Deshidratación Osmótica
La ósmosis es un fenómeno físico relacionado con el movimiento de un solvente a través de una membrana semipermeable. Tal comportamiento supone una difusión simple a través de la membrana semipermeable, sin gasto de energía. Se denomina membrana semipermeable a la que contiene poros o agujeros, al igual que cualquier otro filtro, de tamaño molecular. El tamaño de los poros es tan minúsculo que deja pasar las moléculas pequeñas pero no las grandes, normalmente del tamaño de micrómetros. Por ejemplo, la ósmosis del agua es un fenómeno biológico importante para el metabolismo celular de los seres vivos, funciona dejando pasar las moléculas de agua, que son pequeñas, pero no las de azúcar, que son más grandes.
El resultado final es que, aunque el agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración y viceversa, hay un flujo neto mayor de moléculas de agua que pasan desde la zona de baja concentración a la de alta. Dicho de otro modo: dado suficiente tiempo, parte del agua de la zona sin azúcar habrá pasado a la de agua con azúcar. El agua pasa de la zona de baja concentración a la de alta concentración. Factores que afectan la eficiencia del proceso
En la selección de cuál solución osmótica se podría usar, debe tenerse en cuenta lo siguiente: * Concentración de la solución: La concentración del jarabe influye directamente sobre la velocidad, porque al mantener una alta diferencia de concentraciones a lado y lado de la membrana, se incrementa más la presión osmótica, favoreciendo un rápido flujo de agua a través de la membrana en busca del equilibrio * Relación de solución/alimento: Expresa la cantidad de solución requerida por unidad de peso del alimento. Cuando esta relación es una parte de fruta por una de jarabe, la posibilidad de disminuir la velocidad es mayor, debido a que el agua que sale de la fruta diluye el jarabe más rápidamente que si la relación fruta: jarabe se cambia a 1:3 * Temperatura de la solución: Cuanto mayor sea la temperatura mucho más rápido será la deshidratación y en la solución osmótica disminuye la viscosidad. El aumento de la temperatura del sistema va a producir cambios en la permeabilidad de la pared celular y en la fluidez del jarabe. * Agitación: La agitación es una operación física que hace la solución más uniforme. La agitación periódica al sistema también produce un importante aumento en la velocidad de deshidratación. * Tiempo de inmersión: La pérdida de agua y ganancia de sólidos es mayor durante las primeras horas de proceso, luego disminuye drásticamente como consecuencia de la progresiva disminución de la presión osmótica. * Naturaleza y geometría del alimento: Si introdujéramos los alimentos en forma entera, no lograríamos el producto con las características deseadas, por ello se deben reducir de tamaño y facilitara la mayor velocidad de deshidratación. La permeabilidad el tejido varia con la madurez, estructura física, condiciones de almacenamiento, espacios intercelulares. * Tipo de solución osmótica: El tipo de agente osmótico afecta los parámetros de pérdida de calidad y ganancia de sólidos. La selección de soluto o solutos para la solución osmótica está basada en 3 factores importantes: compatibilidades organolépticas con el producto terminado y preservación adicional otorgada por el soluto al producto final, el costo de los solutos y el peso molecular.
Tabla. Principales agente osmóticos. Nombre | Uso | Ventajas | CLORURO DE SODIO Mejora | Principalmente en carnes y vegetales. Soluciones hasta 10 % | Gran capacidad de deprimir Aw (actividad del agua) | SACAROSA |
Principalmente en frutas | Reduce el oscurecimiento y aumenta la retención de sustancias volátiles. | LACTOSA |
Principalmente en frutas |
Sustitución parcial de sacarosa. | GLICEROL |
Frutas y vegetales |
Mejora la textura | COMBINACION |

Frutas, vegetales y carnes | La característica sensorial, combina gran capacidad de depresión de Aw de sales con gran capacidad de remoción de agua de azúcares. |
Principios y fundamentos en la deshidratación de frutas
Como se trata de la conservación de un material por disminución de actividad de agua, usando la fuerza osmótica de una solución de azúcar, sal u otros materiales, se puede realizar a temperatura ambiente. Ello trae consigo muchos beneficios, especialmente en la calidad sensorial como sabor, aroma y color.
Las soluciones que se usan como agentes osmóticos son soluciones concentradas de sacarosa, salmueras de alta concentración, maltodextrinas y jarabes de maíz de variada composición. Se deben buscar las soluciones de mayor fuerza osmótica, pero que al mismo tiempo afecten lo menos posible al producto; se debe sacar agua, pero no incorporar solutos al producto.
Un aspecto muy importante es determinar el objetivo final de los deshidratados osmóticos. Estos pueden ser directamente usados para su consumo, cuando han sido envasados en envases herméticos al vacío y han podido conservar sus atributos. Pueden, además, servir de materias primas para otros procesos como la deshidratación, la congelación, incluso la conservación, la extracción y elaboración de jugos.
La aplicación del fenómeno de ósmosis en la deshidratación de frutas se puede lograr debido a que un buen número de frutas, como es el caso de la fresa, papaya, mango o melón entre otras, cuentan con los elementos necesarios para inducir la osmosis. Estos elementos corresponden a la pulpa, que en estas frutas consiste en una estructura celular más o menos rígida que actúa como membrana semipermeable. Detrás de estas membranas celulares se encuentran los jugos, que son soluciones diluidas, donde se hallan disueltos sólidos que oscilan entre el 5 a 18% de concentración. Si esta fruta entera o en trozos se sumerge en una solución o jarabe de azúcar de 70%, se tendría un sistema donde se presentaría el fenómeno de ósmosis.
Los jugos en el interior de las células de la fruta están compuestos por sustancias disueltas en agua, como ácidos, pigmentos, azúcares, minerales, vitaminas, etc. Algunas de estas sustancias o compuestos de pequeño volumen, como el agua o ciertos ácidos, pueden salir con cierta facilidad a través de orificios que presenta la membrana o pared celular, favorecidos por la presión osmótica que ejerce el jarabe de alta concentración donde se ha sumergido la fruta.
La presión osmótica presente será mayor en la medida que sea mayor la diferencia de concentraciones entre el jarabe y el interior de los trozos de la fruta. El efecto de esta diferencia se ve reflejado en la rapidez con que es extraída el agua de la fruta hacia el jarabe
DESCRIPCION DEL PROCESO
Como hasta ahora se ha visto, de las características y las condiciones en que se realice el proceso, dependerán los fenómenos que dentro del sistema fruta-jarabe se presenten, este proceso que es muy sencillo de llevar a cabo, tiene una metodología propia que puede ser aplicada en condiciones nada especiales.
El proceso de obtención de frutas deshidratadas mediante ósmosis directa se realiza de la siguiente forma:
Primeramente, el agente osmodeshidratante debe ser un compuesto compatible con los alimentos como el azúcar de mesa, (sacarosa) o jarabes concentrados como la miel de abeja o jarabes preparados a partir de azúcares.
La fruta en trozos se sumerge en el jarabe o se impregna con el azúcar dentro de un recipiente adecuado. De inmediato el agua de la fruta sale hacia el jarabe, debido a la presión osmótica que se genera dentro de este.
La mayor velocidad de osmodeshidratación se produce en los momentos iniciales, que es cuando la deferencia de concentraciones entre el interior y el exterior de la fruta es la mayor.
Como se mencionó anteriormente, el fenómeno más importante que se presenta es la salida de agua, pero paralelo a este se puede presentar un ingreso de sólidos del jarabe al interior de la fruta teniendo en cuenta esto, que se puede resumir que en total la fruta aumenta la proporción de sólidos en su interior por dos causas: la salida y el ingreso de sólidos. Este aumento de sólidos comunica estabilidad a la fruta debido a que su agua se hace menos disponible para procesos de deterioro natural o para el desarrollo de microorganismos que lo pueden invadir.
Algunos de los procesos complementarios son refrigeración, congelación, pasterización, liofilización, secado con aire caliente, adición de conservantes o empacado en vacío.
Con estos procesos se logra prolongar la vida útil de almacenamiento de los productos, dependiendo de la utilización que se le vaya a dar.
Un producto sometido a deshidratación osmótica como único sistema de estabilización que ha alcanzado un nivel de humedad inferior al 30%, se puede conservar a temperatura y humedad relativas ambientales, no requiere empaque especial o puede ser uno construido con una película de celofán papel o polietileno delgado, para que la humedad que por difusión se desprenda del alimento salga al ambiente, esta puede poseer alrededor del 65% de humedad.
Si por el contrario el nivel de estabilidad logrado por ósmosis es bajo y se necesita complementarlo con pasterización o refrigeración, el empaque debe ser una película de baja permeabilidad a gases, es decir que no deje entrar ni salir vapor de agua y menos ingresos de microorganismos. La película puede ser a base de polipropileno o una multicapa con aluminio. Otra alternativa es empacarlo en envase de vidrio, pero de forma que cuando se cierre el frasco el producto posea una carga microbiana muy baja y además se complete su conservación con almacenamiento refrigerado.
Una técnica complementaria recomendada para un producto parcialmente deshidratado por ósmosis es exponerlo a un ambiente seco (60-70% de humedad) durante 24 a 48 horas, para que se deshidrate un poco más y se pueda conservar sin empaque hermético.