Optimización experimental del proceso de liofilización de uchuva adicionada con componentes activos por impregnación al vacío / Experimental optimization of the freeze dry process of cape gooseberry added with active compounds by vacuum impregnation

RESUMEN

Antecedentes Los procesos de optimización experimental, representan una herramienta efectiva para el mejoramiento de la calidad de los productos, contribuyendo en la diversificación de productos en la cadena de uchuva, como frutos promisorios de exportación. Objetivo: El objetivo del estudio fue optimizar el proceso de liofilización para obtener uchuvas (Physalis peruviana L.) semiesféricas adicionadas con componentes activos y de excelentes atributos de calidad. Métodos: Las muestras semiesféricas (3 - 4 g) fueron tratadas inicialmente por impregnación al vacío con una emulsión que contenía proteína de soja, sucralosa, tensoactivos, calcio, vitamina D3 (Colecalciferol), vitamina E (DL-α-tocoferol acetato) y vitamina B9 . La optimización experimental del proceso de liofilización se realizó con un diseño factorial 22 con el fin de determinar la condición óptima de operación, utilizando como variables independientes la velocidad de calentamiento de la placa (ºC/min) y el tiempo de sostenimiento a la temperatura de la placa para cada segmento del proceso y como variables dependientes concentración de los componentes con actividad fisiológica, actividad de agua, humedad, textura, color y tiempo total de proceso. Resultados: Se identificó una influencia de las condiciones del proceso sobre las variables de respuesta, donde una porción de 49 g de uchuvas liofilizadas alcanzó contenidos superiores al 20% del valor diario de referencia de vitamina D y entre el 10 y 20% del valor diario de referencia en calcio y vitaminas B9, C y E; permitiendo identificar al producto como "Excelente fuente de vitamina D" y "Buena fuente de calcio y vitaminas B9, C, E", según la normativa colombiana. La condición óptima de proceso se alcanzó a una velocidad de calentamiento de placa de 0,04 ºC/min y un tiempo de sostenimiento de la temperatura de la placa de 1,2 h. Conclusiones: La aplicación integrada de procesos de impregnación al vacío y liofilización, representan una alternativa importante en el desarrollo de alimentos funcionales en el fruto de uchuva.

ABSTRACT

Introduction: Experimental optimization processes represent an effective tool for improving the quality of products, contributing to the diversification of products in the agricultural value chain of cape gooseberry, as promising export fruit. Aim: The aim of this study was to optimize the freeze-drying process to obtain hemispherical cape gooseberries (Physalis peruviana L.) with added active compounds, and with excellent quality attributes. Methods: The hemispherical samples (3 - 4 g) were initially treated by vacuum impregnation with an emulsion containing soybean protein, sucralose, surfactants, calcium, vitamin D3 (cholecalciferol), vitamin E (DL-α-tocopherol acetate) and vitamin B9. The experimental optimization of the freeze-drying was performed using a factorial design 22 to determine the optimum operating condition, using as independent variables the rate of heating plate (°C/min) and holding time at the temperature of the plate for each segment of the process and as dependent variables concentration of physiologically active components, water activity, moisture content, texture, color and total processing time. Results: An influence of process conditions on the response variables was identified, where a portion of 49 g of freeze-dried gooseberries reached over 20% content of daily reference value (DRV) of vitamin D and between 10 and 20% of DRV in calcium and vitamin B9, C and E; allowing to identify the product as "Excellent source of vitamin D" and "Good source of calcium and vitamin B9, C, E", according to Colombian regulations. The optimal process condition was reached at a 0.04 °C/min heating rate of plate and a 1.2 h holding time of the plate temperature. Conclusions: The application of the integrated processes of vacuum impregnation and freeze-drying show an important technological alternative to development of functional foods from the fruit of cape gooseberry.