Proceso de microfiltración acoplado con sistema de envasado aséptico para la obtención de jugos de mora con alta calidad (sensorial, microbiológica y de bioactividad).

Descripción

La microfiltración tangencial es una técnica de estabilización “en frio" que permite la separación de los microrganismos y, por ello, la elaboración de jugos estériles que conservan el aroma original de las frutas y los compuestos bioactivos. Es una tecnología adaptable a pequeña escala para la producción de jugos, ya que ofrece varias ventajas sobre los procesos de separación tradicionales, incluida una alta selectividad basada en mecanismos de separación únicos y temperaturas de funcionamiento moderadas que no afectan los bio-compuestos, sin uso de aditivos químicos, así como un diseño compacto y modular con bajo consumo de energía.

La línea de proceso considera las operaciones unitarias descritas a continuación:

• Recepción de materia prima: La recepción de la mora se realiza según lo establecido en la NTC 4106 (grado de madurez 5 o 6 para la mora), y debe estar libre de materiales extraños.
• Primer prensado: Empleando una hidroprensa, la cual permite extraer un primer jugo con el mecanismo de prensado por agua a una presión de 30 PSI.
• La molienda: Tritura la materia prima después de la operación de prensado con el objetivo de exponer los tejidos celulares de la mora a la acción enzimática y mejorar el rendimiento de la materia prima.
• Maceración enzimática (enzimación): Se emplean 150 ppm enzimas que descomponen las pectinas y, por lo tanto, las paredes celulares de la mora; las enzimas ayudan a liberar el contenido de las células, para así obtener más jugo. El tratamiento enzimático también tiene otra función, la de destruir las pectinas que pueden gelificarse y limitar los flujos en el equipo. Para esta etapa se emplea una marmita con agitación y tratamiento térmico para alcanzar la temperatura de 35 °C por una 1 hora.
• Segundo prensado: Se emplea para extraer la gran mayoría del jugo y solo las semillas y fibras permanecen en la prensa, de lo que resulta un rendimiento de extracción general entre 60 % y 70 %.
• Formulación: El jugo extraído de los dos prensados se mezcla con agua y azúcar; la concentración se determina en función del mercado objetivo.
• Microfiltración: El producto formulado es enviado al equipo de microfiltración con ayuda de una bomba neumática y centrífuga. En consecuencia, la solución de alimentación se convierte en el jugo que contiene todos los componentes que pasan a través de las membranas (es una barrera física con características muy específicas que hacen que solo puedan atravesarla ciertas sustancias seleccionadas del flujo del jugo).
• Pasterizado y retenido: El retenido contiene los fragmentos de pared celular, los microorganismos y todo material que no pasan por las membranas, el retenido se pasteuriza para ser incorporado al producto final a una temperatura de 80 °C por 15 min. Luego, se procede a bajar la temperatura a través de un intercambiador de calor, que debe ser envasado a una temperatura promedio de 30 °C.
• Envasado: Mediante una envasadora semimanual, se deposita el jugo en los empaques, en condiciones asépticas, con el volumen final requerido por el mercado objetivo, y se almacena a una temperatura de 4 °C.

La línea de proceso requiere de una limpieza y desinfección eficaz, simple y ejecutable sin desmontar el equipo. Este procedimiento es necesario para conservar las propiedades de permeabilidad y selectividad que permitan el flujo del jugo a través de la membrana.

En el proceso se obtiene un jugo clarificado o una mezcla con retenido pasteurizado para incrementar el contenido de fibra con un alto contenido de compuestos bioactivos, conservar sus propiedades sensoriales y garantizar su seguridad microbiológica.

Esta tecnología puede ser empleada en áreas dispuestas para la transformación de alimentos que cuenten con lo reglamentado en la Resolución 2674 del 2013, que establece los requisitos sanitarios que se deben cumplir para las actividades de fabricación, procesamiento, preparación, envase, almacenamiento, transporte, distribución y comercialización de alimentos y materias primas de alimentos, y los requisitos para la notificación, permiso o registro sanitario de estos, según el riesgo en salud pública, con el fin de proteger la vida y la salud de las personas.

Es una tecnología adaptable a las necesidades del cliente.

Beneficios

• El costo de inversión de la tecnología es tres veces menor al costo de inversión de tecnologías clásicas.
• La MFT permite la separación y/o retención de los microrganismos a través de su membrana, por lo que es posible elaborar jugos 100 % estériles, que conservan las cualidades sensoriales de las frutas y sus compuestos bioactivos.
• Con esta OT los adoptantes no incurren en gastos asociados a aditivos en el producto final y se reduce el consumo energético en el proceso.
• Con la adopción de esta OT, a través de la agregación de valor (por la transformación de la fruta que actualmente no se está valorizando como fruta fresca), se fortalecen y potencializan sistemas productivos de mora haciéndolos más sostenibles y competitivos.
• Con los productos obtenidos con esta OT y sus derivados potenciales, se puede impactar positivamente la salud de los consumidores finales (mayor contenido de fibra, alto contenido de compuestos antioxidantes y vitaminas).
• El adoptante de esta OT puede acceder a mercados especializados por vía de agregación de valor.

Promesa de valor (ventajas)

1. La microfiltración tangencial (MFT) tiene un costo de inversión 3 veces menor al del proceso de obtención de jugos ofertados en el mercado y denominado pasteurización.
2. La MFT facilita la obtención de jugos clarificados de alta calidad nutricional y organoléptica (color, aroma y sabor) sin necesidad de aditivos que potencialicen sus propiedades originales, tal como podría suceder en productos obtenidos con tecnologías como la pasterización tradicional.
3. A diferencia de la pasteurización tradicional, el proceso de microfiltración tangencial evita la pérdida de nutrientes y compuestos termolábiles y los biocompuestos aromáticos en el producto final.
4. Con la correcta implementación del proceso de MFT, el adoptante obtiene productos 100 % libres de microorganismos, sin someter el producto a altas temperaturas como lo hacen las otras tecnologías (pasterización tradicional).
5. El producto obtenido con esta OT no requiere aditivos químicos ni enriquecimiento para garantizar su conservación y postergar su vida útil por más de 2 meses, lo que sí se hace necesario en los productos obtenidos con otras tecnologías para jugos.
6. El proceso garantiza el 100 % de la retención de solidos insolubles (sin sólidos en suspensión), lo cual se logra en una sola operación y mermando las operaciones unitarias, y con ello el consumo energético del proceso, los cuales sí serían necesarios a través de otras tecnologías.
7. Es una tecnología adaptable a las necesidades del cliente, a diferencia de tecnologías como la pasteurización industrial, la cual requiere grandes volúmenes de producción para poder implementarla.

Publicaciones asociadas

Ponencia oral; Zuluaga, J. D., Escobar, V., Cortés, M., Rodríguez, P., & Vaillant, F. (2021) “Evaluación del proceso de microfiltración tangencial de una bebida de mora (Rubus glaucus Benth)”. V Congreso Internacional en Investigación e Innovación en Ingeniería, Ciencia y Tecnología de los Alimentos – IICTA. Sistemas alimentarios inteligentes, sostenibles y saludables. . (Anexo 6).

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