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Recibido 06/08/2012, Aceptado 08/08/2012, Disponible online 07/12/2012
Modelos cinéticos de degradación de carotenoides, polifenoles y
actividad antioxidante durante el secado convectivo de zanahoria
(Daucus carota V. Nantesa)
D. Uurrea1*, V. Eim1*, C.Roselló1*, S.Simal1*
1
Departamento de Química, Universidad de las Islas Baleares, Ctra. Valldemossa km 7.5,
07122, Palma de Mallorca, España. Tel: +34 971 17 27 57, Fax: +34 971 173426
*(diana.urrea@uib.es, valeria.eim@uib.es, carmen.rosello@uib.es, susana.simal@uib.es)
Resumen:
El objetivo de este trabajo ha sido determinar los parámetros cinéticos del modelo que
describe la influencia de la temperatura de secado en la degradación de carotenoides,
polifenoles totales, y la actividad antioxidante en zanahoria (Daucus carota V. Nantesa). Las
muestras fueron acondicionadas a una geometría cilíndrica (diámetro 1,85x10-2 m, y longitud
2 x 10-2 m), y deshidratadas en un secadero convectivo de laboratorio, en monocapa, en un
rango de temperatura de 40ºC a 90ºC y a una velocidad de aire de 3.85 m/s hasta alcanzar
un contenido de humedad final de 0.6 kg agua/kg ss. Las muestras se fueron extrayendo a
diferentes tiempos de secado y se les determinó humedad (AOAC nº 934.06), contenido en
carotenoides
(espectrofotometría),
polifenoles
totales
(Folin-Ciocalteau)
y
actividad
antioxidante (CUPRAC Copper Reduction Assay). La velocidad de degradación se modelizó
adecuadamente a una cinética de primer orden. La temperatura de secado en el rango
trabajado (40-90 ºC), tiene una importante influencia sobre las constantes de velocidad de
reacción en todos los casos, ajustándose adecuadamente a la ecuación del modelo de
Arrhenius; de esta manera se identifica la energía de activación (Ea) para la reacción de
degradación en cada uno de los compuestos estudiados. Haciendo uso de los modelos
matemáticos obtenidos se puede predecir, para una temperatura determinada, el tiempo
necesario de secado para obtener un producto con un contenido de humedad final
determinado, y bajo estas condiciones predecir la concentración final en carotenoides,
polifenoles y actividad antioxidante.
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 68
Palabras clave: secado convectivo, carotenoides, polifenoles, actividad antioxidante,
cinética de degradación.
Abstract
The objective of this work was to determine the kinetic parameters that describe the
influence of the drying temperature upon the carotenoid degradation, total polyphenols and
antioxidant activity of carrot (Daucus carota V. Nantesa). The samples were cut in a
cylindrical shape (diameter 1.8 x 10-2 m, lenght 2 x 10-2 m) place in a monolayer and
dehydrated in a convection lab dryer in a temperature range between 40 and 90°C, with a an
air speed of 3.85m/s until a final moisture of 0.6Kg/Kg dry matter was reached. Samples were
taken at different drying times to determine moisture (AOAC No 934.06), carotenoid content
(spectrophotometry), total polyphenol (Folin-Cicolteau) and antioxidant activity (CUPRAC
Copper Reduction Assay). Degradation speed could be adjusted to a first order kinetics
equation.
Drying temperature between 40 and 90°C has a strong influence on the reaction
speed constants in all cases and can be adjusted according to Arrhenius equation. In this
way, the activation energy (Ea) could be calculated for the degradation reaction of each one
of the components studied. By using the mathematical models proposed it can be predicted,
for a given drying
temperature, the required time to get a product with a specific final
moisture content and the final concentration of carotenoids, polyphenols and the antioxidant
activity.
Key words: convective drying, carotenoids, antioxidant activity, degradation kinetics.
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 69
La investigación en el área de la
1. INTRODUCCION
El secado es uno de los métodos de
Ingeniería
de
alimentos
viene
conservación de alimentos más utilizados
condicionada por las necesidades del
en el mundo, pero a su vez es uno de los
consumidor. En las pasadas tres décadas
que presenta mayor impacto sobre la
se ha mostrado una mayor preocupación
calidad final del producto. Los principales
concerniente a la calidad de los alimentos
atributos
la
procesados, y ha sido reflejado con el
calidad de los productos deshidratados
estudio de las cinéticas de degradación o
son el color y atractivo visual, sabor, olor,
la degradación de calidad en general del
composición
producto durante su deshidratación (Goula
de
calidad
relacionados
nutricional,
textura,
la
et al., 2010, Koca et al., 2007). Los
estabilidad química y microbiana, (Perera,
modelos cinéticos de degradación térmica
2005). Estos parámetros pueden afectar
son esenciales para el diseño de nuevos
directa
procesos encaminados a la obtención de
propiedades
de
o
rehidratación
indirectamente
y
a
su
productos de elevada calidad (Dadali et
aceptabilidad.
de
al., 2007): Los parámetros cinéticos, entre
la
ellos la constante de velocidad de reacción
contienen ha incrementado notoriamente,
(k) y la energía de activación (Ea), son
debido al reconocimiento que se ha tenido
importantes para la predicción de la
sobre las propiedades antioxidantes y
calidad final del producto, con el fin de
anticancerígenas de los carotenoides en
minimizar los cambios no deseados y
este producto, (Suvarnakuta et al., 2011).
optimizar
Sin embargo, en la industria de alimentos,
deshidratado (Koca et al., 2007).
especialmente
de
comportamiento del B-caroteno de la
alimentos instantáneos, las zanahorias
zanahoria durante el secado ha sido
deben ser deshidratadas antes de su uso,
ampliamente estudiado (Goula et al.,
para este fin se utilizan diferentes técnicas
2010; Prakash et al., 2004), sin embargo
de deshidratación siendo la aplicación de
la
aire caliente la más común.
compuesto en relación con el contenido de
Recientemente,
zanahorias
y
los
en
el
consumo
productos
las
que
industrias
Con el
cinética
la
calidad
de
del
degradación
totales
y
la
producto
de
El
este
objetivo de preservar la apariencia natural
polifenoles
actividad
y a su vez el valor nutricional del alimento.
antioxidante, en función del contenido de
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 70
humedad
del
producto
no
se
ha
en mercados locales de Palma (España) y
encontrado en la literatura, siendo este el
almacenada
a
objetivo principal de este trabajo.
procesamiento. Antes de empezar los
experimentos,
2. MATERIALES Y METODOS
4±1˚C
las
hasta
zanahorias
su
fueron
lavadas, peladas, y cortadas en forma de
cilindros de dimensiones de (1.86±0.04)
2.1 MATERIA PRIMA
x10-3 m de diámetro y (2.05±0.09) x10-3 m
La materia prima utilizada en el
presente estudio fue la zanahoria (Daucus
de longitud, tal y como se muestra en la
figura 2.1.
carota) de la variedad Nantesa, adquirida
Figura 2.1 Materia prima: cilindros de zanahoria.
2.2 INSTALACIÓN EXPERIMENTAL
La
instalación
experimental
área
consta
básicamente de un secadero convectivo
por aire caliente a escala de laboratorio y
un conjunto de equipos auxiliares.
El equipo experimental, diseñado y
construido
específicamente
para
la
Ingeniería
Química
de
la
Universitat de les Illes Balears (UIB),
consta de los siguientes componentes:

Sistema de calefacción

Sistema de ventilación

Portamuestras
y
sistema
de
pesada
2.2.1 Secadero convectivo a escala de
laboratorio
de

Sensor ambiental

Sistema de control y adquisición de
datos
obtención de curvas de secado de frutas y
hortalizas, ubicado en los laboratorios del
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 71
2.2.2. Equipos auxiliares
las curvas de secado y los parámetros de
Para llevar a cabo la experimentación,
además
del
equipo
de
secado,
se
utilizaron toda una serie de equipos de
laboratorio
que
se
describen
a
continuación:

Estufa a vacío: Estufa para el secado a
vacio Selecta Vaciotem.

Balanza
de
precisión:
calidad.
2.3.1. Experimentos para evaluar el efecto
de la temperatura sobre los parámetros de
calidad estudiados.
Para
temperatura
medir
sobre
el
efecto
los
de
la
compuestos
considerados determinantes de calidad,
Balanza
fue necesario disponer de las muestras
cilíndricas de zanahoria con diferentes
electrónica PB303-S
contenidos de humedad comprendidos


Homogenizador
ultraturrax:
entre 7.3 kg /kg s.s a 0.5±0.03 kg /kg s.s,
Homogenizador digital IKA ultra turrax
secados en el secadero convectivo a
T25
escala
Espectrofotómetro: Espectrofotómetro
ultravioleta-visible Varian Cary Bio 300
UV-Vis, Lectro de microplacas Thermo
Scientific
Multiskan
Spectrum
microplate

de
laboratorio,
a
diferentes
temperaturas (40 a 90 ˚C). Cada lote de
muestras estaba constituido por 10 piezas
cilíndricas. Los cilindros son almacenados
al vacío y conservados en refrigeración
hasta su posterior análisis de contenido de
carotenoides,
polifenoles
totales
actividad antioxidante.
Centrifuga: Centrifuga ALC 4218
2.3.2. Determinaciones analíticas
2.3. PLANIFICACIÓN EXPERIMENTAL
En este apartado se expone el diseño
A
continuación
se
presenta
de experimentos de secado realizados con
metodología
las muestras de zanahoria, encaminados
determinaciones
al análisis de la contracción de volumen de
medidas se realizaron por triplicado.
las
muestras
durante
el
secado
y
utilizada
analíticas.
para
Todas
la
las
las
a
diferentes temperaturas y de la influencia
de la temperatura del aire de secado sobre
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 72
2.3.2.1. Contenido de humedad
934.06 (1997). Para ello se pesaron
exactamente unos de 5 g de muestra y se
La medida del contenido de humedad
llevaron a una estufa a vacío a 70 ˚C hasta
del producto se llevó a cabo siguiendo el
método oficial de secado a vacío, AOAC #
peso constante.
Se pesaron aproximadamente y
por duplicado unos 1.5 g de muestra
2.3.2.2. Contenido de carotenoides
El contenido de carotenoides (Ccar), se
ha calculado espectrofotométricamente a
partir de las extracciones de las muestras
deshidratadas utilizando como disolvente
acetona-dimetil sulfoxido al 10%, a una
longitud de onda de 450 nm usando el
espectrofotómetro Varian Cary Bio 300
de la solución de extracción (acetonadimetil sulfoxido al 10%) y se homogenizó.
Se almacenó a 4˚C durante unas 17 h
aproximadamente, en ausencia de luz.
Pasado este tiempo, se filtró con papel
Whatman N˚4 y se lavó hasta que el
residuo perdió todo el color. El filtrado se
UV-Vis.
Las extracciones para la medida de
contenido de carotenoides se llevaron a
cabo
triturada previamente. Se agregó 100 ml
en
muestras
deshidratadas
a
diferentes temperaturas (40 ˚C a 90 ˚C) y
diferente contenido de humedad (7.3 a 0.5
enrasó a 100 ml con el disolvente de
extracción y se procedió a la lectura
espectrofotométrica. La concentración de
carotenoides
fue
determinada
con
la
siguiente expresión:
kg /kg s.s).
Carotenoides= Abs max250x25ml acetona*dilución
Peso muestra x 100=mg carotenoides100 g ss
(2.1)
Este método para determinación del contenido de carotenoides totales se puso a punto a
partir del método propuesto por Alsavar et al. (2005).
2.3.2.3. Contenido de polifenoles totales
El contenido de polifenoles totales
(Cpol),
fue
determinado
mediante
espectrofotometría de acuerdo al método
de
cuantificación
de
fenoles,
Folin-
Ciocalteu (Singleton et al, 1999).
Para la extracción se tomó como
referencia
el
método
de
Heredia
&
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy -73
Cisneros-Zevallos
(2009).
Se
pesaron
propuesto por Apak et al, (2004). La
aproximadamente y por duplicado 1.5 g de
extracción
muestra previamente triturada. Se realizó
determinación de la actividad antioxidante
una extracción con 10 mL de metanol y se
se realizó tomando como referencia el
˚C
método de Heredia & Cisneros-Zevallos
homogenizó,
conservándose
a
4
durante un mínimo de 17 h. Las muestras
se centrifugan durante 10 min a 9000 rpm.
El
sobrenadante
se
filtró
con
metanólica
para
la
(2009).
Se pesan aproximadamente y por
papel
duplicado 1.5 g de muestra previamente
Whatman N˚4. Se guardó esta extracción
triturada, a las que se le añadió, 10 ml de
en refrigeración a 4 ºC hasta su análisis.
metanol y se homogenizó. Se conservó a
Para la determinación del contenido de
4 ˚C durante un mínimo de 17 h.
polifenoles totales se realizaron lecturas
Posteriormente,
espectrofotométricas a una longitud de
centrifugaron y el sobrenadante se filtró
onda de 745 nm, usando el lector de
con papel Whatman N˚4. Se conservó esta
placas. Se usaron microplacas de 96
extracción en refrigeración a 4 ºC hasta su
pozos (matriz de 12 x 8), se agregaron 80
análisis.
las
muestras
se
µl de agua, 5 µl del reactivo Folin-
En microplacas de 96 pozos (matriz de
Ciocalteu y 25 µl de cada muestra por
12 x 8), se agregó, 150 µl del reactivo de
duplicado, se colocaron en el interior del
CUPRAC, 30 µl de agua, se colocó en el
lector de placas, el cual realizó una
interior del lector de placas, en el cual
agitación, seguido de 5 min de incubación,
realiza una agitación, seguido de 10 min
pasado este tiempo se agregó a la mezcla
de incubación, pasado este tiempo se
80 µl de carbonato de sodio (7.5% p/v). Se
agregó a la mezcla 25 µl del extracto
realizaron 6 lecturas cada 5 min. Los
obtenido con las muestras. Se realizaron
resultados son expresados en mg ácido
30 lecturas cada 1 min a una longitud de
gálico/g sólido seco.
onda de 450 nm. Los resultados son
expresados en
2.3.2.4. Actividad antioxidante
La
actividad
determinada
CUPRAC
de
(Copper
seco (ss).
antioxidante
acuerdo
mg trolox/100 g solido
fue
al
método
Reduction
Assay),
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 74
2.4. Modelización de las cinéticas de
evaluar la capacidad de cada modelo para
degradación
simular los resultados experimentales.
A
partir
de
los
resultados
experimentales
obtenidos
seguimiento
la
de
en
variación
el
de
los
contenidos en carotenoides y polifenoles
totales y de la actividad antioxidante
durante
el
proceso
de
secado,
se
estimaron las constantes de velocidad,
evaluando en primer lugar el orden de las
reacciones.
El
criterio
seguido
fue
considerar que el orden de la reacción
corresponde
a
la
expresión
de
la
correspondiente cinética que presente un
valor superior de r2.
de
presente trabajo se ha llevado a cabo en
primer lugar, gráficamente, para obtener
una idea preliminar de la capacidad de
ajuste del modelo, observando si los
resultados experimentales y calculados
con el modelo coincidían. En segundo
lugar, para evaluar matemáticamente la
bondad de los ajustes de los experimentos
utilizados en la identificación de los
parámetros
del
modelo
se
han
considerado dos criterios estadísticos, el
porcentaje de varianza explicada y el error
medio relativo.
Una vez obtenidas las constantes de
velocidad
La validación de los modelos en el
degradación
a
cada
temperatura, se identificaron para cada
caso el valor del factor pre-exponencial y
la energía de activación, de acuerdo con la
expresión de la ecuación de Arrhenius
(ecuación 2.2).
El porcentaje de varianza explicada por
el modelo (% var) se determina por
comparación
ente
los
resultados
experimentales y aquellos proporcionados
por el modelo, de acuerdo con la ecuación
2.3. Los valores de las desviaciones se
obtienen a partir de las ecuaciones 2.4 y
2.5:
(
)
(2.2)
(2.3)
2.5 Validación de los modelos
∑(
Una vez identificados los parámetros de
)
(2.4)
las cinéticas de degradación de los
parámetros
de
calidad,
es
necesario
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 75
∑(
determinarán los parámetros cinéticos
)
representativos en cada caso.
(2.5)
También se ha considerado como
criterio estadístico el error relativo medio
3.1.
(ERM), que se calcula según la ecuación
TEMPERATURA DEL AIRE
2.6:
INFLUENCIA
DE
LA
Se determinó la variación del contenido
∑
|
|
de humedad de cilindros de zanahoria con
(2.6)
Estos módulos se han utilizado en la
bibliografía para evaluar la calidad del
ajuste para diversos modelos matemáticos
el
tiempo
de
secado
a
diferentes
temperaturas del aire de secado (40, 50,
60, 70, 80 y 90˚C), desde su contenido de
humedad inicial hasta una humedad final
de 0.5 kg agua/ kg ss. Los resultados
(Garau et al, 2006; Bon et al, 2007).
obtenidos se muestran en la figura 3.1.
Puede observarse como la influencia de la
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
temperatura sobre la velocidad de secado
En este apartado se exponen los
resultados obtenidos y se discute la
información que se ha podido extraer de la
observación
y
el
análisis
de
dichos
resultados.
fue importante en este proceso, a todas
las temperaturas evaluadas.
La materia prima presentó una pérdida
muy significativa de humedad durante los
primeros minutos. A partir de su contenido
de humedad inicial de 7.3 kg/kg ss, en el
A continuación, se presentaran los
resultados obtenidos en el seguimiento de
los
parámetros
escogidos,
como
representativos de la degradación de la
calidad
del
producto:
contenido
de
carotenoides y polifenoles totales y de la
actividad antioxidante durante el secado a
diferentes temperaturas. Se evaluarán las
reacciones
de
degradación
y
se
lapso de 1000s el contenido de humedad
en las diferentes temperaturas paso a ser
6.12, 5.65, 5.16, 5.07, 4.60, 4.51 kg/kg ss
a las temperaturas de 40, 50, 60, 70, 80 y
90 ˚C, respectivamente. Lo que indica que
durante este tiempo tuvo una pérdida de
humedad del 16.26, 22.70, 29.30, 30.61,
37.07 y 38.20% para las temperaturas de
40,
50,
60,
70,
80
y
90
˚C,
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 76
respectivamente, siendo las temperaturas
no se detectó encostramiento superficial
más altas (70, 80 y 90 ˚C) las que
del producto, fenómeno observado en
muestran un porcentaje mayor en pérdida
otros productos como guisante a 90˚C
de humedad. Los resultados obtenidos
(Simal et al, 1998); láminas de plátano a
concuerdan con los descritos por Simal et
70 ˚C (Demirel & Turhan, 2003); papaya y
al (2005b); Vega et al (2007); Vega-Gálvez
ajo a 90 ˚C (Fernando et al, 2008); higos a
et al (2008), en pimiento rojo, aloe y
65 ˚C (Xanthopoulos et al, 2010) lo cual
pimiento respectivamente.
provoca una disminución en la velocidad
En las experiencias donde se utilizaron
de secado.
temperaturas más elevadas, de 80 y 90 ˚C
8
40ºC
7
50ºC
60ºC
6
W (kg/ kg ss)
70ºC
5
80ºC
90ºC
4
3
2
1
0
0
10000
20000
30000
40000
50000
tiempo (s)
Figura 3.1 Influencia de temperatura del aire de secado sobre las curvas de secado de
cilindros de zanahoria a 40, 50, 60, 70, 80 y 90˚C.
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy -77
3.2.Cinéticas de degradación
3.2.1.Efecto
secado
de carotenoides en zanahorias de 0.78 y
de
la
temperatura
de
sobre
el
contenido
de
carotenoides
0.77 mg/g ss respectivamente, siendo
valores muy inferiores a los determinados
en este trabajo (menos del 50%). La
diferencia en el contenido de carotenoides
Los carotenoides son los pigmentos
determinado
en
este
trabajo
y
los
responsables de dar el color característico
diferentes valores de la literatura puede
amarillo-rojizo
y
deberse a la variedad de zanahoria
zanahoria.
estudiada, su grado de madurez, la zona
Aunque también están presentes en los
de cultivo, el tiempo de cosecha, entre
vegetales
otros.
vegetales,
a
entre
de
diferentes
ellos
color
la
verde,
frutas
pero
su
pigmentación se ve enmascarada por la
presencia
de
la
clorofila.
Entre
los
diferentes carotenoides, el más importante
es el β-caroteno debido a su actividad de
pro-vitamina A, por lo cual se utiliza como
parámetro de calidad nutricional en las
frutas y verduras que lo contienen.
El contenido total de carotenoides
determinado en muestras de zanahoria
fresca mediante el método descrito en el
apartado 2.3.2.2, fue de 1.61 ± 0.04 mg/g
ss. Este contenido es superior a los
valores encontrados en la literatura para
este vegetal. Bozalan & Karadeniz (2010),
reportaron un contenido de carotenoides
de 1.48 mg/g ss, mientras que Patras et al
(2009), reportaron un valor de 1.13 mg/g
ss. Rawson et al (2011) y Hiranvarachat et
al (2011), reportaron contenidos similares
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 78
Tabla 3.1. Evolución del contenido de carotenoides durante el proceso de secado de
zanahorias, a diferentes temperaturas
40 ˚C
50 ˚C
60 ˚C
t(s)
Ccar(mg/g
ss)
t(s)
Ccar(mg/g
ss)
t(s)
Ccar(mg/g
ss)
2020.2
1.65±0.10
900
1.59±0.02
1020
1.76±0.01
2783.4
1.67±0.04
1980
1.55±0.11
1938.6
1.69±0.04
4603.8
1.64±0.06
2880
1.52±0.02
2700
1.58±0.03
7140
1.57±0.04
3600
1.52±0.02
3635.4
1.56±0.05
10854
1.59±0.07
5400
1.50±0.03
4500
1.50±0.03
28200
1.41±0.02
9000
1.42±0.01
7200
1.47±0.01
45000
1.30±0.05
14400
1.32±0.04
9096
1.42±0.02
16200
1.37±0.02
10770
1.42±0.10
18960
1.31±0.0
15120
1.32±0.003
23100
1.27±0.09
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 79
70 ˚C
La
80 ˚C
90 ˚C
t(s)
Ccar(mg/g
ss)
t(s)
Ccar(mg/g
ss)
t(s)
Ccar(mg/g
ss)
600
1.59±0.03
660
1.55±0.03
600
1.47±0.03
1200
1.54±0.01
1284
1.48±0.03
1200
1.42±0.04
1800
1.45±0.005
2520
1.43±0.03
1800
1.54±0.02
2400
1.47±0.02
3545.4
1.39±0.03
2400
1.37±0.02
3000
1.49±0.02
4500
1.25±0.38
3000
1.39±0.01
3600
1.47±0.03
5880
1.18±0.01
3600
1.31±0.01
5400
1.31±0.04
7200
1.16±0.01
4500
1.12±0.12
9000
1.25±0.02
8220
1.09±0.09
5400
1.20±0.02
10800
1.19±0.03
9000
1.09±0.03
7200
1.05±0.01
12600
1.12±0.01
7800
0.96±0.04
9000
0.89±0.01
fue
otros autores, presentando resultados que
diferente según la temperatura de secado
están en concordancia con los expuestos
a las que fueron expuestas las muestras,
anteriormente.
siendo de aproximadamente un 19.3% a
(2010),
40˚C, 20.5% a 50˚C, 17.3% a 60˚C, 30,4%
degradacion de β-caroteno; los resultados
a 70˚C, 32% a 80˚C y 45.3% a 90˚C, para
obtenidos fueron en el secado convectivo
un contenido en humedad final entre 0.4-
a temperaturas desde 50 a 80˚C, hasta
0.7 kg/kg ss.
una humedad de 1.1 kg/kg ss; 21% a 50
La
pérdida
de
degradación
carotenoides
carotenoides
del
durante
el
Goula
estudiaron
&
la
Adamopoulos
cinetica
de
contenido
en
˚C, 24% a 60 ˚C, y 29% a 80 ˚C. De
secado
de
acuerdo
zanahorias también ha sido estudiada por
con
la
bibliografía,
los
carotenoides son relativamente estables
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 80
cuando
el
las
orden. Estos resultados coinciden con los
temperaturas bajas (40-60 ºC), pero muy
obtenidos por Koca et al, (2007), Lavelli et
sensibles a temperaturas más altas (70-
al, (2007) y Fratianni et al. (2010), quienes
90˚C)
también
(Cui
secado
et
al,
transcurre
2004;
a
Goula
&
propusieron
cinética
primer
Hiranvarachat et al, 2011).Se destaca la
adecuadamente la degradación de los
heterogeneidad de la materia prima, que
carotenoides en zanahorias. Los valores
ocasiona una cierta dispersión en los
de las constantes de velocidad a las
resultados analíticos. Esta dispersión es
diferentes temperaturas evaluadas en este
habitual cuando se trabaja con alimentos,
trabajo son mostrados en la tabla 3.2.
especialmente con frutas y hortalizas en
Autores
los que la composición no únicamente es
determinaron valores de las constantes de
dependiente de la variedad y el estado de
velocidad (kcar) durante el almacenamiento
maduración sino también de la posición de
de zanahorias deshidratadas a 40˚C, en
la muestra dentro de la estructura del
un rango de actividad de agua entre
vegetal. Sin embargo, se pudo observar
0.052-0.7, de entre 3.6 x 10-7 y 4.3 x 10-6 s-
una significativa pérdida de carotenoides
1
(p<0.05) con el tiempo de secado en todos
y el contenido final en humedad de las
los
muestras.Valores similares a los obtenidos
realizados
a
las
diferentes temperaturas de aire de secado,
como
para
de
Adamopoulos, 2010; Fratianni et al, 2010;
experimentos
orden
una
Lavelli
et
describir
al.
(2007),
, dependiendo del pretratamiento utilizado
en este trabajo.
ajustándose la velocidad de degradación
adecuadamente a una cinética de primer
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 81
Tabla 3.2 Constantes de velocidad de reacción y coeficientes de correlación para las
cinéticas de degradación de carotenoides a las diferentes temperaturas de aire de
secado.
Temperatura de secado (˚C)
kcar (s-1)
r2
40
5.8x10-6
0.983
50
9.6x10-6
0.960
60
18x10-6
0.882
70
27x10-6
0.961
80
44x10-6
0.971
90
62x10-6
0.901
La temperatura de secado muestra una
10-7 s-1 a 57˚C de degradación de
importante influencia en la constante de
carotenos, mientras que en las zanahorias
velocidad, por lo que un aumento de la
sin escaldar fue de 2.5 x 10-7 s-1 a 27˚C y
temperatura provoca también un aumento
9.8 x 10-7s-1 a 57 ˚C, concluyendo que la
en el valor de este parámetro. Otros
velocidad
autores han demostrado una tendencia
incrementar
similar en la cual la constante de velocidad
almacenamiento en ambos procesos.
aumenta
el
temperatura
al
de
temperatura. Koca et al, (2007), evaluaron
variación de la constante de velocidad de
la pérdida en el contenido de β-caroteno
reacción de la degradación del contenido
durante el almacenamiento de zanahorias
de
escaldadas y deshidratadas y otro lote de
durante
zanahorias
zanahorias se ajusta correctamente a la
deshidratadas,
de
la
aumentaba
Como se muestra en la figura 3.2, la
solo
incremento
reacción
la
diferentes
con
de
bajo
temperaturas
de
almacenamiento, observando cinéticas de
carotenoides
ecuación
el
del
con
secado
modelo
la
temperatura
convectivo
de
de
Arrhenius
(ecuación 3.1)
degradación de primer orden y valores de
las constantes de velocidad en zanahorias
escaldadas de 4.6 x 10-8 a 27 ˚C y 5.8 x
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 82
-9,5
-10
Ln (kcar)
-10,5
-11
-11,5
-12
-12,5
-13
0,0027
0,0028
0,0029
0,003
1/ Ta
0,0031
0,0032
(K-1)
Figura 3.2. Variación de la constante de velocidad de degradación del contenido de
carotenoides de las zanahorias con la temperatura del aire de secado. Ajuste al modelo de
Arrhenius.
(
)
r2= 0.998
(3.1)
57˚C) de 38.9 kJ/mol y para zanahorias
deshidratas a las mismas temperaturas
La energía de activación (Ea) estimada
pero sin escaldar de 66.2 kJ/mol; Goula &
para la reacción de degradación de los
Adamopoulos
(2010),
reportaron
una
carotenoides fue de 46.5 kJ/mol. Autores
energía de activación de 32.1 kJ/mol en la
como Koca et al (2007), determinaron una
degradación de carotenoides durante el
energía de activación en la degradación
secado de zanahorias a 50, 60, 70, 80 y
de carotenoides en zanahorias escaldadas
90˚C.
y deshidratas durante su almacenamiento
Aplicando el modelo matemático, se
a diferentes temperaturas (27, 37, 47,
simularon las cinéticas de degradación del
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 83
contenido de carotenoides a las diferentes
experimentales y los calculados mediante
temperaturas. En la figura 3.3 se observa
el modelo cinético fue del 3.2%. Según
cómo los resultados experimentales y
estos resultados se concluyó que el
calculados son similares, especialmente a
modelo matemático obtenido asumiendo
las temperaturas de secado más elevadas
una cinética de degradación de primer
(70-90 ºC), si bien existe una considerable
orden
dispersión reflejo de las características
satisfactoria
heterogéneas de la materia prima sumado
parámetro de calidad a las diferentes
al error experimental de las medidas. El
temperatura, siendo mas preciso con las
error
temperaturas más altas (70, 80 y 90˚C).
medio
relativo
obtenido
entre
los
comparación
por
permitió
la
una
degradacion
descripción
de
este
valores
1,6
Ccar calculados (mg/ g ss)
1,4
1,2
1
40˚C
0,8
50˚C
0,6
60˚C
70˚C
0,4
80˚C
0,2
90˚C
0
0,0
0,5
1,0
Ccar experimental (mg/ gss)
1,5
Figura 3.3. Representación de la concentración de carotenoides calculada mediante el
modelo cinético de primer orden frente a la concentración experimental. Temperaturas de 40,
50, 60, 70, 80 y 90˚C.
La regresión lineal de los valores
calculados vs. los experimentales presentó
significativamente igual a cero (p<0.05) y
la pendiente de 0.999±0.005.
un coeficiente de correlación de 0.909, la
ordenada en el origen observada fue
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 84
5.3.2. Efecto de la temperatura de
fue de 11.03 ±0.09 mg ácido gálico/ g ss.
secado
En la bibliografía se reportaron valores
sobre
el
contenido
de
polifenoles totales
ligeramente superiores. Chantaro et al.
Entre los compuestos fitoquímicos, los
compuestos fenólicos tienen la reputación
de ser los principales responsables de la
actividad antioxidante de los extractos
vegetales,
ya
que
son
los
que
se
(2008), reportaron un contenido de 13.7
mg ácido gálico/ g ss, mientras que
Patras et al. (2009) y Cieslik et al. (2006),
encontraron valores de 14.5 y 14.8 mg
ácido gálico/ g ss, respectivamente.
encuentran en mayor proporción. Así
En la tabla 3.3 se muestran los valores
también se les atribuyen propiedades
del
redox, ya sea en forma individual o
obtenidos en este trabajo durante el
interaccionando con otros compuestos,
proceso de secado a las diferentes
debido a su elevada efectividad sinérgica
temperaturas. Se puede observar que el
como
mismo disminuye con el tiempo de secado
dadores
de
protones,
agentes
contenido
reductores y atrapadores de radicales
a
libres.
consideradas.
Por
ello,
se
consideran
los
cada
una
de
de
polifenoles
las
totales
temperaturas
responsables de inhibir o interrumpir el
Al final del proceso de secado se
proceso de oxidación celular, tanto el
observó una importante degradación del
envejecimiento
contenido de polifenoles en todo el rango
como
otros
daños
celulares (Sulaiman et al. 2011).
de temperaturas utilizado, 84.2% a 40ºC,
Los polifenoles son muy frecuentes en
alimentos
como
frutas
y
de 83.3% a 50ºC, de 82.6% a 60ºC, de
vegetales,
69.3% a 70ºC, de 78.6% a 80ºC y de 76.3
especialmente en aquellos de coloración
a 90ºC. Kyi et al. (2005), indicaron que la
verde, amarilla y rojiza
reducción
(Cieslik et al.
de
la
concentración
de
2006). En funcion de la hortaliza o la fruta
polifenoles totales durante el secado
analizada, en la bibliografia se pueden
puede deberse a su oxidación enzimática.
encontrar diferentes valores de contenido
Estos resultados indican que en nuestro
de polifenoles totales en la materia fresca.
proceso de secado los polifenoles fueron
Algunos de los resultados publicados se
más sensibles al
presentan en la tabla 5.8. El contenido en
exposición al tratamiento térmico que al
polifenoles totales de la zanahoria fresca
efecto
de
la
largo tiempo de
temperatura.
A
bajas
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 85
temperaturas (40, 50 y 60 ºC) se observó
la harina de patata dulce; al estudiar el
una
estos
contenido de polifenoles totales obtuvieron
compuestos, mientras que a temperaturas
una menor perdida bajo el tratamiento
más altas (70, 80 y 90 ºC) la degradación
termico de 65 ºC, en concordancia con
fue menor. Ahmed et al (2010), evaluaron
este trabajo, en donde la menor pérdida
el efecto de la temperatura de secado (55,
de polifenoles se observó en el tratamiento
60 y 65ºC) bajo un secado convectivo en
a 70 ºC.
mayor
degradación
de
Tabla 3.3. Contenido de polifenoles totales durante el proceso de secado de
zanahorias, a 40, 50, 60, 70 80, y 90˚C
40 ˚C
t(s)
Cpol (mg ácido gálico/g
ss)
50 ˚C
t(s)
Cpol (mg ácido gálico/g
ss)
60 ˚C
t(s)
Cpol (mg ácido
gálico/g ss)
1125
10.41±0.11
900
10.62±0.36
1020
9.19±1.59
2020.2
10.44±0.13
1980
10.24±1.02
1938.6
7.26±0.46
2783.4
8.16±0.16
2880
8.86±0.97
2700
7.81±1.25
3794.4
7.98±0.19
3600
7.88±0.72
3635.4
6.21±1.31
4603.8
7.55±0.19
4500
6.66±0.63
4500
4.62±0.74
5561.4
6.58±0.32
5400
6.55±0.77
5400
3.90±0.39
7140
5.73±0.29
7200
4.87±0.89
7200
3.85±0.35
8982
4.85±0.30
9000
4.63±0.63
9096
2.77±0.53
10854
3.98±0.61
10800
3.62±0.40
10770
2.11±0.29
15000
2.85±0.44
14400
2.83±0.19
15120
1.92±0.23
16200
2.17±0.52
18960
2.47±0.45
23100
1.84±0.43
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 86
70 ˚C
t(s)
Cpol (mg ácido gálico/g
ss)
80 ˚C
t(s)
Cpol (mg ácido gálico/g
ss)
90 ˚C
t(s)
Cpol (mg ácido gálico/g
ss)
600
10.82±0.29
660
9.04±1.18
600
8.33±0.68
1200
10.64±0.56
1284
8.23±1.19
1200
7.48±0.77
1800
8.68±0.74
1920
7.47±0.79
1800
7.62±0.72
2400
7.78±0.89
2520
7.06±1.12
2400
6.03±0.77
3000
7.65±0.80
3198
5.51±0.93
3000
4.68±0.70
3600
6.32±0.84
3545.4
4.51±0.74
3600
5.26±0.64
4500
5.44±1.14
4500
4.46±0.39
4500
3.60±0.39
5400
4.56±0.86
5880
3.46±0.33
5400
3.56±0.39
7200
3.95±0.25
7200
3.07±0.47
7200
2.63±0.73
9000
2.85±0.74
8220
2.68±0.20
7800
2.24±0.23
10800
2.49±0.36
9000
2.36±0.55
9000
2.61±0.41
12600
3.39±0.55
A partir de los resultados mostrados en la tabla 3.3 y de acuerdo al modelo de cinética de
primer orden: Se determinaron las constantes de velocidad de degradación de polifenoles
totales durante el secado de zanahorias a diferentes temperaturas. Estas se muestran en la
tabla 3.4. Se observa una importante influencia de la temperatura de secado sobre kpol, que
sigue el modelo de la ecuación de Arrhenius, tal y como se muestra en la figura 3.4.
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 87
Tabla 3.4 Constantes de velocidad de reacción y coeficientes de correlación para
las cinéticas de degradación de primer orden de polifenoles totales a temperaturas de
secado de 40 a 90˚C
Temperatura de secado
(˚C)
kpol (s-1)
r2
40
9.4x10-5
0.988
50
10x10-5
0.952
60
12x10-5
0.922
70
1510-5
0.886
80
17x10-5
0.971
90
19x10-5
0.932
El valor obtenido para la energía de
activación (Ea) fue de 14.1 kJ/mol. Kyi et
al. (2005) describieron valores del mismo
orden para la energía de activación en la
degradación de polifenoles en granos de
cacao secados a diferentes temperaturas
27.8 kJ/mol.
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 88
-8,5
-8,6
ln (kpol)
-8,7
-8,8
-8,9
-9,0
-9,1
-9,2
-9,3
-9,4
-9,5
0,0027
0,0028
0,0029
0,003
0,0031
-1
1/Ta (K )
0,0032
0,0033
Figura 3.4. Variación de la constante de velocidad de degradación del contenido de
polifenoles totales de las zanahorias con la temperatura del aire de secado. Ajuste al
modelo de Arrhenius.
dispersión reflejo de las características
(
heterogéneas de la materia prima sumado
)
r2= 0.988
(3.2)
al error experimental de las medidas. El
error
Aplicando el modelo correspondiente a
medio
comparación
relativo
obtenido
entre
los
por
valores
una cinetica de primer orden (ecuación
experimentales y los calculados mediante
3.2),
de
el modelo cinético fue del 11.0%. Según
degradación del contenido de polifenoles
estos resultados se concluye que el
totales a las diferentes temperaturas. En la
modelo matemático obtenido asumiendo
figura 3.5 se han representado los valores
una cinética de degradación de primer
de las concentraciones de polifenoles
orden permitió una adecuada descripción
totales
de la degradacion de este parámetro de
se
simularon
calculados
experimentales,
las
vs
cineticas
los
observándose
valores
la
calidad a las diferentes temperaturas.
similaridad, si bien existe una considerable
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 89
Cpol calculada (g ácido gálico/g ss)
12
10
8
6
40˚C
50˚C
60˚C
70˚C
80˚C
90˚C
4
2
0
0
2
4
6
8
10
12
Cpol experimental (g ácido gálico/ g ss)
Figura 3.5 Representación de la concentración de polifenoles totales calculada
mediante el modelo cinético de primer orden frente a la concentración experimental, a
40, 50, 60, 70 80, y 90 ˚C
vitamina E, β-carotenos y polifenoles
5.3.3 Efecto de la temperatura de
secado sobre la actividad antioxidante
La
actividad
antioxidante
es
(flavonoles, flavanoles, antiocianinas y
fenilpropanoles) (Acevedo et al, 2004).
una
estimación fiable y global de la capacidad
La actividad antioxidante, determinada
antioxidante de un alimento, además de
por el método CUPRAC, en zanahoria
ser un parámetro interesante para valorar
fresca fue de 131.6±7.3 mg trolox/100 g
la calidad del producto en cuestión. De
ss. Este valor no se ha podido comparar
hecho
capacidad
con la literatura al no encontrarse ningún
antioxidante de las frutas y vegetales
otro trabajo en el cual se determine la
proviene de compuestos como vitamina C,
capacidad antioxidante de la zanahoria por
gran
parte
de
la
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 90
medio del método de CUPRAC. Sin
ss, cebolla blanca de 673.3 mg trolox/100
embargo, en la bibliografía se encuentran
g ss y cebolla roja de 1017.4 mg trolox/100
algunos autores que han utilizado este
g
método para la determinación de la
cuantificación de la actividad antioxidante
actividad antioxidante en otros alimentos
se expresa en términos de mg trolox/100 g
con
antioxidante.
ss, durante el secado de zanahorias a las
Gorinstein et al (2009), determinaron la
diferentes temperaturas trabajadas son
actividad
mostrados
una
alta
actividad
antioxidante
con
el
método
ss.
Los
valores
en
obtenidos
la
tabla
en
la
3.5.
CUPRAC para ajo de 600 mg trolox/100 g
Tabla 3.5. Actividad antioxidante durante el proceso de secado de zanahorias, a
temperaturas de 40, 50, 60, 70 80, y 90 ˚C
40 ˚C
t(s)
Caa
(mg trolox/100g ss)
50 ˚C
t(s)
Caa
(mg trolox/100g ss)
60 ˚C
t(s)
Caa
(mg trolox/100g ss)
900
138.61±10.93
1020
138.00±8.16
2020.2 93.16±2.63
1980
120.62±6.80
1938.6
111.91±8.39
2783.4 140.39±3.01
2880
141.91±10.69
2700
116.81±8.39
3794.4 130.58±2.63
3600
189.88±6.43
3635.4
108.81±5.87
4603.8 122.85±3.06
4500
175.14±8.31
4500
89.93±3.96
5561.4 138.79±7.52
5400
135.44±6.70
5400
90.37±6.69
7140
92.14±7.25
7200
132.21±5.68
7200
78.96±5.99
8982
99.40±8.70
9000
97.17±3.30
9096
80.17±3.41
10854
88.03±6.82
10800 94.60±4.34
10770
76.10±2.83
15000
86.46±9.74
14400 90.71±3.22
15120
79.59±2.58
28200
72.09±7.79
18960 82.20±3.81
1125
137.08±2.76
23100 87.72±3.61
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 91
70 ˚C
80 ˚C
Caa
90 ˚C
Caa
Caa
t(s)
t(s)
(mg trolox/100g ss)
t(s)
(mg trolox/100g ss)
(mg trolox/100g
ss)
2400
188.84±7.40
660
123.86±3.89
600
121.17±9.01
3000
124.36±7.40
1284
123.20±10.02
1200
119.41±12.12
4500
136.23±5.46
1920
100.27±6.45
1800
105.70±7.75
5400
131.79±5.44
2520
142.10±6.83
3000
96.38±5.48
7200
108.50±5.99
3198
92.79±5.24
3600
95.53±6.04
9000
113.97±3.92
3545.4
93.00±3.38
4500
87.13±5.20
10800
102.18±3.53
4500
92.77±3.46
7200
75.12±3.59
7200
85.72±2.81
8220
83.52±4.10
9000
70.14±2.21
El procesamiento térmico de vegetales
secado.
Sin
embargo,
la
dispersión
o frutas provoca importantes cambios en
observada en los resultados en el caso de
el contenido de los compuestos bioactivos
la medida de actividad antioxidante, es
y su actividad antioxidante (Im et al, 2011)
superior
como se puede observar en la tabla 3.5,
medidas de carotenos y de polifenoles
existió una importante influencia de la
totales, posiblemente debido a que la
temperatura y el tiempo de secado sobre
actividad
la actividad antioxidante de las muestras
repartida de manera muy diferente entre
sometidas
diferentes
a
deshidratación
temperaturas
del
a
la
correspondiente
antioxidante
se
a
las
encuentra
a
las
los diferentes tejidos de la zanahoria.
aire
de
Zhang & Hamauzu (2004), evaluaron la
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 92
actividad antioxidante de diferentes tejidos
antioxidante en jugo de limón, mandarina y
en la zanahoria presentando la piel la
naranja. Miranda et al. (2010), evaluaron
mayor
el impacto de la temperatura de secado en
actividad
antioxidante
de
la
zanahoria (80%), seguido por el floema
la
(periferia) 9.6% y el xilema (centro) 3.2%.
(Chenopodium quinoa), determinando que
Chantaro et al (2008), tambien hallaron
la actividad antioxidante se ve afectada
una alta actividad antioxidante en la piel
por la temperatura de secado en especial
de la zanahoria 94.7%. Lo que explicaría
con temperaturas de 60, 70 y 80˚C.
la
dispersión
de
quinoa
A partir de los resultados obtenidos en
presentados en este trabajo, debido a que
las medidas de la actividad antioxidante en
en este estudio no se utilizo la piel de la
muestras sometidas a secado durante
zanahoria y la periferia y el centro de los
diferentes períodos de tiempo a las
cilindros fueron homogenizados para las
temperaturas de 40, 50, 60, 70, 80 y 90ºC,
extracciones.
mediante regresión lineal y de acuerdo
degradación
los
antioxidante
resultados
La
de
capacidad
actividad
con la expresión correspondiente a una
antioxidante mediante un proceso térmico
cinética de primer orden, se estimaron los
también es descrita por diferentes autores.
valores de la constante de velocidad a
Acevedo
la
cada temperatura (kaa). Los resultados se
degradación de la actividad antioxidante
muestran en la tabla 3.6 junto con los
en jugos cítricos en función del tiempo de
coeficientes de correlación. Se observa un
tratamiento térmico a temperaturas de 70,
importante incremento en la velocidad de
80, 90˚C, encontrando una influencia
reacción con la temperatura del aire de
significativa de la temperatura y tiempo
secado.
et
al.
de
(2004),
la
describe
sobre la degradación de la actividad
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 93
Tabla 3.6. Constantes de velocidad de reacción y coeficientes de correlación para
las cinéticas de degradación de la actividad antioxidante a las diferentes temperaturas
de aire de secado.
La
variación
Temperatura de secado
(˚C)
kaa (s-1)
r2
40
2.3x10-5
0.601
50
3.1x10-5
0.637
60
3.9x10-5
0.701
70
5.3x10-5
0.647
80
6.0x10-5
0.700
90
7.4x10-5
0.966
de
la
constante
de
velocidad de la reacción en la degradación
de
la
actividad
temperatura
siguió
antioxidante
con
la
adecuadamente
el
modelo de Arrhenius, tal y como se
observa en la figura 3.6 y la ecuación 3.3.
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 94
-9,4
-9,6
Ln (kaa)
-9,8
-10
-10,2
-10,4
-10,6
-10,8
0,0027
0,0028
0,0029
0,003
1/Ta
0,0031
0,0032
0,0033
(K-1)
Figura 3.6. Variación de la constante de velocidad de degradación de la actividad
antioxidante de las zanahorias con la temperatura del aire de secado. Ajuste al modelo
de Arrhenius.
(
)
R2= 0.992
(3.3)
degradación de la actividad antioxidante
A partir del modelo de Arrhenius se
calculo la energía de activación del
proceso, el valor obtenido fue de 22.4
kJ/mol. Otros autores han determinado la
energía de activación para la degradación
de la actividad antioxidante durante un
tratamiento térmico, entre estos están; Qu
et a. (2010), describieron una Ea de 14.5
kJ/mol,
en
la
actividad
antioxidante
hidrosoluble
de
jugos
cítricos
por
tratamiento térmico (pasteurización a 70,
80 y 90˚C), determinaron una energía de
activación para el jugo de naranja 42.72
kJ/mol, pomelo 28.51 kJ/mol, mandarina
64.74 kJ/mol, 84.20 kJ/mol, 29.35 kJ/mol,
limón 84.20 kJ/mol, lima 29.35 kJ/mol.
Algunos
de
estos
valores
son
muy
cercanos a los obtenidos en este trabajo.
durante el secado por aire caliente de la
corteza de granadilla a 40˚C. Acevedo et
al (2004), durante un estudio cinético de la
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 95
Usando
el
modelo
matemático
cinética de primer orden permitió una
(ecuación 3.3), se simularon las cinéticas
descripción suficientemente satisfactoria
de
de la degradación de este parámetro de
degradación
de
la
actividad
antioxidante a las diferentes temperaturas.
calidad a las diferentes temperaturas.
En la figura 3.7 se observa cómo la
representación
de
los
resultados
calculados frente a los experimentales se
localiza cerca de la diagonal, si bien existe
una considerable dispersión reflejo de las
características heterogéneas de la materia
prima sumado al error experimental de las
medidas. El error medio relativo obtenido
por
comparación
entre
los
valores
experimentales y los calculados mediante
el modelo cinético fue del 10.7%. Según
estos resultados se concluyó que el
modelo matemático correspondiente a una
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 96
Actividad antioxidante calculada
(mg trolox/ 100 g ss)
120
100
80
60
40˚C
50˚C
60˚C
70˚C
80˚C
90˚C
40
20
0
0
20
40
60
80
100
120
Actividad antioxidante experimental
(mg trolox/ 100 g ss)
Figura 3.7 Representación de la actividad antioxidante calculada mediante el
modelo cinético de primer orden frente a la actividad antioxidante experimental, para
las diferentes temperaturas de secado.
4. CONCLUSIONES
a) Cinéticas de degradación de los
Como consecuencia del análisis de los
resultados obtenidos en este trabajo, se
pueden
extraer
conclusiones
que
las
siguientes
responden
a
los
objetivos propuestos en el proyecto de
máster;
que
se
diferentes apartados.
han
agrupado
en
parámetros de calidad.
 Se ha evaluado el efecto de la
temperatura
de
secado
sobre
el
contenido de carotenoides, de polifenoles
totales y de la actividad antioxidante, los
indicadores de la calidad seleccionados.
La
mayor
degradación
compuestos
se
observó
temperaturas
de
70,
80
de
estos
a
y
las
90˚C
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 97
(carotenoides), y de 40, 50 y 60˚C
error
(polifenoles). La actividad antioxidante se
comparación
ha visto claramente afectada por la
experimentales
temperatura y el tiempo de exposición al
mediante los modelo cinéticos fue del
tratamiento en todo el intervalo de
3.2%, 11.0% y 10.7%, respectivamente
temperaturas.
para la reacción de degradación de los
 La cinéticas de degradación de los
compuestos
evaluados
presentaron
medio
carotenoides,
relativo
entre
y
obtenido
los
los
polifenoles
por
valores
calculados
totales
y
actividad antioxidante, respectivamente.
valores de constantes de velocidad de
reacción (kcar, kpol, kaa) entre 5.8x10-6 y
6.2x10-5 s-1 para carotenoides, entre
9.4x10-5 y 1.9x10-4 s-1 para polifenoles
-5
-5
-1
totales y entre 2.3x10 y 7.4x10 s en la
actividad
antioxidante,
dentro
del
intervalo de temperaturas estudiado (40
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a 90˚C). Las constantes de velocidad de
las cinéticas de degradación mostraron
una dependencia con la temperatura de
secado
que
sigue
la
ecuación
de
Arrhenius.

La energía de activación estimada
fue de 46.5, 14.1y 22.4 kJ/mol para la
reacción
de
carotenoides,
degradación
polifenoles
de
los
totales
y
actividad antioxidante respectivamente.
 Los
modelos
obtenidos
asumiendo
matemáticos
cinéticas
de
degradación de primer orden permiteron
una
descripción
satisfactoria
de
la
degradación de estos parámetros de
calidad a las diferentes temperaturas. El
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6. AGRADECIMIENTOS
Los autores agradecen el soporte y la
financiación recibida de la Fundación
Carolina
y de MICINN (DPI 2009-4549-
C04-04).
Vol 21, No 27 (2012), Revista Alimentos Hoy - 101