Optimización experimental de una formulación de pulpa de uchuva (Physalis peruviana) para mejorar su procesamiento en el secado por atomización / Experimental Optimization of cape gooseberry pulp (Physalis peruviana) formulation to improve its processing by spray drying

RESUMEN

Antecedentes En Colombia, el fruto de la uchuva (Physalis peruviana) está identificado como un fruto promisorio de exportación, por lo que la mejora de su procesamiento representa contribuir a una mayor competitividad de la cadena. Objetivos: el objetivo de este trabajo fue optimizar en función de parámetros fisicoquímicos y reológicos la formulación de una suspensión a base de pulpa de uchuva mezclada con los aditivos maltodextrina (MD) y goma arábiga (GA) con fines de ser utilizada en secado por atomización. Métodos: La optimización se realizó aplicando un diseño experimental central compuesto mediante superficie de respuesta con dos factores (MD y GA) y variables de respuesta (densidad, ºBrix, aw, pH, y parámetros reológicos). Resultados: La caracterización reológica de las suspensiones mostró un comportamiento tipo adelgazante con esfuerzo de cedencia (Modelo de Hershel-Bulkley). La suspensión que mejor se ajustó a los criterios de optimización para fines de secado por atomización fue para la formulación basada en MD (24%) y GA (0%) con caracterización reológica de Herschel-Bulkley tipo adelgazante con índice de consistencia (K= 0,119±0,017 Pa.sn), índice de potencia (n=0,75±0,03) y esfuerzo de cedencia (τo= 0,092±0,069 Pa). Los resultados para las propiedades fisicoquímicas en el punto optimizado fueron densidad = 1,167±0,005 g/mL, °Brix = 35,5±0,5, aw = 0,974±0,002. El pH y τo no fueron estadísticamente significativos (p>0,05) en la formulación de las suspensiones. Conclusiones: La optimización experimental representa una herramienta importante que permitió obtener una formulación de uchuva con MD y GA apta para secado por aspersión, representando un ahorro en tiempo y dinero para el investigador y la industria.

ABSTRACT

Background: In Colombia, the Cape gooseberry fruit (Physalis peruviana) is identified as a promising export fruit, so improving its processing is contributing to greater competitiveness of the chain. Objectives: The aim of this study was to optimize suspension of cape gooseberry pulp mixed with gum arabic (GA) and maltodextrin (MD) with the purpose of being used in spray drying. Methods: The optimization was performed using a central composite design with response surface of two factors (MD and GA) and response variables (density, ° Brix, water activity (aw), pH, and rheological parameters). Results: The rheological characterization of the suspensions showed a shear thinning behavior with yield stress (Herschel-Bulkley Model). The results indicated that best suspension to be used in spray drying would be formulated with MD (24%) and GA (0%) showing a rheological response of Herschel-Bulkley fluid with consistency index (K=0.119±0.017 Pa-sn), power index (n=0.75±0.03) and yield stress (τo=0,092±0,069 Pa). To the optimized condition, the results for the physicochemical properties were density (1.167 ± 0.005 g/mL), °Brix (35.5±0.5), aw (0.974±0.002). Additionally, the pH and τo of Herschel Bulkley model was not statistically significant (p>0.05) in the suspension formulation. Conclusions: The experimental optimization is an important tool that allowed us to obtain a formulation of gooseberry with MD and GA suitable for spray drying, representing a saving in time and money for research and industry.