Adsorption isotherms and thermodynamic properties in tarwi (Lupinus mutabilis) flour | Isotermas de adsorción y propiedades termodinámicas en harina de tarwi (Lupinus mutabilis)

Inglés. In Peru, Andean lupin (Lupinus mutabilis) is marketed primarily as a whole grain, its conversion into flour is limited and almost nonexistent as defatted or hydrolyzed flour. Although it is rich in proteins and lipids, its market value in Peru remains low. Sorption isotherms are fundamental tools for studying processes such as drying, mixing, permeability, and packaging, allowing for the prediction of the physicochemical stability of foods. In this study, the sorption isotherms of tarwi flours were evaluated gravimetrically under three conditions: delupinized (1), defatted (2), and hydrolyzed (3), along with their thermodynamic properties. The samples were exposed to water activities (aw) ranging from 0.1 to 0.9 and 20, 30, and 40 °C temperatures. The data obtained were fitted using the GAB model (Guggenheim, Anderson, and de Boer). Parameters such as isosteric heat (Qst), adsorption surface area (AS), sorption entropy (ΔS), and Gibbs free energy (ΔG) were analyzed. It was observed that as aw increased, so did the equilibrium humidity (Xm), while for a constant aw, increasing temperature reduced Xm. The isotherms displayed a type II sigmoidal shape. The highest Qst values were recorded in the hydrolyzed flour. The monolayer and surface area values were greater at 20 °C in all cases; in addition, flour in condition 2 had the highest values with 0.087 g H2O/g d.m. and 308.86 m2/g d.m., respectively, while ΔG indicated spontaneity in the processes for conditions 2 and 3

Español; castellano. En Perú, el tarwi (Lupinus mutabilis) se comercializa principalmente como grano entero, su conversión en harina es limitada y casi nula como harina desgrasada o hidrolizada. Aunque es rico en proteínas y lípidos, su valorización en el mercado peruano sigue siendo baja. Las isotermas de sorción son herramientas fundamentales para estudiar procesos, como secado, mezcla, permeabilidad y envasado, permitiendo predecir la estabilidad fisicoquímica de los alimentos. En este estudio se evaluaron por gravimetría, las isotermas de sorción de harinas de tarwi, en tres condiciones: deslupinizada (1), desgrasada (2) e hidrolizada (3), junto con sus propiedades termodinámicas. Las muestras se expusieron a actividades de agua (aw), entre 0,1 y 0,9 y a temperaturas de 20, 30 y 40 °C. Los datos obtenidos fueron ajustados mediante el modelo GAB (Guggenheim, Anderson y de Boer). Se analizaron parámetros, como calor isostérico (Qst), superficie de adsorción (AS), entropía de sorción (ΔS) y energía libre de Gibbs (ΔG). Se observó que al aumentar la aw, también lo hizo la humedad de equilibrio (Xm), mientras que para una aw constante, el aumento de temperatura redujo Xm. Las isotermas mostraron una forma sigmoidal tipo II. Los mayores valores de Qst se registraron en la harina hidrolizada. Los valores de monocapa y área superficial fueron mayores a 20 °C, en todos los casos; además, la harina condición en 2 tuvo los máximos valores, con 0,087 g H2O/g m.s. y 308,86 m2/g m.s., respectivamente, mientras que ΔG indicó espontaneidad en los procesos para condiciones 2 y 3