dependiendo de la fruta y el producto a preparar, hasta alcanzar el nivel de sólidos solubles que permita su conservación.

Su efecto se basa en la reducción de la actividad agua.

• Actividad de Agua.• Es la disponibilidad de agua libre para permitir la

actividad bioquímica y el desarrollo bioquímica y el desarrollo de los microorganismos. A menor actividad de agua, menor es actividad de agua, menor es la incidencia de reacciones deteriorantes y el desarrollo microbiano.

Conservación por métodos químicos

• Proceso práctico, simple y de costos relativamente bajos de operación y almacenamiento.

• Acido sórbico y benzoico.• Anhídrido sulfuroso y sulfitos.

Conservación por métodos químicos

• Acido sórbico y benzoico.Son los más comunes y los derivados más

comunes son las sales de sodio y potasio.Reglamento Bromatológico: tenor máximo

permitido es el 0,20% (2000 ppm) para pulpas de frutas almacenadas y conservadas.

El benzoato de sodio, es 180 veces más soluble en agua que el ácido benzoico.

La cantidad a adicionar depende del pH: pH entre 3.5 – 4 es suficiente 0.06 a 0.1%• Para productos menos ácidos por lo menos es

necesario el agregado de un 0.3%.• El benzoato tiene mayor actividad contra

levaduras y bacterias, menos activo en el control de hongos.

Conservación por métodos químicos

• El sorbato tiene una solubilidad de 132.2 g/100 ml de agua a 20 ºC, su actividad principal es contra levaduras y menos eficiente contra bacterias.

• En una concentración 0.1% en pH 4.5 solo inhibe hongos y levaduras.

• En esta misma concentración solo es activo contra bacterias en pH por debajo de 3.5

Conservación por métodos químicos.

• Adición del conservante. Nunca aplicarlo a la totalidad de la pulpa. Deben ser disueltos en una porción de la pulpa y

luego agregarlo al resto de la pulpa a granel de forma que quede homogéneamente distribuido.

• Anhídrido sulfuroso y sulfitos.• La sulfitación puede efectuarse de 2 formas: anhídrido sulfuroso (SO2) gaseoso y con sales del

SO2

• Una gran ventaja del SO2es que se elimina durante la cocción dejando una concentración muy baja respecto del producto original.

• Se regula y dosifica mediante un sulfitómetro.• Las sales del SO2que mas se utilizan son

metabisulfitos, sulfitos y bisulfitos de sodio o potasio.• Dichas sales presentan diferentes

equivalencias en porcentaje de SO2, siendo el metabisulfito de sodio con 67.4% el mayor del grupo de sales del citado ácido.

• Para la utilización de los conservantes hay que tener en cuenta:

- estado higiénico sanitario de la planta- estado de conservación, madurez y sanitario

de las frutas.- composición de la fruta, acidez elevada se

utiliza menos cantidad.

• Transformaciones del anhídrido sulfuroso:• Oxidación de sulfito a sulfato, proceso

lento que provoca disminución en el poder bactericida.

• En pulpas de frutas de color rojo (frutilla, cerezas) tiende a decolorarlas.

• En pulpas de color verde y amarillas no son

afectados .

Factores que afectan la eliminación del SO2 durante la cocción en dulces y mermeladas: Temperatura de cocimiento. Duración del cocimiento. Método de cocimiento. (paila abierta o al

vacío). Velocidad de rotación del agitador. Relación volúmen y superficie evaporación.

Materia prima. Es uno de los aspectos más importantes a

considerar cuando se habla del procesamiento de frutas y hortalizas.

La calidad de la misma es determinante de los objetivos propuestos durante el procesamiento.

El rendimiento industrial debe ser elevado y la calidad sanitaria debe cumplir con ciertos requisitos básicos.

El manejo del cultivo, la cosecha y poscosecha son fundamentales en la calidad del producto.

Algunos factores importantes a tener en cuenta: Uso de cultivares o variedades adecuados. Manejo de la fertilización adecuada para las

plantas.• Color, textura, desarrollo y capacidad de conservación en poscosecha. Control de los recursos hídricos.• Niveles de azúcar y ácidos orgánicos. Aspectos fitosanitarios

Diagrama de flujo del proceso de elaboración de pulpas

Cosecha

Trasporte

Recepción

Lavado

Selección

Pelado

Desintegración

Despulpado

Envasado

Transporte, recepción y almacenamiento

• Transporte: debe ser en el menor tiempo posible. La calidad es afectada por el tiempo recorrido entre la cosecha y el procesamiento.

• Recepción: Los frutos se reciben en la sala de elaboración en cajones de madera, plástico, etc. En ese momento se efectúan los controles tendientes a evaluar la calidad de la materia prima.

• La operación de recepción, requiere una muy buena planificación de las maniobras de espera y distribución de la materia prima en planta de modo de asegurar un tiempo mínimo de almacenamiento de los frutos a ser procesados. Una demora prolongada en la elaboración, puede traer como consecuencia un aumento de defectos como ser, aumento de unidades enfermas, deshidratación, ablandamientos, fermentaciones, etc.

• Almacenamiento: importante para disminuir daños irreparables de la materia prima, debe estar protegida de la intemperie y tener buena aireación, evitando esperas prolongadas y mal estibadas

• Lavado: La fruta se lava por inmersión o por aspersores para eliminar parte de los microorganismos y suciedades adheridas.

• Selección: Esta etapa es fundamental para asegurar una buena calidad del producto final, dependiendo de las instalaciones que poseamos debemos tener en cuenta entrenamiento y criterios claros para seleccionar las frutas.

• Clasificación: Debemos considerar como defectos, aquellos frutos afectados por hongos, sobremaduros, verdes, rotos, lesionados, atacados por insectos o aves, tamaños muy pequeños, deformes (según destino final) quemados por el sol, etc. Para mejorar la eficiencia de esta etapa y lograr un mayor rendimiento de la materia prima, debe exigirse una selección rigurosa durante la cosecha con respecto a sanidad y grado de maduración.

Pelado.• Pelado manual. , operación muy costosa e

imperfecta.• Pelado con vapor, la fruta es expuesta a vapor vivo

por 30 o 40 segundos y posteriormente se retira la piel a mano o con chorros de agua a presión. Ejemplos: tomate, durazno o batatas.

• Pelado mecánico , con maquinas especificas ejemplo, ananá, manzana, pera.

• Pelado químico, con hidróxido de sodio (soda cáustica), muy usado, rápido, menos pérdida de fruta y menos costos.

Desintegración de la fruta

• Desintegración en caliente Consiste en someter la pulpa de la fruta a

temperaturas altas, para desintegrar la fruta e inactivar enzimas que provocan colores pardos.

Las reacciones enzimáticas de hidrólisis de la pectina y oscurecimiento son intensificadas durante la desintegración y exposición al aire de los tejidos de las frutas.

Pudiendo provocar una pérdida de calidad. Por ello es necesario realizar una inactivación enzimática (blanqueo o escaldado) previo a la desintegración, calentando la fruta hasta 90 – 98 ºC y un tiempo preestablecido.

• En aquellas frutas que no se oxidan tan fácilmente se puede realizar una desintegración a temperatura ambiente .

Despulpado.

• En la elaboración de mermeladas o pulpa, después de la desintegración se debe separar la pulpa de la cáscara y semillas.

Se emplean tamizadoras, donde se fuerza a la fruta desintegrada a pasar por tamices

Fabricación de dulces y mermeladas

• Componentes:• Frutas (Pulpa)• Pectinas• Acidulantes• Azucares

Fabricación de dulces y mermeladas Frutas

• Punto óptimo de madurez. Buen aroma.• Frutas levemente verdes tienen mayor rendimiento en pectina, en las

muy maduras la pectina se transforma en acido péctico no formando gel.

• La calidad de la pectina extraída depende del grado de desintegración de la protopectina durante el proceso de calentamiento.

• En la práctica es conveniente usar frutos maduros con frutos más verdes ricos en pectinas.

• Las frutas indicadas para la elaboración de jaleas, dulces y mermeladas son las que son ricas en pectina y ácidos. Si las frutas no tienen pectina u ácidos se les agrega comercialmente.

Fabricación de dulces y mermeladas.Pectinas

Presentes en mayor o menor grado en todas las frutas, en algunas raíces como remolacha y zanahoria y en tubérculos como la papa.

Propiedad funcional de gelificación en medio ácido azucarado.

Otras propiedades son la gelificación en medios menos ácidos en presencia de calcio, y el poder espesante.

Son polímeros del ácido galacturonico parcialmente esterificado con grupos metoxilo.

Fabricación de dulces y mermeladas.Pectinas.

• Cada anillo de la cadena posee un grupo carboxilo (-COOH). Este grupo puede estar esterificado con metanol produciendo grupos éster metílicos (-COOCH3) o neutralizados por una base.

• Según cuantos grupos carboxílicos están esterificados en la cadena, Kertesz los clasifico dándole diferentes nombres:

protopectinas , todos los carboxilos están esterificados, insolubles en agua, se encuentran mayormente en tejidos de frutos no maduros o verdes.

Ácidos pectínicos , la mayoría de los carboxilos están esterificados, forman geles en condiciones adecuadas de sólidos solubles y pH, las sales de estos ácidos se llaman pectinatos.

Fabricación de dulces y mermeladas.Pectinas

Pectinas , son los ácidos pectinicos, solubles en agua caliente, con un contenido medio de éster metílico. Forman geles en presencia de suficientes sólidos solubles, ácidos o iones polivalentes.

Ácidos pecticos, no poseen grupos carboxílicos esterificados, sus sales se llaman pectatos y reaccionan fácilmente con los

iones calcio, produciendo compuestos insolubles en los jugos de las frutas, dando un precipitado visible comúnmente en la separación de fases de los néctares.

Fabricación de dulces y mermeladas.Pectinas

Grado de metoxilación.• Es una medida de la proporción de grupos carboxílicos que

están presentes en forma esterificada. • Pectinas de alto grado de metoxilación, son aquellas con un

grado superior a 0.5 (mayor 50% esterificación)• Pectinas de bajo grado de metoxilación, por debajo de 0.5• Ambas pueden formar geles en altas concentraciones de

azúcar, solamente las de bajo grado de metoxilación forman geles en bajas concentraciones de sólidos solubles y en presencia de ciertos cationes, como el calcio.

• Generalmente en las frutas hay pectinas de alta metoxilación.

PECTINAS DE ALTO GRADO METOXILO (COOMe)SU GRADO DE ESTERIFICACION (GE) ES SUPERIOR AL 50%Por ejemplo esta pectina tiene 60% GE

PECTINA DE BAJO GRADO DE METOXILO SU GRADO DE ESTERIFICACION ES MENOR DE 50%

PECTINAS DE BAJO GRADO DE METOXILO AMIDADAS SU GRADO DE ESTERIFICACION (GE) Y AMIDACION (GA) SON INFERIORES A 45% Y 25 % RESPECTIVAMENTE

Fabricación de dulces y mermeladas.

Pectinas. Grado de pectina.

• Número de gramos de azúcar que un gramo de pectina es capaz de transformar en gel, en

determinadas condiciones de acidez y sólidos solubles. El método para determinar el grado es el USA-

SAG.

Fabricación de dulces y mermeladas.Pectinas Gelificación de la pectina

Gelificación de la pectina

Lenta

Mediana

Rápida

Porcentaje de esterificación

60 - 67

68 – 70

71 – 75

Condiciones de gelificación de las pectinas de alto metoxilo

Equilibrio entre pectina, pH y ºBrix para lograr la gelificación.

MEZCLAS CON ALTOS GRADOS BRIX GELIFICARAN CON MAYOR FACILIDAD A UN Ph

3.2 SIN NECESITAR PECTINA DE ALTO SAG

Fabricación de dulces y mermeladas.

• Acidulantes.La acidez total de una jalea debe estar entre 0.8 y 0.5%. Por

encima de 1% ocurre sinéresis, que es la exudación del líquido de la jalea. y es debido al endurecimiento excesivo de las fibras de pectina, que pierden la elasticidad necesaria para retener los líquidos.

• Se ha verificado que es la concentración hidrogeniónica y no la acidez titulable que tiene importancia en la gelificación y que pH ideal varía en función del tenor de sólidos solubles, conforme a los siguientes intervalos.

Acidulantes.

% sólidos solubles en la jalea

pH

68 – 72 3.0 – 3.3

64 – 68 2.9 – 3.1

60 – 64 2.8 – 3.0

Acidulantes.

• En el caso de usar pectinas de rápida gelificación se puede tener una gelificación satisfactoria con un pH ligeramente superior a los antes mencionados.

Ácidos usados en el control de pH.• Cítrico• Málico• Tartárico• Láctico• Fosfórico• • Recordar que par el mismo pH algunos ácidos confieren

sabor más o menos intenso

Azúcares.

• El tenor de sólidos solubles es entre 65 – 70%.• Encima de 70 hay tendencia a la cristalización de

sacarosa, cuya solubilidad a 20 ºC es de 68.7%.• Debido a la acidez y el calentamiento ocurre la

formación de azúcar invertido, la sacarosa se desdobla en glucosa y fructosa.

• Esta nueva mezcla de sacarosa, glucosa y fructosa, tiene mayor solubilidad que la sacarosa pura, de forma que se puede permitir una concentración de sólidos solubles por encima de 68.7% sin que ocurra cristalización.

Azúcares.

• La sustitución mínima para evitar la cristalización varia con el porcentaje de sólidos solubles totales.

• El porcentaje óptimo de azúcar invertido esta entre 35 – 40 % de azucares totales, lo que corresponde a un máximo de 25 % de la jalea.

• Un exceso de azucares invertidos ( 50% de los sólidos solubles totales) formara una masa con mucho jugo, debido a la formación de pequeños cristales de glucosa.

• No siempre es posible obtener porcentajes deseados de azúcar invertido, porque se desea siempre una cocción corta para preservar pectina, aroma y sabor de la fruta.

• Lo mismo ocurre en la cocción al vacío, donde hay una muy baja inversión.• En estos casos es importante sustituir parte de la sacarosa por azúcar

invertido o glucosa.

Defectos en la elaboración. • Mermeladas poco firmes.

• Cocción prolongada provocando hidrólisis de la pectina, el producto queda como un jarabe.

• Acidez muy elevada, causando sinéresis (sangrado).• Acidez demasiado baja, impide formación del gel.• La fruta contiene tampones, en forma de sales minerales naturales, la

presencia elevada de estas impiden la gelificación.• Carencia de pectina en frutas o pulpa de frutas.• Demasiada azúcar en relación a la pectina, formula mal equilibrada.• Excesivo enfriamiento antes del envasado, rotura del gel.• Por ello es necesario saber:• ºBrix, acidez, pH del producto y si es necesario capacidad de gelificación

de la pectina, fruta o pulpa de fruta

• Sinéresis (llorado o sangrado). Acidez demasiado elevada. Deficiencia en pectina. Exceso de agua. Exceso de azúcar invertido. Hay que saber: ºBrix (límite peligroso: debajo

65), pH (limite peligroso: debajo 2.8). Grado de concentración de pectina.

• Cambio de color. Cocción prolongada, caramelización del azúcar y afecta los

pigmentos que se pardea. Insuficiente enfriamiento después del envasado. Pulpa descolorida. El anhídrido sulfuroso enmascara el

verdadero color de la pulpa y la pérdida de color solo se pone en manifiesto después de la cocción.

Empleo de sales tampones en exceso. Contaminación con metales. Fosfatos de magnesio, potasio, u

otras sales insolubles producen enturbiamiento, el estaño y el hierro provocan oscurecimiento o aspecto lechoso.

Causas biológicas, daños mecánicos o excesos de madurez. Un tratamiento inicial con una solución débil de azúcar o salmuera puede impedir este fenómeno

• Cristalización . Acidez demasiado elevada provoca excesiva

inversión del azúcar, anulando la dextrosa. Acidez demasiado baja, cristaliza la sacarosa. Excesiva inversión al mantener el producto en

pailas después de hervido, provocando granulación de la glucosa

• Endurecimiento o encogimiento de la fruta en la mermelada.

El someter a ebullición la fruta o piel en jarabes concentrados con insuficiente precocción. Si la piel es muy dura, así como la fruta, no son capaces de absorber el azúcar. Ejemplo mermeladas cítricas.

Frutas o piel precocidas en agua de elevada dureza

• Desarrollo de hongos y levaduras. Humedad excesiva donde se guarda la

mermelada. Humedad óptima 80 % Contaminación anterior al cierre de los

envases. Bajo contenido de ºBrix. Mínimo 65 % Contaminación de los envases. Mermeladas poco firmes. Temperatura baja y uniforme.

BIBLIOGRAFIA

• Bergeret, G. 1953 “conservas vegetales: frutas y hortalizas”.

• Berk, Z.; introducción bioquímica de los alimentos.

• ITAL; “industrializacao de frutas em caldas e cristalizadas, gel doces em massa”.

• Multon, J.L. 1988; aditivos y auxiliares de fabricación en las industrias agroalimentarias.

• Rauch, G.H.; 1969 “fabricación de ermeladas”.