ESTUDIO DE LA CINÉTICA DE SECADO Y DE LA DEGRADACIÓN DE POLIFENOLES DE LA CÁSCARA DE GRANADA DESHIDRATADA EN DOBLE TAMBOR ROTATORIO

Abstract

Hoy en día la cáscara de la granada es considerada un desecho agroindustrial. Sin embargo ésta posee un alto contenido de compuestos polifenólicos antioxidantes con comprobadas propiedades beneficiosas para la salud que también pueden tener un uso como preservantes y pigmentos naturales, entre otros. Por lo tanto la cáscara de granada podría utilizarse como ingrediente funcional y/o aditivo natural para mejorar la calidad de los alimentos. Una forma de dar estabilidad fisicoquímica y microbiológica a materiales vegetales es a través del secado. El secado busca reducir la actividad de agua para evitar reacciones de deterioro y controlar el crecimiento microbiano y, de esta forma, prolongar la vida útil de los productos frutícolas. El secador de doble tambor rotatorio es un sistema que utiliza altas temperaturas y gracias a su transferencia de calor eficiente logra reducir el contenido de humedad (actividad de agua) en cortos tiempos de proceso. Es sabido que la combinación de temperatura aplicada y tiempos requeridos para el secado puede afectar la estabilidad de los compuestos polifenólicos y minimizar su actividad antioxidante en el producto final. Así, el objetivo general de esta tesis es estudiar la cinética de secado y la degradación de compuestos polifenólicos de la cáscara de granada secada en doble tambor rotatorio a las temperaturas de 100, 110 y 120°C. Para ello, se obtuvieron datos experimentales de la cáscara de granada secada en doble tambor rotatorio a escala piloto a cada temperatura y por distintos tiempos. Mediante mínimos cuadrados se ajustaron los modelos de difusión de Page (k, n) y cálculo fraccional (k1, k2, α) a los datos experimentales. Además durante el proceso de secado se cuantificó el contenido de polifenoles totales presentes en la cáscara de granada. El secado de la cáscara de granada en tambor rotatorio necesitó tiempos de proceso en el orden de los minutos para obtener un producto con bajos contenido de humedad (actividad de agua) y por lo tanto estable. Además, el contenido de polifenoles totales de la cáscara de granada no cambió durante el secado a ninguna de las temperaturas en estudio. Así, en 4 minutos y 17 segundos a 120°C se obtuvo un ingrediente de la cáscara de granada que mantiene su contenido de polifenoles totales y taninos hidrolizables, así como su capacidad antioxidante. En conclusión, el secado en doble tambor rotatorio es una buena alternativa para obtener un ingrediente de calidad a partir de la cáscara de granada de manera de reutilizar y agregar valor a este desecho agroindustrial.Today the pomegranate peel is an agro-industrial waste. However, it has a high content of antioxidant polyphenolic compounds with proven health-benefiting properties. These compounds can be used as natural preservatives as well as colourants, among others. Therefore, the pomegranate peel could be used as a functional ingredient and/or natural additive to enhance the food quality. The drying of vegetable materials is a way to give them physical-chemical and microbiological stability. The drying process aims at reducing the water activity to avoid microbial growth and spoilage reactions in order to extend the shelf life of fruit products. The double drum dryer is a system that uses high temperatures with an efficient heat transfer and thus achieves to reduce the moisture content (water activity) in short process times. It is known that the temperature and time combination required to the drying could affect the polyphenolic compounds stability and reduce their antioxidant activity in the final product. Thus the main aim of this thesis is to study the drying kinetics and the polyphenolic compounds degradation of the pomegranate peel dried by double drum dryer at the temperatures of 100, 110 and 120 °C. For that, experimental data of pomegranate peel dried by a pilot double drum dryer to each temperature and different times were obtained. By least squares the diffusion Page (k, n) and Fractional calculus (k1, k2, α) models were adjusted to the experimental data. Furthermore, the total polyphenolic content of the pomegranate peel was quantified during the drying process. The drying of pomegranate peel by double drum dryer required process times on the order of minutes to reach low moisture contents (water activity) and therefore a stable product. Furthermore, the total polyphenolic content during the drying did not change at any temperature studied. Thus, an ingredient from pomegranate peel that maintained its total polyphenol content, hydrolysable tannins and antioxidant activity was obtained by double drum dryer at 120°C in 4 minutes and 17 seconds. In conclusion, the drying by double drum dryer is a good alternative to obtain a high quality ingredient from pomegranate peel in order to reuse and add value at this agro-industrial waste.