Rev. Agrotec. Amaz. 3(1), e436, doi: 10.51252/raa.v3i1.436
Artículo Original
Original Article
Ene-Jun, 2023
https://revistas.unsm.edu.pe/index.php/raa
e-ISSN: 2710-0510
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Comportamiento reológico de la pulpa de mango
(Mangifera indica L.) liofilizada con encapsulantes
Rheological behavior of mango pulp (Mangifera indica L.) lyophilized with
encapsulant
Gamboa-Alarcón, Pedro Wilfredo1*
Enriquez-Castillo, Diana Fiorella2
Suyón-Martínez, Juan Alberto1
Rodríguez-Paúcar, Gilbert Nilo1
1Universidad Nacional del Santa, Ancash, Perú
2Universidad Nacional de Trujillo, Trujillo, Perú
Recibido: 07 Oct. 2022 | Aceptado: 02 Dic. 2022 | Publicado: 20 Ene. 2023
Autor de correspondencia*: pgamboa@unach.edu.pe
Cómo citar este artículo: Gamboa-Alarcón, P. W., Enriquez-Castillo, D. F., Suyón-Martínez, J. A. & Rodríguez Paúcar, G. N. (2023).
Comportamiento reológico de la pulpa de mango (Mangifera indica L.) liofilizada con encapsulantes. Revista Agrotecnológica
Amazónica, 3(1), e436. https://doi.org/10.51252/raa.v3i1.436
RESUMEN
El mango es un fruto exótico con gran potencial agroindustrial y de elevado consumo por sus características
nutricionales y atributos sensoriales. Sin embargo, son escasos las investigaciones acerca de las propiedades
reológicas en pulpa de mango liofilizada que puedan ser utilizados en procesos agroindustriales. El objetivo del
presente estudio fue evaluar el efecto de la liofilización de pulpa de mango variedad Edward con encapsulantes,
maltodextrina (M.D.) y goma arábica (G.A.), sobre el comportamiento reológico. Los resultados evidenciaron que
las formulaciones en pulpa de mango que no han sufrido ningún tipo de transformación frescas y liofilizadas tienen
un comportamiento pseudoplástico y presentan un adecuado ajuste al modelo Mizrahi – Berk (R2˃0,99). Las
curvas de fluidez de las muestras de pulpa de mango liofilizadas presentan una disminución en la viscosidad
aparente, siendo el tratamiento M6 (0% G.A. – 2% M.D.) el que mantiene similares características reológicas a la
pulpa de mango fresco.
Palabras clave: curvas de fluidez; liofilización; maltodextrina
ABSTRACT
Mango is an exotic fruit with great agro-industrial potential and high consumption due to its nutritional
characteristics and sensory attributes. However, there is little research on the rheological properties of freeze-
dried mango pulp that can be used in agro-industrial processes. The objective of this study was to evaluate the
effect of freeze-drying Edward variety mango pulp with encapsulants, maltodextrin (MD) and gum arabic (GA), on
rheological behavior. The results showed that mango pulp formulations that have not suffered any type of fresh
and lyophilized transformation have a pseudoplastic behavior and present an adequate fit to the Mizrahi - Berk
model (R2˃0.99). The fluidity curves of the lyophilized mango pulp samples show a decrease in apparent viscosity,
being the M6 treatment (0% G.A. – 2% M.D.) which maintains similar rheological characteristics to fresh mango
pulp.
Keywords: flow curves; lyophilization; maltodextrin
Gamboa-Alarcón, P. W. et al.
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1. INTRODUCCIÓN
El mango (Mangifera indica L.) es una de las frutas tropicales de mayor importancia económica a nivel
mundial (Barreto et al., 2008), originario de la región tropical de Asia (Ortiz Gauthier, 2021). El mango en
su composición nutricional posee cantidades considerables de vitamina A (201µg/100g alimento) y
vitamina C (37mg/100g alimento) (Birkneh Legesse & Admassu Emire, 2012), además de carotenoides,
vitamina E (1 mg/100g alimento), B1 (0,045mg/100g alimento), B2 (0,05mg/100g alimento) y Niacina
(0,7/100g alimento), y minerales como calcio, hierro, fósforo (Lazarte & Nader-Macías, 2016; Rubiano-
Charry et al., 2019). Esta fruta es cultivada en 85 países, siendo el Perú uno de ellos (Zhou et al., 2017).
El consumo mundial del fruto del mango se ha incrementado debido a sus excelentes propiedades
sensoriales y nutricionales (Kim et al., 2009). Además de su comercio tradicional, la industrialización de
este fruto está encaminada a minimizar las pérdidas por su alta perecibilidad y desarrollar productos de
valor agregado como: pulpa de mango, néctar de mango, mango deshidratado, encurtido y otros de gran
valor comercial. importancia en el mercado internacional (Rocha Ribeiro et al., 2007).
Asimismo, el método de secado por liofilización es una alternativa confiable para preservar las
características sensoriales y nutricionales de los alimentos (Surco-Laos et al., 2017). En comparación con
otros métodos de deshidratación, en la liofilización el producto se somete a bajas temperaturas (-20°C a -
50°C) y a condiciones especiales de presión que permiten obtener polvos alimenticios con estructura
porosa, lo que facilita la rehidratación de los alimentos y la conservación de la mayoría de las propiedades
iniciales (Nora et al., 2014).
En este mismo sentido, la encapsulación es una técnica de micro envasado que consiste en recubrir y
proteger compuestos sensibles de los compuestos de degradación durante las condiciones de
procesamiento (Popović et al., 2019). Los compuestos encapsulantes comúnmente utilizados son:
maltodextrina y goma arábiga (Rocha Ribeiro et al., 2007). La maltodextrina es un hidrolizado de almidón
y tiene una baja viscosidad que brinda protección contra la oxidación; sin embargo, baja capacidad
emulsionante (Premi & Sharma, 2017). Asimismo, la goma arábiga es un polisacárido complejo con una
estructura altamente ramificada, tiene características de baja viscosidad, buena eficiencia y proporciona
solubilidad (Arteaga & Arteaga, 2016).
Por parte, la reología de los alimentos es muy importante hoy en día porque nos brindan información para
el diseño de equipos de procesamiento; además, las propiedades sensoriales, la calidad del producto, la
curva de flujo es lo más frecuente en la determinación del comportamiento reológico (Gul et al., 2017). Por
tal motivo, esta investigación tiene como objetivo estudiar el efecto de la liofilización con encapsulantes en
el comportamiento reológico de la pulpa de mango variedad Edward.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Materia prima
Se utilizó el mango (Mangifera indica L.) de la variedad Edward, proveniente de la campiña de Santa Sofía
del Sur, distrito de Casma; provincia de Casma, departamento de Ancash. Los frutos fueron seleccionados
visualmente utilizando la escala de colores de 1 a 5, con peso promedio de 320 g, se extrajeron frutos del
mismo tamaño y color para obtener una muestra homogénea.
2.2. Métodos
Obtención de la pupa
Los frutos se lavaron y desinfectaron en una solución de hipoclorito de sodio 50 ppm por 5 minutos, a
continuación, se aplicó el escaldado a 85 °C por 4 minutos y se procedió al pelado de los frutos, con cuchillo
convencional. Una vez obtenida la pulpa entera del mango, se aplicó un proceso de homogenizado, con
Gamboa-Alarcón, P. W. et al.
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licuadora marca Oster modelo BLST3BCPG, finalmente se refinó la pulpa de mango en un tamiz de acero
inoxidable de 0.5 mm en diámetro.
Caracterización fisicoquímica de la pulpa
Para determinar las características fisicoquímicas de la pulpa de mango, se extrajeron 3 muestras 20 ml.
Con las muestras obtenidas, se procedió a determinar el contenido de vitamina C mediante la reducción del
colorante 2,6 diclorofenolindofenol, acidez total (AOAC 950.07.1984), pH (AOAC 935.15.1980), solidos
solubles (°Brix) y humedad (AOAC.1930.15.1990).
Acondicionamiento y encapsulación de muestras.
En la Tabla 1 se presentan los 6 tratamientos analizados de pulpa de mango con maltodextrina (M.D.) y
goma arábiga (G.A.). Para la elaboración de la pulpa de mango encapsulada, según las formulaciones
indicadas se adicionó G.A. y M.D a 100 ml de pulpa de mango. A las muestras de cada tratamiento se le
aplicó una homogeneizaron manual, con batidor de acero inoxidable simple, durante 20 minutos:
Tabla 1.
Formulación de encapsulantes
Código
Formulación
M1
0% G.A. – 0% M.D.
M2
2% G.A. – 0% M.D. 1,5%
M3
G.A. – 0,5% M.D.
M4
1% G.A. – 1% M.D.
M5
0,5% G.A. – 1,5% M.D.
M6
0% G.A. – 2% M.D.
Nota: G.A=Goma Arábiga, M.D=Maltodextrina, para cada tipo de mezcla corresponde 100 g de pulpa fresca.
Caracterización reológica de pulpa fresca de mango con encapsulantes
La caracterización reológica de los tratamientos de pulpa de mango con encapulante se realizó con un
reómetro de cilindros concéntricos para fluidos de pulpa simple (Brookfield R/S con SPIN CC – 40). El
proceso se realizó por triplicado para cada uno de los tratamientos aplicados (M1, M2, M3, M4, M5, M6).
El rango de esfuerzo de corte aplicado fue de 0 a 30Pa y la velocidad de corte de 0 a 300s-1, se realizó en
un rango de 4 minutos para cada muestra, previamente las muestras fueron estabilizadas a una
temperatura de 30°C. Los reogramas se obtuvieron automáticamente en el software del reómetro.
Liofilización de las muestras
Las seis muestras (M1, M2, M3, M4, M5, M6) se colocaron en seis placas de aluminio, cada una de las placas
se pesó previamente, luego se sometieron a secado por sublimación inversa con el liofilizador Labconco
FreeZone 6, serial N°. 190016, la temperatura de congelación fue de –25 °C, el vacío de 0,520 mbar y el
tiempo total de trabajo del liofilizador es de 8 horas. El término de la operación fue indicado por la alarma
del equipo, la humedad final de todas las muestras alcanzó el valor de 5%. Se utilizó un medidor de
humedad de OHAUS modelo MB120.
Rehidratación y reconstitución de simples
La cantidad de agua extraída durante la liofilización se calculó por diferencia de peso, luego se agregó a las
placas la cantidad de agua perdida para cada una de las seis muestras (M1, M2, M3, M4, M5, M6),
seguidamente se dejó reposar por 30 minutos. y homogenizado manualmente hasta que la pulpa recupere
su consistencia inicial.
Gamboa-Alarcón, P. W. et al.
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Caracterización reológica de pulpa de mango liofilizada y rehidratada con encapsulantes
Se procedió a la caracterización reológica de muestras de pulpa de mango liofilizada y rehidratada, se siguió
la metodología descrita para pulpa de mango fresca, es decir, se aplicó el esfuerzo de corte de 0 a 30 Pa y la
velocidad de corte de 0 a 300s-1, a una temperatura de 30°C por intervalos de 4 min para cada muestra.
2.3. Análisis estadístico
Cada uno de los tratamientos se ajustó a las ecuaciones de los modelos reológicos, se utilizaron los valores
promedio. Se utilizó el software Excel versión 2013, los datos obtenidos de las muestras analizadas; se
realizaron curvas de fluidez y se ajustaron a la Ostwald-Waele; Casson; Modelo de Herschel Buckley y
Mizarhi-Berk.
Modelo de Ostwald: τ = 𝑘(ӱ)𝑛−1
Modelo de Casson: τ1/2 = 𝑚(𝑑𝑣
𝑑𝑦)1/2 + 𝜏01/2
Modelo de Herschel Buckley: τ = 𝜏0+ 𝑘(ӱ)𝑛
Modelo Mizarhi-Berk: σ0.5 = 𝐾𝑂𝑀 + 𝐾𝑀(ӱ)𝑛
Se determinaron los parámetros estadísticos de chi-cuadrado (X), suma de cuadrados de los residuales y
coeficiente de regresión (R2).
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. Características fisicoquímicas
La Tabla 2 muestra la caracterización fisicoquímica para la pulpa de mango fresco. Los resultados muestran
que el grado de maduración de la pulpa de mango a 18 °Brix. Los grados brix presentes en la pulpa fresca
de mango se encuentran dentro de los valores promedio de almacenamiento superiores a los 12 días de
almacenamiento, 18° Brix (Quintero et al., 2013). En cuanto a la acidez y el pH, los resultados están
relacionados con los estudios de Siller-Cepeda et al. (2009) quienes reportan que los mangos de
maduración temprana durante el período de consumo tienen valores de pH entre 3,6-4,8 y baja acidez
titulable de 0,1 a 0,5. 4,8 y baja acidez titulable de 0,1 a 0,5.
Los valores obtenidos de vitamina C, están por debajo de los reportados por Lazarte & Nader-Macías (2016)
y Rubiano-Charry et al. (2019) quienes indican que el contenido de vitamina. El C presente en los mangos
es cercano a los 37mg/100g de alimento, esta medida puede variar dependiendo de las condiciones de
almacenamiento de la fruta. Esta diferencia se puede explicar por el grado de madurez de las pulpas de
mango utilizadas en las investigaciones, así como las condiciones edafoclimáticas de su cultivo que tienen
influencia en el contenido de vitamina C del furto (Quintero et al., 2013).
Tabla 2.
Análisis fisicoquímico de pulpa de mango variedad Edward
Pulpa de mango
18
4,94
77,40
28,77
0,28
Gamboa-Alarcón, P. W. et al.
5 Rev. Agrotec. Amaz. 3(1): e436; (ene-jun, 2023). e-ISSN: 2710-0510
3.2. Curvas de flujo de la pulpa fresca con encapsulantes
En la Figura 1 se muestran las curvas de fluidez calculadas para todas las mezclas de pulpa fresca de mango
con encapsulantes, el rango de esfuerzo cortante aplicado fue de 0 a 35 Pa y la velocidad de corte de 0 a
300 s-1 a una temperatura de 30°C Las curvas de flujo de las pulpas frescas de mango muestran
características de un fluido No Newtoniano de tipo pseudoplástico, debido a que presenta una tendencia
no lineal con una curva cóncava (Camayo-Lapa et al., 2020).
Figura 1. Curva de flujo de pulpa fresca de mango variedad Edward con encapsulantes
En la Tabla 3 se muestra el análisis de los parámetros estadísticos de chi-cuadrado (X2), suma de residuos
al cuadrado (SSR) y coeficiente de regresión (R2) para cada uno de los modelos a los que se ajustaron los
resultados experimentales. Se puede observar que los modelos Ostwald - Waele, Casson, Herschel - Bulkley
y Mizrahi - Berk. tienen un buen ajuste. Siendo este último el que presenta una mejor correlación con los
datos obtenidos (R2>0.99) y una menor suma de residuos al cuadrado, en este caso el mejor modelo es
Mizrahi - Berk como se muestra en la Tabla 3.
Tabla 3.
Parámetros estadísticos para el ajuste de la curva de flujo de pulpa fresca de mango con encapsulantes
Formulación
Ostwald - Waele
Casson
Herschel - Bulkley
Mizrahi - Berk
M1
X2
0,9313
14,9654
0,0055
0,0020
SSR
0,9925
1,9640
0,0742
0,0005
R2
0,9982
0,8639
0,9999
0,9999
M2
X2
1,3853
14,3491
0,0362
0,0323
SSR
2,5743
2,0627
0,6662
0,0081
R2
0,9955
0,8476
0,9988
0,9999
M3
X2
0,9295
19,0911
0,0576
0,0424
SSR
1,8262
2,3278
0,9389
0,0106
R2
0,9974
0,8603
0,9987
0,9994
M4
X2
0,8715
21,8582
0,0836
0,0825
SSR
2,3896
2,5389
1,7115
0,0206
R2
0,9972
0,8671
0,9980
0,9989
M5
X2
0,8838
24,4613
0,1270
0,0661
SSR
2,1167
2,6953
1,2392
0,0168
R2
0,9977
0,8646
0,9987
0,9992
M6
X2
1,2006
25,5420
0,1871
0,0818
SSR
3,9590
2,9981
2,2697
0,0207
R2
0,9969
0,8689
0,9982
0,9991