I

USO DE MODELOS MATEMATICOS EN LA

SELECCION DE ENVASES NACIONALES PARA ALIMENTdS *

DESHIDRATADOS. \

d I ‘j

\

USO DE MODEMS HATEMATICOS EN LA SELECCIOt4 DE ENVASES NACIONALES PARA ALIMENTOS DECHIDRATADOS.

I. Uso de Envases Nacionales. página

1. introducción 1 2. Objetivos 8

para envase. 10 3. Compafilas Nacionales que fabrican material :

11. Aplicacidn del Modelo tedrico para alimentos 16 deshidratados tomando como parámetro principal el deterioro del aliraento por absorcion de humedad'

1. Introduccidn y definicidn acerca de "Vida de Anaquel" 16

2. Generalidades del Modelo para determinar la vida de ñnaquel en base a la transferencia del vapor de agua a traves de una película plástica 18

3. Actividad del Agua 21

4. Isotermas de Adsorcidn .-. 25

5. Permeabilidad 28

6. Ecuacion para determinar la Vida de Anaquel para alimentos deshidratados en base a la transferencia de vapor de agua. 38

111. Resultados de la Aplicaci6n del Modelo tedrico para algunos alimentos deshidratados. 42

1. MonografSas de algunos alimentos desh$&atados.

% i

IV. Conclusiones 65

V. Bibliosrafh 67

I. 1. INTRODUCCIW

El envase es la parte primordial de los sistemas de

conservacibn de los alimentos, una de sus funciones es propor - cionar al consumidor un alimento o producto de igual calidad a

la de los productos frescos, ya que evita el deterioro y mantiE

ne una estabilidad fisicoqulmica.

-

:

Entre los factores más importantes para elegir el en - vase más adecuado tenemos los siguientes:

1)

- Requerimientos de vida de anaquel. - Condiciones climdticas, por ejemplo: tempratura,

luz, humedad, gases, etc.

- Compatibilidad entre material y producto. - Aspectos biolbgicos (insectos, roedores). - Transmisibn de olores y sabores al alimento. - Tensiones mechicas a las que se sometera el pro- ducto.

Dentro de las características que debe cubrir para

el consumo tenemos: (16)

Y6 - Facilidad de almacenaje en aaea.

- Facilidad de apertura y de Cierre. - Vaciado sin problema. Posibilidad de llenado. -

7

- 2 -

Los materiales de envase d s utilizados en la

industria alimentaria son: I

- Hojalata - Vidrio - Plástico - Cartón Combinaciones de plástico, papel, plático con alu-

minio, piático con plástico, etc...

Estos materiales deben cumplir con la funcidn de

teger a los alimentos de cualquier tipo de deterioro

dando lugar a ciertas ventajas y desventajas que se

deben de considerar para su uso: (17)

VIDRIO .

a

esv ventajas \ _. Ventajas

- ES químicamente inerte d - Dificultad en el mane - Impermeable a olores exx jo. \

traños. - Es muy fragil. - Es reutilizable. - Se puede observar el es tad0 del producto.

HOJALATA

Ventajas Desventajas

- Rigidez. - Peso elevado - Resistencia mecánica, - RiesgPeo por propor-

cionar metales pesa- dos.

I - Buena condicih tdrmica. - Elevado costo

- 3 -

- Impermeable a gases y

vapores.

- Proteccidn contra micro-

organismos.

- Materias primas reciclablea.

PACTICOS

Ventajas

- Flexibilidad

Desventajas

- Transmisidn de luz y de ,= sabores extraños.

- Disponibilidad de mate- - Migracibn de monóme- 4

r ia les . ros.

- Diferente resistencia - Permeabilidad a l vapor

"de agua, COZ. mecánica y fgsica.

Refiriéndonos a los materiales plásticos f lex ib les

se ha incrementado su uso en l a industria alimenta-

r i a , presentándose en forma de pelsculas, formados

por un solo material o laminados; elaborados de di-

ferentes materiales plásticos con aluminio o con d i

versos papeles. 4

I - 4 -

E1 éxito de los envases plásticos además de sus parti - cularidades, es que con el desarrollo de los sistemas de distribuci6nI la forma y apariencia de los envases ha llegado a ser asociado con su contenido, ayudando a optimizar la transferencia de bienes del producto al consumidor.

La versatilidad de los envases plásticos ha respondi- do a las necesidades del mercado moderno, inclusive su tasa de crecimiento es superior al promedio de to - da la industria del.envasado, han probado tener gran efectividad debido a que dan una protección adecuada, su transparencia es ventajosa para el consumidor, ya que permite iar6specci6n visual del contenido (14).

El abastecimiento de materias primas para la manufag tura de los principales materiales plásticos está en manos de Petrdleos Mexicanos (PEMEX), sin embargo es - ta materia prima es peletizada en el extranjero, te- niendo México que importar este producto par$’,asZ po - der desarrollar las películas.

Es necesario impulsar la industria petroquímica para que poco a poco dejemos de depender del extranjero y obtener plástico desde su inicio hasta el final, con el objeto de crear una industria nacional que pueda cubrir con la demanda actual y del futuro a corto y largo plazo.

- 5 -

-. - La nafta se extrae del petrdleo crudo para proveer, los materiales básicos para la industria de los en- vases termoplásticos, que son: etileno, -_. . . propilepo yi -: : s

benceno.

- - - . _ El polietileno de alta y baja-aensidad se deriva de la polimerizacidn del etileno; elf poliestireno - pro: ^ r viene del monbmero líquido est’lrenó, que es produci- . _. do por la reacción del etileno-con’cloro. El poiipro - pileno es derivado de la polimerizácidn de gas propi- leno.

1̂ - 3,:L5

- - 7

-_ - En las tablas 1, 2 y 3 se presenta la produccibn, im - portaciones y exportaciones de varios materiales que se producen en México, (14) obcervando-faimpor&f& total de polipropileno de 1978 a 1980.

- - . -

Tabla No 1- (En toneladas 1- U4)

- 1978 Producción importaciones Exportacion

Pe de baja densidad 96 , 411 62 , 105 5

Pe de alta densidad 3 , 266 56,405 - .. PVC

Poliestireno

Polipropileno

- 97,634 1,625 .. . .19 , 503 51,402 2,258 - 300

- 52,059 ..

Tabla Ne 2 (En toneladas) (14)

,

1979 Production Importaciones Exportaciones - - . - -_- - - . . . . . . -. . -. . - _ _ .- - 2 - - ,.-'- >

Pe de baja densidad . 95,646 35,906 -. Pe de alta densidad 59,557 7,643 -_

. .- 5,526 Polies tireno .131

. - - . _ - P V C 106,791 . . . . 2,450 --

Polipropileno

Tabla Ne 3 . - - = (En toneladas) - (14) -. .

d 1980 Producción Importaciones Exportaciones

, 104,022 - Pe de baja densidad 91,424 I

Pe de alta densidad 66,853 26,043 - P V C 133, 210 ND N D ' Polies tiren6 ND N D . ND Polipropileno ND . ' ND

ND: Informaci6n no disponible.

La prGducci6n nacional de películas plásticas no ha tenido un incremento en el último tiempo.

El sector alimentario utiliza el 80% de los lami- nados mientras que el sector farmac€utico un 20%.

Se ha estimado que para el año de 1985 se incremez te al doble el consumo de los materiales plásticos-

En la Tabla No 4 se presenta el consumo aparente en el ario de 1980 y el consumo aparence programado Par2 1985.

- 7 -

Pe de baja densidad Pe de alta densidad P V C Poliestireno

I

4 t

. . . . . . . . . . . . . . . . -~ ~. . .- . - .

. . . . . . . . . . - > . .- ~.

. . . . . ~ - . . . . . . . . .~ - . :. . . - . _ _ _ .. . . . - -

- .... ..~. .- .... . . . ~. ~~ . . . . . .

. ~ . . ~~ . .__ . . .

~. . ~~ . . . . . . . . . . . .

- 8 - ...

I. 2. OBJETIVOS.

Por lo anteriormente expuesto nace la necesidad de realizar un estudio sobre los materiales de anvase para alimentos deshidratkdos que se utili& ackyl- mente en el país.

_ _ _ _ _ - .- - - * - - _ . .

_ _ _ _ _ _ _ _ _ . --

Es necesario hacer una revisidn acerca de la produc- cion de pelfculas plástic&~s--que se' -Fa3rXCanc eñ- el-- país, ya que existe una gran diferencia entre éstas y las descritas, en la bibliografía de origen norteameri - cano. (Packaging Encyclopedia 1983) ; -en cUanta-áa la aplicación que se les da y- las ¿aracter€stXcas propias de cada película; es por ésto, que se busca en este trabajo dar alternativas bel envásea- para' al' hidratados partiendo ae envases producidos en México.

. . . . . . . . . . . . . . . . . i..- .. -.,.-.,A<-

: .- . , . . -~

.- . , * _ . . .

. . . . . . . . . . - . . . . . ~ . . ........... ......

Se debe iniciar por enlistar la capacidad y variedad de películas flexibles que existen, es por ésto que nos enfocaremos exclusivamente a las películas de pw- . . . . . .

. . ... duccidn nacional. . .

. ~~~ . _ - . .~ . ~ . .

Además de que existe una notable diferencia entre las-.. pelfculas de producción nacional y extranjera, dentro del país hay una gran variedad de calidades que se ob- servan entre compañía y compañía . ~ . que . . . . la producen. . . . . . . .

Sabiendo con que tipo de películas contamos y la di- versidad que tenemos, así como sus características, se pueden aplicar a nivel tedrico a diferentes alimentos deshidratados, basándose solamente en la permeabilidad al vapor de agua con el fin de dar una alternativa o

. . . . > . . . . . . . -

- 9 -

.

alternativas de envases para cada tipo de producto y que éste permanezca sin deterioro por un tiempo

- - ------i.. + - = _ -__ :Sra ~- - - - - _ _ predeterminado.

Es así como se. han planteado :Los. -siguier?tes_obj,etl~.,5 vos: ._ - , =I-.-:-

= - .~ _ _ _ _ = - - . - . . . . . .~ - - .~ ~ .. -. - - - - - - - .. - _ _ _ _ _ _ _ _ - - ___, - ~~

i) investigar cuáles y cuántas son las películas plásticas que se fabrican,en nuestro país.

2 ) Cuales de estas películas se destinan para alimen - tos deshidratados. _ _ . - _ _ _ -

3 ) Analizar las industrias que actualmente las desa-

. . . . -. - .- .

.. ._

-. . ~~

.~. . ~ _ -

.. - . - . rrollan. ~ l ( ,~ - - I - . ... . - - .. .--

4 ) Observar las diferencias de calidad entre cornpar fila y compafiía en cuanto a ias propiedades princi - , pales que se relacionan con la vida de anaquel para alimentos deshidratados, considerando las siguientes! características: - ..

- - - .. . .. - - - - - . - - - - . . . . .

- Permeabilidad al vapor de agua .Oz, COZ-

- Espesor - Resistencia a solventes orgánicos 5 ) Utilizando la informacidn de materiales flexibles

seleccionar el envase apropiado para Lna serie de alimentos deshidratados.

1 .

- 6 ) Mostrar los beneficios del modelo teórico.

- 14 -

I. 3 . Compañfas nacional-es. -que -fabricyn materiaJ-w _ _ .= -..;--. - - I - - - - . - - - ..-*. ...... - 2 .... id...

Se realizb una investigacibn acerca de las fábricas más importantes que desarrollan materiales de enva- ses para productos alimenticios.

. . - . . . . . . _ _ ..- ~i~.9 _ ^ _ _ . ...--.,A 17 CY,

~

Entre esas compañías tenemos : -

-,Celloprint. d!!:2::.k ;= ;A- - . . Graforegia. -:: %: i - ..z=zz:

-.. Min.igrip: . J z - :. L :~ :. -. . . - , - Polycei de México;~S..A;rl - - . -

- Regioplastic. r. I. - Mapla

... _ _ - . . -

1 :- 1 . . . :. 5 .

. . . - Plastienvases, , . S~. A. ~. -

- I

.-

Se realizaron varias visitas a las plantas en don- de nos proporcionaron algunos datos acerca de las películas que se fabrican, las características prii cipales y costos;

. _ -

- - - -

Se visitaron las siguientes compafifas.

. _. - . - .~ ............ .. ,* . . , . .-; ~ . .

. . . . . . . . . . . . .. - Polycei.de México, S. A. -ic ~ ~ ~~. - Minigrip - Graforegia - Celloprint - Mapla (comunicación telefbnica)

- 11 -

. - . - - > - . - .. - . . - En l a Tabla Ne 5 , %e-uestran l as pelícuies q& pro - ducen cada cornpañík.:: ( E l : listado es& Gd&mente

.~ - - .

- - - - En l a Tabla Ne 6 , podemos observar lo3 diferentes _ - materiales que se u t i l i z a n para l a industifa y sus

. _

- - - . .. - principales características como son:- - .. .. - z . .. - - - - - - < c - - . . . - - - . _ -

T

Espesor - - <: ~

7 Transmisibn a l vapor de agua I . _ - .

Transmisibn a gases como Oxígeno y C% 2 : = - - 3 z Rango de sellado

E l objetivo de l a investigacidn dfrecta de las pe- l ículas que se fabrican en e l país es e l mostrar los diferentes materiales que se tlenen en México, tomando en cuenta las diferentes compañías a s í como las características que proporciona cada un-a.- __

-

Por ejemplo para Celofdn/Pe, cuyo nombre comercial es Polifbn, existen dos compañías que l o fabrican, Graforegia y Polycel, las diferancias que existen en un mismo material producido por 2 compañías di- ferentes dan lugar a variaciones en cuanto a pre- cios, a-transmisidn de vapor de agua, a l a transmi - sidn de Oxfgeno, siendo e l mismo espesor de 75.7 micras para ambas.

- - -

A l igual que este caso ter ia ies que se encuentran en una situacidn semejan_ te a ésta. -

podemos analizar otros ma -

- 3 n x v) N O

O

pi a O m

-

8 U

V u 3 a €4 x W o

l4 4 \

u a \ a

al pi \ pi

8

- - rnrn $ 2 n g E E o m E

N a m - v) a 0 0 O \ a .

4 0 0 - 4 \ \ \

F a l a l a l p i o u p i a p i a \ \ \ O W a l & a l i p v v u v

3 n

o z 4 - -

- 12 -

.. . ~. .. - z . .. O il $i

H Z V H v i l 3 a a 3 H r n x \ w + O @ v a

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a l a l p i p i \ \ 4 4

k p al a al p i p i \ \ a l \ a a 'pi

1000, * m m v p i 1 & p i \ ;

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ID <o In al & a

-!g.=

. E

fi In al u c al & al u4 .PI a <d

II 1 II u u + + . . .

W i l p i alal * * apipipia ,

Es muy importante ver las variaciones que existen en el mercado cbn-i”-mal podemos concluir que exis - te un bajo control de calidad por parte de las com- pañías productoras.

. . _ I

- - - - . _.-__- _ - .__- r . . -3 ___ -

.. . +?,

- - _ La informacibn, solicitada en -las ‘diferentes . - compa- ñSas result6 ser una inf ormaci6n Gnicamente‘ tebri- ca (informacibn de los transnacionales)’, es’ decir no existe un control esperimentai en las.plantas - para la obtencibn de las características . _ principales, . . re-

portadas por ellos. _ - - , e ._

. . -

~. .. .

-. , ~ .

. .- .. ~- . - - . ~~.

I

. . ! !

- -- 1 4 -

........ .- - ... c _- ........ .~ ~ . . . - - ... _ . . . - g i Cddigo Utilizado en la Taba .: .. ~ _ _ _ ... . .. ........

Tabla No 7

NOTA: Toda esta ~nfonnacidn son datos obtenidos en La- boratorios Nacionales de Fomento Industrial (LANFI)

MATERIAL

Pe: Polietileno Ce: Celofán AL: AlunWIO

BOPP: Polipropileno biorientado PET: Poliester P.G.: Papel glassine P.T.: Papel Tablet Pe+: Polietileno de baja densidad

r

Por medio de la ecuacidn No 1 podemos obtener en base a l a trans misidn de vapor de agua la permeabilidad al vapor de agua para cualquier material flexible: k = l'?VTR X 1

PS x HH

WVTR = Velocidad de transmisidn al vapor de agua 2 K=

1+ Espesor (micras) . Presi6n de Jaturaci*n. PC-

HR= Humedad relativa. - . . > *

Permeabilidad al Vapor de Agua (qmicrab día ?Hg).-- .~ . . . . . .

.- . . . .. . . . . . - . . . . . - . .~ . -ii ...Zd :..:2.Lc'.L.* L'-'

. . . ~

En base a la Tabla No 6 podemos analizar la cantidad de mate- riales que se producen en México, viendo sus diferencias de corn pañla a compañía, JUS diferentes usos que puede tener cada mate rial, etc...

- -

. . . . . . . . ... . . . . . . .

Existen algunos valores obtenidos.en LANFI,.que se hicieron expe ri-talmente para los cuales las condiciones a las.que-se some- tieron los materiales no son condiciones nonnales, sino que fueron solicitados, como en el caso de los valores de.velocidaü a trans- misidn de agua solicitadas expresamente por alguna compañía.

-

d 5;

, .. . - - _ . . . .

. . - . . . . . . .

- .~ . .

~.

I

- 16 -

11.

11.1.

A P L I C A C I O N D E L MODELO T E O R I C O PARA ALIMENTOS D E C H I D F T A D O S

TOMANDO COMO PARAMETRO PRINCIPAL EL DETERIORO DEL

POR ABCORCION DE HUMEDAD, . . \

. ~ . - . . .~ . . , ~ .~ _._. ~ .

.~ .=,.- ~ . - . . . . - - - . . .r ~. . - :_.= -

. ; - . - , - - - . . . - .. .. ~ , . INTRODUCCION.

La conservación coniercial de los ..alimentos reduce .las 1 '

pérdidas debidas a la ' descomposición y degradacibn en los alimentos.

~ . . ._ . .. . .- . - . . . _ _ .- - . . ~ . . -

. ~

:.. ~ - . . . . - . ~. . ~ .~

. .

. . . . . . . . . : _ . . _ _ _ . ~ . . ~ , _ _ _ _ . . _ _ I - . . ~ . - -

Los alimentos deshidratados son más concentrados _ _ - que .- - I . . . . .. - .. - . ciíalquier otra forma. de productos alimenticios . . presei

. .

vados, son menos costosos de producir, el trabajo re- querido es mínimo, el equipo de proceso eb limitado. los requerimientos de almacenamiento del alimento se-. . co son mínimos y los costos de distribucibn son redu- cidos. (2)

Siendo el agua el principal constituyente de legumbres, frutas, verduras, cereales, leche, carne, etc... y pu- diendo ésta ser eliminada mediante procesos fisicoquí- micos, sin que el producto final sufra alteraciones en su textura, color, aroma, sabor, constituyentes minera les y vitaminas, ¿Por qué no deshccharla, ya que pode- mos volver a rehidratarlos'con la misma cantidad origi nal?

-

Los productos deshidratados por definición son conser- vas alimenticias, que gracias a un tratamiento adecua- do retienen sus 'propiedades específicas durante un ticm PO mayor de lo que scrfa sin aquel tratamiento previo.(6)

- 1 7 - ._

- 1 1 . DEFINICION DE VIDA DE ANAQUEL . . . ~ . . . .

. _ _ . _ _ _ _ - -

Es e l período de tiempo después de l a produccidn de l producto en e l cual puede ser almacenado bajo c ier tas condiciones de temperatura,luz, humedad, re la t iva , etc. pudieneo ocurrir pequeños cambios que sean aceptados por e l productor, por e l consFidor y por l a legislación ex is - tente.

.

Para proteger un alimento es necesario . . saber ~. distinguir .. .. - l a s transformacion'es que sufre un al imento y las .~ causas

. ~ . ~ . . . ~

-~ . . . . principales de esta transfoLnacipn., . .~ - . .. - ~

- .. -. . . ~ . - , ?

Y En general los alimentos sufren un deterioro microbio16 - gico, cambios en e l color y e l sabor, pérdidas nutricio - nales y deterioro en l a textura; estos cambios se deben a los factores siguientes:

- TienPo

- LUZ

- Humedad

- Oxígeno

- Temperatura

etc.. .

Si nos referimos a un alimento dcshidratado envasado debemos a n a l i z a r e l deterioro que sufre, consideran- do además e l t ipo de envase usado y e l proceso de en

vasado que tuvo.

11

- 18 -

11. 2.

Los cambios fisicoqufmicos y sensoriales que sufre el . . . . - . . . - ~~. ~ alimento son entre otros: -: :.. . .~ . - - - . .-

- Ox'idación de lípidos - Degradación de proteínas

.... - - - .- ..4 .. ~,~

. . - - -. ..

~ - - .~ . . ... - ~. - Oscurecimiento enzimát.ic&~' z.. z . .

- 0 scurec imiento no enzimgfpi&:.. L-.~. - - - - . . - , . . . . . - _ _ , . - .

- Degradación de almidones

Con este estudio se pretende -e'jempI.iEicar -C-. ~ii?f.lÜ~-'s.- .

yen los materiales de envase sobre .¡a vida &.anaquel '

de los alimentos (en-este caso particular de algunqs

I

i j

*.. . ._ '

. .

.~ . . . . , .~ . .. .. .~

~ 4 - - -~ productos deshidratados) . ~. . . _ _

GENERALIDADES DEL MODELO P A M DETERMINAR LA VIDA DE - . I

- ANAQUEL EN BASE A LA TRANSFERENCIA DE VAPOR DE AGUA .

A TRAVES DE UNA PELICULA PLASTICA I

El envase de productos alimenticios deshidratados li- mita al producto del contacto con el oxígeno atmosfé-_ rico y de la absorción de humedad (y el producto se de - teriorará debido a -la ganancia de humedad antes de que las reacciones oxidativac tornen ai alimento impropio para su consumo.)

- ,

- Uno de los objetivos de este trabajo es presentar una I

-metodologfa que pueda estimar la vida de anaquel para alimentos deshidratados envasados en películas pldsti - cas f lexiblei.

- 19 -

Determinación de .la Vida de Anaquel para alimentios des- hidratados en.base a la permeabilidad de la película al vapor de agua.

Para estimar la vida útil de un alimento-/é;1 .," un detemi- 'nado envase flexible es necesario considerar las siguien - tes afirmaciones:

- La ::temperatura y la humedad relativa permanecen cons-

. . , . !' I ,. t .

. . ; 4' i

/'

,

I . . .' . ' .

. . i .I I 1 tantes durante el tiempo de vida de anaquei.

- . . . - . - . - La difusión de vapor de agua del exterigr al interior del envase.

. .

- Es vdlida la aproximación lineal de la isoterma entre los puntos correspondientes a.1a humedad inicial y f i nal .

En el proc.eso de deshidratacián se tiene por objeto redu- cir la actividad de agua presente en los alimentos a nive les'próximos de Aw: 0 . 6 0 . ~ .~

A una Aw constante se efectúa más rápidamente en produc- tos que van en la etapa de desorción que en l a adsorción. .

La figura No 1 muestra que los procesos de adsorcibn y de- sorción no son reversibles a través de un camino común, a este fenomeno se le llama "HISTERESXS".

.

CONTENIDO

DE

HUhlE DAD

DESORCION

I

/ I / . . . . . . . . . ~.~ - -

f ti

7

/ I I 1

20 40 60 8Ó 1 O0 HUMEDAD RELATIVA %

/

FIGURA.NO. 1

CURVA T I P I C A DE LAS ISOTERMAS DE ADSORCION Y

DESORCION DE LOS ALIMENTOS. ?#

\.

1 . ... . .. ,..

- 21 -

Se puede observar en la curva de adsorcibn de la fi- gura No 1 que en las zonas a y b, los cambios peque- ños de humedad producen variaciones en la actividad de agua.

- En la parte final de la curva (zona c), se requiere

ligeramente la actividad de agua del alimento. Eq la parte inferior de la curva de adsorcibn se kncuen - tran los alimentos deshidratados y a medida oue la <

humedad aumenta se localizan los alimentos y muchos otros productos orgánicos de humedad intermedia y

finalmente los húmedos. m

Estas curvas en forma de “S” son muy representativhs para la adsorcibn de la mayorqa de los alimentos y

otros productos orgánicos.

La figura No 2 muestra las curvas de adsorcibn de dis tintos alimentos, en las que se puede apreciar que tie nen la forma sigmoidea.

de modificaciones mayores en la humedad para cambiar I

i

\

,

Las curvas de absorción no son extrictas para cada al’ mento ya que dependen directamente de la temperatura a la que se encuentre el sistema.

.. - - _- 11. 3. ACTIVIDAU DE AGUA

-

La actividad de aqua en los alimentos desempeña un pa- pel muy importante en su estabilidad, ya que huchas I

1 1

I I I

I

Humedad relativa % FIGURA No. 2

ISOTERMAS DE ADSORCION PARA DIFERENTES

- 24 -

. .. - reacciones dañinas ocurren de acuerdo con el valor de es - te factor (figura No 3 ) .

La mayoría de 16s' alimentos naturales como 'carnes, pesca - dos, vegetales y frutas tiene una actividadIde agua aproxi - madamente de 0.97, con contenido de 60% o.mds de agua, (CUE

dro 4 ) . por lo que están sujetos a distintas reacciones de

- . - - . . . _ . _ . - 1

. . - T ,. , I

. _

I '

. .

- -

deterioro. I - I 1

. .

El deterioro..de las-. grasas a través de su oxidacidn -se pro - duce en alimentos deshidratados con ¡ma actividad .e- agua muy baja y a medida que aumenta, se inducen las reacciones enzimáticas. hidrolíticac y .las . . de; oscurecimiento no enzims tico, y se favorece el crecimiento de bacterias, hongos y levaduras. . .,. .

, .

CUADRO No 4 -

ACTIVIDAD DE AGUA DE ALGUNOS ALIMENTOS

Alimento

Frutas Vegetales Jugos Huevos Carne Queso 1 Pan Mcrmeladas

Aw - O. 9 7

o. 97

0.97

0.97 - I.. - - - - . 0.97 - O. 96

0 .96 -

O. 80

Y..> ... , " .,._".._ ,..-... --:-- .

- 25 - s

Alimento Aw - . - - . . T . - , . . . ..... 0 *.7>--0

Frutas secas Miel 0.75

0.10 Galletas Cereales Azúcar

. . . . . . . ~ . . ~. . >,- ' - , . . . . ~ _ _ ....... - . . . . . . . . . - . . .. . . . ~ o. ... d . . - .. - - . ~ . .~

.... - .- - - ~. . ... .. . . . . . . - . . - .~ . ~ . > - -

. . - . . ISOTEFWAS DE ADSORCION . . . . . . . . . . . . ~.

11. 4 .

. . . . - . . . . . . . Una isoterma de ,adsorcibn se define-como. la curva que relaciona la presibn parcial de . vapor . . . de .- . . . . . . . agua con el contenido de humedad de un . . cierto ali$ento, a-'una tez peratura determinada.

De manera general las isotermas de adsorc'i6n represen tan la relación que existe entre:

.I - -

.

- La precian parcial del componente gaseoso del siste - ma en este caso el vapor de agua.

- La concentracih de ese componente en fase sólida. - La temperatura. Un método para obtener isotermas de adsorcibn consic te en la exposición de una - peque% muestra del produc to alimenticio a diferentes humedadcs relativas, rela cionándolo prácticamente con la actividad de agua.

Cuando se trata de isoterinas de adsorci6n el producto

- 26 -

.

se seca previamente y es expuesto a diferentes-hunie . . . ...._ - _. -- dades relat ivas.

A una humedad r e l a t i v a o actividad . . -. . . . de .~ .agua ~. . _deterr@n-3,- - - da e l contenido de humedad durante l a .deserción . . . ~

. es.mg-

yor que durante l a adcorción, ésto se debe a que duran - te l a desorción existen interacciones de l os constitu-

yentes de l os alimentos de t a l manera que los . .s i t iQs f í s i cos polares donde ocurre l a adsorción se pierden. - - .

.. - . ... _:i._ . . -. - - . . ~ .~ .. .

. ~. - -.- ..A_+ . ~ . . . .

. . . .- . _ _ . .~ -'A -.i

- - ~. ~ ~ . . . . ~ . .

. -~ ~ . . . . - . ~J . - ~. .~

Una consecuencia de ésto es que las isotermas pued6n . .- .. . . .

ser dividldas en tres regiones: . .. iv

. . ~ . ~. .~ . .

- Región donde ocurre l a reducción de agua por colu- tos.

- Región donde ocurre apreciablemente l a condensación Capilar.

- Region de adsorción monomolecular.

, ..

..

_.

- 27 -

El agua no lo contribuye a las propiedades reoldgi - do físico, sino kue sus interacciones . . . . . . . con los.dife-. rentes componentes también determinan el tipo_de.rea- cciones químicas que se pueden . . . . . . . suscitar en .el .alimeK- . -

to.

cas y de textura de un alimento . . a través de sq-esta- - . .. - . . - . . . . . .

- - . . , - - _- I - - - - - - - .. . . . . . . . . . . .

.

El término actividad de agua determina .el grado de in- teraccidn del agua con los.demás constituyentes~de .~ los alimentos, y es. una medida indirecia del agua disponi- bJe para llevar a cabo las diferentes reacciones a ras que estan sujetos.

. . . . . . . .

...

- 3 - - ~~ .~ ~ . .

*I

Este factor se puede calcular por . . medio de l a siguiente ecuación: \

,[

. . . . . - .~ . - I U U

.. O

Donde,

A== Actividad de agua

P = Presidn de vapor del agua del alimento a temperatura T. \

Po= Presidn de vapor del agua pura a una temperatura T.

%HR = Humedad relativa de equilibrio del alimento a la cual no se gana ni se pierde agua.

I La actividad de agua se relaciona con el contenido de

agua del alimento a través de sus correspondientes

- 28 -

En general un material org4nico almacenado a una ten- peratura constante en ana cámara de v x í o desar:rolbiL>.r una presi6n de vapor de agua' propia y iky%arSc~t&~fs - . tica, que depende del contenido ori.ginal de --la. hunk*-

Y

- , - , . . . .- .. . .. - . dad y de la temperatura. . ~ -.. --- .:.. Liii, , - :., ... ~ ~ - .. . ~ . . . '.,

La relación entre la presión de vapor de agua desa - rrollada por' el material. orgánico y SU contenido' :de-.:: - humedad en el eouilibrio se grafica en-dichas Isqtef~.:. - mas. Y

,~

. . . . . . . . / .-

.. . .~ . . , . . . .

.~ . ... .- . . . . . ~. ~

. - . . .. ~ ~~ 11. 5. PERMEABILIDAD - .. .. . . . ~~

Como ya se mencionó para la determinacidn de vida de anaquel de alimentos deshidratados es necesario ade- más de considerar las reacc'iones de deterioro del al& - mento, las características del material de envase en. : cuanto a la difusión del vapor de agua.

El grado con que un gas, vapor o líauido pasa a tra- vés de una película pláskica depende de diferentes factores, alpnos de los cuales están afectados por las propiedades del material, otros por las propieda des del vapor, gas o líquido; otros dependen de la intcracción de ambos. _ - . _ _ .

o

La película plástica cofisiste en un arreglo de mol+

1

.. - 29 -

culas de de l a naturaleza d e l a s . .moléculas ~ .. -.que- forman:el::ma-

que forman una red con poros de tamaño que depen - . . . .~ ~. -

._ ~ . . . . . t e r i a l . - ,..; -- - '

La r i g i d e z de l a red dependerá . -~ .de ~. . l a . . ~ riq5de.z. .. ;moXecufar d e l propio material y 'también dependerá de l grado de vibración de l o s átomos constituidos en e s t a s molécu- l a s : a s í e l número de poros ( s i n inrpo-ar . c e l tamaño), dependerá d e l grado de vibración.

Entre mas rfgida sea l a red, más selectiva. - s e r á . l a . p e r - meabilidad, de jando pasar solamente moléculas pequeñas.

S i l a red e s más e l á s t i c a permite l a difusión de mol6 - culas mayores, ya que'ésta t i e n e una vibración muy gran - d e , por l o que habrá mayor desplazamiento de 10s átomos ..

formando un poro muy grande.

. -.

. -_ ~ . - . ... . ~ . .~ .

.. - ~ . . .~

~ ~ .

d

E l proceso de difusión a través de l a red puede s e r i n - terpretado e n términos de An material barrera que deter - mina una masa enrredada de cadenas de pollmeros y de PO - ros,

Los poros s e encuentran en un constante movimiento, los poros aparecerán y desaparecerán dependiendo de la mov' Lidad de l a s moléculas q u e forman.

La d i f u s i 6 n a través de l a pel ícula p l á s t i c a se va a l l e v a r a cabo bajo l a iní luencia de un gradiente de con

. centración.

- 30 -

. . . . . . ~ ' -, . - - .. - . - . .--- - - _ - .

-.- 3 . . ~ . . < -.., . . . . . . . . . . . . . . . ~ * _ _ ,

Cualquier molécula que se va a quirir una cantidad mínima de ene lacionándose con,la energía reau de un poro en contra de las fuer las cadenas de polfmeros.

. . . . . .

~.

~- . . . . . . . . . . _ - . . . . - . - .. ...... . . . . . . .

. . . . . . . . . . . . . - . ......... . . . . . . . . -.. . . . . . ...

FRACTURAS MACROSCOPICAS Y MICROSCOPICAS.- ~. .

Pueden dar iugar a todos los tipoc de fusión, el-flu- . ,. ~- jo de Knudcen y el .flujo orificio, 'llamados también ..~ ". ~

"Flujos Capilares".

. . ~ -~ . .~ - . . . . . . . . . . . . . ~

. . . . . . . . , ~ .~ . -

d. - - .

= - 1 <y .. . . . . .

. . . . . . . - - .

. . . . .~ . ~, - . . - . * - . : SUBMICROSCOPICAS.

Se encuentran prkncipalmente en materiales no homogé - neos como plásticos pigmentados. *.:

ESPACIOS 1NTERMOLECULAP.ES E INTRILEIOLECULARES . . . ,

.

Dependen solamente de la estructura molecular del ma- terial y dan lugar a la penetraci6n de gases y vapo- res a través de un proceso llamado "Difusión activa- da".

La transmisión de vapor a través de una pelfcula de polímeros es normalmente la forma de difusión activa - da, aunque bajo ciertas condiciones de rupturas, peaue

. ños hoyos, ,etc. ..

I 3.. I

I Pueden existir en el material otras formas de difu- sibn.

- 31 - _.

La difusion activada se lleva a cabo de la manera siguien te: El gas o vapor se pone en contacto con la película, proceso seguido de la difusibn a traves de un film bajo un gradiente de concentraci6n que culmina con la evapora - cibn a través de la otra superficie que contiene una menor

-

~ concentraci6n. Después de cierto período de tiempo se lle - gars a un equilibrio en donde el gas o vapor viajarán a través de la película en forma constante y la concentración entre las dos caras será la misma.

Bajo estas condiciones de estado estacionario se puede a- plicar la "Ley de Flck" en donde la cantidad del gas que penetra depende directamente del área del film expuesto, ( A ) , del tiempo de las diferencias de conCentracibn de cg da cara del film CC, - Cl), dependerá de manera inversa del espesar del film (I). -

- c2 A = DAT C1 I

en donde, .

D = Constante de difusi6n A = Area T = Tiempo C = Concentración I = Espesor

Las concentraciones de gas se pueden medir en términos de la presion del gas, el cual está en equilibrio con

.. - 32 -

el film, asf C se puede expresar con S, donde S , es ' el coeficiente de solubilidad del gas en la pellcu- la ("Ley de Henry").

9 /'

/ ,/'

A = At - DS (P, ,7' Pz) .l. L

, .

. . en donde,

. DS = Constante de permeabilidad P =~ Presión parcial del gas

- p 2 DS I IQ? > Y .A'tlP* 1 . . ... . ~

D y S son independientes de la concentracidn para ga- ses que obedecen las leyes generales este comportamien - to es verdadero. Antes de llegar al estado estaciona- rio hay un intervalo en donde la permeabilidad aumenta (como se ve en la figura N o 5 ) . Si se prolonga la linea recta de la gráfica bajo la curva de un cierto tiempo (t), tiempo de retardo antes de llegar al estado esta- cionario, este tiempo se puede relacionar con el espe- sor de la película y la constante de difusion se obtie - ne de la siguiente ecuación:

'

T = I2 6D

1 i

.-.P La cual proporciona bases experimentales para dctcrmi-

i nar la Constante dc difusión D.

- 33 -

. . . . . -~ . . _ _ TIEMPO D% mTARDO

'; . . . . . . . .. . . . ~ - FIGURA N' 5 ~ ' ~ .

Q ' . .~

Los factores que afectan la permeabilidad son: --i \

-Variables de ia película. -Factores que afectan la constante de difusión .'ID". -Solubilidad "S" . . . .

~

~ , . . . ..

Las principales variables de l a película son el área expuesta y el espesor de la película.

El grado'de permeabilidad es siempre Fropor¿ional al área. \

En cuanto al espesor de la película se ha determina- do experimentalmente; (13)

-,La con'stante de permeabilidad "Pi' aumenta cuando C l

-

' espesor disminuye.

Y..

- 34 -

_ - - _ . . . . . . . . . - ~~ . _ _ _ _ ......... . . . . . - La permeabilidad permanece _ _ constante. . . . para . ~ . mmlqu4e-r _ _ . . . .

.~ I ... ; . espesor.

- La permeabilidad disminuye. cor. el. gr.Qsor, .:, .. . . . . . . . . . . . . . . . . ..- - - _ -_ . .. . . . . . . . . . . . - . ... . . . ~- . . . . . . . .... -

Las películas que caen en el rango en donde-auqentq la permeabilidad con el orosor . . . son películas FecZi.-:. biertas en donüe d no todo el. ~gxosar medida co-qtqibq- ye a’la permeabilidad, un ejemplo es la celulosa a prueba de humedad (moisture proof cellulose) en don - de la permeabiiidad aumenta conforme el grosor dís- minu ye,

Las pelfculas en donde la permeabilidad disminuye con el grosor son generalmente defectuosos, pueden ser pe - lículas imperfectas con superficies irregulares, frac . .

turas, dando aparentemente un grado mayor de transmi- sión; donde no hay interacción marcaüa entre el gas y

diente del grosor.

. . . . . . . . . . . . . . . , ....... - - ......... ._--I--

.... . . . . . . . . .

. ,

*

. . . . . . . ~. . ~ , ~. . .... - ... . .

~.

la película, por.10 tanto la permeabilidad es indep-eg 1

I . ~ .

LAMINADOS CON AL QUE NO TENGAN DEFECTO DE PERFORACIO--

NES . Los factores que afectan la constante de difusi6n y

la solubilidad, entre otros son:

9

a) Presibn: I

I Cbando la molécula u1 difundirse interactúa fuertc

.... . . . . . . . . . . . . . . . . . . . :~ -” ~ -e...- I ..... . _.--..-. --

- 35 -

~

mente con la película (ej: Vapor de agua-Celulosa), la constante de permeabilidad variará, por lo tan- to, s€ depende de la presian.

Al aumentar la presión, aumenta la permeabilidad. Este fenómeno se encuentra íntimamente relacionado con un aumento en la constante de difusión, promo

~

vida por un efecto plastificante al ser absorbido I

I

el coeficiente de solubilidad. 1 el vapor de agua en la película, y un au-ta

bl Temperatura, m - _

Un gas se difunde desde una fase con maya presidn a una de menor presión de una manera activada, en donde las cadenas de pollmeros se encuentran en un estado de constante movilidad térmica, y las mol&-. culas al difundirse brincan de una posición a otra a través de la película: Un brinco (que penetre),

ble, lo que a su vez depende de 1; movilidad tér- mica de las cadenas poliméricas. El término acti- vado se refiere a la dependencia térmica de la di- fusivilidad que sigue una exprcsión tipo Arrhenius:

-

requiere de un poro de suficiente tamaño disponi- I

t

I

-E/RT - Ed/Rt - P = Pol D = Dol i

c En donde,

Po - Presibn parcial, factor dcpcndiente de la tem - I

- 36 -

!

,

E =

.. .R =

T =

Ed=

Energía de activación -

- - - ...- = - ~ , - -, - > - _ . _ _ Constante de los crases

. . ~

. .~

Energ$a.de activaci6n'~para el~proceso de di- fusi6n _ - " ~ . ~. ~. . . . . -

. . . . .. .

. ,~ ' . ' - ~,-:& . ~ .

La constante de difusión siempre aumenta -cuando la temperatura aumenta, para gases idedes AH es pe- queña y positiva, por lo que la so,lubilidad ahen- ta ligeramente con la tem eratura.

Para vapores fácilmente condensables AH es'negati- , va"y la solubilidad no es muy afectada por los cam - bios de temperatura. '¿a permeabiliüad, que es un producto de la difusividad y la solubilidad, esta- r3 más afectada por la temperatura.

Y - .

. . - ~

.P I ~ . - - ~.

-

. . . . . . . .

~

- . . .. . cl Naturaleza 'ae la pellcula.

-

En la ecuación D=L)ol -Ed/Rt'D pendiente de la temperatura, que puede considerar- se como una medida de suavidad de la rcd de po- límeros o como una mcdida de la cantidad de poros de ésta. Ed est5 asociada con la energía requeri da para separar un nGmero de Stomas suficiente pa

es un factor inde- O

I

... .

- 37 - ...

ra formar un poro, o sea la energla cohesfva del - - - - I , ~ ..- ::&-z-

polfmero. - - ..- .

Entre más polar sea la molécula de -. un . . polímero, ..__. - . - - - - - -___, - 3 --I1 más cohesividad tendrá l a estructura; . . por’>fo . tan- .- i & S -3- to la ccnstante de difÜSi6n será m5s peqüena, asf

mismo, si la estructura de los poiímeros es floja y suave debido a l arreglo simétrico de los políme

, ^ - _ - I ‘;a- ros, el ’ coeficiente de difusion sera=mayor.

Una película hidrof ílica (como- celofsn) , absorbe agua plastificándose, disminuyendo así la fuerza de la red y aumentando su permeabilidad. . . ,.

E1.us.o de pigmento dentro de la película plástica puede aumentar la .permeabilidad, si el uso ~~ del mis - mo sobrepasa un valor crítico determinado.. . También es importante considerar el tamaño de la partícula del pigmento. la naturaleza y forma del mismo, pa

dad

---:. . ~. . . . -.- _ _ _. .-

- - - - - . . . . ..- _ _ . _ _ - ~. - - ~ . _ _ _ _ ;-- _. .>bC i j r . - , .. ~ .

. .. _ . - - - . - - A ’ _^.

.- - . -. - . . . - . . -. -. . ~

. . . .. - - - . - . . .

.~ . - . _ _ ~. . - .. -. - .. ,

. . ~ .

~ . -. .~ . - _. . . ~

ra ver si contribuye o no a una mayor permeabili- ~

. . . -

- .- . .-

_ _ . . - .

d) El tamaño y estructura molecular del compuesto a d - fundirse tienen una marcada influencia en el grado de difusión. Se puede observar que el helio que tiene un diámetro de 1.9 A se difunde de tres,a C U ~

tro veces m6s rápicbaue el hidrógeno que tiene un diametro de 2.4A en varias gomas naturales y sinté- ticas. o

El oxígeno o bidxido de carbono con diámetros de

- 38 -

3 y 3.4 A tienen difusividades, ya que sus dihe- tros son mayores.

La absorcidn de agua en la película, y la plastifi - - cación de ésta aumenta la permeabilidad de los ga-

ses.

La diferencia de permeabilidades entre gases y va- pores está dada por la facilidad de condensaci6n de unos y otros a una temperatura determinada.

Los vapores fácilmente condensables s” generalmen- te más solubles en polímeros y tendrán una mayor permeabilidad en diferentes películas.

11. 6. ECUACION PARA DETERMINAR LA VIDA DE ANAQUEL PARA ALL MENTOS DESHIDRATADOS EN BASE A LA TRANSFERENCIA DE

VAPOR DE AGUA.

A partir de las isotermas de la figura No 6 podemos graficar la actividad de agua contra el recíproco de la temperatura absoluta (a un valor constante de hume dad del ‘producto), de acuerdo con l a siguiente ecua- cidn:

En donde;

As- Calor de adsorcibn de agua

. .

-

. .

.I

FIGURA 6

ISOTERMA DE ADSORCION T I P I C A DE UN PROOUCTO DESHIDRATAOO A VARIAS

TEMPERATURAS

,

. * I

I - - 4 0 -

Con la siguiente ecuacidn podemos estimar e¡ tiem PO de vida de anaquel en base a la transferencia de vapor de agua a travée-üe:.-&na película pl.á&ica~ pg

-

- - - - -.-*a ra alimentos deshsdratados. .. . . - - - - _ - . .__ -.> - 7 2 . - -.

.-..a .~ . - .._ . - ; l ~ r . .. - . 1 ~ I ( fpeLpPf LG'L2 -: :;-';a -

- -.- : :=-- ~

x .as=r - . - - _

en donde,

A = Area de embalaje CM,. 1 ..m- : . - - .:-- . - - :

2 K = Permeabilidad de la película (g.-icraim :'día . . -. mmhG) . . . . - .. - : - m * Masa de vapor de agua Cg] :::i L

1 = Espesor de la película Cmicras) Pe-pi =

. - - , - - - - ~~ . ~. .. - - - - . - - . . - -. . . - - - . - . - - .?

- - ~- .

2

*

t = tiempo .(días) _.

Una forma simplificada para la ecuacidn anterior es la siguiente:

. ., '> I.

en donde,

du : Variacidn de la humedad con respecto al tiempo at

Después de integrar l a ecuacidn queda de la siguiente manera:

Ln He-Hi X . A . t He - Hc = m' !&

- 41 - ..

He = Humedad de equiiihrLo .-.:.E. .. 1 -= Eq-e+c2 =:e=- Hi = Humedad inicial.:zs~J.;z5 5 5 e-A-:=.-2z llS vsn

Hc = Humedad crítica .~ _ _ _ - - _ E + q = _ _ -Masa -_ de -- - - K =Permeabilidad al vapor ~ . de . .aqua ~. .de .-- -aqua - - . . - _ . -..a J r

-.. . . . --.. c.,-= P.diente - 2 - .' t = Tiempo . Ps = Presidn de Sat Lz=zLz-: :- -- .: 3 =---:.c 0 .

. . - . - - - - - . , . . - . . -

. . _ _ _ -.: ~ . . - I . . . -"-a*-

En base a esta ecuacidn .podemos . . estimar . .. . . l@at,em&tiyrr-2 camente la vida de anaquel.para aliment- deshid-r*.-> tados, en base a l a s características de .~ . -prmeabi.l&d.a$ que presenta el envase ~ . flexible - _ .

- - .~

ñ.

- 42 -

111. 1. RESULTADOS DE LA APLICACION DEL MODELO TEORICO PARA ALGUNOS ALIMENTOS D-DRATADOS;: 2 : - 2 son :

El objetivo de aplicar el modelo tedrico para cier- tos alimentos deshidratadqs:,a el demostrar las vel. tajas que éste presenta, en base a los resultados obtenidos por este método podemos partir de una su- posición teórica de Vida de anaquel, sin la necesi- dad estricta de demostrarlo experimentalmente.

. . -

I

i ~ . .- - . - - - - . I_.._I- i3

Este método se puede aplicar en situaciones -en donde ~. -. - . -. - _ . . --i el tiempo apremia o las inctalaciones de un labwato - rio no son las adecuadas para de.terminar ~~ la-vida-de -.

anaquel experimentalmente.

, ~ 1 . - - - L d - -a

. . - ~ - .. 2 _ i . . ._- ---------i

Por otra parte cabe mencionar que el modelo est5 res - tringido únicamente para alimentos deshidratados en- vasados en materiales flexibles con diferentes 'pennea - bilidad a l vapor de agua.

Este modelo se puede utilizar también como un estudio complementario en un análisis total en el deterioro de alimentos deshidratados.

. - - . ! I

A continuaci6n se presentan las monografías de algu- nos alimentos deshidratados, adjuntando a ellas la aplicaci6n del modelo matemdtico para determinar el tiempo de vida de anaquel utilizando diferentes mate riales flexibles que se producen en el país.

I I

\

- 43 -

... . ..... . . . . . I_ - .. . ., -. - -. -,.. . . - _ -. ~. . _ - - - . . ..... ............ - Cafe 100% Puro .- .- ,. - , ..... . .......... - 1 ~. . I ,- ., . .

- I

~.-~-i,. - Café Tostado Mezclado--cL - 2 -: 2 5 ; 2 _i, .

-. . 4 - Leche Entera en polvo .:5 - Leche descremada en polvo . - .. . . _ _ . il

- - _ . - . - _ _ . - _ .-

Los diferentes tiempos de.vida . _ _ de anaque1,obtenidos _ _ . .

para alimentos deshidratados que se exponen en las- .~

siguientes monograffas, se obtuvieron .~ en-base a las , mismos materiales flexibles-y .- ._ las niismas-caracterfs- . . -

ticas de éstos como son:. -. . - -

_ . ._

. . . . ~. - . - _ I . -,. . _ .

- Espesor - Permeabilidad

. . - . . . - . - Temperatura . -

. .

- Humedad relativa a la que se obtuvo esa permeabi- . . .

. . - . lidad.

- Presibn de saturacibn.

En la Tabla No 8 se muestran los datos en cuanto a

cada material utilizados para todos los alimentos

deshidratados expuestos.

- 44 -

111. 1. TABLA No 8

CARACTERISTICAS PRINCIPALES DE LOS MATERIALES USADOS EN LA DETERMINACION DE VIDA DE ANAQUEL

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

PP/PE PP/PE Ce/Pe Ce/Pe Ce/Pe Ce/Pe Ce/Pe Al/P.T./Cera Al/P.T./Cera Ce/Pe/Al/Pe Ce/Pe/Al/Pe Ce/Pe/Al/Pe Ce/Pe/Al/Pe BOPP BOPP BOPP Pel25 Pel50 Pe 300 Pe 400 Pe 500 PVC/PvDC PVC/PVDC PVC)PVDC

39 39

75.7 75.7 54.7

6 6

95.95 93.22 11.5 11.5 82.5 82.5

6 6

6.5 35 41 85 100 144.5 290 129.3 129.3

\

0.24 25 90 23.75 o ~ ~ 4 5 = T -- ~> ~. -'== ,Z:SZ2-90 49.69

. . . . 15:84:r?z:? 3 1:.2.3=2:=2 350 21.97

13.13; ;! 23 80 21.97 23 80 21.06

. _ _ . _ , . .

. . 4.52

9;~g'; ;f 1 6'--11. "90 23 75

--.=-= 3& ;-<in '$90 49-69

13 -513 -'33 lgL-~-.-;;gO 49 1s

13.127 37.8 90 49.15 0 . .24:::.: L 25; . . . 9 8 23.75 0.45 38 90 49.69 0 75::-: . . 2-3.7 - '.'50 21.97 0.469 - -23;'1 -- . .-- :BO'- 21.97 0 75. I~~ y 23 90 ~~ 21.06 0.75 35 90- 42.17 O. 686 23 .- .50 21.06

.

. ~.

9.78 37.8 90 49.15 - 37.8~ . ~ -90 49.15 9.08 ' .

90 49.15 7.911~ . 37.8 ~. 90 49.15 8.52 37.8 90 49.1:

90 49.0I 37 3.8 50 21.9í 23.7 24.35

23.16 ~ 23.7 80 21.9;

~.

7.166 . . 37.8~ . . . . .

. . . ~~ .. , , . . _ I . . - . .

. . . . . . . . . ~. ._

- . - . . ~ . .

Es el producto, obtenido después del^ tueste-del cafe . verde o crudo, sano ~- y _ _ limpio.

El tostado se efectta en aparatos especiales (tosta- dores) que pueden ser-de fuego directo o indirecto a temperaturas mayores de 423OK (15OOC) L9)

- >: - .;'~-,.~;~ -7. 2- -zs*-;c =cs=a- . - - - .. . . -2-0,

- . .. . - . - - .~ I ^_:- ..*;,<- . - - . .~ :.~..: - - . ._ I_ . . -&i_-

.. . _ - .

I . - 7 : - - - El grano de café es tostado y molido, tiene un color cafe brillante; durante el proceso de tostado son re- movidos los aromas . de .- los aceites hacia la superficie.

- _ - . ,-

\

Después de tostar el 'cafe es enfriado .con .aire O -kF!a._- - - . .~ . . . . . . - . . . . t í .- '.. .~ - . - . . . . ~. ~.

, . ~. . . Por su composicibn podemos .~ definirlo como un , que en sitios secos o con un bajo nivel de humedad pue- de permanecer sin alguna alteracidn ya que no es un prg ducto rico en proteínas o azúcares que pudiera provocar una serie de reacciones de oxidacibn que lo deterioren.

._ -

Un buen café eS aquel que carece de sabores extraños, éste dars.una buena aromática infusión, el sabor del ca

fé dependerá del tipo de grano que provenga. - - - _.

- -

El café tiene un aroma característico fragante, por 10 que para seleccionar el envase adecuado para café 100%

puro, se 'debe de considerar lo siguiente: . .

- 46 -

- Prevenir l a perdida de aroma y sabor por evaporación o migracidn de los aceites esenciales.

- ~. . - - - - ~ ~ , - _ . - - - . . - - _ j - Materiales flexible= -. . '. - = 2 . _i .. - = - -- - - _.. - - s . . .~ - - - _ _ . . - - - e - = --_i -,a - Latas -

- Frascos de vidrio - Botes de plástico

E l primer envase utilizado para café 160%--purWf@ron sacos de papel, posterionnente.s-e usaron sacos de pa- pe l con papel glassine.

Actualmente se util izan materiales f lexib les que se pueden llenar a l ' vacío, teniendo en l a cara externa un material que se pueda imprimir. zan laminados, estos pueden ser de aluminio. (18)

. . . . :- :.,:L7=,= ~ .____-_ .*

_ . _ _ . - = _ _ . . - _" . . _ _ _.__ _ _ _.i

. . - - . . . - . .

. - . -. . = _ - - . - -~ ... . _. .

También se u t i l i -

Por medio de isotermas de adsorci6n obtenidos expet& mentalmente en l a sección de sistemas de conservacidn de alimentos de LANFI, se obtuvieron los siguient'es valores para cafe 1 0 0 % puro: - . .. -.

.. ... . . - -. Humedad in ic ia l f 1.89% .- _ - . _ . - . . ~ . . ~. ~.

-.?? . -.- . . Con esta informaci6n y l as &&a¿tkrícticas de-las-ma - teriales de envase, se procedx6 mediarrte.-e - temático a calcular l a vida -de-ana$ei 'tedrf~&f"'-

En l a Tabla N O 9 se muestran tres tiempos diferentes de vida de anaquel obtenidos por medio de modelos ma - temático para 7 diferentes ~ ~ t = r ~ a l ~ s ' - f i e x ~ ¡ ~ ~ '

Como podemos ver en l a Tabla INa 9, -1adkferenCi"aa- tiempos de vida de anaquel se deben a las diferentes relaciones área/masa que se presentan.

.. . . . I

- _.-- - - > - - _ _ - : ... . . . ~ ~

. .&:: :. - ~ . - 2 - .. . ~ _ - - J c r o

Los materiales que permiten una mayor vida de anaquel son los siguientes:

a) PP/Pe (39 micras) b) Ce/Pe/Al/Pe (82.5 micras)

Ambos materiales proporcionan una vida de anaquel m o yor de 4 años, por otra parte Al/P.T./Cera proporcio na una vida de anaquel mayor de 1.2 años.

S i tomamos como otro parámetro e l costo de los mate- r i a l es éstos presentan un costo similar, en base a l tiempo de vida de anaquel podemos considerar eL me-

I .

- 4a -

j o r material f lex ib le u&%l i .z&&-~ra café 100% puro e l Ce/Pe/Al/Pe, ya que-este material nos asegura una estabilidad del producto en l o que se ref iere a l a adsorcidn de.agua.

Pero s i sabemos que un café después de 6 meses por reacciones que se llevan a-cabo. tienen .unzs*r a viejo, los materiales que nos proporcionq.aproxi- madamente esa vida de anaquel o e l doblq-sqiz? BOPP,

Ce/Pe, PVC/PVDC, PP/Pe. .=, I'

Por i o que no sería necesaria ut i l i zar ma++F+ies tan sofisticados y caros cuando l a demanda del producto es muy grande y no requiere tiempos de comercializa-

~ .. . ~

. . I - - . . . . . .. ~

., : ?. . . . . _ _ _ _ - 2 s ) . -

.. - .. -

. . . . .

- . .

. _ . -

- : 2 . ; 3

._ . , .- .. . 7~ . _ - . . .

. . . - ,-

cidn largos.

.. ~ .. . - _ _ _ . - 2

- ... ~

.- . ~ . .

.. . . . c . . . , . ..

. . . . I -

. . . .

. . . . -

. . .

- 49 -

TABLA No 9 .

* MATERIAL

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24

TIEMPOS DE VIDA DE ANAQUEL

P-ARA CAFE 100% PURO.

A/M = 0.0001 (días)

1591.10 1421.81 130.98 71.46 348.23 36.49

438.36 33.31 466.6 118.6 3041.5 2212.8 98.5 43.74 270.66 16.7 21.1 55.64 59.2 79.6 358.7 145.3 69.1

D

A/M = 0.0000363 (días)

4419.74 1171.71 363.82 198.51 967.31 101.35

1217.6 92.54

1296.17 329.6 8448.7 6146.8 243.2 121.4 751.8 46.6 58.8 154.5 164.7 221.2 996.4

"..* 403.81 192.1

A/M = 0.000047 (alas) 1

896.48 j I

i

3385.33 ;

278.67' 152.05 740.91 77.63'

R

932.69 49.16 992.81 252.49 6471.3 4708.19 186.2 93.05 575.8 35.7 45.08 118.3 126.1 169.4 763.2 309.30 147.2

Las características de estos materiales se encuentran Tabla ~ ~ 8 .

IO

!O

O <- IO

'O

IO

'O

#O

;O

,O

10

!O

, G

)O

)O

30

IC

5C

jC

y

3)

25

1(

100 g de Muestra seca

. .

. .

'..

. .

ISOTERMA DE ADSORCION

PARA CAFE -1 00% PURO.

. . . . - . - ~. - - - . . . .

L

H i = 1.89

Hc = 3.4

12 22 33 43 53 65 75 80 90

. . . . . . . . ..- .. - ~- . . . .

. . . . . . . CAFE TOSTADO MEZCLADO CON AZUCA-R-. . .. . - - . . ..

. . . . . . . . . . . _ I _ . .. ,. . . . . . . - , _ _ - .... . . _ - . ...... - -. . ~. ' - . _ . . . . . . . . . . . . . . . . . . .... . -___ ~. . . . . . . . . . .

Definición:

Café mezclado con,,azÚcar es el producto elaborado a partir de café 100% puro tosta.do .. - . e..gxLan-o .Q -vlidt&. ... _ _ adicionado o incorporado durante- _ _ _ el proces-2. de tosta- . . -

do, hasta un 10% de azúcar, en . . . . . . . c a m de caf:? t.ostada _.. .... - -

y de un 11% hasta 3 0 % como máximo.para.+: - ~. ... café mezcla- do con azúcar tostado, pudiendo emplear los siguientes azúcares tanto caramelizados , solos o combinados: azúcar refinada, azúcar blanco directo, azúcar masca- bad0 y piloncillo u otros edulcorantes previamente auto- rizados por la Secretaría de Salubridad y Asistkncia.(lO)

- .~ ~ - .. ...... . . . .. - .- . . .

,

El café tostado mezclado con a~z-Ú,car tiene la6 siguientea características organoiépticas:

. . - . .~~ . :I

Olor: similar al del café tostado molido 100% puro-, . . . \ -

con un aroma penetrante, fragante y dulz~ón. . . . . .

-Sabor: varía con respecto al café 100% puro, ya que el contenido de azúcar le dará una buena combinación de sabor ácido- dulce.

-Color: semejante al color del café 100% puro menos bri- llante, mezclado con el azúcar. Dependiendo del tipo de grano quc proviene tendrá un color suave, pálido o scmi-

pálidc.

Ya que s o encuentra mezclado en un 11% hasta 3 0 % con aakcar, se deberán tomar cicrtas limitaciones an su en- vasado.

El contenido de azúcares provocará una interacción mucho

más rápida de éstos con la humedad del medio, por 10 que

es aconsejable mantenrlo en un lugar fresco y seco ( 7 ) .

se debe envasar en un material resistente e inocuo que ga-

rantice la estabilidad del mismo, que evite su contamina- cipon no altere su calidad ni sus especificaciones sensoria-

les. (10).

I -

Por medio de isotermas de adsorción determinadas en el departamento de alimentos de Servicios y Sistemas de Conservación de LANFI . se obtuvieron los siguientes valo-

res para café tostado mezclado con azúcar:

-Humedad inicial: 2 . 5 4 %

-Humedad crítica: 4 .6%

-Pendiente: 0 . 1 2

4 En la gráfica b se muestra la isoterma de adsorción para café tostado mezclado con azúcar.

Por medio del modelo matemático se procedió a calcular l a

vida de anaquel teórica, considerando l a s características de los. materiales y la información obtenida experimen- talmente.

En la Tabla No. 10 se muestran dos tiempos diferentes de vida de anaquel obtenidos por medio del modelo mate- mático para 7 diferentes materiales flexibles.

p Analizando l a tabla No. 1 0 observamos las diferencies en cunato a tiempos de vida de anaquel debido a la re- lación área- masa que se presentan.

LOS mate r i a l e s que permiten una mayor v ida de anaquel son

l o s s i g u i e n t e s : . .

. .

a ) Ce/ Pe/ A l / Pe mayor a 4 años

b ) PP/ Pe mayor d . e _ A _ a m -

C ) ~ l / P . T . / c e ra mayar de 4 aiios , ~ : . -, d) Ce/ Pe mayor de^ 1.8. años

. - _ _ - -~ . - - - ~ " , :- . ~ , : ? -

, - - . 2 ; . . -, ..

I .> i.; . 3 2 * . - " - _ . . _ .~ .

. . - - Las venta j a s que pre,seFtan . . és tos mazte++aies - t - . e s una l a r g a

v ida de anaquel en. -1 ,c~que . se r e f i a r e - a . l a adsorcidn

de agua, s e r í a indis-ti-nto . - < u t i l i z a r .. c u a l q u i e r a _ . de e l l o s ,

pe ro s e ' debe de cons.iderar . . l a p rewmoia . . . . de azúcares que

provoca una mayor in-teracción con - l a . humedad c i r c u l a n t e ,

por l o que una laminación . . . como Ce/Pe . . /. Al/Pe, dará a l

c a f é tostado mezclado - .con azúcar una . . . . mayor protecc ión con-

t r a l a humedad. , . ~, ..

- . ;

.. . ~. , . . _ _ . : . <

. * ._ . . .-

s i vemos e l aspecto de consumo, e l . c a f é mezclado con

azúcar no neces i t a u~na v i d a de anaquel . . . mayor de 1.8

años, por otro l ado e l Ce/pe e s un mater ia l menos costoso

wn comparación a l o s demás. Una a l t e r n a t i v a de envase

podr í a s e r ékte mate r i a l . f l e x i b l e , e l cua l puede bene-

f i c i a r l a disminución de costos d e l producto ya envasado

. . . .

favorec iendo a l consumidor.

- 54 -

Tabla No. 10

TIEMPOS DE VIDA DE ANAQUEL PARA CAFE

TOSTADO MEZCLADO CON AZUCAR.

* MATERIAL - A/M = 0.000036 A/M =0.00031

1

2

3

4 5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22

(días) 6598.86

i749.41

656.62 1

301.78

1745.9

151.33

12.57

1818.04

,138.16

1935.2

492.16

15248.2

9344.38

363.11

181.39

1356.92

69.62

87.86

230.76

245.90

330.27

1487.69

23 728.80

24 292.16

(días)

766.32 1

203.17

76.25

35.05

202.74 , 3.05

1.46

211.13

16.04

224.74

57.13

1770.76 \ 1085.15

I 42.17

21.06

157.58

8.09

10.21

26.80

28.56

38.35

172.76

84.64

33.93

*LAS caraLterícticas de éstos materiales se encuentran I

I en la tabla 8 ~ -. ..~ .. . ,. . ~ -. ~

GRAFICA B

ISOTERMA DE ADSDRCION PARA

CAFE MEZCLADO CON AZUCAR.

LECHE ENTERA EN POLVO

. . . . . - Definición: ~~. . . . . . . . .. .- ~

~~ . .~ - . . . . . . . . . . . . . . . - . - - r

Es el producto obtenido . - .~ . por &+.aeshidrataciÓn de la leche pasteurizada de vaca, entera ( 1 2 ) .

. . . . . . . ~ 2 . .1 - _ i n . _ _ . . - 2 2 :+ 1: . . _ _ - _ _ - Especificaciones: , (12)

Grasa butírica ~. _. - : = ~. % .en,peco- 2 0 mínimo Humedad % en peso 3 . O máximo ~

Acidez . . . ~i .ácido ,iáGyico& < ~ & mf+q&mq:.a

Indice de: . . . ~ .

Solubilidad . . . . . . .. - .. - . . - . . . .. - ... - . 3. O nolrimo . . . . . . Sedimiento - (disco) . - 3 . 0 .máx%Taq:.:.::-

c .- -1009 de-lechel, --&.:?.lrg¿pgfiqe~~,

. . . . .- .. . . . . . . . . . . . . - ~ . _ _ _ , ^ . _ _ . . . . ... _ _ ..

- ...

La leche es un líquido segregado por las glándulas ma- .marias de las hembras -,de ~10s mqmí~f.er.os., tr.as. el :c.ac.i-. := miento de la cría.,:. . .

Es un líquido de composición compleja, blanco y opac~,-: de sabor dulce y reacción iónica cercana ~a .l.a neutraI1i- dad.

~ . . - . ~ . .

Es una emulsión de materia grasa, en forma globular, a s í mismo es una suspensión de materia protéica en un suero constituído por una solp .sol.u.ci.Ó.n ve~rd,ad.era . que contiene principalmente lactosa y sales minerales.

Existen cuatro tipos de componentes importantes:

Grasas Proteínas Lactosa Cales

- 5 7 -

A ellos se añaden otros componentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . numerosos, presentes en cantidades mínimas: lecitina,..vitnminas,-enzimast-nu- - . . . . . . . . . . . . .

- _ . ...

cleótidos, gases disueltos, e t c . . , : - - -. . . - . . - .- i .

La leche en polvo debe tener. . - las_cualidades.de .. - . . . . . . . . . . . . . la - leche.- ......... .. ... pasteurizada. (1) . - - . . - s .

Cualidades que exige la leche e~,polvo: . . - - - _..n . . . i___ " _ . _ . . . . . . ... . - - .. . . . . . . . -. - - - . 7. ,- .. . : j -.y-: : 2 .I -:,1.5 :

-Buena solubilidad que permita obtener facilmente una

solución homogénea exenta-de partículas .~ ~ . - macroscópicas. . . . . .< ... .7

-Un sabor agradable, lo que implica . . ausencia . . . . . de.defecto6 muy comunes; sabor cocido, a oxidado.,.a . . . . . . . . . . . ranciD,. -Valor nutritivo inalterado- y calidad .~ ~ higiénica . . garan+&- . -

. . . . . . . . . . . . . = . - t zada. (1) ~ . .~ . , . . . y .... . : - . -:__ . . . . . . . . . - _ _

La leche'en polvo es muy suceptible a la oxidación y a la

: 2 ._ _ _ . . . . . ~~ - - . absorción de humedad. . . . . . . . .

. . . ~. ~. . . ,/, - . 1

La mayoría de los envases utilizados para leche en polvo ..

consisten en laminados que contienen aluminio, también ' se utiliza una iaminación. papei/poiietiieno/polieti- leno, el cual brinda una buena protección al alimento. . . .

. .

Cantidades mayores se envasan en latas, frascos o envases de cartón, que'contienen en su interior p.olieti.leno_.. (18)

Por medio de isotermas de adsorcibn realizadas por la sección de sistemas de conservación de alimentos de LANFI, se obtuvieron los siguientes valores para la leche ente- r a en polvo:

-HAmedad inicial: 2.19í -Humedad crítica: 4 . 4 %

-Pondiente: 0 .09G4

. . . . . . . . . . . . . . ..<..- ...- ._-_-.. ^.

Con esta información y las características de los materia- les de envase se procedió mediante el modelo matema- tic0 a calcular la vida de anaquel teórica.

,ii< . . :

- , P.

En la Tabla No.11 se muestran los tiempos de vida de ana- quel para 7 materiales flexibles.

Como podemos ver en la Tabla 11, los materiales que proporcionan una mayor viea de anaquel, son los siguientes:

a)Ce/Pe/Al/Pe con una vida Ce anaquel mayor a 4 años b)PP/Pe, con una vida de anaquel mayor de 4 años c)Ce/Pe, con una vida de anaquel mayor de 4 anos d)Al/P.T./Cera, con una vida de anaquel mayor a 4 años

e)BOPP, con una vida de anaquel mayor de 4 años' f)PVC/PVOC, con una vida de anaquel mayor de 4 años. Y

A pesar de que existen 6 diferentes materiales que le pueden proporcionar a la leche deshidratada una vida de anaquel muy larga, existen ventajas y desventajas de uti- lizar-estos materiales. . Como factor importante se debe señalar la presencia de un alimento rico en proteínas, lactosa, grasas, sales, etc..., lo que le da al producto un poder perecedero muy alto si no se envasa adecuadamente, en base a su composición, yo propondría envasar la leche entera

deshidratada en un material laminado, como es el Ce/Pe/Al/Pc que le dará una mayor protección al producto; Además se debe de tomar en cuenta al sector de la pobla- ción que en su gran mayoría la consume, que son los niños.

D

Por otra parte es un alimento de consumo muy rápido el cual no nccesito una vida de anaqucl tan alta, para este

caso, en el cual cl consumo sería casi inmediato -

- 59 - .__

propondría un material menos costoso, pero que asegure

la calidad de la leche como es el Ce/Pe.

. . . . ~.

TABLA NO. 11

TIEMPOS DE VIDA DE ANAQUEL PARA . . ~- . . . - , . ,

.LECHE ENTERA EN .POLVO. . -.. .. x,, . _ _

- . * - - ' - . 3 4

MATERIAL A/M = 0 . 0 0 0 8 4 1

1

2

3

4 *.

5

.

8

9

1 0

1 1

12

13

14

1 5

I

1 6

1 7

18

19 . I 20

21

22

.

\ (Días)

6741.78

1 7 8 7 . 3 0

9 3 6 . 5 4

314 .55

2387.04

: . .154.69:.:+:-.::-:.

* 12.84

1 8 5 7 . 4 1 ~\~

1 4 1 . 1 5

1977.15.

5 0 2 . 8 2

2 1 7 4 8 . 6 6

9739.88 !

\

3 7 0 . 9 7

1 8 5 . 3 1

1935.38

71 .11

8 9 . 7 6 ~

!

235 * 7.5

2 5 1 . 2 2

337 .43

1 5 1 9 . 9 0

.-

I- 61 -

MATERIAL

23

24

CONTINACION TABLA N O . 1 1

A/M -0.000841

- . ~ . ~. - - - - . . . . *

. . . . . . - - . - . . ... -- . - I - . . - . . - . . .. . - .~ ..

*Las c a r a c t e r í s t i c a s de e s tos mate r i a l e s se encuentran I. ., . . . .. -- 3

en l a T,abla 8 . 6

. .,. _ _ . -- - i1

- 62 - --.

LECHE DESCREMADA EN POLVO.

.

Definición: Es el producto obtenido por 12 deshidratación de la leche pasteurizada, o descreaaddl (12) > . .

. . .. . . ~, . - . . ~ . -:le _ _ _ :z _,2cne

Especificaciones:

. . - . ., -, - .. ~

. ~

I : t 5 3iiáxima

Humedad a .&.'.pes; . - - . 3 . 0 -max $ma 2

.peso. _ - _ _ _ _ j. Grasa butírica :.. . . : - - ..,. -.,= :. - . - ~ . ~ - .. _ _ _ _ . ~.

. . .. . .

Acidez. Acido láctico/ 1.4 rnxnirna lOOgr de leche 1 . 7 máxima

. ~~.

4 .0 iriáxima . .. ~ Indice de solubilidad .* Sedimento

Cuando la leche en polvo se deshidrata, la leche es altamente suceptible a la oxidación y a la absorción de humedad, si el contenido de grasa es removido ai igual que la humedad, resulta una leche en polvo descrema- da, este producto será menos sensible a la oxidación y

no será necesatio envasarlo ai vacío. (18)

Cualidades que exige la leche en polvo descremada:

-Buena solubilidad que permita obtener fácilmente una

solución homogénea excenta de partículas macroscópicas.

-Un sabor agradable, lo que impica ausencia de defectos muy comuneo, sabor cocido, a oxidado, a rancio, etc.

-Valor nutritivo intilterado y calidad e higiene garanti-

zada ( 1 )

... ..... - .. : . : . "- - : : ;-A :> : 5 - - 63 - '

Dentro de los envases más utilizados para leche descremada en polvo tenemos:

. . . ~ .. , ~. ._ .~ - . . . . . . . . - - ..,< . -

-Laminados (con aluminio generalmente) ~ : ::: . . . . , . z c ,

-Laminados de polietileno y. page&,;. ;-is: aa .+.j7,+q.,,.yi larl'.. ,

-Latas y f raqcos para grandes @ant_&d.ades de &e,che ,+.e i i - polvo. (18)O . .

por medio de isotermas de adsorci6n re.aL,jóadasL@pr y :

la Sección de Sistemas de conservación delaiimeqtcs.,en LANFI, se ebtuvieron los siguientes ,valores ,.paga :.&e-he2_ ..x

descremada en polvo: . . . . . . - . . . ~ .- -. . . ~. . . . .~ . . ~.

. . . . . . . . . . . .. ~~ t.

Humedad inicial 4 . 0 2 %

Humedad critica 6.10%. .:: - .....=..:-: :. :: 0.1769 ~.:: - . : . _;_.__ - - . Pendiente _ = . ,

.. - - - r.r.. ....

. . . .. . . .a ~ . ~. , . - . - - _ _ _ .

Con esta información y las características..de los-ma-.-. . - - - - - . . teriales de envase se procedió mediante el modelo'ma- temático a calcular la vida :de anaquel.^ teórica.. - - . . . . . . . - -

. - - . . . . . . . . . \

En la tabla No. 1 2 se muestran los tiempos de vida:de.. ~~

anaquel para materiales flexibles.

Como podemos ver en la tabla No. 12 los materiales que proporcionan una mayor vida de anaquel son:

-PP/Pe -Ce/Pe/Al/Pe -Ce/Pe -Al/Papel tabla/cera -PVC/PVDC -BOPP

- 64 - _ _

El tipo de materiales que actualmente'se utilizan pro-

porcionan una larga vida de anaquel a la leche descre- mada en polvo, si elegimos alguno de los materiales flexibles que se proponen como resistentes a la perme- abilidad, al vapor de agua, al paso del oxígeno, etc, considero que también le dará una vida de anaquel larga, protegiendo al producto y manteniéndolo en las condicio- nes óptimas para su consumo.

A pesar de que la leche descremada en polvo tiene un porcentaje elevado de leche entera en polvo y tiene un porcentaje de grasa mínimo de 1 . 2 5 , se debe de envasar con un material como Ce/Pe/Al/Pe Ó PP/Pe, ambos materia- les aseguran una vida de anaquel mayor a 4 años.

Este producto es'de consumo casi inmediato, por lo que no es necesario mantenerlo almacenado tanto tiempo, pero al igual que la leche entera en polvd: es de mayor con- sumo infantil, el cual se debe proteger de su deterioro.

En el caso de ser consumido inmediatamente, proponemos un material menos costoso como el Ce/pe, que proporciona una vida de anaquel de 3 . 8 años y que asegura la esta-

bilidad del producto. ,

.

- 65 - ..

TABLA No. 12

TIEMPO DE VIDA DE ANAQUEL

PARA LECHE DESCREMADA EN POLVO.

. .

t

MATERIAL

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17. 18

19

20

21

22

23

24

A/M =0.00004111 _. .-. . I ~ ~ .. - - - z -(.&j

......... ~ 13.0 '81.. -. ;- .. .

10.86 . . .

1571.58 ~- _..-.

119.43

. . . . . 15.7~2 .E>. . j. . .- .

425.'44 . . --:. . .* . ~ : :: ao34.01

313.88

156.'79

1091.25

60.87 - - 75.95 -

I 199.48 212.56

258.5

1286.01 - 586.49

251.20

125.77 ,

- 66 -

CONCLUSIONES, ..

E l de sh id ra ta r

vación e f i c a z ;

. . . . . . . . . . . ~. - . . . . . . . . . .

....& . - < _ , . . . . . . . . . . _ . .

los al imentos es.. un,~,métodp,de,cos$esr~ --r?I-

como se ha demostrado e n - e l presente " 5

. . . . . . . . . . . . . . . .

..

t r a b a j o ; podemos conc lu i r que para . . l a s neces idades :de

nuestro p a í s por su g ran extens ión t e r r i t o r i a L y - e L , a - . . . . . . . . .

mal manejo de l o s a l imentos a t r avés . . de - su . t rap .sp?r -

t e , d i s t r i b u c i ó n , comerc ia l i zac ibn y terminado por

...__ _ _ . . . . . - ..... - .

l a venta d i r e c t a a l consumidor f i n a l . '

P o r o t r a p a r t e , e l costo de t ranspor te e s mucho menor

en comparación a l producto s i n desh ideatar .

!

\

Con l o que respecta a l o s d i5erentes mate r i a l e s a

u sa r para dar l u g a r a una v ida mayor de anaquel cabe

destacar que en nuestro p a í s e x i s t e una var iedad de \

mate r i a l e s no tan amplia 'pero l a s u f i c i e n t e para

c u b r i r l a s necesidades d e l p a í s , pudiendo a s í u t i l i z a r

e s tos mate r i a l e s en vez de importar mate r i a l e s suma-

mente caros que f inalmente ambos podrán asegurar

una v ida de anaquel manteniendo a l producto e s t a b l e

s i n a lguna descomposición.

Es necesa,rio d i f u n d i r l a e x i s t e n c i a de e s tos mate r i a l e s

ya I que es una opción a consumir productos nacionalos

ev i tando a s í las exportac iones .

. - 6 7 -

Analizando los datos obtenidos con el modelo matemático

podemos ver las ventajas de su uso, ya que es una forma

teórica bastante aceptable para complementar un

análisis experimental de diferentes-- o s deshidra-

tados sometidos a diferentes~materiales a condiEiones

de temperatura y humedades relativas variables; sin

la necesidad de esperar el tiempo necesario para ver

la transmisión de vapor de agü-aTaciX~l-ai+me&&'

. ~. _ _ . .

. . . . . . . . . . . . I .-*... . . .

.~ -~ ....... . .

, . . . . - - 3 ' - - - - . . . . .

. . . .... . . .

. - . ~. ._ . . . . . . . . . . . . . . . . . _ _ ~ : .

O

. . - ~. . . - .. - - . .. __ . .. . . . .

- . - .

. . .

,

- 68 -

c

BIBLIOGRAFIA

1. Aiais Charles . Ciencia de los alimentos. Princip'ios de técnicas lechera. Editorial CECSA.

México 1981.

2. Badui Dergal Salvador. puímica de los alimentos.

Editorial Alhambra Mexicana. México 1981. ~. . . , .~ ~. - . . . ~ - . - - .

- _ . . . . .. . :~ : : Z > ' ? Z :73. _ _ 3. Cains. J.A. Packaging for climatic protection.

F.A. Paine Institute of packaging. London.1974.

m . - ~. ..

4. Daniels Roger.Endible coatings and .soluble packa- .. . . . ~ . . . . ging.Nayes Data Co. London 1973. ~ .~

5 . Envases.Instituto Mexicano de envases y embalaje.

~ .~ . .. .. ~ ~ ~ . . ~ Curso ATAM 1976.

~. ~.

6. Galindo Márquez Gustavo. La deshidratación y su con-

trol químico. Tesis UNAM . México. 1943.

7. Harer A.E. Producción moderna del caf6. Compaiiía

Editorial Continental S.A. M6xico. 1964. 3.

8. Modern Packaging Encyclopedia. 1983.

- 69 -

9. Nom - F - 13 - C - 1980 . - - - - .

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.

I 17.

Nom - F - 173 - C - 1982.

. . . . . . . . . . 7--.~r - - r . . . . . . . . . . . . . . . . -.u-.

Nom - F - 381 - 1982 ~. - _ -..- y~: , : . , 1-80. . - ... - .. - .

DGN - F - 26 - 1970 .- .-

. . . . . . . . . . .:..:., : : : ; z 2 2 :

Permeability of plastic films and coated paper

to gases' and vapor.' TAPPI Monigra~p7i-sek.ies No. 22 . . . - - ........ __._I--

~~

.. - . . . . . . . . - . . , , . . ~ - _ _ . 1962.

a Pronóstico a corto y mediano plazo del consumo de

envases y embalajes en la República mexicana. \

LANFI 1981.

Rójas de Gante Cecilia. El envase y su importancia

en la vida de anaquel de los alimentos. LANFI.

México , mayo 1982.

Rojas de Gante Cecilia. Importancia de los envases

en Los alimentos procesados.Seminario sobre pasteu-

rización y esterilizacion. LANFI . México febrero 1982.

Rojas de Gante Cecilia. Seminario Latinoamericano

de cnvuscs flexiblcs esterilizobles para alimentos.

.....-.... .............. -- -.-. ..... ..-.----,,. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

- 70 - . ' . ? . . I . . . . .

Situación del proyecto de la OEA en México sobre desa-

rrollo de envases flexibles esteriliq&.bl.e&.~

. . .:.',L.:'.::t.c!s c!e . . . . México. Agosto 1982.

, ,, , .~x i : i ; . ; r :e= aue s e , .- .

\ 18. Sacharow Stanley E.A.M.A., Griffin Roger. C.Jr.

r a b l a . , ~ ....... .-T!-p. ',ir.,? B. S . M. S . principies of food pack'agi. -. I ~. . ..< . . . . , . :L -.-.::entó Secon edition. AV1 Publishing . Co. ,- Iuc,,IJSP(~ - . _A-._ 3880.

19. Wilkinson Sally and CO. Workers. Institute of . . '''3.2 . \ '. _ > .: 11 z a r

paper Chemistry. Permeability of organic materials

to gases and vapors. Bibl. S'eries No. 169 sub,

Apieton Wisconsin 1956. - t , ..-, - - , xi

. , : o < . ,!!A-

:- .:-- ~ ... ..:..2CdS

. ~~ . ~ . . + . . . ~

. . . ,. . ..

.

Actividades desarrolladas durante e l Servicio Social.

uurante l a primera parte del servicio social, se realizb una investigación anerca de l a diversidad, de,. ,,'?s nor l os diferentes materiales plásticos y.laminaciones. que,ata utilizan en l a industria alimentaria.

Como podemos ver en e l informe se muestra una:t~pbla:~.I-.os de los diferentes materiales, que cada compañía pr,eset.$b junto con sus características de espesor, permeabilidad a l

. . .. ~. - - . - ; i .FaJ vapor de agua, etcc, ~. . - . ~ .. .. . . , . , . . . , . ., 1 - . ' . ,I.j!:ildas . . . .

En l a segunda parte del proyecto procedimos a reali%qte.s .- l a s diferentes pruebas de vida de anaquel-utilizando e l modelo matemático expuesto en e l informe.

Para poder ut i l i zar e l modelo matemático hubo l a necdsi- dad de determinar l as diferentes humedades inh i a l e s , hu- medades finales de los diferentes alimentos deshi8iratados que se presentan.

E l material utilizado fue material comun y corriente de laboratorio con e l f i n de determinar l a adsorcibn de humedad de los alimentos sometidos a diferentes sales.

Utilizamos diferentes desecadores con e l siguiente por- centaje de humedad:

Desecador

1 2

3 4 5 6 7

8

9

Sal

LiCl

KC2H302

MITC1.2

K2C03 hlg( N03)26H20 NaN02 NaCl ( h;i14)2S04 KN03

40 de humedad

11

22 33 43 55 65 75 85

90

- v

Antes de ut i l izar l o s desecadores secamos e l alimento en l a mufla por un tiempo de 2 l a humedad iniciañ era de 0%

un lapso de 15 días , por diferencia de pesos obtuvimos %a

días hasta asegurarnos que

E:antuvimos los diferentes alimentos en los desecadores por

humedad f inal , ~ I - c n u . 5 E-

A través del tiempo y l a ganancia de humedad, calcuigmos las isotermas de adsorción'que se muestran en e l informe.-

.10.,a-

Las variables restantes del modelo matedtico necesarias para l a determinación de vida& anaquel fueron proporcionadas .- por l as diferentes compañías productoras de esos mater4ales -I y por e l departamento de alimentos de LANFI.

USO DS MOI)&OS MATí3íATICOS EN LA SELECCION

D3SHIDtWrADüS. DI-, ENVASES NACIONALES PARA A L I P ~ O S

- - _ -

RESLBEN.

E l estudio de l o s envases nacionales tíene-&mo objetivos primordiales t i cas se destinón para alimentos deshidratados, observan-e' do las diZeremias de calidad que existen entre las bom-

paetas productoras. Eo base a l a información da por cada compañía s con l a información obtenida en LRNFI, Se aplicó en base a l a permeabilibd a l vapor dd agua t3i siguiente modelo tebrico para determinar la-v ida

ver cuales de las pel$culas-@lás-

proporciona-

de anaquel.

- Ln He - Hi =- K A t P S - - He - Hc L m - .

Ilex Humedad de equil ibrio vi= Humedad in i c i a l Ilc- Humedad cr i t i ca ií = Permeabilidad a l vapor de agua t= tiempo Ps = P&esibn de saturaciósi. L = espesor I

A = Brea M = Nasa ii pendiente

. . .

Los productos deshidratados por definición son- I

conservas alimenticias, que .pacias a un tratamiento ade- cuado retienen aus propiedades específicas durante un tiem- po mayor en comparacibn a l producto que no l l eva tratamiento previo. ~

aquel

'.?

En base a l a deshidratación se mejora e l tiempo de vida de anaquel que tiene como definicibn e l período

de tieupo después de l a producción del producto en el cual puede ser almacenado bajo ciertas condiciones- de' temperatura, luz, humedad relativa, etc.; pu¿iiendoLaul- rrir pequeños cambios que sean aceptados pata' e i p&&c- tor, por e l consumidor y ' por la..'legislacibn existeñ?$."-

envasado debemos analizar. e l deterioro qile' SUSI'@, Eb%s%%?- ... . .

rando además e l t ipo de envase usado f e 1 envasado que tavo..

. - . , " " . .

1 ' y. ,7 - - i.Lz-i,

0-i-

S i nos referimos a un allmento deshidratado

roceso 'de-

. . . .

', ' .:<.y,-=-

Para estimar l a vid@ ú t i l de un a-Umento:easun determinado envase f l ex ib l e es necesario considcrars .a- - La temperatura y humedad re lat iva deben de

permanecer constantes durante e l tiempofrde vida de anaquel. í s

- La difusión de vapor de agua del exterior al-' - inter ior del envase. - Se puede uti l izar una aproximacibn l ineal de l a isoterma de adsorcibn entre dos puntos-corres- pondiente a l a humedad in i c i a l y f ina l del pro- . ducto.

La isoterma de adsorcibn de un alimento deshi-

* -

dratado se define como l a curva que relaciona l a presibn parcial de vapor de agua con e l contenido de humedad del alimento, a una temperatura determinada. En base a las isotermas de adsorcibn pudimos determinar teóricamente 1 a vida de anaquel de ciertos alimentos dcshidratados u t i l i - zando diferentes materiales f l ex ib les que se producen a nive l nacional.

Escogimos como alimentos deshidratados Café 100% . puroiu,Leche entera en polvo, Leche entre otros, para ejemplificar e l uso del modelo matedti- co para l a determinaaibn de vida de anaquel.Son ejemplos

de alimentos deshidratados que tienen una gran acepta- bil idad por e l público.

descremada en polvo

I

, Existe: una gran variedad de materiales flexibles-;.

que se producen en Mexico que se podrían util izar como alternativa para envasar diferentes alimentos deshidra- tados que actualmente se envasan con películas importadas, esto trae como consecuencia un aumento en l o s precios ori- ginales de l o s productos alimenticios.

t es películas plásticas ción aptas para su uso.

Se ha demostrado que se pueden ut i l i zar diferen- con características de conserva-

.

Es necesario difundir l a existencia de estos materiales ya que es una opcabn a consumir productos na- cionales evitando as í l as exportaciones;

e l modelo matemático podemos ver las ventajas de su uso, pudiendo ser un complemento muy e f i caz en un estudio e&- rimental de diferentes alimentos deshiüratados sometidos a diferentes materiales f l ex ib les , en condiciones de humedades re ia t ivas y temperatura s diferentes; sin tenep que esperar e l tiempo rea l par ver l o s resultados.

S i analizamos l o s resultados obtenidos por

*

I