2 [ CONTENIDO ]
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Alimentaria JULIO / AGOSTO 2017 | VOLUMEN 39, NO. 4 www.alfa-editores.com.mx | buzon@alfa-editores.com.mx
TECNOLOGÍA
TECNOLOGÍA
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EFECTO DE LA FIBRA SOLUBLE SOBRE LOS NIVELES LIPÍDICOS
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DESARROLLO DE BIOPELÍCULA COMESTIBLE PARA CONTROL DE PATÓGENOS
TECNOLOGÍA
ACTUALIDAD
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TÉCNICAS DE CONSERVACIÓN EMERGENTES PARA EL CONTROL DE PATÓGENOS EN JUGOS DE FRUTAS
ACTUALIDAD
CURIOSIDADES Y MITOS DE LOS ALIMENTOS (SEGUNDA PARTE)
ACTUALIDAD
TECNOLOGÍA
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UTILIZACIÓN DE KIT AGRASTRIP AFLA PARA ANÁLISIS DE AFLATOXINA B1 EN HUEVO FRESCO DE GALLINAS (Gallus gallus domesticus) ®
MÉXICO, PAÍS CON ALTO POTENCIAL DE DESARROLLO DE BEBIDAS NUTRITIVAS
EVENTO
NUEVO MÉTODO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE SODIO EN ALIMENTOS POR TITULACIÓN TERMOMÉTRICA DEL PUNTO FINAL (TET)
EVENTO
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METROHM MÉXICO ESTRENA OFICINAS Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
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TECNOSABOR 2017, DONDE SE FORJAN LOS SABORES EXITOSOS
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EDITOR FUNDADOR
Ing. Alejandro Garduño Torres
Secciones
DIRECTORA GENERAL
Lic. Elsa Ramírez Zamorano Cruz
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Editorial
Evento yummex Middle East 2017 sigue avanzando hacia el éxito: un 80 por ciento de la superficie de exposición ya está reservada
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CONSEJO EDITORIAL Y ÁRBITROS
M. C. Abraham Villegas de Gante Dr. Francisco Cabrera Chávez Dra. Herlinda Soto Valdez Dr. Humberto Hernández Sánchez Dr. José Pablo Pérez-Gavilán Escalante
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Novedades Calendario de Eventos
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Dra. Judith Jiménez Guzmán M. C. Ma. del Carmen Beltrán Orozco Dra. Ma. del Carmen Durán de Bazúa Dr. Mariano García Garibay Ing. Miguel Ángel Zavala Arellano M. C. Rodolfo Fonseca Larios
Índice de Anunciantes
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M. en C. Rolando García Gómez Dr. Salvador Vega y León Dr. Santiago Filardo Kerstupp Dra. Silvia Estrada Flores
CON EL RESPALDO DE LOS SIGUIENTES ORGANISMOS ASESORES:
Dr. Valente B. Álvarez DIRECCIÓN TÉCNICA
Q.F.B. Rosa Isela de la Paz G.
ORGANISMOS PARTICIPANTES
PRENSA
Lic. Víctor M. Sánchez Pimentel DISEÑO
Lic. María Teresa Bañales Yerena Lic. Lucio Eduardo Romero Munguía VENTAS
Cristina Garduño Torres Karla Hernández Pérez ventas@alfa-editores.com.mx
OBJETIVO Y CONTENIDO El objetivo principal de INDUSTRIA ALIMENTARIA es difundir la tecnología alimentaria y servir de medio para que los técnicos, especialistas e investigadores de todas las áreas relacionadas con la industria alimentaria expongan sus conocimientos y experiencias. El contenido de la revista se ha mantenido actualizado debido a la aportación del conocimiento de muchas personas especializadas en el área, pero además la tecnología que difunde es de aplicación práctica para ayudar a resolver los problemas que se plantean al pequeño y mediano industrial mexicano. INDUSTRIA ALIMENTARIA, Año 39, No. 4, julio-agosto 2017, es una publicación bimestral editada por Alfa Editores Técnicos, S.A. de C.V., Unidad Modelo No. 34, Col. Unidad Modelo, Deleg. Iztapalapa, C.P. 09210, Ciudad de México, Tel. 55 82 33 42, www.alfa-editores.com.mx, ventas@alfa-editores.com.mx. Editor responsable: Elsa Ramírez-Zamorano Cruz. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2004-111711534800-102, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título No. 860 y Licitud de Contenido No. 506, otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. PP09-0006. Este número se terminó de imprimir el 14 de julio. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura del editor de la publicación. Queda estrictamente prohibida la reproducción total o parcial de los contenidos e imágenes de la publicación sin previa autorización.
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6 [ EDITORIAL ]
“ALIMENTO SANO, CORAZÓN CONTENTO” En años recientes, medios de comunicación especializados –como Industria Alimentaria- y noticieros en general hemos destacado el descubrimiento de beneficios que ciertos alimentos tienen sobre la salud cardiovascular. Así, en mayo pasado la revista 'British Medical Journal' publicó un estudio realizado en Dinamarca que, tras seguir 55,502 casos durante más de 13 años, arrojó que el consumo regular y moderado de chocolate reduce el riesgo de desarrollar arritmias cardiacas, en particular la denominada fibrilación auricular, que produce latidos descoordinados de las aurículas del corazón. En el mismo sentido, una investigación de seis años que la Pennsylvania State University realizó con 80,000 personas, concluyó que quienes tomaban al menos una cerveza al día registraron niveles de ‘colesterol bueno’ (HDL) mucho más elevados que sus pares que se abstuvieron del consumo de la bebida elaborada con cereales y lúpulo. Asimismo, la Asociación Americana del Corazón afirma que numerosos estudios científicos han abordado durante las últimas décadas el consumo moderado de alcohol y su asociación con el menor número de muertes por enfermedades del corazón en ciertos núcleos de población, en los que se sugiere que los beneficios pueden deberse al consumo de vino tinto gracias a su riqueza en flavonoides, taninos y polifenoles, antioxidantes que combaten los radicales libres. Los trabajos científicos en torno a las propiedades que tienen los alimentos para el corazón no cesan, muestra de ello es la presente edición de Industria Alimentaria, en la que publicamos un estudio que evalúa los efectos del consumo de avena en los parámetros lipídicos
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de personas ligeramente hipercolesterolémicas que viven en India. Complementamos nuestros contenidos con un reporte sobre recientes desarrollos de bebidas nutritivas en México, el detalle de la creación de una biopelícula comestible que contiene canela para controlar los patógenos transmitidos por alimentos, una investigación en torno a técnicas emergentes de conservación para controlar el deterioro y los microorganismos patogénicos en jugos de frutas, la descripción de un método innovador, sencillo, rápido y robusto para determinar el contenido de sodio en varios alimentos, y la segunda parte de la colaboración del reconocido investigador Dr. Salvador Badui en torno a las curiosidades y mitos de los alimentos. Siempre a la vanguardia en sus tópicos de actualización técnica, nuestra empresa hermana Alfa Promoeventos realizó los pasados 24 y 25 de mayo la exitosa séptima edición de ´Tecnosabor, Seminario Teórico Práctico del Sabor y Evaluación Sensorial’, cuyos detalles encontrará en esta edición; y anuncia el lanzamiento de ‘TECNOPROTEÍNA, SEMINARIO DE APLICACIÓN DE PROTEÍNAS’, a realizarse los días 5 y 6 de septiembre en el hotel Crowne Plaza WTC México, conozca los pormenores y formas de participación en el sitio web www.alfapromoeventos.com. Bienvenid@s a Industria Alimentaria de julio y agosto del 2017, el equipo de Alfa Editores Técnicos agradece su lectura y le invita a conocer lo más novedoso en tecnología alimentaria mediante las siguientes páginas. Lic. Elsa Ramírez-Zamorano Cruz Directora General
8 [ EVENTO ]
YUMMEX MIDDLE EAST 2017 SIGUE AVANZANDO HACIA EL ÉXITO: UN 80 POR CIENTO DE LA SUPERFICIE DE EXPOSICIÓN YA ESTÁ RESERVADA
Convence el nuevo concepto de feria asociada para el ámbito gastronómico y de la hostelería. El potencial económico de la región del Oriente Próximo y el norte de África incrementa la demanda de los expositores. Tras el éxito de la edición de aniversario, los preparativos para la próxima feria monográfica internacional para artículos de confitería, golosinas y aperitivos (o snacks) en la región del Oriente Próximo y el norte de África (MENA, según sus siglas en inglés), yummex Middle East, a celebrarse en Dubái (Emiratos Árabes Unidos), avanzan a plena marcha. El evento se celebrará del 18 al 20 de septiembre de 2017 en el marco de la Semana Internacional de la Hostelería de Dubái (Dubai International Hospitality Week), junto al Festival de Alimentos Gourmet (Speciality Food Festival) y SEAFEX, evento dedicado a los pescados y mariscos. El nuevo concepto ya registra actualmente un éxito destacado: a unos cuatro meses del evento, alrededor del 80 por ciento de la superficie de exposición está ocupada. “La inclusión de yummex Middle East en Dubái International Hospitality Week ofrece a expositores y a visitantes un potencial añadido de negocios en nuevos y atractivos segmentos. Los visitantes profesionales de la hostelería, la gastronomía y el comercio podrán conseguir aquí una completa visión conjunta sobre novedades y tendencias del sector”, explicó al respecto Denis Steker, vicepresidente internacional de Koelnmesse (firma organizadora), que de nuevo registra una fuerte demanda para el evento que se celebrará en el Dubai World Trade Centre. Además del éxito del propio concepto del evento, yummex Middle East también se beneficia de la continua buena situación del mercado en la región. “La nueva fecha de celebración del evento, antes del inicio de la temporada alta del sector hotelero, ofrece a los visitantes y a los expositores aún mejores oportunidades para el desarrollo de sus negocios, especialmente teniendo en cuenta que el mercado de ‘la comida fuera de casa’ crece constantemente”, indicó Denis Steker para destacar la importancia de yummex Middle East. Las perspectivas para el evento son muy buenas: en estos momentos ya han confirmado su participación en la feria Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
monográfica internacional para artículos de confitería y snacks algunas de las empresas líderes del sector, como Cavalier (Bélgica), Colombina (Colombia), Jelly Belly (Estados Unidos), Katjes (Alemania), LEE Chocolate (Emiratos Árabes Unidos), Ricola (Suiza), Walker‘s Nonsuch (Reino Unido) y Wawel (Polonia). Entre las empresas inscritas se encuentran también algunas que exponen por primera vez, como es el caso de Betty Ice (Rumanía) y Maison du Nougat (Francia).
GRANDES OPORTUNIDADES DE CRECIMIENTO PARA LA EXPO 2020 EN DUBÁI La exposición universal de Dubái ofrecerá a las empresas, de octubre de 2020 hasta abril de 2021, una variedad de oportunidades para establecer relaciones comerciales exitosas y a largo plazo en los ámbitos de la hostelería y los servicios gastronómicos, así como para el acceso al potencial económico de la región. Sólo la expectativa de 25 millones de visitantes a la llamada ‘EXPO de Dubái’ irá unida a un enorme incremento de la capacidad hotelera y la consiguiente demanda creciente de productos alimentarios y de bebidas de calidad e innovadoras.
YUMMEX MIDDLE EAST 2016 En yummex Middle East 2016, un total de 364 empresas de 47 países presentaron sus productos. Los 8,180 visitantes procedentes de 83 naciones marcaron un éxito más en la historia de yummex Middle East, que ha registrado un crecimiento constante durante más de diez años en Dubái. Esta plataforma de comercio e innovación para artículos de confitería y snacks en la región del Oriente Próximo y el norte de África, está organizada por Koelnmesse GmbH y Dubai World Trade Centre. La próxima edición del evento tendrá lugar en Dubái del 18 al 20 de septiembre de 2017.
{10} MÉXICO SE ACERCA A PRODUCTORES PECUARIOS DE NUEVA ZELANDA La Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Social, Pesca y Alimentación (SAGARPA) encabezó una delegación de productores pecuarios durante una visita técnica a Nueva Zelanda, con el objetivo de conocer los sistemas de producción y las buenas prácticas de inocuidad en ese país, líder en materia pecuaria y generación de lácteos, además de que es una nación que lleva varias décadas con resultados exitosos en investigación aplicada a esos sectores.
Novedades
En esta visita estuvieron presentes representantes de la Cámara Nacional de Industriales de la Leche (CANILEC), empresas comercializadoras de carne de res y de borrego, así como cooperativas de productores de leche de vaca y de cabra de diversas regiones del país, como Jalisco, Puebla y el Estado de México. El proyecto, a cargo de las coordinaciones generales de Asuntos Internacionales y de Ganadería, ambas de la SAGARPA, se enmarca en las actividades de cooperación y fortalecimiento de capacidades en el sector agroalimentario entre ambos países, como parte de los esfuerzos por diversificar mercados y beneficiar a los productores mexicanos con la mejor tecnología, procesos, investigación aplicada y financiamiento. Como resultado de esta misión se espera que próximamente se celebre la firma del ‘Memorando de Entendimiento en Cooperación entre la SAGARPA de México y el Ministerio de Industrias Básicas de Nueva Zelanda’ para fortalecer las oportunidades de cooperación técnica y capacitación, así como el comercio de productos agroalimentarios y la inversión en proyectos productivos en el sector. Además, se implementarán dos programas piloto con expertos de empresas cooperativas de producción y comercialización de lácteos de Nueva Zelanda y del Ministerio de Industrias Básicas de ese país; uno para la adopción de buenas prácticas de producción lechera, que permitirá incrementar la capacidad técnica de los productores y el rendimiento de las pequeñas y medianas unidades de producción; mientras que el otro será para el costeo por sólidos de leche.
EXTRACCIÓN MÁS PRECISA DE COMPUESTOS BIOACTIVOS CON NUEVO BIORREACTOR Científicos del Departamento de Investigación en Alimentos (DIA) de la Facultad de Ciencias Químicas (FCQ) de la Universidad Autónoma de Coahuila (Uadec), desarrollan la instrumentación de un biorreactor para el monitoreo en línea de procesos microbianos durante la fermentación en estado sólido (FES) para la producción de compuestos bioactivos. Esta instrumentación se realizó a través de un bioproceso denominado extracción asistida por fermentación (FAE, por sus siglas en inglés), a partir de residuos de la industria citrícola. El objetivo de la investigación, dirigida por el Dr. Cristóbal Noé Aguilar González, profesor investigador del DIA y miembro nivel III del Sistema Nacional de Investigadores (SNI), fue instrumentar un biorreactor para monitorear metabólicamente el crecimiento microbiano vía respiración y determinar
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{11} el porcentaje de reducción de sólidos de materiales, generalmente agroindustriales, empleados como sustrato del proceso, así como la recuperación de compuestos con actividad antimicrobiana de interés para las industrias alimentaria y farmacéutica.
limón, naranja, toronja y mandarina”, explicó el investigador Ramón Larios Cruz, estudiante de doctorado en Ciencia y Tecnología de Alimentos, y colaborador del proyecto.
Esta investigación parte de la fermentación en estado sólido, un proceso biotecnológico que aprovecha la capacidad de microorganismos fúngicos para que se desarrollen sobre un material de soporte, en ausencia de agua libre.
Novedades
Dentro de las principales aplicaciones de la FES se encuentra la producción de metabolitos como enzimas, colorantes y compuestos bioactivos, entre otros. Para el proceso se puede utilizar una variedad de soportes, destacando el uso de los residuos agroindustriales. “Nosotros partimos del proceso de fermentación en estado sólido, que es un proceso muy antiguo utilizado para producir alimentos y que, en años recientes, se ha procurado su modernización en diversos grupos de investigación del mundo. Una de las principales aplicaciones que se busca es el aprovechamiento de los bioproductos del sector agroindustrial, en nuestro caso estamos utilizando cáscaras de cítricos como
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{12} TECNOLOGÍA AGRÍCOLA MEXICANA PARA ENRIQUECER HUEVOS CON OMEGA 3 La Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) coordina un proyecto denominado ‘Algaelinkages’, cuyo objetivo es producir microalgas en agua residual de invernadero para su aprovechamiento, que sirvan como alimento para gallinas y que éstas pongan huevos enriquecidos con ácido Omega 3.
Novedades
En el ambicioso proyecto colaboran las universidades holandesas de Wagenigen y VHL de Ciencias Aplicadas, y las empresas United Farms y Rondeel, así como apoyos del Fondo de Capitalización e Inversión del Sector Rural (FOCIR) y de la SAGARPA. Juan Fernando García Trejo, investigador de la Facultad de Ingeniería de la UAQ y responsable del Laboratorio de Bioingeniería, señaló que esta iniciativa de desarrollo tecnológico, con duración de cuatro años, tiene lugar en el Agropark Querétaro, dentro del municipio de Colón. "Las microalgas son organismos unicelulares que producen biomasa gracias a la energía solar en el proceso de fotosíntesis; pueden medir entre 2 y 10 micras y están compuestas por alrededor de 70% de proteínas, y cerca del 85% del oxígeno a nivel mundial lo generan estos microorganismos", puntualizó. En el proceso, la cepa de la alga es sometida a cultivo axénico y se hacen escalamientos: primero se les deja crecer en frascos para cuidar la inocuidad, después se vierten en un sistema cerrado como un biorreactor tubular de 60 litros para que esté expuesta a lámparas de luz ultravioleta en el laboratorio, para luego ser trasladadas a biorreactores de 750 litros ubicados al aire libre; posteriormente, se lleva a cabo la cosecha de la biomasa y el secado. La función de los biorreactores es tener las condiciones óptimas para la producción de la microalga, ya que desde ahí se puede controlar la temperatura, el pH y la inyección de dióxido de carbono. En el primer año de labores se estudió la variabilidad de las microalgas y se hizo la selección de la cepa propicia para cultivarla, en este caso la Nannochloropsis; se llevó a cabo la migración
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del Laboratorio de Microalgas de la UAQ al Agropark y se instalaron los biorreactores, relató el docente. En el segundo año, los investigadores se encargarán de optimizar el sistema de producción y los procesos de cosecha. Una vez concluida esta fase, la tercera etapa de trabajo será, tras obtener la biomasa, enviarla a Holanda para formular una dieta balanceada que se dará a seis mil gallinas y con ello medir la eficiencia en la salud del animal y del huevo.
PREVÉ SECTOR AGROALIMENTARIO EXPORTACIONES POR 32 MMDD EN 2017 El sector agroalimentario para este año prevé exportaciones por 32 mil millones de dólares (mmdd), gracias a la tendencia productiva que se registra a nivel nacional, lo que convierte a este rubro como el de mayor dinamismo en la economía del país al tener una proyección de crecimiento para 2017 del 3.5 por ciento. Así lo afirmó el titular de la SAGARPA, José Calzada Rovirosa, quien señaló que el crecimiento del sector es el doble del que se registra en la economía nacional, lo que se debe a su proceso de cambio de una agricultura tradicional a una moderna, así como al trabajo compartido entre productores, estados y autoridades. Durante su participación en la Reunión Nacional de Delegados y Secretarios de Desarrollo Agropecuario de las 32 entidades federativas, el titular de la SAGARPA destacó que la aportación del sector agroalimentario con el 8.2 por ciento del PIB nacional y la ocupación de alrededor de siete millones de personas, coloca a México en una posición de fortaleza y reconocimiento a nivel global.
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EFECTO DE LA FIBRA SOLUBLE SOBRE LOS NIVELES LIPÍDICOS { Seema Gulati 1,2,3, Anoop Misra 1,2,3,4,5 y Ravindra M. Pandey 6 }
Tecnología
RESUMEN Las enfermedades cardiovasculares son más frecuentes y graves en indios asiáticos. Simples estrategias basadas en la dieta son importantes para la prevención de enfermedades cardiovasculares. El objetivo del presente estudio fue evaluar los efectos del consumo de avena sobre los parámetros lipídicos de indios asiáticos ligeramente hipercolesterolémicos que viven en India. Se llevó a cabo un estudio de grupo paralelo controlado aleatorizado, prospectivo, de corta duración y de corto plazo. Los sujetos (n=80) con hipercolesterolemia ligera (colesterol total >200 mg/dL y <240 mg/ dL) fueron puestos aleatoriamente en dos grupos: intervención (n=40) y con dieta habitual (n=40). Se calculó el tamaño de muestra para un ensayo de control aleatorio de superioridad paralelo de los dos grupos. De los 80 sujetos inscritos, 69 completaron el estudio; 33 en el grupo control y 36 en el grupo intervención. En el grupo de intervención a los pacientes se les sirvieron 70 g de avena dos veces al día en
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forma de atole y upma (un atole espeso de avena con condimentos y vegetales), bajo observación en el lugar del estudio. Los parámetros lipídicos se evaluaron al inicio y 4 semanas después de la intervención. Hubo una reducción de 3.1% en los niveles de colesterol total en el grupo control frente a una reducción del 8.1% en el grupo de intervención (p<0.02). También se vieron mayores reducciones en el colesterol de lipoproteína de baja densidad en el grupo de intervención (11.6%) comparado con el grupo control (4.1%, p<0.04) durante un periodo de 28 días. El consumo diario de 3 g de fibra soluble a partir de 70 g conduce a efectos benéficos en los parámetros lipídicos, específicamente en el colesterol total y en el colesterol de lipoproteínas de baja densidad en indios asiáticos con hipercolesterolemia. Se requieren estudios a gran escala durante periodos largos de tiempo de intervención para establecer el efecto de disminución del colesterol de la fibra de la avena.
{ 1 Fundación Diabetes (India), Área de Desarrollo Safdarjung, Nueva Delhi, India; Fundación Nacional de Diabetes, Obesidad y Colesterol (N-DOC), Área de Desarrollo Safdarjung, Nueva Delhi, India; 3 Centro de Investigación en Nutrición y Metabolismo (C-NET), SDA, Nueva Delhi, India; 4 Centro Fortis C-DOC de Excelencia para Diabetes, Enfermedades Metabólicas y Endocrinología, B-16, Chirag Enclave, Nueva Delhi – 110048, India; 5 Hospital Fortis Flt. Lt. Rajan Dhall, Vasant Kunj, Nueva Delhi, India; 6 Instituto All India de Ciencias Médicas (AIIMS), Nueva Delhi, India. }
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TecnologĂa Julio - Agosto 2017 | Industria Alimentaria
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ANTECEDENTES La dislipidemia es un importante factor de riesgo de enfermedad cardiovascular (CVD). Es importante destacar que el aumento del 1% en los niveles de colesterol de lipoproteínas de baja densidad (LDL-C) pueden llevar a un aumento del 2% en el riesgo de CVD [1]. Una revisión de diez estudios grandes de cohorte reportó que una disminución de 10.8 mg/dL en la concentración de colesterol se asoció con una disminución en el riesgo de cardiopatía isquémica en un 54% a una edad de 40, 39% a una edad de 50, 27% a una edad de 60, 20% a una edad de 70 y 19% a una edad de 80 [2]. El estudio INTERHEART muestra que la dislipidemia parece ser el mayor contribuyente del infarto agudo al miocardio en sudasiáticos [3].
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Existe poca información sobre los cambios en los niveles de lípidos y la prevalencia de dislipidemia en los indios asiáticos. En 1961 Padmavati et al. [4] reportaron los niveles promedio de colesterol total en diferentes grupos socioeconómicos en Delhi. Chadha et al. [5] reportaron una prevalencia del 44% de hipercolesterolemia entre los hombres y una prevalencia del 50% entre las mujeres en Delhi durante 1984-87. El estudio del Consejo Indio de Investigación Médica (ICMR) reportó prevalencia de la hipercolesterolemia de 36.8% y 39.8% en la zona urbana de Delhi y en la zona rural de Haryana, respectivamente, durante 1991-94 [4]. La prevalencia general de dislipidemia en India en varios estudios oscila de 10 a 73% (6), dependiendo del área de residencia (rural vs. urbana), estrato
[ TECNOLOGÍA ] 17 socio-económico (alto vs. medio bajo) los patrones dietarios, de actividad física y la edad. Según un estudio del Consejo Indio de Investigación Médica-Diabetes India (ICMR-INDIAB), los índices más altos de hipercolesterolemia y niveles altos de LDL-C se reportaron desde el estado de Tamil Nadu, con 18.3% y 15.8%, respectivamente [6]. La importancia de la nutrición en la modificación del riesgo de CVD ha sido repetidamente enfatizada [7-9]. Ya que las formas de dieta como la parte integral del estilo de vida de un individuo se vuelven críticas, se sugieren cambios que son fáciles de implementar para poder asegurar su cumplimiento. La necesidad de alimentos funcionales que promueven la salud cardiovascular, in-
cluyendo alimentos que disminuyen el colesterol, está creciendo. Uno de estos ingredientes funcionales alimentarios es el β-glucano de la avena. El β-glucano es una fibra soluble altamente viscosa localizada principalmente en el endospermo de la pared celular de la avena. Se compone de moléculas de glucosa con uniones mezcladas β-(1 4) y β-(1 3). Esta estructura química específica es responsable de las propiedades físicas, como la viscosidad y solubilidad. Se han conducido estudios para evaluar el efecto de diferentes tipos de fibras incluyendo la fibra de la avena sobre el perfil lipídico de los sujetos hipercolesterolémicos. Estos estudios han mostrado que el consumo diario de al menos 3 g de β-glucano de la avena puede resultar en hasta 5 a 10%
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de reducción en las concentraciones de colesterol total y LDL-C [10]. Una revisión sistemática reciente de 64 estudios confirma que el consumo de avena está asociado con el riesgo reducido de CVD y sus factores de riesgo asociados. Más de la mitad de estos estudios (37/64) reportaron una reducción significativa en el colesterol total (2-19%) con cerca de la mitad de los estudios (31/64) demostrando reducciones significativas en el colesterol LDL (4-23% de reducción) sobre varios periodos de tiempo de intervención [11]. Adicionalmente, estudios escandinavos han mostrado que la adición de avena a la dieta de un individuo puede mejorar el valor nutricional dietario general, particularmente mejorando las vitaminas, minerales y contenido de antioxidantes de la dieta. Específicamente, el consumo de avena por 6 meses resulta en un aumento medible en la ingesta de magnesio y vitamina B1 [12]. Afirmaciones sobre la salud con respecto a la asociación entre la disminución del colesterol y
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la fibra soluble de la avena han sido aprobadas por las agencias de estándares alimentarios a nivel global: [Estados Unidos, Administración de Alimentos y Fármacos de E.U. [13]; Canadá, Salud Canadá [14], y Europa, Autoridad de Seguridad Alimentaria Europea [15]. Las dietas indias son altas en carbohidratos, grasas y azúcares, que pueden contribuir a la dislipidemia y CVD. Sin embargo, hay sólo unos cuantos estudios dietarios de intervención de la India que se enfocan en la prevención de la dislipidemia y otros factores de riesgo de CVD [16, 17]. Debido a que hay evidencia de que la prevalencia de las anomalías lipídicas en la sangre y otros factores de riesgo de CVD varía en diferentes grupos étnicos [18] e incluso el efecto de disminución del LDL-C de las estatinas difieren por etnicidad [19], planeamos este estudio para entender los efectos del consumo de 3 g de β-glucano de avena sobre el perfil lipídico de los sujetos hipercolesterolémicos de la etnia india-asiática.
[ TECNOLOGÍA ] 19
MÉTODOS Población de sujetos Se aprobó un estudio prospectivo, aleatorio, paralelo, controlado por un comité ético independiente de acuerdo con los principios y requisitos descritos en el Código Americano de Regulaciones Federales (21 CFR Parte 56), el Programa Y (2005) de la Ley de Drogas y Cosméticos de la India y la Guía Ética para la Investigación Biomédica en Participantes Humanos por ICMR 2006. Después de obtener ochenta consentimientos informados (80) de adultos aparentemente sanos, sujetos hombres y mujeres, edad de 20 a 50 años con valores de colesterol total ≥200 mg/dL y <240 mg/dL. Los factores de inclusión en el examen que excluyeron de la participación fueron: uso
actual de fármacos hipolipemiantes, LDL-C> 190 mg/dL o colesterol total <200 mg/dL y> 240 mg/dL o triglicéridos en suero >300 mg/ dL, historia de fumar, alcoholismo, embarazo o lactando activamente, y el uso actual de dietas para perder peso. El resultado primario del estudio fue la reducción en la concentración del colesterol total. Sesenta y nueve de ochenta sujetos (69/80) completaron el estudio.
Procedimiento del estudio Durante la selección, los procedimientos de pre-inscripción incluyeron: obtener el consentimiento informado, revisión del historial médico, y el examen físico. Las muestras de sangre se recolectaron para evaluación del perfil lipídico y niveles de glucosa en sangre. La prueba urinaria de embarazo, pruebas de
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20 [ TECNOLOGÍA ] función de riñones e hígado también se completaron. Los sujetos se inscribieron en el estudio post-confirmación de los criterios de inclusión y exclusión del estudio. Los sujetos inscritos se eligieron aleatoriamente a uno de los dos grupos: intervención o control. El grupo intervención recibió 35 g de avena dos veces al día (total de 70 g/día) en forma de atole (35 g de avena) para el desayuno (Avena Quaker, PepsiCo India) y una segunda porción en forma de upma1 (35 g de avena) en la tarde, en el sitio del estudio. La avena se incluyó en la dieta, reemplazando carbohidratos de otras fuentes como parte de su dieta ad libitum. Se añadieron los vegetales en muy pequeñas cantidades (20-30 g; dos cucharadas soperas
Visita de evaluación 1: Revisión de sujetos (n=235)
Inscripción de sujetos con hipercolesterolemia (n=80)
Visita de evaluación 2: Aleatorio en 2 grupos. Día 1 de intervención
Grupo Control: n=40, dieta normal 33 sujetos completaron el estudio 3 se retiraron debido a re-localización 4 sujetos quisieron estar en el grupo intervención
2 días-24 horas de recordatorios de dieta, FFQ, actividad física, antropometría, perfil rápido de lípidos, LFT, KFT, peso corporal, IMC
Grupo Intervención: n=40, dieta avena 36 sujetos completaron el estudio 2 se retiraron debido a tiempo limitado 2 se retiraron debido a problemas familiares
Día 2-28 Intervención: los sujetos en cada grupo consumieron 2 porciones (35 g cada uno) de avena por día. Los sujetos en el grupo control siguieron la dieta normal
Visita de Evaluación 3 a las 4 semanas (Día 29) (n=69) (24 horas de recordatorios dietarios, FFQ, actividad física, antropometría, perfil lipídico rápido, peso corporal, IMC)
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completas) justo para mejorar la palatabilidad y aceptabilidad de la avena. Los sujetos en el grupo control ya estaban tomando los vegetales. La adición de vegetales en tan pequeñas cantidades no fue lo suficientemente significativa para impactar la composición dietaria y los resultados. El grupo control se mantuvo en su dieta de rutina anotada durante el proceso de selección. A los sujetos en ambos grupos se les pidió continuar con sus hábitos de ejercicio normales. Después de completar la prueba, a los sujetos se les educó acerca de un estilo de vida saludable. Se les proporcionó un paquete de avena para su desayuno en fines de semana y para su lunch/snack. Los paquetes adicionales de avena (35 g cada uno) se dieron para las vacaciones y para la familia (10-15 paquetes) para asegurar un mejor cumplimiento. Los sujetos fueron evaluados para cambios en los parámetros lipídicos y antropometría al final de la intervención. Las mediciones semanales se llevaron a cabo para dieta, ejercicio, e historial médico, etc., junto con la evaluación antropométrica como se muestra en la Fig. 1. Evaluación de los Parámetros de los resultados: la presión sanguínea se midió en el brazo derecho con cada participante en una posición sentada de acuerdo con el protocolo estándar [20]. Todas las evaluaciones para antropometría, glucosa y parámetros lipídicos se llevaron a cabo como se describieron previamente [21].
Análisis estadístico Los datos se manejaron en una hoja de cálculo de Excel 2010. El tamaño de muestra se calculó para una prueba control, aleatoria, superior, paralela de dos grupos. Se tomó un cambio en los niveles de colesterol total como la variable primaria de los resultados. Asumiendo una reducción media ± SD en el colesterol total en el grupo control como 1 ± 0.5 mmol/L y corresponde a la disminución anticipada en el grupo de prueba (grupo avena) como 1.4 ± 0.5 mmol/L (al menos 40% más que el grupo control) el número
22 [ TECNOLOGÍA ] de sujetos requeridos en cada grupo para detectar una diferencia anterior, con 95% de nivel de confianza y 90% de poder, fue de 33 en cada grupo. Considerando una tasa de deserción de 20%, se inscribieron 40 sujetos para cada brazo. Se usaron las variables cuantitativas de la t de Student para comparar las medias entre los dos grupos. Se calculó el cambio porcentual de la concentración de colesterol de cada sujeto desde la línea basal. Se registró el cambio medio ± SD en el nivel de colesterol en los dos grupos y sus diferencias (tamaño del efecto). Los datos se analizaron siguiendo los principios de intención-de-tratar y análisis por protocolo. Para el análisis de intención-de-tratar se incluyeron todos los sujetos aleatorios en el análisis. Se llevó a cabo una última observación para los valores perdidos en las 4 semanas; con el fin de imputar los valores. Ya que los valores al inicio eran comparables
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para cada uno de los parámetros lipídicos, usamos la prueba t de Student para comparar la diferencia en los valores medios a las 4 semanas y la diferencia media reportada (95% de CI). Para el análisis por protocolo sólo se consideraron aquellos sujetos que habían completado el estudio. Se usó el software STATA v12.0 para el análisis. Se asumió una significancia de dos vías para el valor p ≤0.05.
RESULTADOS Se inscribieron ochenta sujetos en el estudio, de los cuales 11 no pudieron completarlo debido a razones no relacionadas con la prueba. La edad media de los participantes reclutados en el grupo control fue de 31.6 ± 6.9 años y en el grupo intervención fue de 30.8 ± 6.2 años. Se observó un peso corporal medio de 71.2 ± 10.5 kg y 69.9 ± 9.3 kg en los grupos control e intervención, respectivamente. Al
[ TECNOLOGÍA ] 23 inicio del estudio no hubo diferencias estadísticas entre los dos grupos en referencia a la edad, género, antropometría, presión sanguínea y parámetros lipídicos. No hubo un cambio significativo en el peso corporal, índice de masa corporal (IMC), circunferencia de cintura y cadera, presión sanguínea sistólica y diastólica entre el grupo intervención y control post-intervención.
los triglicéridos en suero y la reducción de VLDL-C fueron mejores en el grupo intervención que en el grupo control. De acuerdo con el análisis por protocolo, los datos de los 69 sujetos mostraron una reducción significativa en los niveles medios del
Para el análisis por intención-de-tratar, hubo una reducción en los niveles medios del colesterol total de 218.1 ± 11.9 mg/dL a 210.1 ± 11.9 mg/dL (3.3%) y 217.1 ± 10.5 mg/dL a 199.2 ± 21.2 mg/dL (8.1%), después de la intervención en los grupos control e intervención, respectivamente. La diferencia entre los grupos fue estadísticamente significativa post-intervención (p < 0.01). Las reducciones en los niveles de LDL exhibieron una tendencia similar. Se observó una reducción en la media de C-LDL de 144.9 ± 16.4 mg/dL a 138.4 ± 25.9 mg/dL (4.1%) y de 145.1 ± 15.4 mg/dL a 127.6 ± 21.0 mg/ dL (11.6%) en los grupos control e intervención post-intervención, respectivamente. La reducción en LDL-C fue significativamente mayor en el grupo intervención que en el grupo control. No hubo cambios significativos en el colesterol de lipoproteínas de muy baja densidad (VLDL-C), en triglicéridos en suero y en colesterol de lipoproteínas de alta densidad (HDL-C) post-intervención. Sin embargo, las tendencias para
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24 [ TECNOLOGÍA ] colesterol total (p < 0.014) y en los niveles de LDL-C (p < 0.04), también en post-intervención. Hubo una reducción de 4% en los niveles del colesterol total en el grupo control contra 9% de reducción en el colesterol total en el grupo intervención. La reducción de LDL-C también fue mayor en el grupo intervención; 12.9% comparado con el grupo control; 5.1%. No hubo cambios significativos en el VLDL-C, triglicéridos en suero y HDL-C post-intervención.
DISCUSIÓN El presente estudio muestra la propiedad de disminución del colesterol de la avena dietaria en indios asiáticos. Para nuestro conocimiento, este es el primer estudio sobre avena conducido en la población india. Un meta-análisis de 25 estudios sobre avena muestra que 1 g de fibra soluble de la avena lleva a reducciones de 1.42 mg/dL y 1.23 mg/dL en los niveles del colesterol total y LDL-C, respectivamente [22]. Dos posibles mecanismos han sido propuestos para explicar la disminución observada en el colesterol total. Una hipótesis es que la fibra soluble disminuye la absorción del colesterol y los ácidos grasos y aumenta la excreción de ácidos biliares. También se ha propuesto que las fibras solubles reducen la síntesis del colesterol por la producción de ácidos grasos de cadena corta que afectan el metabolismo lipídico [23]. En un estudio animal se publicó un aumento en la cantidad de ácidos biliares que se observaron en los contenidos intestinales, cecales y del colon de los grupos evaluados [24]. Otro estudio recientemente conducido en animales hipotetizó la posible regulación de CYP7A1 y CYP8B1 enzimas hepáticas productoras de ácidos biliares, dando soporte así al mecanismo de la avena sobre la reducción del colesterol en relación con los ácidos biliares (25).
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Otra área reciente de investigación es el de los factores que influyen la bioactividad de la avena. Uno de los factores principales es el peso molecular del β-glucano. Los descubrimientos primitivos de un estudio mostraron que el consumo diario de 3 g de beta-glucano de avena de alto peso molecular (2,250, 000 g/mol), 3 g de peso molecular medio (850,000 g/mol) y 3 g de peso molecular medio (530,000 g/mol) por 4 semanas mostró reducciones significativas en LDL-C (4.8 a 6.5% de reducciones) [26]. Por lo tanto, es importante notar que no todas las avenas tienen la misma propiedad reductora de colesterol ya que se ha propuesto pero no probado que un β-glucano de alto peso molecular aumenta la viscosidad del contenido intestinal. Sin embargo, las reducciones vistas en este estudio, es decir, 8.1% de reducción en el colesterol total y 11.6% en LDL-C son comparables con las reducciones observadas en los estudios publicados [11, 26]. También se observó que después de la intervención con avena, no sólo los niveles de colesterol disminuyeron significativamente en el grupo de intervención sino también el número de sujetos que tenían colesterol total dentro del rango normal, es decir, <200 mg/dL fue mayor en el grupo intervención, 19 de 36 (52.8%) sujetos contra el grupo control, donde 12 de 33 sujetos (36.4%) tuvieron niveles de colesterol dentro del rango normal. Se ha observado que la avena puede ser benéfica para la sensibilidad a la insulina y a los parámetros glicémicos, controlando así, los triglicéridos en suero [27]. Estas acciones pueden haber resultado en niveles de triglicéridos estables en suero en el grupo avena vs un aumento ligero no significativo en el grupo control. Se necesita un estudio de mayor duración para entender el efecto de la avena en triglicéridos y colesterol VLDL.
[ TECNOLOGÍA ] 25
CONCLUSIÓN
ABREVIACIONES
Los descubrimientos de este estudio mostraron que una pequeña modificación en el estilo de vida como la introducción de fibra soluble de la avena puede tener un efecto de reducción significativo sobre los niveles de colesterol en sujetos indio-asiáticos con hipercolesterolemia. Sin embargo, se necesitan estudios a gran escala durante un periodo más prolongado de intervención para establecer el efecto disminuyente de la fibra de la avena.
CFR: Código de Regulaciones Federales; CVD: enfermedades cardiovasculares; CYP7A1: Colesterol 7-alfa-monooxigenasa; CYP8B1: Citocromo P450; HDL-C: colesterol de lipoproteína de alta densidad; ICMR: Consejo Indio de Investigación Médica; ICMR-INDIAB: Consejo Indio de Investigación Médica-Diabetes India; LDL-C: colesterol de lipoproteína de baja densidad; SD: Desviación Estándar, VLDL-C: colesterol de lipoproteína de muy baja densidad.
NOTAS FINALES Atole espeso de avena con condimentos y vegetales añadidos durante la cocción. 1
Tomado de Lipids in Health and Disease. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.
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[ BIBLIOGRAFÍA ]
REFERENCIAS 1.
Davis CE, Rifkind BM, Brenner H, et al. A single cholesterol measurement underestimates the risk of coronary heart disease. An empirical example from the lipid research clinics mortality follow-up study. JAMA. 1990;264(23): 3044–6. 2. Law MR, Wald NJ, Thompson SG. By how much and how quickly does reduction in serum cholesterol concentration lower risk of ischaemic heart disease? BMJ. 1994;308(6925):367–72. 3. Yusuf S, Hawken S, Ounpuu S, et al. Effect of potentially modifiable risk factors associated with myocardial infarction in 52 countries (the INTERHEART study): case–control study. Lancet. 2004;364(9438):937–52. 4. Padmavati S, Gupta S, Pantulu G, et al. Epidemiologic studies in Faridabad. Indian Heart J. 1961;13:275. 5. Chadha S, Gopinath N, Shekhawat S. Urban–rural differences in the prevalence of coronary heart disease and its risk factors in Delhi. Bull World Health Organ. 1997;75(1):31. 6. Joshi SR, Anjana RM, Deepa M, et al. Prevalence of dyslipidemia in urban and rural India: the ICMR–INDIAB study. PLoS One. 2014;9(5):e96808. 7. Chandra KS, Bansal M, Nair T, et al. Consensus statement on management of dyslipidemia in Indian subjects. Indian Heart J. 2014;66(Suppl 3):S1–51. 8. Misra A, Khurana L. Obesity and the metabolic syndrome in developing countries. J Clin Endocrinol Metab. 2008;93(11 Suppl 1):S9–30. 9. Misra A, Shrivastava U. Obesity and dyslipidemia in south Asians. Nutrients. 2013;5(7):2708–33. 10. Othman RA, Moghadasian MH, Jones PJ. Cholesterol-lowering effects of oat beta-glucan. Nutr Rev. 2011;69(6):299– 309. 11. Thies F, Masson LF, Boffetta P, et al. Oats and CVD risk markers: a systematic literature review. Br J Nutr. 2014;112(Suppl
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2):S19–30. 12. Kemppainen TA, Heikkinen MT, Ristikankare MK, et al. Nutrient intakes during diets including unkilned and large amounts of oats in celiac disease. Eur J Clin Nutr. 2010;64(1):62–7. 13. US Food and Drug Administration (FDA) Health claims: soluble fiber from certain foods and the risk of coronary heart disease (CHD) Code of Federal Regulations Title 21; Section 10181 [Internet] Silver Spring (MD): FDA 1997 [updated 2016 April 1; Available from:www.accessdata.fda.gov/scripts/cdrh/cfdocs/ cfcfr/CFRSearch.cfm?fr=101.81 (Accessed on 27 March 2017) 14. Bureau of Nutritional Sciences, Food Directorate, Health Products and Food Branch, Health Canada. Oat products and blood cholesterol lowering: summary of assessment of a health claim about oat products and blood cholesterol lowering [internet]. Ottawa, Ontario: Health Canada; 2010. Available from: www.hc-sc.gc.ca/fn-an/label-etiquet/claims-reclam/assessevalu/oatavoine-eng.php. Acessed on 10 April 2016 15. EFSA Panel on Dietetic Products, Nutrition and Allergies (NDA).Scientific opinion on the substantiation of a health claim related to oat beta-glucan and lowering blood cholesterol and reduced risk of (coronary) heart disease pursuant to Article 14 of Regulation (EC) No 1924/2006.EFSA J 2010;8:1885– 1900. 16. Gulati S, Misra A, Pandey RM, et al. Effects of pistachio nuts on body composition, metabolic, inflammatory and oxidative stress parameters in Asian Indians with metabolic syndrome: a 24wk, randomized control trial. Nutrition. 2014;30(2):192–7. 17. Nigam P, Bhatt S, Misra A, et al. Effect of a 6-month intervention with cooking oils containing a high concentration of monounsaturated fatty acids (olive and
[ BIBLIOGRAFÍA ]
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
canola oils) compared with control oil in male Asian Indians with nonalcoholic fatty liver disease. Diabetes Technol Ther. 2014;16(4):255–61. O'Meara JG, Kardia SL, Armon JJ, et al. Ethnic and sex differences in the prevalence, treatment, and control of dyslipidemia among hypertensive adults in the GENOA study. Arch Intern Med. 2004;164(12):1313–8. Simon JA, Lin F, Hulley SB, et al. Phenotypic predictors of response to simvastatin therapy among African-Americans and Caucasians: the cholesterol and Pharmacogenetics (CAP) study. Am J Cardiol. 2006;97(6):843–50. Chobanian AV, Bakris GL, Black HR, et al. The seventh report of the joint National Committee on prevention, detection, evaluation, and treatment of high blood pressure: the JNC 7 report. JAMA. 2003;289(19):2560–72. Misra A, Alappan NK, Vikram NK, et al. Effect of supervised progressive resistance-exercise training protocol on insulin sensitivity, glycemia, lipids, and body composition in Asian Indians with type 2 diabetes. Diabetes Care. 2008;31(7):1282–7. Brown L, Rosner B, Willett WW, et al. Cholesterol-lowering effects of dietary fiber: a meta-analysis. Am J Clin Nutr. 1999;69(1):30–42. Third Report of the National Cholesterol Education Program (NCEP). Expert Panel on detection, evaluation, and treatment of high blood cholesterol in adults (adult treatment Panel III) final report. Circulation. 2002;106(25):3143– 421. Drzikova B, Dongowski G, Gebhardt E. Dietary fibre-rich oat-based products affect serum lipids, microbiota, formation of short-chain fatty acids and steroids in rats. Br J Nutr. 2005;94(6):1012–25. Andersson KE, Axling U, Xu J, et al. Diverse effects of oats on cholesterol
metabolism in C57BL/6 mice correlate with expression of hepatic bile acidproducing enzymes. Eur J Nutr. 2013;52(7):1755–69. 26. Wolever TM, Gibbs AL, Brand-Miller J, et al. Bioactive oat beta-glucan reduces LDL cholesterol in Caucasians and non-Caucasians. Nutr J. 2011;10:130. 27. Hou Q, Li Y, Li L, Cheng G, Sun X, Li S, et al. The metabolic effects of oats intake in patients with type 2 diabetes: a systematic review and metaanalysis. Nutrients. 2015 Dec 10;7(12):10369–87.
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{26}
DESARROLLO DE BIOPELÍCULA COMESTIBLE PARA CONTROL DE PATÓGENOS { Deepansh Sharma, Daljeet Singh Dhanjal y Bhumika Mittal }
RESUMEN
Tecnología
Se desarrollaron y caracterizaron funcionalmente películas comestibles de pectina y proteína de suero que contienen antimicrobianos, por ejemplo, ácido cinámico, aceite esencial de hojas de canela y corteza de canela en polvo. El aceite esencial de canela mostró actividad antimicrobiana significativa contra los patógenos comunes transmitidos por alimentos, concretamente, Escherichia coli, Staphyloccus aureus y Listeria monocytogenes. Las películas comestibles se caracterizaron estructuralmente por la transparencia
Palabras clave: Canela; películas comestibles biodegradables; empaque de alimentos; conservación; actividad antimicrobiana.
{ Escuela de Bioingeniería y Biociencias, Universidad Profesional Lovely Phagwara, Punjab, India. }
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de luz visible y UV, caracterización del grupo funcional usando un análisis FTIR y determinación del contenido de humedad total. La actividad antimicrobiana de estas películas hechas de fuentes comestibles y aceite esencial de canela se examinó posteriormente hacia contaminantes asociados con alimentos como E. coli, L. monocytogenes y S. aureus. Las películas comestibles de pectina y suero mostraron un nivel significativo de potencial antimicrobiano contra patógenos asociados con alimentos y podrían ser usadas como una solución sostenible a los materiales de empaque convencionales específicamente usados en el procesamiento de alimentos.
28 [ TECNOLOGÍA ]
INTRODUCCIÓN En el escenario actual, las biopelículas o recubrimientos han ganado la aprobación para el almacenamiento de alimentos, bebidas, y medicinas debido a su capacidad de disminuir la contaminación ejercida por productos comerciales hechos de polímeros y que no son biodegradables (Malathi et al., 2014). Los beneficios adicionales proporcionados por las biopelículas o recubrimientos están relacionados con reducción de costos y su capacidad para controlar los gases de humedad y migración lipídica, y también ayudan durante la adición de aditivos y nutrientes. Hoy en día, existen diferentes polímeros usados para sintetizar las películas comestibles como los polisacáridos, proteínas y lípidos o la mezcla de cualquiera de dos polímeros (Capitani et al., 2016). Las películas comestibles sintetizadas son pensadas para elevar la vida de anaquel y reducir la oportunidad de ataque por los contaminantes (McHugh et al., 1994). Muchos investigadores han documentado acerca de los aceites esenciales distintivos como la canela, el clavo, el hinojo, ciprés, lavanda, tomillo, hierbas de pino cruzado y romero que
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muestran una actividad antimicrobiana contra ciertos tipos de bacterias que pueden ser empleados para prevenir el deterioro de los alimentos. Los reportes han sido citados mostrando las propiedades antivirales, anti-toxigénicas, anti-parasitarias e insecticidas de estos aceites esenciales. La industria alimentaria está muy interesada en la idea de tener un material para empaque con actividad antimicrobiana, ya que la demanda del consumidor aumenta por productos alimentarios libres de conservadores. El uso de polisacáridos como las pectinas para la síntesis de biopelículas proporciona propiedades como la solvencia y reducción de la permeabilidad del agua (Xu et al., 2005). Por otra parte, las proteínas de suero muestran propiedades como barreras de gas y mecánicas comparadas con las biopelículas sintetizadas de polisacáridos. La estructura molecular de la proteína de suero exhibe un alto potencial de unión intermolecular (Jolie et al., 2010). Las biopelículas, que son sintetizadas de estos biopolímeros, son delicadas y menos manipulables por medios mecánicos. Por consiguiente, se ha vuelto esencial utilizar el plastificante para
[ TECNOLOGÍA ] 29 aumentar la flexibilidad y extensibilidad y se añaden aditivos que facilitan su función como agente de reticulación. Mientras que la cantidad excesiva da como resultado una disminución de la flexibilidad, porosidad, y permeabilidad a gases, vapores de agua y solventes (Flores et al., 2010).
igual que con el ambiente para aumentar la fase de adaptación mientras disminuyen el índice de proliferación de los microbios. Actualmente, diferentes aceites esenciales de plantas están siendo extraídos e integrados con los componentes de la biopelícula para evaluar su actividad antimicrobiana.
Hoy en día, se ha observado conciencia desde el aspecto del consumidor, prefiriendo alimentos saludables que proporcionan beneficios. Por lo tanto, sobre esta base se utilizan pectina y proteína de suero integrados con productos de canela como el ácido cinámico, el aceite esencial de canela y el polvo de canela para sintetizar biopelículas comestibles. Estas biopelículas comestibles del empaque interactúan con el producto al
Sin embargo, existe muy poca información disponible acerca de los aceites esenciales de plantas como agentes antimicrobianos que pueden ser usados en combinación para la producción de biopelículas comestibles y recubrimientos. El principal objetivo de conducir este estudio fue fabricar y caracterizar una biopelícula hecha de fuentes comestibles que contiene canela como agente antimicrobiano.
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30 [ TECNOLOGÍA ]
MATERIALES Y MÉTODOS Materiales El polvo de canela (CP) y aceite esencial de canela (CEO) se consiguieron del mercado local. El ácido cinámico (CA), pectina, glicerol y Tween 20 usados en el presente estudio son de grado analítico. La cepa bacteriana de Escherichia coli y Staphylococcus aureus que se usaron para determinar la actividad antibacteriana fueron previamente aisladas de muestras de alimentos del mercado.
Preparación de la película La proteína de suero de 8% w/v y pectina 1% w/v de concentración se usaron para formular las películas comestibles como sigue: se mezcló el polvo de proteína de suero y pectina más gelatina, el pH se ajustó a 8.0, después de lo cual se calentó a 90 °C por 30 min en baño de agua. Se añadió el glicerol a una proporción de 1:1. Se añadió el Tween 0, a un nivel de 0.2% v/v como emulsificante para ayudar a la dilución en la solución formadora de biopelícula. Después de 30 min de agitación, los aceites esenciales a 1%, 2%, 3% y 4% v/v de concentración se añadieron al producto formador de película. La solución se mantuvo a temperatura ambiente por 30 min usando un agitador magnético. Cinco gramos de las soluciones se fundieron sobre cajas de Petri en vidrio de 90 mm, después se secaron por 72 h a 37 °C. Las películas secas se removieron de las placas y se almacenaron en una cámara a temperatura ambiente (Seydim y Sarikus, 2006).
Potencial antibacteriano Para examinar el potencial antibacteriano con CP, CA, CEO y polvo de canela, la película de pectina y proteína de suero se integraron con CP, CA, CEO por medio de la técnica de difusión del agar. E. coli, L. monocytogenes y S. aureus se inocularon separadamente y se cultivaron durante toda la noche. Las cajas de
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Petri con agar Muller Hilton se inocularon con la suspensión bacteriana con un hisopo. Los cinco depósitos se hicieron en la placa de agar y se añadieron 30 µl de solución en el depósito de la película que estaba siendo formada y se incubaron a 37 °C. El potencial antibacteriano se calculó determinando la zona de inhibición.
Caracterización de las películas Espesor de la película El espesor de las películas de suero de leche y pectina se estimaron con la ayuda de un micro medidor digital de 0.01 mm de resolución sobre diez diferentes posiciones. El valor medio del espesor se determinó por el promedio del espesor a diferentes posiciones Du et al. (2009). Contenido de humedad Para estimar el contenido de humedad, la reducción en la masa de las películas se observó cuando esta se expuso a 100 °C. La variación neta entre el contenido inicial y final de humedad de la película proporciona estadísticas acerca del contenido de humedad, de acuerdo con la fórmula usada por Soltani et al. (2014). Contenido de humedad (%) = (I.M.-F.M.)*100 I.M. Aquí, I.M. = Humedad Inicial y F.M. = Humedad Final Determinación de transparencia La transparencia de la película se estimó con el espectrómetro UV-V (Systronics Double Beam). La película se cortó en formas largas rectangulares (dimensiones) y puestas en cuvetes de cuarzo y se midió la absorbancia a una longitud de onda de 550 nm. De acuerdo con Han et al. (1997), la transparencia (T) puede ser evaluada con esta fórmula: T = A550 espesor de la película Aquí, A = absorbancia de la película a una longitud de onda de 550 nm.
[ TECNOLOGÍA ] 31 Espectroscopia infrarroja por transparencia de Fourier Para evaluar la interacción entre los grupos funcionales de pectina así como de proteína de suero con aceite de canela se usó la espectroscopia infrarroja por transparencia de Fourier (FTIR) a temperatura ambiente en un rango de escaneo de 500-4000 cm-1 (Pranoto et al., 2005).
contaminantes alimentarios como B. subtilis, L. monocytogenes, E. coli y Candida albicans a 1.5 (v/v) de concentración. La proteína de suero integrada con CEO que actúa como compuesto antibacteriano mientras se prepara la película comestible. Las películas que contienen CEO exhiben un potencial antibacteriano prominente contra los patógenos alimentarios, y mostró un resultado inhibitorio significativo con Candida albicans. Las actividades antimicrobianas del aceite de canela y del cinamaldehído mostraron una inhibición significante de S. aureus, E. coli, E. aerogenes, P. vulgaris, P. aeruginosa, V. cholerae, V. parahaemolyticus, S. typhymirium, C. albicans y Aspergillus spp. (Ooi et al., 2006). En el presente estudio, las actividades antimicrobianas de CA y CP exhibieron un potencial antimicrobiano pobre correlacionado con CEO.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Potencial antibacteriano de diferentes variaciones de canela El potencial antibacteriano se analizó para CP, CA y CEO. La zona máxima de inhibición se observó para el CEO de 5% (v/v) de concentración comparado con el CP y CA. El CEO mostró una zona de inhibición efectiva contra E. coli, S. aureus y L. monocytogenes a 5% (v/v) de aceite esencial. Así, este volumen mínimo de CEO que exhibió un resultado efectivo se usó para análisis posteriores. Para evaluaciones posteriores, el CEO se integró con la pectina y la proteína de suero. CEO se reportó para un potencial antibacteriano significativo contra patógenos. Bahram et al. (2014) reportaron CEO para sus actividades antimicrobianas contra varios
Solución formadora de película
Polvo de canela (CP)
Ácido cinámico (CA)
Aceite esencial de canela (CEO)
FIGURA 1. Actividad antimicrobiana de las películas de empaque comestibles.
TABLA 1. Actividad antimicrobiana del polvo de canela (CP), ácido cinámico (CA) y aceite esencial de canela (CEO) contra patógenos transmitidos por alimentos.
Concentración de aceite de canela (v/v)
Zona de inhibición (mm) E. coli
S. aureus
L. monocytogenes
1%
6.85±0.2
6.27±0.23
5.53±0.11
2%
7.13±0.12
7.25±0.11
6.21±0.12
3%
7.95±0.22
8.00±0.19
7.23±0.12
4%
8.39±0.15
8.45±0.16
7.45±0.19
1%
9.85±0.17
8.03±0.15
3.56±0.15
2%
10.31±0.23
8.70±0.12
4.27±0.14
3%
10.52±0.11
9.08±0.10
4.23±0.16
4%
10.68±0.14
10.14±0.29
6.48±0.19
1%
13.07±0.15
11.505±0.22
10.73±0.23
2%
16.31±0.19
16.195±0.21
13.54±0.21
3%
17.52±0.22
16.330±0.10
17.81±0.24
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32 [ TECNOLOGÍA ] Potencial antibacteriano de las películas de pectina y proteína de suero integradas con CEO El potencial antibacteriano de los discos de las películas comestibles se presenta en la Tabla 2. No se visualizó una actividad antibacteriana en los discos de la película control que no contenía CEO contra los patógenos evaluados, que se asemejan al resultado alcanzado por Bahram et al. (2014), con películas comestibles formadas de proteínas de suero. Las películas comestibles de proteínas de suero al igual que de pectina integradas con CEO mostraron una inhibición significativa contra los patógenos evaluados. La acumulación de CEO en la proteína y pectina resultaron en la dispersión del aceite esencial antibacteriano empleando las placas de medio de agar Mueller Hinton y suministró una zona de inhibición adyacente a los discos de la película para todos los patógenos evaluados.
bición se observó para E. coli en discos de película comestible (15.55 y 11.66 mm para discos de película de pectina y proteína, respectivamente). La actividad máxima se observó para S. aureus y L. monocytogenes (26.39, 26.88 y 13.78, 14.56 mm, respectivamente para películas comestibles de pectina y proteína que comprendían 5% (v/v) de aceite esencial). La zona de inhibición desarrollada por los discos comestibles fue la máxima en comparación con el disco comestible, probablemente debido a una mayor dispersión de los aceites esenciales por medio de los depósitos de la película en relación a la pectina y proteína de los discos de película comestible. Los reportes han documentado que las actividades antimicrobianas fueron más efectivas contra las bacterias gram positivo comparadas con las bacterias gram negativo (Sanchez-González et al., 2011).
Caracterización de las películas Varios reportes informaron que CEO pudo suprimir la proliferación de microorganismos patogénicos (Ouattara et al., 2000; Matan et al., 2012; Valero y Salmeron, 2003; Ojagh et al., 2010). La zona mínima de inhi-
FIGURA 2. Representación de películas comestibles incorporando aceite esencial de canela, (A) película comestible de pectina, (B) película comestible de proteína de suero.
TABLA 2. Potencial antimicrobiano de la película comestible de pectina y proteína de suero que contiene aceite esencial de canela contra patógenos transmitidos por alimentos.
Espesor de la película Las biopeliculas sintetizadas de la pectina, proteína de suero mezclada con CEO, fueron medidas a 10 diferentes posiciones con un micrómetro digital (0.001 mm) para estimar el espesor de las biopeliculas (Figura 1). Así, para estimar las pruebas físicas y mecánicas se empleó la media aritmética. El espesor basado en el peso (en g) se representa en la Tabla 3. El espesor de las películas comestibles de pectina y proteína de suero aumentó con el aumento en la cantidad de soluciones formadoras de películas que oscilaban de 0.124 – 0.249 y 0.136 – 0.200, respectivamente. El espesor de las películas comestibles de pectina y proteína de suero no exhibieron
Zona de inhibición (mm)
Película comestible con aceite esencial de canela
Concentración de aceite de canela (v/v)
E. coli
S. aureus
L. monocytogenes
Película de pectina
5%
15.55±0.12
26.39±0.23
26.88±0.10
Película de proteína
5%
11.60±0.10
13.78±0.21
14.56±0.13
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[ TECNOLOGÍA ] 33 ninguna alteración sobre la integración de CEO, pero estuvieron en el rango de 0.125 a 0.127 y 0.127 a 0.247 mm, respectivamente, como se presenta en la Tabla 3. El fortalecimiento de las películas comestibles puede estar asociado con el cambio en la microestructura durante la interacción entre la película y el aceite esencial y que también concede algo que causa espesor a la película. Bahram et al. (2014) también reportaron resultados similares cuando se incorporó el CEO en las películas comestibles de proteína de suero y observaron que no había una transición significativa en el espesor debido a la integración del CEO que osciló de 0.31 a 0.34 mm. La incorporación del aceite esencial no cambió el espesor de la película comestible en forma considerable, tampoco la cantidad de aceite esencial incorporado atribuyó la resistencia a la trac-
Películas
ción de la película comestible. Resultados similares se encontraron en el potencial antibacteriano y en los rasgos físicos de las películas comestibles integradas con polifenoles de la piel de manzana (Du et al., 2011). La integración de los polifenoles de la piel de manzana contribuyó a la resistencia de las películas comestibles y se asoció con la cooperación entre la película de la manzana y los polifenoles de la piel. El espesor de las películas comestibles de manzana es directamente proporcional a la concentración de polifenoles.
Contenido de humedad El contenido de humedad se calculó para determinar la afinidad de la biopelícula al agua. El resultado exhibe que el PCO (4.69%) y WCO (5.75%) tienen menor contenido de humedad comparado con las películas de
Peso (g)
Espesor (mm)
2.5
0.124±0.03
3.0
0.149±0.02
4.0
0.249±0.05
3.0
0.136±0.04
4.0
0.200±0.02
2.5
0.125±0.02
3.0
0.151±0.05
4.0
0.253±0.02
2.5
0.127±0.05
3.0
0.154±0.03
4.0
0.257±0.06
Pectina
Proteína de suero
Pectina + Aceite esencial de canela
Proteína + Aceite esencial de canela
TABLA 3. Representación del espesor (en mm) con respecto al peso de la biopelícula.
Película comestible
Contenido de humedad (%)
Película de pectina sin aceite esencial de canela (control)
6.34
Película de proteína de suero sin aceite esencial de canela (control)
8.45
Pectina + aceite esencial de canela (PCO)
4.69
Proteína de suero + aceite esencial de canela (WCO)
5.75
TABLA 4. Determinación de contenido de humedad de las películas comestibles de pectina y proteína de suero.
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34 [ TECNOLOGÍA ] la pectina control (6.34%) y de la proteína de suero (8.45%). Los valores del contenido de humedad de PCO y WCO de las películas comestibles se redujeron considerablemente al integrarse con CEO. Eso estuvo posteriormente asociado con los rasgos hidrofóbicos del aceite de canela. El empaque de las películas comestibles tiene que sostener el contenido de humedad interna del producto alimentario envuelto. Por esta razón, la evaluación del contenido de humedad de las películas comestibles es importante hasta el envasado activo de los alimentos. El análisis comparativo de los datos se realizó sobre películas comestibles emulsificadas con ácidos grasos al igual que con proteína de pistache. La disminución del contenido de humedad en proteína-aceite de olivo está posiblemente asociada con los mecanismos de intercambio proteína-agua que iniciaron en las películas emulsificadas (Zahedi et al., 2010; Rocca-Smith et al., 2016).
Determinación de la transparencia Las biopelículas opacas se analizaron con un espectrómetro UV-Vis a dos longitudes de onda diferentes, 280 nm y 550 nm para la transmitancia y opacidad UV. La incorporación de CEO reveló una disminución en la opacidad de la película comestible en comparación con la película control (pectina y proteína), lo que implica respecto a la transparencia de las películas de empaque ya que se integró con CEO (Tabla 5). A pesar de esto, las películas comestibles PCO y WCO, y las de gelatina mostraron una disminu-
TABLA 5. Valores de opacidad de la película (A550/mm) para las películas control y películas comestibles PCO y WCO.
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ción pronunciada en la opacidad UV incluso cuando se le incorporó CEO al 5% de CEO de 47.14, 48.32 a 6.46 y 6.32, respectivamente. La transparencia de las películas comestibles es la preocupación principal mientras se sintetiza el material de empaque de los alimentos, ya que está directamente correlacionada con el exterior del material de empaque. La transparencia actúa como un factor adicional para explotar los componentes de la película comestible (Liu y Zhang, 2006). Si la empatía entre los ingredientes de la película comestible no es clara, esto genera un obstáculo en la transmitancia que se reduce debido a que la luz se refleja hacia la interfaz de dos fases (Rhim et al., 2007).
Espectroscopia infrarroja por Transformada de Fourier El espectro obtenido de las películas comestibles PCO y WCO mostraron disposi-
Películas comestibles
Transmitancia % (550 nm)
UV (280 nm)
Pectina
85.56
47.14
Proteína de suero
84.37
48.32
Aceite esencial de canela + pectina
78.03
6.46
Aceite esencial de canela + proteína de suero
76.76
6.32
[ TECNOLOGÍA ] 35
ciones idénticas de picos de absorción en el rango de 3400 y 840 cm-1. Los picos espectrales dentro del intervalo de 3400 y 1020 cm-1 coinciden con la disposición del grupo funcional hidroxilo (-OH), (C=O) unido al grupo aromático. También se reportaron resultados similares cuando se trabajó con la canela incorporada a la película comestible (Siripatrawan y Harte, 2010). El pico del control así como el de la película integrada con CEO al 5% ilustró las líneas notables del espectro a 3,232/cm. Las bandas de absorción percibidas dentro de 1,600 y 1,700/cm (1,627/cm) indican la existencia de bandas I de amida (extensión de C=O) (Andreuccetti et al., 2009).
agua y las propiedades tensoras. FTIR proporcionó la información relacionada a la interacción entre los grupos funcionales del agente antimicrobiano con los polímeros de la biopelícula. Los resultados mostraron al aceite esencial de canela como agente antimicrobiano eficiente contra la bacteria patogénica que puede ser usado en el material de empaque. Así, es esencial continuar con esta investigación para obtener una biopelícula comestible con propiedades físicas y biológicas mejoradas. Esto puede ser empleado en la industria de empaque para cubrir los alimentos como productos de panadería, lácteos, carne y vegetales, sin afectar su calidad. El desarrollo de películas comestibles puede ser escalado, usando residuos agrícolas de bajo costo como polímeros de prueba, que a su vez pueden regular el costo de producción y podrían ser una alternativa al material de empaque convencional. Tomado de Journal of Applied Pharmaceutical Science. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.
CONCLUSIONES El estudio actual se enfocó en el recuento de la pectina al igual que la proteína de suero incorporadas con el aceite de canela como agentes antibacterianos. El potencial antibacteriano del aceite de canela fue notablemente mayor que el del polvo de canela, al igual que el ácido cinámico contra E. coli y S. aureus. Se observó que la integración de CEO con la película comestible no impidió la permeabilidad del vapor de
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[ BIBLIOGRAFÍA ]
REFERENCIAS • Andreuccetti C, Carvalho RA, Grosso CR. Effect of hydrophobic plasticizers on functional properties of gelatin-based films. Food Research International. 2009; 42(8):1113-21. • Bahram S, Rezaei M, Soltani M, Kamali A, Ojagh SM, Abdollahi M. Whey protein concentrate edible film activated with cinnamon essential oil. Journal of Food Processing and Preservation. 2014; 38(3):1251-8. • Capitani MI, Matus-Basto A, Ruiz-Ruiz JC, Santiago-García JL, Betancur-Ancona DA, Nolasco SM, Tomás MC, Segura-Campos MR. Characterization of Biodegradable Films Based on Salvia hispanica L. Protein and Mucilage. Food and Bioprocess Technology. 2016:1-1. • Du WX, Olsen CW, Avena-Bustillos RJ, Friedman M, McHugh TH. Physical and antibacterial properties of edible films formulated with apple skin polyphenols. Journal of Food Science. 2011; 76(2):M149-55. • Du WX, Olsen CW, Avena-Bustillos RJ, McHugh TH, Levin CE, Friedman M. Effects of allspice, cinnamon, and clove bud essential oils in edible apple films on physical properties and antimicrobial activities. Journal of Food Science. 2009; 74(7):M372-8. • Flores SK, Costa D, Yamashita F, Gerschenson LN, Grossmann MV. Mixture design for evaluation of potassium sorbate and xanthan gum effect on properties of tapioca starch films obtained by extrusion. Materials Science and Engineering: C. 2010; 30(1):196-202. • Giosafatto CV, Di Pierro P, Gunning AP, Mackie A, Porta R, Mariniello L. Trehalose-containing hydrocolloid edible films prepared in the presence of transglutaminase. Biopolymers. 2014; 101(9):931-7. • Han JH, Floros JD. Casting antimicrobial packaging films and measuring their physical properties and antimicrobial activity. Journal of Plastic Film and Sheeting. 1997; 13(4):287-98.
Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
• Jolie RP, Duvetter T, Van Loey AM, Hendrickx ME. Pectin methylesterase and its proteinaceous inhibitor: a review. Carbohydrate Research. 2010; 345(18):2583-95. • Liu D, Zhang L. Structure and properties of soy protein plastics plasticized with acetamide. Macromolecular Materials and Engineering. 2006; 291(7):820-8. • Malathi AN, Santhosh KS, Nidoni U. Recent trends of biodegradable polymer: biodegradable films for food packaging and application of nanotechnology in biodegradable food packaging. Current Trends in Technology and Science. 2014; 3(2):73-9. • Matan N. Antimicrobial activity of edible film incorporated with essential oils to preserve dried fish (Decapterus maruadsi). International Food Research Journal. 2012; 19(4):1733-8. • McHugh TH, Krochta JM. Sorbitol-vs glycerol-plasticized whey protein edible films: integrated oxygen permeability and tensile property evaluation. Journal of Agricultural and Food Chemistry. 1994; 42(4):841-5. • Ojagh SM, Rezaei M, Razavi SH, Hosseini SM. Development and evaluation of a novel biodegradable film made from chitosan and cinnamon essential oil with low affinity toward water. Food Chemistry. 2010; 122(1):161-6. • Ooi LS, Li Y, Kam SL, Wang H, Wong EY, Ooi VE. Antimicrobial activities of cinnamon oil and cinnamaldehyde from the Chinese medicinal herb Cinnamomum cassia Blume. The American journal of Chinese medicine. 2006; 34(03):511-22. • Ouattara B, Simard RE, Piette G, Bégin A, Holley RA. Inhibition of surface spoilage bacteria in processed meats by application of antimicrobial films prepared with chitosan. International Journal of Food Microbiology. 2000; 62(1):139-48. • Pranoto Y, Salokhe VM, Rakshit SK. Physical and antibacte rial properties of alginate-based edible film incorporated with garlic oil. Food research international.
[ BIBLIOGRAFÍA ]
2005; 38(3):267-72. • Rhim JW, Lee JH, Ng PK. Mechanical and barrier properties of biodegradable soy protein isolate-based films coated with polylactic acid. LWT-Food Science and Technology. 2007; 40(2):232-8. • Rocca-Smith JR, Marcuzzo E, Karbowiak T, Centa J, Giacometti M, Scapin F, Debeaufort F.. Effect of lipid incorporation on functional properties of wheat gluten based edible films. Journal of Cereal Science, 2016; 69, 275-282. • Sánchez-González L, Pastor C, Vargas M, Chiralt A, González- Martínez C, Cháfer M. Effect of hydroxypropylmethylcellulose and chitosan coatings with and without bergamot essential oil on quality and safety of cold-stored grapes. Postharvest Biology and Technology. 2011; 60(1):5763. • Seydim AC, Sarikus G. Antimicrobial activity of whey protein based edible films incorporated with oregano, rosemary and garlic essential oils. Food research international. 2006; 39(5):639-44. • Siripatrawan U, Harte BR. Physical properties and antioxidant activity of an active film from chitosan incorporated with green tea extract. Food Hydrocolloids. 2010; 24(8):770-5. • Soltani M, Alimardani F. Moisture content prediction of Iranian wheat using dielectric technique. Journal of food science and technology. 2014; 51(11):3500-4. • Valero M, Salmeron MC. Antibacterial activity of 11 essential oils against Bacillus cereus in tyndallized carrot broth. International journal of food microbiology. 2003; 85(1):73-81. • Xu YX, Kim KM, Hanna MA, Nag D. Chitosan–starch composite film: preparation and characterization. Industrial crops and Products. 2005; 21(2):185-92. • Zahedi Y, Ghanbarzadeh BA, Sedaghat N. Physical properties of edible emulsified films based on pistachio globulin protein and fatty acids. Journal of Food Engineering. 2010; 100(1):102-8.
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{36}
TÉCNICAS DE CONSERVACIÓN EMERGENTES PARA EL CONTROL DE PATÓGENOS EN JUGOS DE FRUTAS
Tecnología
{ Kamal Rai Aneja 1, Romika Dhiman 2, Neeraj Kumar Aggarwal 2 y Ashish Aneja 3 }
Los jugos de fruta son productos importantes en el mercado global proporcionando vastas posibilidades para nuevos productos de valor agregado que cumplen con la demanda del consumidor por su conveniencia, nutrición y salud. Los jugos de frutas se deterioran principalmente por la proliferación de microflora osmofílica y tolerante al ácido. También hay un riesgo de infecciones microbianas transmitidas por alimentos que están asociadas con el consumo de jugos de frutas. Para poder reducir la incidencia de brotes, los jugos de frutas son conservados por medio de varias técnicas. La pasteurización térmica es comercialmente usada por las industrias de jugos frutales para la conservación de estos, pero genera pérdidas de nutrientes esenciales y cambios en las propiedades fisicoquímicas y organolépticas. Los métodos de pasteurización no térmicos como la alta
presión hidrostática, campo eléctrico pulsado; el ultrasonido y las radiaciones también han sido empleados en los jugos de fruta para superar los efectos negativos de la pasteurización térmica. Algunas de estas técnicas ya han sido comercializadas. Otras todavía están en investigación o en escala piloto. Aparte de estas técnicas emergentes, los conservadores de fuentes naturales también han sido mostrados como una promesa considerable para usarse en algunos productos alimentarios. En este artículo, se abordan el deterioro, la microflora patógena y los brotes transmitidos por alimentos asociados a los jugos de frutas de las últimas dos décadas. Adicionalmente, se discuten varios métodos de prevención para controlar el crecimiento de la microflora patógena y de deterioro para aumentar la vida de anaquel de los jugos de fruta.
{ 1 Investigación Vaidyanath, Centro de Entrenamiento y Diagnóstico, Kurukshetra 136118, India; 2 Departamento de Microbiología, Universidad Kurukshetra, Kurukshetra 136119, India; 3 Centro Universitario de Salud, Universidad Kurukshetra, Kurukshetra 136119, India. }
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{37}
TecnologĂa Julio - Agosto 2017 | Industria Alimentaria
38 [ TECNOLOGÍA ]
INTRODUCCIÓN La demanda de los consumidores por alimentos nutritivos como frutas recién cortadas y jugos de frutas sin pasteurizar ha aumentado en las últimas décadas debido a su bajo contenido de sodio, colesterol y grasa, y alta concentración de vitamina C, polifenoles y antioxidantes que juegan un rol importante en la prevención de enfermedades cardiacas, cáncer y diabetes [1-4]. El jugo es definido como una bebida no fermentada pero fermentable, destinado a su consumo directo, obtenido del proceso mecánico a partir de frutos maduros y sanos, y conservados exclusivamente por medios físicos. La adición de azúcares o ácidos se permite pero debe estar respaldada por el estándar individual [5-7]. El aumento en el consumo de jugos de frutas ha influido directamente en la economía en una manera positiva pero también en forma negativa cuando ocurren brotes de enfermedades transmitidas por alimentos y problemas de deterioro [8]. Los jugos de frutas se han vuelto frecuentemente un vehículo para transmitir patógenos como Escherichia coli O157 enterohemorrágica, Salmonella, y Cryptosporidium [9]. Varios microorganismos de deterioro emergentes también han sido una gran preocupación en la industria de los jugos de fruta; por ejemplo, Alicyclobacillus acidoterrestris ha sido aislado de varios jugos y productos de jugo con una ocurrencia reportada entre 14.7% y 18.3%. Propionibacterium cyclohexanicum y las especies resistentes al calor del hongo micelial como Byssochlamys fulva, B. nívea, y Neosartorya fischeri y las especies de Talaromyces, también han sido reportadas como generadoras de deterioro de los jugos de frutas [10-13]. Hay un incremento enorme en los brotes de enfermedades transmitidas por alimentos asociados con el consumo de jugos de frutas [14]. Manteniendo en vista el reto de la amenaza causada por los microorganismos patógenos
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y de deterioro, tanto la industria de jugos de frutas como las autoridades de salud pública han publicado varios lineamientos hechos por las agencias nacionales sobre estándares alimentarios, como HACCP y FDA, para controlar o reducir la incidencia del deterioro o de brotes de enfermedades transmitidas por alimentos [8]. Para la prevención de estos microorganismos en los jugos de frutas, el tratamiento térmico es un método efectivo para la inactivación microbiana pero puede producir algunos efectos indeseados sobre los alimentos como pérdida de nutrientes o reducción del sabor a fresco [15, 16]. Nuevas tecnologías como la alta presión hidrostática (HHP), homogeneización a alta presión (HPH), campo eléctrico pulsado (PEF), ultrasonido y radiaciones han sido desarrolladas para mantener la calidad nutricional y sensorial de los jugos de frutas [17, 18]. Los conservadores químicos, como el benzoato de sodio y el sorbato de potasio, son normalmente usados en jugos de frutas y en las bebidas para extender su vida de anaquel [11]. Sin embargo, la demanda del consumidor por alimentos frescos y seguros sin conservadores químicos sintetizados lleva a aumentar el interés en el uso de conservadores alimentarios de fuentes naturales [19]. Los conservadores naturales como las bacteriocinas, ácidos orgánicos, aceites esenciales y compuestos fenólicos han sido usados en algunos productos alimentarios [19, 20].
Microorganismos involucrados en el deterioro El cambio en la apariencia, olor o sabor de un alimento que lo hace inaceptable al consumidor se llama deterioro alimentario [21]. El deterioro de jugos de frutas y vegetales se debe principalmente a la proliferación de su microflora natural osmofílica y ácido tolerante [22]. Los jugos de fruta fresca son más susceptibles al deterioro debido a que los contenidos de fluidos están en contacto con el aire y los microorganismos del ambiente durante
[ TECNOLOGÍA ] 39
el tiempo de manejo [4]. Levaduras, hongos sensibles al calor y bacterias ácido lácticas son indicadores de la calidad de la materia prima. Los hongos resistentes al calor y otras esporas formadoras de bacterias como Clostridium pasteurianum y Bacillus coagulans son usados como objetivos para los procesos de pasteurización de los jugos de frutas [8]. Levaduras Las levaduras tienen la capacidad de crecer en un pH bajo, con altas concentraciones de azúcar y baja actividad acuosa. Los jugos de frutas son normalmente ricos en carbohidratos simples y fuentes complejas de nitrógeno, y por ello son sustratos ideales para las levaduras [22]. Más de 110 especies de levaduras han sido reportadas por estar asociadas con alimentos y productos alimentarios [23] y son contaminantes dominantes en los jugos de frutas oscilando de 1.0 a 6.83 log CFU/mL [24]. La presencia de levaduras en los jugos de frutas puede resultar de fallas en la pasteurización y fallas en las prácticas sanitarias [8]. El deterioro por levaduras se caracteriza por la formación de CO2 y alcohol. Las levaduras también pueden producir turbidez, floculación, películas y grumos. Las levaduras también produjeron pectinesterasas que degradan la pectina causando deterioro, ácidos orgánicos, y acetaldehído, el cual contribuye al sabor fermentado" (6,25). Pichia, Candida, Saccharomyces, y Rhodotorula son normalmente los principales respon-
sables del deterioro de los jugos de frutas; especies frecuentemente aisladas son Pichia membranifaciens, Candida maltosa, C. sake, Saccharomyces bailii, S. bisporus, S. cerevisiae, S. rouxii, S. bayanus, Brettanomyces intermedius, Schizosaccharomyces pombe, Torulopsis holmii, Hanseniaspora guilliermondii, Schwanniomyces occidentalis, Dekkera bruxellensis, D. naardenensis, Torulaspora delbrueckii, y Zygosaccharomyces microellipsoides [7]. Las principales especies de levadura encontradas en los jugos cítricos son Candida parapsilosis, C. stellata, Saccharomyces cerevisiae, Torulaspora delbrueckii, y Zygosaccharomyces rouxii [26]. Algunas de estas especies son sensibles al tratamiento de pasteurización térmica aplicada a los jugos de frutas [6]. Levaduras resistentes a los conservadores. La resistencia a los conservadores es una gran amenaza a la estabilidad de los jugos de frutas [27]. Ejemplos de levaduras resistentes a los conservadores incluyen Zygosaccharomyces bailli, Candida krusei, Saccharomyces bisporus, Schizosaccharomyces pombe, y Pichia membranifaciens [27, 28]. La resistencia a los conservadores ha sido atribuida a la capacidad de las células para tolerar las caídas crónicas del pH intracelular provocadas por la enzima fosfofructoquinasa [6]. P. membranifaciens es resistente al calor, cantidades moderadas de sal, SO2, ácido sórbico, benzoico y acético; por ello, es considerada como el microorganismo objetivo para optimizar la pasteurización térmica [7].
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40 [ TECNOLOGÍA ] Hongos Los hongos son aeróbicos, los cuales crecen a un pH bajo y una alta concentración de azúcar. En respuesta al tratamiento térmico, los hongos son divididos en dos categorías: sensibles al calor y resistentes al calor [29, 30]. Los tipos anteriores producen redes miceliales en el jugo y se adhieren al interior del empaque, en las costuras del cartón y producen sabores mohosos y rancios. La pérdida de turbidez del jugo ocurre por medio de la actividad de las pectinesterasas [6, 29]. Los hongos dominantes registrados en los jugos de frutas pertenecen a Penicillium sp., Cladosporium sp., Aspergillus niger, A. fumigatus, Botrytis sp., y Aureobasidium pullulnas [25]. Rhizopus y Mucor también están asociados con el deterioro de frutas y vegetales frescos [30]. Entre estos, algunos hongos producen micotoxinas que son una gran amenaza a la salud humana. Las principales micotoxinas asociadas con los jugos de frutas son el ácido bisoclámico (Byssochlamyc fulva, B. nivea), patulina (B. fulva, B. nivea, y P. expansum), ocratoxina (Aspergillus carbonarius), y citrinina (Penicillium expansum, P. citrinum) [29, 31]. La presencia de patulina en jugos de fruta es un indicador de una calidad pobre de frutas usadas en el procesamiento de jugos [32].
TABLA 1. Nivel de tolerancia térmica de los hongos resistentes al calor.
Hongos resistentes al calor. Los hongos, que son capaces de sobrevivir a 85 °C por 45 minutos, con baja tensión de oxígeno, pH bajo (3.0 – 4.5) y producen enzimas pectinolíticas, tienen una influencia sobre la estabilidad del jugo [24]. Algunas especies notables son Byssochlamys fulva, B. nivea, Neosartorya fischeri, y Talaromyces [6, 24, 33]. Estos hongos sobreviven al tratamiento de pasteurización térmica comercial, normalmente aplicada a frutas y productos frutales debido a la presencia de
ascosporas resistentes al calor [6, 25, 34]. La resistencia al calor también depende del producto frutal. Al aumentar la concentración de azúcar, la resistencia al calor en los microorganismos también aumenta [6, 23, 33]. La presencia de hongos resistentes al calor como Paecilomyces variotii, Aspergillus tamari, A. flavus y A. ochraceus ha sido reportada en sesenta jugos de fruta empacados nigerianos que consistían de mango, piña, naranja y tomate [35]. Las clamidosporas, esclerocios y aleurosporas son las estructuras/esporas resistentes producidas por estos hongos [34, 36]. Una temperatura de pasteurización para las frutas y productos frutales a menudo evaluados es 90 °C por 3 minutos. Este tratamiento puede no ser adecuado para inactivar las ascosporas de las especies Byssochlamys fulva, Neosartorya fischeri, y Talaromyces [24]. Salomão et al. [34] Reportaron que el nivel de tolerancia térmica de las ascosporas de hongos resistentes al calor varía de cepa a cepa y con la composición del medio calefactor, como se explica en la Tabla 1. Las fuentes de contaminación de estas ascosporas de hongos resistentes al calor encontradas en los jugos de frutas son el suelo, especialmente en el caso de uvas, maracuyá, piñas, mangos, fresas y otras moras [6]. Otras fuentes de contaminación son las instalaciones para el procesamiento, aire, utensilios, campos y huertas [24]. Bacterias Las bacterias están presentes en números bajos en las frutas y vegetales frescos debido al bajo pH. La bacteria ácido tolerante como la
Hongo resistente al calor
Nivel de tolerancia térmica
Referencias
Talaromyces flavus
100 °C por 5 a 12 minutos en muchos jarabes frutales
[24]
Byssochlamys fulva
86 °C a 88 °C por 30 minutos
[24]
Paecilomyces variotti, Fusarium sp.
95 °C por 10-20 segundos
[90]
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[ TECNOLOGÍA ] 41 bacteria ácido láctica hetero-fermentativa, la bacteria ácido acética, Erwinia sp., Enterobacter sp., Clostridium, Alicyclobacillus acidoterrestris, Propionibacterium cyclohexanicum, Pseudomonas sp., y Bacillus sp., han sido reportadas como causantes de deterioro en jugos frutales [7, 19] las cuales son discutidas aquí. Bacteria ácido láctica [LAB). Las bacterias ácido lácticas son gram positivo tienen forma de cocos o bacilos y es catalasa negativo. La bacteria ácido láctica hetero-fermentativa fue reportada como el grupo más importante de microorganismos de deterioro en jugos frutales [25]. Los Lactobacillus y Leuconostoc son los dos taxones frecuentemente aislados de las frutas y jugos frutales [6]. Ellas producen ácido láctico en los jugos frutales junto con una menor cantidad de ácidos acético y glucónico, etanol y CO2, pero algunas especies de bacterias ácido lácticas como L. mesenteroides ssp., cremoris, Leuconostoc paramesenteroides, y Leuconostoc dextranicum son más prominentes ya que producen diacetil y acetoína como metabolitos en los jugos frutales deteriorados, contribuyendo con sabores desagradables mantecosos o a mantequilla de leche en los jugos cítricos [6, 13, 15]. Bacteria ácido acética. La bacteria ácido acética pertenece a tres taxones, principalmente, Acetobacter, Gluconobacter, y Gluconacetobacter. Estos son gram negativo o gram variable, aeróbicos, células elipsoidales, en forma de bastones que pueden formarse en cadenas, individuales o en pares y están entre las principales bacterias de deterioro debido a que tienen la capacidad de crecer a un pH relativamente bajo y niveles bajos de nutrientes. La producción de amargor y vinagre como sabores desagradables en los jugos frutales se debe a la formación de ácido acético por estas bacterias [6, 25, 37]. Alicyclobacilli. En años recientes, Alicyclobacillus es una bacteria termoacidófila productora de endosporas que ha surgido como una preocupa-
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42 [ TECNOLOGÍA ] Lugar
Jugo de fruta
Patógenos
Referencia
Vishakhapatnam (India)
Naranja, granada, mango, piña y uva
Coliformes fecales y estreptococos fecales
[58]
Mumbai (India)
Caña de azúcar, lima y zanahoria
Vibrio cholerae, Escherichia coli y Staphylococcus aureus
[59]
Jimma town (Suroeste de Etiopía)
Aguacate, papaya y piña
Klebsiella, Enterobacter y Serratia
[60]
Nagpur (India)
Piña, limón dulce y zanahoria
Salmonella, coliformes y S. aureus
[61]
Amravati (India)
Manzana, naranja, piña, granada, limón dulce y mezcla de frutas
Salmonella, coliformes, S. aureus, Pseudomonas y Proteus
[62]
TABLA 2. Patógenos humanos aislados de jugos de frutas sin pasteurizar vendidos en la calle.
TABLA 3. Efecto de la alta presión hidrostática sobre los microorganismos en jugos de frutas.
ción principal para la industria de las bebidas a nivel mundial ya que muchos productos frutales altamente concentrados que son valiosos componentes alimentarios semi-preparados para la industria panificadora, láctea, de conservas, alimentos para bebé, destilados y bebidas se han encontrado que están contaminados con estos microbios de deterioro [13]. La presencia de endosporas altamente resistentes y su naturaleza termoacidófila son responsables de su sobrevivencia durante la producción de los productos frutales concentrados. El suelo es considerado como la fuente principal de contaminación de las frutas frescas durante la cosecha. Algunos aliciclobacilos son microbios transmitidos por el suelo [38-42]. Esta bacteria se clasificó primero como Bacillus acidocaldarius seguida por B. acidoterrestris y ahora asignada al nuevo género Alicyclobacillus [6, 10, 12, 13, 33, 43, 44]. De las 20 especies de Alicyclobacillus aisladas de diferentes ambientes, algunas de ellas son Alicyclobacillus acidocaldariys, A. hesperidium, A. acidophilus, A. cyclohaptanicus, A. fastidious, y A. pomorum que han sido implicadas en incidentes de deterioro en productos frutales y vegetales altos en ácido [45]. La Alicyclobacillus acidoterrestris ha emergido como una
nueva bacteria de deterioro para jugos frutales comercializados que puede sobrevivir a la pasteurización a 95 °C por 2 minutos y puede deteriorar jugos frutales tratados con calor por la formación de químicos contaminantes (guayacol y halofenólicos) [13, 46]. La patogenicidad de las cepas Alicyclobacillus acidoterrestris y A. caldarious ha sido extensamente estudiada [38]. Alicyclobacilus contiene ácidos grasos ω-alicíclicos (ácidos grasos ω-ciclohexano y ω-heptano) en su membrana celular que son responsables de la resistencia al calor de Alicyclobacillus al formar una capa protectora con fuertes uniones hidrofóbicas. Estas uniones hidrofóbicas estabilizan la permeabilidad reducida de la membrana en entornos de temperatura extrema y alta [43, 44]. Otro factor que contribuye a la estabilidad térmica de Alicyclobacillus son sus endosporas junto con la presencia de proteínas estables al calor y la mineralización por cationes divalentes, especialmente el complejo calcio-dipicolinato [44, 47, 48]. La contaminación de Alicyclobacillus en los jugos frutales resulta de fuentes como el suelo, agua e instalaciones de procesa-
Jugo(s) de fruta(s)
Microorganismo objetivo
Parámetros del tratamiento
Reducción log
Referencia
Jugo de naranja
Escherichia coli O157:H7
550 MPa, 30 °C, 5 min
6
[107]
Jugo de manzana
E. coli 29055
400 MPa, 25 °C
>5
[108]
Jugo de albaricoque, cereza ácida y manzana
Staphylococcus aureus, E. coli O157:H7, Salmonella enteritidis
350 MPa, 30 °C, 5 min
>5
[109]
Jugo de manzana
E. coli, Listeria innocua, y Salmonella
545 MPa, 1 min
5
[110]
Jugo de naranja
E. coli, L. innocua
241 MPa, 3 min
5
[110]
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[ TECNOLOGÍA ] 43 miento [44]. El deterioro de los jugos de fruta por Alicyclobacillus es difícil de detectar debido a que no produce ningún cambio visible como el gas durante el crecimiento y el hinchamiento de los contenedores de manera que el deterioro en los productos a la venta pueda notarse [33, 49]. Este produce un olor desagradable a ahumado, medicinal y antiséptico asociado con el guayacol. Otros compuestos como el 2,6-dibromofenol y 2,6-diclorofenol también han sido encontrados [46, 50, 51]. Las endosporas de Alicyclobacillus tienen valores D en el rango de 16-23 minutos a 90 °C, mayores que en los tratamientos de pasteurización aplicados en los procesamientos de los jugos frutales [12]. Así, Silva y Gibbs [33] sugirieron que Alicyclobacillus está designada como un microbio objetivo en el diseño de los procesos de pasteurización de alimentos y bebidas ácidas. Propionibacterium cyclohexanicum. El Propionibacterium cyclohexanicum, bacteria gram positivo, tolerante al ácido, resistente al calor, bacteria pleomorfa en forma de bastón, primero aislada de jugo de naranja deteriorado [52]. Esta posee un ácido undecanoico ω-ciclohexilo en la membrana celular como el género Alicyclobacillus pero con la falta de producción de endosporas [11]. Walker y Phillips [10] reportaron que Propionibacterium cyclohexanicum sobrevive a 95 °C por 10 minutos en el jugo de naranja y por lo tanto sobreviviría a tratamientos normalmente utilizados en el proceso de pasteurización usados en la industria de los jugos frutales. Streptomyces. El Streptomyces es una bacteria gram positivo, del suelo, filamentosa en forma de bastón, posee esporas en cadenas. El Streptomyces griseus se encuentra frecuentemente en el jugo de manzana deteriorado. Esta bacteria entra en los jugos frutales a través de frutas mal lavadas que están contaminadas con el suelo [53]. Pro-
duce un sabor desagradable como terroso, atribuible a la presencia de compuestos como geosmina, 2,metil isoborneol, y 2-isobutil-3-metoxipirazina [8]. Bacillus. Bacillus coagulans, B. marcesens, y B. polymyxa son gram positivo, en forma de bastón, y productoras de endosporas que a menudo estropean varios jugos frutales [54]. Bacillus coagulans deteriora el jugo de tomate enlatado y productos vegetales. Esto causa la descomposición ácida en el jugo [6, 13, 33, 55]. Clostridium. Dos especies de Clostridium, principalmente C. pasteurianum y C. butyricum, gram positivo, bacterias anaeróbicas formadoras de endosporas, han sido aisladas a un pH bajo de los jugos frutales [54].
Microorganismos patógenos Las superficies de las frutas pueden ser contaminadas con heces y heces presentes en la superficies de las frutas pueden contaminar el agua de lavado y permitir la interiorización de patógenos transmitidos por alimentos que pueden ayudar en su supervivencia bajo las condiciones ácidas de los jugos frutales [8, 56]. Algunas cepas de Escherichia coli, Shigella y Salmonella pueden sobrevivir por varios días e incluso semanas en un ambiente ácido regulando su pH interno que mantiene un pH neutral combinando los mecanismos pasivos y activos [9]. Shigella flexneri y S. sonnei sobreviven en el jugo de manzana (pH 3.3) y en el jugo de tomate (pH 4.0) a 7 °C por al menos 14 días [57]. Sospedra et al. [14] reportaron la presencia de Salmonella sp. y Staphylococcus aureus en el jugo de naranja extraído por máquinas exprimidoras usadas en restaurantes. Se han llevado a cabo varios estudios realizados por investigadores sobre microorganismos patogénicos asociados con el jugo frutal sin pasteurizar vendido en la calle, como se resume en la Tabla 2. [58-62].
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44 [ TECNOLOGÍA ] Jugo(s) de fruta(s)
Microorganismo objetivo
Parámetros del tratamiento
Reducción log
Referencia
Jugo de naranja
Escherichia coli O58:H21, ATCC 10536, E. coli O157:H7, CCUG44857
300MPa
4
[112]
Jugo de naranja
Saccharomyces cerevisiae, Lactobacillus plantarum
>250 MPa
>5
[113]
Jugo de manzana
Saccharomyces, Penicillium, Aureobasidium y Aspergillus
300 MPa
>5
[114]
Jugo de chabacano
S. cerevisiae
100 MPa (4 veces)
2.2
[115]
Jugo de zanahoria
S. cerevisiae
100 MPa (3 veces)
3
[115]
Jugo de chabacano
Zygosaccharomyces bailli
100 MPa (8 veces)
2.5
[116]
Jugo de zanahoria
Z. bailli
100 MPa (8 veces)
2.5
[116]
TABLA 4. Efecto de la homogeneización a alta presión sobre los microorganismos en jugos de fruta.
Debido a la presencia de patógenos en los jugos frutales, los brotes transmitidos por alimentos asociados con el consumo de jugos de fruta han aumentado [9, 14, 19, 63, 64]. Los máximos brotes asociados con el consumo de jugos frutales se han reportado en el año 1999 (5) [59, 65-67] y 1996 (4) [68-70]. E. coli O157:H7 está asociado con un gran número de brotes atribuibles al consumo de jugo de manzana sin pasteurizar. Salmonella es el microorganismo principal causante de los brotes relacionados con el jugo de naranja sin pasteurizar. Clostridium botulinum se reporta en el jugo de zanahoria hecho en casa y pasteurizado. Vibrio cholorae ha sido reportado en brotes en India por el consumo de jugo de caña de azúcar sin pasteurizar. En 1999, 423 personas en EU y Canadá y 405 en Australia fueron afectadas por el consumo de jugo de naranja sin pasteurizar [59].
Aislamiento de microorganismos de deterioro en jugos de fruta El examen microbiológico de los jugos frutales se hace por métodos de dilución en serie de placas [71]. Para las poblaciones microbianas totales acidúricas, se usó agar de suero de naranja (pH – 5.5, Suero de Naranja 200 mL/L; Extracto de levaduras – 3 g/L; Digestivo Enzimático de Caseína – 10 g/L; Dextrosa – 4 g/L; Fosfato de potasio – 2.5 g/L; Agar – 17 g/L). El agar de dextrosa y papa (PDA) (pH – 3.5, papa – 200 g/L; dextrosa – 20 g/L; agar – 15 g/L), PDA con antibióticos (pH – 5.6), Agar extracto de malta (MEA) (pH – 5.5; extracto de malta
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– 30 g/L; Peptona micológica – 5 g/L; Agar – 15 g/L) suplementado con cloranfenicol (100 mg/L, añadido antes del autoclaveado) se usaron para la enumeración de las levaduras y los hongos a temperatura de incubación de 25 °C por 3 y 7 días para levaduras y hongos, respectivamente [25]. El aislamiento de las levaduras resistentes a los conservadores de los jugos de fruta se hizo por placa sobre MEA con ácido acético al 0.5% y agar extracto de levadura glucosa triptona (TGY) (pH – 7.0, hidrolizado enzimático de caseína – 5 g/L; extracto de levadura – 3 g/L; glucosa – 1 g/L; agar – 15 g/L) con 0.5% de ácido acético a 25-30 °C por 3-5 días. Para el aislamiento de hongos resistentes al calor, la muestra de fruta debe ser tratada en baño de agua de 75 °C a 80 °C por 1.5 horas y aisladas usando medios PDA, OSA y MEA [25]. PDA a un pH de 3.7 y OSA a un pH de 5.5, a una temperatura de incubación de 50 °C por 3 días son los mejores medios de aislamiento para la detección y aislado de Alicyclobacillus sp., de jugos y concentrados de frutas [46]. Una identificación posterior de hongos y levaduras se hizo usando métodos y medios descritos en Samson et al. [72] y la identificación de los aislados bacterianos se hizo usando métodos descritos en el Manual de Bacteriología Sistemática de Bergey [73] al igual que usando técnicas avanzadas de secuenciación de ADN.
[ TECNOLOGÍA ] 45 Jugo de fruta
Microorganismo objetivo
Parámetros de tratamiento mJ/cm2
Reducción log
Referencia
Jugo de manzana
Escherichia colli K12
14.5
3-4
[127]
Jugo de naranja
Levaduras, hongos
12.3-120
3
[128]
Jugo de manzana
Saccharomyces cerevisiae Listeria innocua E. coli
5135
1.34 4.29 5.10
[129]
Jugo de manzana
*APC
229.5 J/L
3.5
Jugo de guayaba piña
Levaduras Hongos APC
1377 J/L
3.0 4.48
Jugo de naranja 1
Levaduras Hongos APC
167 J/L
1.32
Jugo de naranja 2
Levaduras Hongos
167 J/L
<1
TABLA 5. Efecto de ultravioleta sobre los microorganismos de los jugos de fruta.
[81]
APC: conteo de placa aeróbica.
Prevención del deterioro y microorganismos patógenos en jugos frutales Existen diferentes técnicas para prevenir la microflora patógena y no patógena como el enfriamiento, congelación, actividad acuosa, envasado en atmosfera modificada, pasteurización, técnicas físicas no térmicas, y por adición de antimicriobianos naturales [19]. El método más común para inactivar microorganismos y enzimas para aumentar la vida de anaquel de los jugos de frutas es por procesamiento térmico; sin embargo, ocurre una pérdida del sabor original y de compuestos de sabor en los jugos de fruta. Estos efectos negativos han motivado un gran interés en el desarrollo de nuevas tecnologías que ofrecen ventajas al usar temperaturas de procesamiento bajas, bajo consumo energético, y alta retención de propiedades nutricionales y sensoriales del alimento, mejorando su calidad microbiológica [17].
Pasteurización térmica La FDA ha recomendado una reducción de 5log10 de patógenos infecciosos en el jugo de fruta que puede ser alcanzado pasteurizando a 90-95 °C por 4-10 segundos [4, 6]. Este tiem-
po de pasteurización es efectivo contra E. coli y Salmonella [50] pero no es efectivo contra las ascosporas de hongos resistentes al calor [34, 74] y bacterias resistentes al calor [13, 44, 49, 50]. Adicionalmente, la pasteurización térmica daña las propiedades nutricionales y fisicoquímicas de los jugos de frutas [4]. Los métodos de conservación no térmicos han recibido buena atención debido a su potencial para mejorar la calidad y seguridad de los alimentos [15]. Algunos de los procesos no térmicos usados en la industria alimentaria son el campo eléctrico pulsado alto en intensidad (HIPEF), alta presión hidrostática (HHP), homogeneización a alta presión (HPH), ultravioleta (UV), ultrasonido y radiación. Estas tecnologías no térmicas novedosas tienen la capacidad de inactivar microorganismos a temperaturas ambientales o cercanas a ellas, evitando así el efecto perjudicial que el calor tiene sobre el sabor, color y valor nutritivo de los alimentos, por medio del efecto del tratamiento térmico en los jugos de frutas [84]. A parte de estos métodos, el benzoato de sodio y el sorbato de potasio son dos de los conservadores químicos más comúnmente usados
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46 [ TECNOLOGÍA ] Jugo de fruta
Microorganismo objetivo
Parámetros de tratamiento
Reducción log
Referencia
Jugo de zanahoria
Escherichia coli K12
19.3 kHz, 700-800 W, 1 min, 60 °C
2.5
[130]
Jugo de naranja
Mesófilos totales Aerobios
500 kHz, 240 W, 15 min, 60 °C
3.4
[131]
Jugo de manzana
Alicyclobacillus acidoterrestris
24 kHz, 300W, 60 min
80%
[132]
Jugo de naranja
Conteo mesofílico aeróbico (AMC) Conteos de levaduras y hongos (YMC)
20 kHz, 500 W, 8 min, 10 °C
1.38 0.56
[133]
TABLA 6. Efecto del ultrasonido sobre los microorganismos en los jugos de fruta.
para aumentar la vida de anaquel de los jugos de fruta. Pero el consumidor ha aumentado la demanda por conservadores alimentarios seguros, naturales y ambientalmente amigables. Los antimicrobianos naturales como las bacteriocinas, lactoperoxidasa, hierbas, hojas, aceites y especias han mostrado potencial para el uso en algunos productos alimentarios [18]. Algunos de estos métodos no térmicos comúnmente usados en la industria de jugos frutales son descritos a continuación.
Alta Presión Hidrostática (HHP) La alta presión hidrostática es comercialmente usada a nivel mundial para una variedad de alimentos como la carne cocida, mariscos, frutas y jugos vegetales, salsas y aderezos [75]. En este proceso, los jugos de fruta son sujetos a 400 MPa de presión por unos minutos a 20 °C o por debajo, que es suficiente para reducir el número de microorganismos de deterioro como las levaduras, hongos y bacterias ácido lácticas [75, 76]. El tratamiento HHP tiene un efecto letal sobre los microorganismos afectando su membrana celular junto con la inactivación de algunas enzimas clave que están involucradas en la
réplica del ADN y los procesos de transcripción [15, 75]. Las esporas bacterianas son resistentes al tratamiento HHP y pueden sobrevivir hasta 1000 MPa de presión [76]. Este proceso tiene un gran potencial para reducir la carga microbiana de los jugos de frutas y aumenta su vida de anaquel.
Homogeneización a Alta Presión (HPH) Esta involucra el bombeo del líquido a través de una válvula de homogeneización a alta presión sobre 100 MPa. Produce alta turbulencia y cizallamiento junto con compresión, aceleración, y caída de la presión resultando en el rompimiento de partículas y dispersión en todo el producto. Después de la homogeneización, se obtienen partículas de tamaño uniforme en un rango de 0.2 µm a 2 µm [16]. En el pasado, HPH fue propuesta como un método apropiado para la estabilización de productos lácteos pero en las últimas decadas ha sido sugerido para su uso en la prolongación de la vida de anaquel de los jugos de fruta [22]. HPH inactiva los microorganismos dañando su integración estructural junto con el repentino aumento de temperatura producido en este proceso [75].
Campo Eléctrico Pulsado (PEF) PEF implica la aplicación de campos eléctricos pulsados de alta intensidad y corta duración. Los alimentos fluidos son puestos entre dos electrodos en un tratamiento en lote y de flujo continuo [17]. Este proceso inactiva microorganismos y enzimas con sólo un pequeño incremento en la temperatura [77], afecta
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[ TECNOLOGÍA ] 47 la membrana celular de los microorganismos por electroporación que lleva a una fuga del contenido citoplasmático de las células [78, 79]. El trabajo se llevó a cabo sobre la inactivación de los microorganismos en los jugos de fruta por tratamiento PEF.
Tecnología Ultravioleta (UV) La tecnología ultravioleta ha sido utilizada en la industria alimentaria para desinfectar el agua y destruye efectivamente microorganismos sobre la superficie y en el empaque [80]. La radiación ultravioleta involucra el uso de radiación del espectro electromagnético de 100 a 400 nm. Este se clasifica como UV-A (320-400 nm), UV-B (280-320 nm) y UV-C (200-280 nm) [81]. UV-C es efectiva contra bacterias y virus [81]. El tratamiento UV se realiza a baja temperatura. 254 nm de longitud de onda de la luz UV es ampliamente usada en la industria de jugos y bebidas [18]. La luz UV inactiva los microorganismos dañando el ADN que absorbe la luz UV de 200 a 310 nm. UV crea dímeros de pirimidina que previene a los microorganismos de replicarse, haciéndolos inactivos [81].
Ultrasonido El poder del ultrasonido ha sido identificado como una tecnología potencial para cumplir con el requisito de la Administración de EU en Alimentos y Fármacos (USFDA) para la reducción de 5 log de Escherichia coli en jugos de fruta. El ultrasonido de alto poder causa una cavitación de burbujas en un líquido debido a los cambios de presión. Estas microburbujas resultantes colapsan violentamente en los ciclos de compresión posteriores de ondas ultrasónicas propagadas, resultando en una temperatura alta localizada hasta de 5000 K, presión de hasta 50,000 kPa, y altos efectos de corte causando el rompimiento de las paredes celulares, disrupción de las membranas celulares y daño en el ADN de los microorganismos [18, 82, 83]. Los procesos no térmicos se deben utilizar con precaución en los jugos porque no tienen efectos nocivos tales como un método de alta presión hidrostática que puede alterar la estructura de la proteína y polisacáridos, causando cambios en la textura, aspecto físico y funcionalidad de
TABLA 7. Conservación de jugos de fruta por combinación de diferentes métodos de conservación.
Jugo de fruta
Combinación de métodos de conservación
Microorganismos objetivo
Reducción log
Referencia
Jugo de naranja
PEF con nisinas
Microflora nativa
6
[141]
Jugo de naranja
PEF con nisinas o lisozimas
Escherichia coli O157:H7
>7
[122]
Jugo de fresa
PEF con aceite de corteza de canela o ácido cítrico
E. coli O157:H7, Salmonella enteritidis
>5
[17]
Jugo de manzana
PEF con aceite de corteza de canela o ácido cítrico
E. coli O157:H7, S. enteritidis
>5
[17]
Jugo de pera
PEF con aceite de corteza de canela o ácido cítrico
E. coli O157:H7, S. enteritidis
>5
[17]
Jugo de zanahoria
HPH con nisina
L. innocua
>5
[142]
Jugo de fresa
PEF con benzoato de sodio y sorbato de potasio
E. coli O157:H7, S. enteritidis
5.11
[79]
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48 [ TECNOLOGÍA ] los alimentos. El ultrasonido de alta intensidad puede desnaturalizar las proteínas y producir radicales libres que pueden tener un efecto adverso sobre el sabor de los alimentos a base de frutas o altos en grasa. El tratamiento ultravioleta es difícil de aplicar en los jugos de fruta debido a la baja transmitancia de UV a través del jugo debido a los altos contenidos de sólidos suspendidos y solubles [81]. La tecnología no térmica emergente también ha sido energéticamente cara o costosa para ser práctica en su uso para el procesamiento de alimentos [84].
Conservadores Otro método para prevenir la contaminación microbiana en jugo es por medio del uso de conservadores. Algunos conservadores químicos como el benzoato de sodio y el sorbato de potasio son comúnmente usados para prevenir el deterioro microbiano de los jugos de frutas [8, 18]. Los consumidores relacionan los conservadores químicos como productos artificiales generando el rechazo de este tipo de alimento procesado[8], por lo que ha aumentado drásticamente la demanda por conservadores que tienen su origen de manera natural. La mayoría de estos antimicrobianos naturales han sido considerados como “generalmente reconocidos como seguros” (GRAS). Los antimicrobianos naturales se obtienen de tres fuentes naturales como plantas (hierbas, especias, aceites esenciales y vainilla), animales (lactoperoxidasa, lisozima, quitosano), y microbios (bacteriocinas) [19]. La actividad antimicrobiana de estos compuestos ha sido estudiada en jugos de frutas por muchos investigadores y se emplean diferentes mecanismos para inactivar los microorganismos. El sistema lactoperoxidasa produce hipotiocianato (OSCN¯) y ácido hipotiocianoso
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(HOSCN), que poseen efectos antimicrobianos por la oxidación del grupo tiol (¯SH) de las enzimas citoplasmáticas, dañando la membrana externa, los sistemas de transporte, enzimas glicolíticas y ácidos nucleicos [85]. La lisozima ataca la pared celular peptidoglicana bacteriana y es más efectiva contra las bacterias gram positivo que contra las gram negativo debido a que el anterior contiene cerca de 90% de peptidoglicano y el último contiene de 5% a 10% [19]. El quitosano es efectivo contra microorganismos debido a su grupo amino de carga positiva en C-2 que puede crear una estructura policatiónica e interactuar con componentes aniónicos tales como lipopolisacárido y proteínas de la superficie celular; esta unión interrumpe la integridad de la membrana externa resultando en una fuga de los componentes intracelulares [18]. Muchas hierbas y extractos de plantas tienen una amplia actividad espectral contra microorganismos [4, 86]. Los aceites esenciales son un grupo de terpenoides, sesquiterpenos y posiblemente diterpenos con diferentes grupos de hidrocarburos alifáticos, ácidos, aldehídos, esteres acíclicos, o lactonas. La actividad antimicrobiana de los aceites esenciales no sólo es atribuida a un mecanismo específico, sino que hay varios objetivos en la célula [87-89]. La hidrofobicidad del aceite esencial les permite la división en los lípidos de la membrana celular bacteriana y la mitocondria, perturbando las estructuras y haciéndolos más permeables [89]. Las nisinas poseen espectro antimicrobiano estrecho inhibiendo sólo las bacterias gram positivo. Forman poros en la membrana citoplasmática de las bacterias dando como resultado el agotamiento de la fuerza motriz del protón y la pérdida de iones celulares, aminácidos, y ATP [19].
[ TECNOLOGÍA ] 49 Efecto sinérgico de los antimicrobianos físicos y naturales Los antimicrobianos alimentarios son generalmente biostaticos y no son biocidas. Por lo tanto, sus efectos sobre los alimentos son limitados. Por otro lado, el uso de combinaciones de antimicrobianos [19] y el antimicrobiano junto con métodos no térmicos es efectivo contra los microorganismos patogénicos y de deterioro. Esta combinación mejora los efectos letales del procesamiento no térmico y reduce la severidad de los métodos no térmicos. Así que las combinaciones de estas técnicas podrían proporcionar efectos sinérgicos sobre la prolongación de la vida de anaquel de los jugos de fruta y potencializar como la mejor opción para los métodos tradicionales de pasteurización [8, 18].
CONCLUSIÓN
La aplicación de diferentes antimicrobianos naturales de origen animal, herbal y microbianos directamente o indirectamente añadidos a los jugos de frutas reducen o inhiben efectivamente los microorganismos patogénicos y de deterioro. Por lo tanto, también representan una buena alternativa al procesamiento térmico de los jugos de fruta. En el futuro, la combinación de métodos no térmicos y compuestos antimicrobianos naturales podría ser la nueva tendencia de conservación de jugos de frutas que mejore la calidad microbiológica mientras se tiene el menor impacto sobre las propiedades organolépticas. Tomado de Hindawi Publishing Corporation. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.
La demanda por jugos de fruta ha ido aumentando debido a sus beneficios para la salud. Por el cambio en la dieta, hábitos sociales y métodos de conservación han llevado a aumentar los brotes de enfermedades ligadas principalmente a jugos de frutas frescas en años recientes. La pasteurización de los jugos de frutas es muy efectiva contra microorganismos patogénicos y varios microorganismos de deterioro, sin embargo se afectan las propiedades sensoriales y nutritivas. Para satisfacer las demandas por alimentos nutritivos y seguros se ha dado un aumento en el interés por técnicas de conservación no térmicas. Los métodos no térmicos descritos en esta revisión tienen el potencial para alcanzar una reducción microbiana de 5 log. Sin embargo, sólo el procesamiento a alta presión ha sido usado a escala piloto. También existe la necesidad de otros métodos no térmicos evaluados en escala piloto para que lleguen a ser una alternativa a la pasteurización de jugos frutales.
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[ BIBLIOGRAFÍA ]
REFERENCIAS 1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
K. R. Matthews, “Microorganisms associated with fruits and vegetables,” in Microbiology of Fresh Produce, K. R. Matthews, Ed., pp. 1–19,ASMPress, Washington, DC,USA, 2006. S. Kumar, H. Thippareddi, J. Subbiah, S. Zivanovic, P. M. Davidson, and F.Harte, “Inactivation of Escherichia coli K-12 in apple juice using combination of high-pressure homogenizationand chitosan,” Journal of Food Science, vol. 74, pp. M8–M14, 2009. F. Patrignani, L. Vannini, S. L. S. Kamdem, R. Lanciotti, andM. E. Guerzoni, “Potentialities of high pressure homogenization to inactivate Zygosaccharomyces bailli in fruit juices,” Journal of Food Science, vol. 75, no. 2, pp. M116–M120, 2010. J. Mosqueda-Melgar, R. M. Raybaudi-Massilia, and O. Mart´ın- Belloso, “Microbiological shelf life and sensory evaluation of fruit juices treated by high intensity electric fields and antimicrobials,” Food and Bioproducts Processing, vol. 90,no. 2, pp. 205– 214, 2012. R. P. Bates, J. R. Morris, and P. G. Crandall, Principals and Practices of Small and Medium Scale Fruit Juice Processing, FAO Agricultural Services Bulletin, Rome, Italy, 2001. ICMSF, “Soft drinks, fruit juices, concentrates and food preserves,” inMicroorganisms in Foods 6:Microbial Ecology of Food Commodity, Kluwer Academic Publisher, 2005. A. Bevilacqua, M. R. Corbo, D. Campaniello et al., “Shelf life prolongation of fruit juices through essential oils and homogenization: a review,” in Science against Microbial Pathogens: Communicating Current Research and Technological Advances, pp. 1156–1166, 2011. A. A. LimaTribst,A.DeSouza Sant’ana, andP. R.DeMassaguer, “Review: microbiological quality and safety of
Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
fruit juicespast, present and future perspectives Microbiology of fruit juices Tribst et al,” Critical Reviews in Microbiology, vol. 35, no. 4, pp. 310–339, 2009. A. Vantarakis, M. Affifi, P. Kokkinos, M. Tsibouxi, and M. Papapetropoulou, “Occurrence of microorganisms of public health and spoilage significance in fruit juices sold in retail markets in Greece,” Anaerobe, vol. 17, no. 6, pp. 288–291, 2011. M.Walker and C. A. Phillips, “The growth of Propionibacterium cyclohexanicumin fruit juices and its survival following elevated temperature treatments,” Food Microbiology, vol. 24, no. 4, pp. 313–318, 2007. M. Walker and C. A. Phillips, “The effect of preservatives on Alicyclobacillus acidoterrestris and Propionibacterium cyclohexanicum in fruit juice,” Food Control, vol. 19, no. 10, pp. 974–981, 2008. M. Walker and C. A. Phillips, “Alicyclobacillus acidoterrestris: an increasing threat to the fruit juice industry?” International Journal of Food Science and Technology, vol. 43, no. 2, pp. 250–260, 2008. C. E. Steyn, M. Cameron, and R. C.Witthuhn, “Occurrence of Alicyclobacillus in the fruit processing environment—a review,” International Journal of Food Microbiology, vol. 147, no. 1, pp. 1–11, 2011. I. Sospedra, J. Rubert, J. M. Soriano, and J.Ma˜nes, “Incidence of microorganisms fromfresh orange juice processed by squeezing machines,” Food Control, vol. 23, no. 1, pp. 282– 285, 2012. J. Kuldiloke and M. N. Eshtiaghi, “Application of non thermal processing for preservation of orange juice,” KMITL Science Technology Journal, vol. 8, pp. 64–74, 2008. M. R. Corbo, A. Bevilacqua, D. Cam-
[ BIBLIOGRAFÍA ]
17.
18.
19.
20.
21.
22.
paniello, C. Ciccarone, and M. Sinigaglia, “Use of high pressure homogenization as a mean to control the growth of foodborne moulds in tomato juice,” Food Control, vol. 21, no. 11, pp. 1507–1511, 2010. J. Mosqueda-Melgar, R. M. Raybaudi-Massilia, and O. MartÍn-Belloso, “Non-thermal pasteurization of fruit juices by combining high-intensity pulsed electric fields with natural antimicrobials,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 9, no. 3, pp. 328–340, 2008. H. P. V. Rupasinghe and L. J. Yu, “Emerging preservation methods for fruit juices and beverages,” in Food Additive, Y. El-Samragy, Ed., InTech, 2012,http://www.intechopen.com/ books/food-additive/emerging-preser vation-methods-3-for-fruitjuices-and-beverages. R. M. Raybaudi-Massilia, J. Mosqueda-Melgar, R. Soliva- Fortuny, and O. Mart´ın-Belloso, “Control of pathogenic and spoilage microorganisms in fresh-cut fruits and fruit juices by traditional and alternative natural antimicrobials,” Comprehensive Reviews in Food Science and Food Safety, vol. 8, no. 3, pp. 157–180, 2009. D. Rico, A. B. Mart´ın-Diana, J. M. Barat, and C. Barry-Ryan, “Extending and measuring the quality of freshcut fruit and vegetables: a review,” Trends in Food Science and Technology, vol. 18, no. 7, pp. 373–386, 2007. K. R. Aneja, P. Jain, and R. Aneja, A Textbook of Basic and Applied Microbiology, New Age International Publishers, New Delhi, India, 1st edition, 2008. A. Bevilacqua, M. R. Corbo, and M. Sinigaglia, “Use of natural antimicrobials and high pressure homogenization to control the growth of Saccharomyces bayanus in apple
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
juice,” Food Control, vol. 24, no. 1-2, pp. 109–115, 2012. S. Patil, V. P. Valdramidis, B. K. Tiwari, P. J. Cullen, and P. Bourke, “Quantitative assessment of the shelf life of ozonated apple juice,” European Food Research and Technology, vol. 232, no. 3, pp. 469–477, 2011. V. H. Tournas, J. Heeres, and L. Burgess, “Moulds and yeasts in fruit salads and fruit juices,” Food Microbiology, vol. 23, no. 7, pp. 684–688, 2006. K. A. Lawlor, J. D. Schuman, P. G. Simpson, and P. J. Taormina, “Microbiological spoilage of beverages,” in Compendium of the Microbiological Spoilage of Foods and Beverages, W. H. Sperber and M. P. Doyle, Eds., Food Microbiology and Food Safety, Springer Science and Business Media, New York, NY, USA, 2009. C. R. Arias, J. K. Burns, L. M. Friedrich, R. M.Goodrich, and M. E. Parish, “Yeast species associated with orange juice: evaluation of different identificationmethods,” Applied and Environmental Microbiology, vol. 68, no. 4, pp. 1955–1961, 2002. M. Stratford, “Food and beverage spoilage yeasts,” in Yeasts in Food and Beverages Handbook, G. M. Fleet and A. Querol, Eds., Berlin, Germany, pp. 335–379, Springer, 2006. L. M. Lenovich, R. L. Buchanan, N. J. Worley, and L. Restaino, “Effect of solute on sorbate resitsance in Zygosaccharomyces rouxii,” Journal of Food Science, vol. 53, pp. 914–916, 2006. P. Wareing and R. R. Davenport, “Microbiology of soft drinks and fruit juices,” in Chemistry and Technology of Soft Drinks and Fruit Juices, P. R. Ashurst, Ed., Blackwell Publishing, London, UK, 2005. M. O.Moss, “Fungi, quality and safety issues in fresh fruits and vegetables,”
Julio - Agosto 2017 | Industria Alimentaria
[ BIBLIOGRAFÍA ]
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
Journal of Applied Microbiology, vol. 104, no. 5, pp. 1239–1243, 2008. N. Delage, A. d’Harlingue, B. Colonna Ceccaldi, and G. Bompeix, “Occurrence of mycotoxins in fruit juices and wine,” Food Control, vol. 14, no. 4, pp. 225–227, 2003. C. M. De Sylos and D. B. Rodriguez-Amaya, “Incidence of patulin in fruits and fruit juices marketed in Campinas, Brazil,” Food Additives and Contaminants, vol. 16, no. 2, pp. 71–74, 1999. F. V. M. Silva and P. Gibbs, “Target selection in designing pasteurization processes for shelf-stable high-acid fruit products,” Critical Reviews in Food Science and Nutrition, vol. 44, no. 5, pp. 353–360, 2004. B. C. M. Salomão, A. P. Slongo, and G. M. F. Arag˜ao, “Heat resistance of Neosartorya fischeri in various juices,” Food Science and Technology, vol. 40, no. 4, pp. 676–680, 2007. J. A. N. Obeta and J. O. Ugwuyani, “Heat resistant fungi in Nigerian fruit juices,” International Journal of Food Science and Technology, vol. 30, pp. 587–590, 2007. M. Voldřich, J. Dobiáš, L. Tichá, M. Čeřovský, and J. Krátká, “Resistance of vegetative cells and ascospores of heat resistant mould Talaromyces avellaneus to the high pressure treatment in apple juice,” Journal of Food Engineering, vol. 61, no. 4, pp. 541– 543, 2004. R. W. Worbo and D. F. Splistosser, “Microbiology of fruit products,” in Processing of Fruit Science and Technology, D. M. Barret, L. P. Somogyi, andH. S. Ramaswamy, Eds., CRC Press, London, U.K, 2004. I.Walls and R.Chuyate, “Spoilage of fruit juices by Alicyclobacillus acidoterrestris,” Food Australia, vol. 52, no. 7, pp. 286–288, 2000. M. E. Parish and R. M. Goodrich, “Recovery of presumptive Alicyclobacillus strains from orange fruit surfaces,” Journal of Food Protec-
Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
40.
41.
42.
43.
44.
45.
tion, vol. 68, no. 10, pp. 2196–2200, 2005. K. S. Bahc¸eci and J. Acar, “Modeling the combined effects of pH, temperature and ascorbic acid concentration on the heat resistance of Alicyclobacillus acidoterrestis,” International Journal of Food Microbiology, vol. 120, no. 3, pp. 266–273, 2007. W. H. Groenewald, P. A. Gouws, and R. C.Witthuhn, “Isolation and identification of species of Alicyclobacillus fromorchard soil in theWestern Cape, South Africa,” Extremophiles, vol. 12, no. 1, pp. 159–163, 2008. W. H.Groenewald, P.A.Gouws, and R. C.Witthuhn, “Isolation, identification and typification of Alicyclobacillus acidoterrestris and Alicyclobacillus acidocaldarius strains from orchard soil and the fruit processing environment in South Africa,” Food Microbiology, vol. 26, no. 1, pp. 71–76, 2009. J. D. Wisotzkey, P. Jurtshuk Jr., G. E. Fox, G. Deinhard, and K. Poralla, “Comparative sequence analyses on the 16S rRNA (rDNA) of Bacillus acidocaldarius, Bacillus acidoterrestris, and Bacillus cycloheptanicus and proposal for creation of a new genus, Alicyclobacillus gen. nov,” International Journal of Systematic Bacteriology, vol. 42, no. 2, pp. 263– 269, 1992. Y. Smit, M. Cameron, P. Venter, and R. C. Witthuhn, “Alicyclobacillus spoilage and isolation: a review,” Food Microbiology, vol. 28, no. 3, pp. 331– 349, 2011. K. Goto, K. Mochida, Y. Kato et al., “Proposal of six species of moderately thermophilic, acidophilic, endospore-forming bacteria: Alicyclobacillus contaminans sp. nov., Alicyclobacillus fastidiosus sp. nov., Alicyclobacillus kakegawensis sp. nov., Alicyclobacillus macrosporangiidus sp. nov., Alicyclobacillus sacchari sp. nov. and Alicyclobacillus
[ BIBLIOGRAFĂ?A ]
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
shizuokensis sp. nov,â&#x20AC;? International Journal of Systematic and EvolutionaryMicrobiology, vol. 57, no. 6, pp. 1276â&#x20AC;&#x201C;1285, 2007. R. C. Witthuhn, W. Duvenage, and P. A. Gouws, â&#x20AC;&#x153;Evaluation of different growth media for the recovery of the species of Alicyclobacillus,â&#x20AC;? Letters in Applied Microbiology, vol. 45, no. 2, pp. 224â&#x20AC;&#x201C;229, 2007. S.-S. Chang and D.-H. Kang, â&#x20AC;&#x153;Alicyclobacillus spp. in the fruit juice industry: history, characteristics, and current isolation/ detection procedures,â&#x20AC;? Critical Reviews in Microbiology, vol. 30, no. 2, pp. 55â&#x20AC;&#x201C;74, 2004. J. M. Jay, M. J. Loessner, and D. A. Golden, â&#x20AC;&#x153;Extrinsic and intrinsic parameters of food that affect microbial growth,â&#x20AC;? in Modern Food Microbiology, Springer Science; Business Media Incorporation, New York, NY, USA, 2005. M. Z. Durak, J. J. Churey, M. D. Danyluk, and R.W.Worobo, â&#x20AC;&#x153;Identification and haplotype distribution of Alicyclobacillus spp. from different juices and beverages,â&#x20AC;? International Journal of Food Microbiology, vol. 142, no. 3, pp. 286â&#x20AC;&#x201C;291, 2010. M. D. Danyluk, L. M. Friedrich, C. Jouquand, R. Goodrich- Schneider, M. E. Parish, and R. Rouseff, â&#x20AC;&#x153;Prevalence, concentration, spoilage, and mitigation of Alicyclobacillus spp. in tropical and subtropical fruit juice concentrates,â&#x20AC;? FoodMicrobiology, vol. 28, no. 3, pp. 472â&#x20AC;&#x201C;477, 2011. R. C.Witthuhn, Y. Smit, M. Cameron, and P. Venter, â&#x20AC;&#x153;Guaiacol production by Alicyclobacillus and comparison of two guaiacol detection methods,â&#x20AC;? Food Control, vol. 30, no. 2, pp. 700â&#x20AC;&#x201C; 704, 2013. K. Kusano, H. Yamada, M. Niwa, and K. Yamasato, â&#x20AC;&#x153;Propionibacterium cyclohexanicum sp. nov., a new acid-tolerant đ?&#x153;&#x201D;-cyclohexyl fatty acid-containing Propionibacterium isolated from spoiled orange juice,â&#x20AC;? International Journal of Systematic
53.
54.
55.
56.
57.
58.
59.
Bacteriology, vol. 47, no. 3, pp. 825â&#x20AC;&#x201C; 831, 1997. B. Siegmund and B. P¨ollinger-Zierler, â&#x20AC;&#x153;Growth behavior of off-flavor-forming microorganisms in apple juice,â&#x20AC;? Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 55, no. 16, pp. 6692â&#x20AC;&#x201C;6699, 2007. M. Stratford, P. D. Holman, and M. B. Cole, â&#x20AC;&#x153;Fruit juices, fruit drinks and soft drinks,â&#x20AC;? in Microbiological Safety and Quality of Food, B. lund, A. C. Baird Parker, and W. G. Grahame, Eds., ASPEN, Gaithersburg, Md, USA, 2000. H. Daryaei and V. M. Balasubramaniam, â&#x20AC;&#x153;Kinetics of Bacillus coagulans spore inactivation in tomato juice by combined pressure-heat treatment,â&#x20AC;? Food Control, vol. 30, no. 1, pp. 168â&#x20AC;&#x201C;175, 2013. FDA (U.S. Food and Drug Administration), â&#x20AC;&#x153;Federal register proposed rulesâ&#x20AC;&#x201D;63 FR 20449 April 24, (1998). HACCP; procedures for the safe and sanitary processingand importing of juice; food labeling: warning notice statements; labeling of juice products,â&#x20AC;? Federal Register, vol. 63, pp. 20449â&#x20AC;&#x201C;20486, 1998, http://www. fda.gov/Food/FoodSafety/HazardAnalysisCriticalControlPointsHACCP/ JuiceHACCP/ucm082031.htm. I. Van Opstal, C. F. Bagamboula, T. Theys, S. C. M. Vanmuysen, and C.W. Michiels, â&#x20AC;&#x153;Inactivation of Escherichia coli and Shigella in acidic fruit and vegetable juices by peroxidase systems,â&#x20AC;? Journal of Applied Microbiology, vol. 101, no. 1, pp. 242â&#x20AC;&#x201C;250, 2006. J. E. Lewis, P. Thompson, B. Rao, C. Kalavati, and B. Rajanna, â&#x20AC;&#x153;Human Bacteria in street vended fruit juices: a case study of Vishakhapatnamcity, India,â&#x20AC;? Internet Journal of Food Safety, vol. 8, pp. 35â&#x20AC;&#x201C;38, 2006. D. P. Mahale, R. G. Khade, and K. V. Vaidya, â&#x20AC;&#x153;Microbiological Analysis of Street vended Fruit juices FromMumbai city, India,â&#x20AC;? Internet Journal
Julio - Agosto 2017 | Industria Alimentaria
[ BIBLIOGRAFÍA ] of Food Safety, vol. 10, pp. 31–34, 2008. 60. T. Ketema, T. Gadissa, and K. Bacha, “Microbiological safety of fruit juices served in cafes/restaurants, Jimma town, South west, Ethopia,” Ethiopian Journal ofHealth Science, vol. 18,pp. 95–100, 2008. 61. A. Titarmare, P. Dabholkar, and S. Godbole, “Bacteriological analysis of street vended fresh fruit and vegetable juices in Nagpur city, India,” Internet Journal of Food Safety, vol. 11, pp. 1–3, 2009. 62. D. H. Tambeker, V. J. Jaiswal, D. V. Dhanorker, P. B. Gulhane, and M. N. Dudhane, “Microbial quality and safety of street vended fruit juices: a case study of Amravati city,” Internet Journal of Food Safety, vol. 10, pp. 72–76, 2009. 63. CDC, Annual Listing of Food Borne Disease Outbreaks, United States, 1990–2004, CDC, Atlanta, Ga, USA, 2007. 64. I. van Opstal, C. F. Bagamboula, T. Theys, S. C. M. Vanmuysen, and C.W. Michiels, “Inactivation of Escherichia coli and Shigella in acidic fruit and vegetable juices by peroxidase systems,” Journal of Applied Microbiology, vol. 101, no. 1, pp. 242–250, 2006. 65. CDC, “Outbreaks of Salmonella serotype Muenchen infections associated with unpasteurized orange juice—United State and Canada,” Morbidity and Mortality Weekly Report, vol. 48, pp. 582–585, 1999. 66. G. Krause, R. Terzagian, and R. Hammond, “Outbreak of Salmonella serotype anatum infection associated with unpasteurized orange juice,” SouthernMedical Journal, vol. 94, no. 12, pp. 1168–1172, 2001. 67. CDC, “Foodborne Outbreak Online Database (FOOD),” 2011, http:// wwwn.cdc.gov/foodborneoutbreaks/default.aspx. 68. CDC, “Outbreaks of Escherichia coli O157:H7 infection and cryptospo-
Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
69.
70.
71.
72.
73.
74.
75.
76.
ridiosis associated with drinking unpasteurized apple cider—connecticut and New York, October 1996,” Morbidity and MortalityWeekly Report, vol. 46, pp. 4–8, 1997. S. H. Cody, M. K. Glynn, J. A. Farrar et al., “An outbreak of Escherichia coli O157:H7 infection from unpasteurized commercial apple juice,” Annals of Internal Medicine, vol. 130, no. 3, pp. 202–209, 1999. FDA, “Federal register final rule66Fr 6137, January 19, 2001: hazard analysis and critical control point (HACCP) ; procedures for the safe and sanitary processing and importing of juices,” Federal Register, vol. 66, no. 13, pp. 6137–6202, 2001. K. R. Aneja, Experiments in Microbiology, Plant Pathology and Biotechnology, New Age International Publishers, New Delhi, India, 4th edition, 2003. R. A. Samson, E. S. Hoekstra, and J. S. Frisvad, Introduction to Food and Airborne Fungi, Ponson and Looyen,Wageningen, The Netherlands, 7th edition, 2004. W. B. Whitman, M. Goodfellow, P. K¨ampfer et al., Bergey’s Manual of Systematic Bacteriology, vol. 5, 2012. A. S. Kutama, I. Yusuf, and M. Hayatu, “Detection of heat resistant molds in some canned fruit juices sold in Kano, Nigeria,” Bioscience Research Communications, vol. 22, pp. 221– 225, 2009. A. M. McKay, M. Linton, J. Stirling, A. Mackle, and M. F. Patterson, “A comparative study of changes in the microbiota of apple juice treated by high hydrostatic pressure (HHP) or high pressure homogenisation (HPH),” Food Microbiology, vol. 28, no. 8, pp. 1426–1431, 2011. A. Vercammen, B. Vivijs, I. Lurquin, and C. W. Michiels, “Germination and inactivation of Bacillus coagulans and Alicyclobacillus acidoterrestris spores by high hydrostatic pressu-
[ BIBLIOGRAFÍA ]
77.
78.
79.
80.
81.
82.
83.
re treatment in buffer and tomato sauce,” International Journal of Food Microbiology, vol. 152, no. 3, pp. 162–167, 2012. A. V. Charles-Rodr´ıguez, G. V. Nev´arez-Moorill´on, Q. H. Zhang, and E. Ortega-Rivas, “Comparison of thermal processing and pulsed electric fields treatment in pasteurization of apple juice,” Food and Bioproducts Processing, vol. 85, no. 2, pp. 93–97, 2007. Z. Cserhalmi, ´ A. Sass-Kiss, M. T´oth-Markus, and N. Lechner, “Study of pulsed electric field treated citrus juices,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 7, no. 1-2, pp. 49–54, 2006. J.B.Gurtler,R.B.Bailey, D. J. Geveke, andH. Q. Zhang, “Pulsed electric field inactivation of E. coli O157:H7 and non-pathogenic surrogate E. coli in strawberry juice as influenced by sodium benzoate, potassium sorbate, and citric acid,” Food Control, vol. 22, no. 10, pp. 1689–1694, 2011. S. L. Chia, S. Rosnah, M. A. Noranizan, and W. D. Wan Ramli, “The effect of storage on the quality attributes of ultravioletirradiated and thermally pasteurised pineapple juices,” International Food Research Journal, vol. 19, no. 3, pp. 1001–1010, 2012. M. Keyser, I. A. Muller, F. P. Cilliers, W. Nel, and P. A. Gouws, “Ultraviolet radiation as a non-thermal treatment for the inactivation of microorganisms in fruit juice,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 9, no. 3, pp. 348– 354, 2008. B. K. Tiwari, C. P. O'Donnell, and P. J. Cullen, “Effect of non thermal processing technologies on the anthocyanin content of fruit juices,” Trends in Food Science and Technology, vol. 20, no. 3-4, pp. 137–145, 2009. C. D. Char, E. Mitilinaki, S. N. Guerrero, and S. M. Alzamora, “Use of high-intensity ultrasound and UV-C light to inactivate some microorganisms in fruit juices,” Food and
Bioprocess Technology, vol. 3, no. 6, pp. 797–803, 2010. 84. A. I. V. Ross, M. W. Griffiths, G. S. Mittal, and H. C. Deeth, “Combining nonthermal technologies to control foodborne microorganisms,” International Journal of Food Microbiology, vol. 89, no. 2-3, pp. 125–138, 2003. 85. V. Touch, S. Hayakawa, S. Yamada, and S. Kaneko, “Effects of a lactoperoxidase-thiocyanate-hydrogen peroxide system on Salmonella enteritidis in animal or vegetable foods,” International Journal of Food Microbiology, vol. 93, no. 2, pp. 175– 183, 2004. 86. M. M. Tajkarimi, S.A. Ibrahim, andD.O. Cliver, “Antimicrobial herb and spice compounds in food,” Food Control, vol. 21, no. 9, pp. 1199–1218, 2010. 87. P. Skandamis,K.Koutsoumanis, K. Fasseas, andG.-J. E. Nychas, “Inhibition of oregano essential oil and edta on Escherichia coli O157:H7,” Italian Journal of Food Science, vol. 13,no. 1, pp. 65–75, 2001. 88. C. F. Carson, B. J. Mee, and T. V. Riley, “Mechanism of action of Melaleuca alternifolia (tea tree) oil on Staphylococcus aureus determined by time-kill, lysis, leakage, and salt tolerance assays and electronmicroscopy,” Antimicrobial Agents and Chemotherapy, vol. 46, no. 6, pp. 1914–1920, 2002. 89. S. Burt, “Essential oils: their antibacterial properties and potential applications in foods—a review,” International Journal of Food Microbiology, vol. 94, no. 3, pp. 223–253, 2004. 90. E. Pieckov´a and R. A. Samson, “Heat resistance of Paecilomyces variotii in sauce and juice,” Journal of Industrial Microbiology and Biotechnology, vol. 24, no. 4, pp. 227–230, 2000. 91. R. E. Besser, S. M. Lett, J. T. Weber et al., “An outbreak of diarrhea and hemolytic uremic syndrome from Escherichia coli O157:H7 in
Julio - Agosto 2017 | Industria Alimentaria
[ BIBLIOGRAFÍA ]
92.
93.
94.
95.
96.
97.
98.
99.
fresh-pressed apple cider,” Journal of the American Medical Association, vol. 269, no. 17, pp. 2217–2220, 1993. B. R. Singh, S. B. Kulshreshtha, and K. N. Kapoor, “Orange juice-borne diarrhoeal outbreak due to Enterotoxigenic E.coli,” Journal of Food Science and Technology, vol. 32, no. 6, pp. 504–506, 1995. P. S.Millard, K. F. Gensheimer, D. G. Addiss et al., “An outbreak of cryptosporidiosis from fresh-pressed apple cider,” Journal of the American Medical Association, vol. 272, no. 20, pp. 1592–1596, 1994. J. C. Buzby and S. R. Crutchfield, “New Juice Regulations Underway. Food Review,” 1999, http://www.fda. gov/Food/FoodSafety/HazardAnalysisCriticalControlPointsHACCP/JuiceHACCP/ucm082031.htm. CDC, “Outbreak of Salmonella Hartford infections among travelers to Orlando, Florida,” EPI-AID Trip Report, pp. 95–162, 1995. K. A. Cook, T. E. Dobbs, W. G. Hlady et al., “Outbreak of Salmonella serotype Hartford infections associated with unpasteurized orange juice,” Journal of the American Medical Association, vol. 280, no. 17, pp. 1504– 1509, 1998. M. Parish, “Relevancy of Salmonella and pathogenic E.coli to fruit juices,” in Proceedings of the IFU-Workshop “Microbiology”, Fruit Processing, vol. 10, pp. 246–250, 2000. H. Thurston, J. Stuart, B. McDonnell, S. Nicholas, and T. Cheasty, “Fresh orange juice implicated in an outbreak of Shigella flexneri among visitors to a South African game reserve,” Journal of Infection, vol. 36, no. 3, p. 350, 1998. CDC, “Outbreak of Escherichia coli O157:H7 infections associated with drinking unpasteurized commercial apple juice— British Columbia, California, Colorado andWashington. October 1996,”Morbidity andMor-
Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
talityWeeklyReport, vol. 45, p. 975, 1996. 100. S. Tamblyn, J. deGrosbois, D. Taylor, and J. Stratton, “An outbreak of Escherichia coli O157:H7 infection associated with unpasteurized non-commercial, custom-pressed apple cider—ontario, 1998,” Canada Communicable Disease Report, vol. 25, no. 13, pp. 113–120, 1999. 101. M. E. Butler, “Salmonella outbreak leads to juice recall in Western states,” Food Chemical News, 2000. 102. J. D. Vojdani, L. R. Beuchat, and R. V. Tauxe, “Juice-associated outbreaks of human illness in the United States, 1995 through 2005,” Journal of Food Protection, vol. 71, no. 2, pp. 356–364, 2008. 103. S. Jain, S. A. Bidol, J. L. Austin et al., “Multistate outbreak of Salmonella Typhimurium and Saintpaul infections associated with unpasteurized orange juice-United States, 2005,” Clinical Infectious Diseases, vol. 48, no. 8, pp. 1065–1071, 2009. 104. K. S. Pereira, F. L. Schmidt, A. M. A. Guaraldo, R.M. B. Franco, V. L. Dias, and L. A. C. Passos, “Chagas’ disease as a foodborne illness,” Journal of Food Protection, vol. 72, no. 2, pp. 441–446, 2009. 105. CDC, “Botulism associated with commercial carrot juice— Georgia and Florida,” Morbidity and Mortality Weekly Report, vol. 55, pp. 1098– 1099, 2006. 106. FDA, “DHMH Issues Consumer Alert Regarding Recall of Baugher’s Apple Cider,” http://www.fda.gov/Safety/ Recalls/ucm232878.htm. 107. M. Linton, J. M. J. McClements, and M. F. Patterson, “Inactivation of Escherichia coli O157:H7 in orange juice using a combination of high pressure and mild heat,” Journal of Food Protection, vol. 62, no. 3, pp. 277–279, 1999. 108. H. S. Ramaswamy, E. Riahi, and E. Idziak, “High-pressure destruction kinetics of E. coli (29055) in apple
[ BIBLIOGRAFÍA ] juice,” Journal of Food Science, vol. 68, no. 5, pp. 1750–1756, 2003. 109. A. Bayindirli, H. Alpas, F. Bozoglu, and M. Hızal, “Efficiency of high pressure treatment on inactivation of pathogenic microorganisms and enzymes in apple, orange, apricot and sour cherry juices,” Food Control, vol. 17, no. 1, pp. 52–58, 2006. 110. Avure Technologies, http://www. avure.com. 111. J. A. Guerrero-Beltran, G. V. Barbosa-Canovas, and J. Welti- Chanes, “High hydrostatic pressure effect on natural microflora, Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli, and Listeria Innocua in navel orange juice,” International Journal of Food Engineering, vol. 7, no. 1, article 14, 2011. 112. W. J. Briñez, A. X. Roig-Sagués, M. M. H. Herrero, and B. G. López, “Inactivation by ultrahigh-pressure homogenization of Escherichia coli strains inoculated into orange juice,” Journal of Food Protection, vol. 69, no. 5, pp. 984–989, 2006. 113. F. P. Campos and M. Cristianini, “Inactivation of Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus plantarum in orange juice using ultra high-pressure homogenisation,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 8, no. 2, pp. 226–229, 2007. 114. A. M. McKay, “Inactivation of fungal spores in apple juice by high pressure homogenization,” Journal of Food Protection, vol. 72, no. 12, pp. 2561–2564, 2009. 115. F. Patrignani, L. Vannini, S. L. S. Kamdem, R. Lanciotti, and M. E. Guerzoni, “Effect of high pressure homogenization on Saccharomyces cerevisiae inactivation and physico-chemical features in apricot and carrot juices,” International Journal of Food Microbiology, vol. 136, no. 1, pp. 26–31, 2009. 116. F. Patrignani, L. Vannini, S. L. S. Kamdem, R. Lanciotti, and M. E.Guerzoni,
117.
118.
119.
120.
121.
122.
123.
“Potentialities of high pressure homogenization to inactivate Zygosaccharomyces bailli in fruit juices,” Journal of Food Science, vol. 75, no. 2, pp. M116–M120, 2010. G. A. Evrendilek, Q. H. Zhang, and E. R. Richter, “Inactivation of Escherichia coli O157:H7 and Escherichia coli 8739 in apple juice by pulsed electric fields,” Journal of Food Protection, vol. 62, no. 7, pp. 793–796, 1999. Z. T. Jin and Q. H. Zhang, “Pulsed electric field inactivation of microorganisms and preservation of quality of cranberry juice,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 23, no. 6, pp. 481–497, 1999. G. A. Evrendilek, Z. T. Jin, K. T. Ruhlman, X. Qiu, Q. H. Zhang, and E. R. Richter, “Microbial safety and shelf-life of apple juice and cider processed by bench and pilot scale PEF systems,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 1, no. 1, pp. 77–86, 2000. C. J. McDonald, S. W. Lloyd, M. A. Vitale, K. Petersson, and F. Innings, “Effects of pulsed electric fields on microorganisms in orange juice using electric field strengths of 30 and 50 kV/cm,” Journal of Food Science, vol. 65, no. 6, pp. 984–989, 2000. J. Iu, G. S. Mittal, and M. W. Griffiths, “Reduction in levels of Escherichia coli O157:H7 in apple cider by pulsed electric fields,” Journal of Food Protection, vol. 64, no. 7, pp. 964– 969, 2001. Z. Liang, G. S. Mittal, and M. W. Griffiths, “Inactivation of Salmonella typhimurium in orange juice containing antimicrobial agents by pulsed electric field,” Journal of Food Protection, vol. 65, no. 7, pp. 1081– 1087, 2002. V. Heinz, S. Toepfl, and D. Knorr, “Impact of temperature on lethality and energy efficiency of apple juice pasteurization by pulsed electric fields
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[ BIBLIOGRAFÍA ]
124.
125.
126.
127.
128.
129.
130.
131.
treatment,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 4, no. 2, pp. 167–175, 2003. P. Elez-Martínez, J. Escolà-Hernández, R. C. Soliva-Fortuny, and O. Martín-Belloso, “Inactivation of Lactobacillus brevis in orange juice by high-intensity pulsed electric fields,” Food Microbiology, vol. 22, no. 4, pp. 311–319, 2005. F. Sampedro, A. Rivas, D. Rodrigo, A. Martínez, and M. Rodrigo, “Pulsed electric fields inactivation of Lactobacillus plantarum in an orange juice-milk based beverage: effect of process parameters,” Journal of Food Engineering, vol. 80, no. 3, pp. 931– 938, 2007. G. A. Evrendilek, F.M. Tok, E.M. Soylu, and S. Soylu, “Inactivation of Penicillum expansum in sour cherry juice, peach and apricot nectars by pulsed electric fields,” FoodMicrobiology, vol. 25, no. 5, pp. 662–667, 2008. T. Koutchma, S. Keller, S. Chirtel, and B. Parisi, “Ultraviolet disinfection of juice products in laminar and turbulent flow reactors,” Innovative Food Science and Emerging Technologies, vol. 5, no. 2, pp. 179–189, 2004. M. T. Tran and M. Farid, “Ultraviolet treatment of orange juice,” Innovative Food Science & Emerging Technologies, vol. 5, no. 4, pp. 495–502, 2004. J. A. Guerrero-Beltr´an and G. V. Barbosa-C´anovas, “Reduction of Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli and Listeria innocua in apple juice by ultraviolet light,” Journal of Food Process Engineering, vol. 28, no. 5, pp. 437–452, 2005. M. Zenker, V. Heinz, and D. Knorr, “Application of ultrasoundassisted thermal processing for preservation and quality retention of liquid foods,” Journal of Food Protection, vol. 66, no. 9, pp. 1642–1649, 2003. M. Valero, N. Recrosio, D. Saura, N. Muñoz, N. Martí, and V. Lizama, “Effects of ultrasonic treatments in
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132.
133.
134.
135.
136.
137.
138.
139.
orange juice processing,” Journal of Food Engineering, vol. 80, no. 2, pp. 509– 516, 2007. Y. Yuan, Y. Hu, T. Yue, T. Chen, and Y. M. Lo, “Effect of ultrasonic treatments on thermoacidophilic Alicyclobacillus acidoterrestris in apple juice,” Journal of Food Processing and Preservation, vol. 33, no. 3, pp. 370–383, 2009. V. M. Gómez-López, L. Orsolani, A. Martínez-Yépez, and M. S. Tapia, “Microbiological and sensory quality of sonicated calcium-added orange juice,” LWT: Food Science and Technology, vol. 43, no. 5, pp. 808–813, 2010. S. Roller andN. Covill, “Theantifungal properties of chitosan in laboratory media and apple juice,” International Journal of Food Microbiology, vol. 47, no. 1-2, pp. 67–77, 1999. G. Kisko, R. Sharp, and S. Roller, “Chitosan inactivates spoilage yeasts but enhances survival of Escherichia coli O157:H7 in apple juice,” Journal of Applied Microbiology, vol. 98, no. 4, pp. 872–880, 2005. J. Yuste and D. Y. C. Fung, “Inactivation of Listeria monocytogenes Scott A 49594 in apple juice supplemented with cinnamon,” Journal of Food Protection, vol. 65, no. 10, pp. 1663–1666, 2002. R. M. Raybaudi-Massilia, J. Mosqueda-Melgar, and O. Mart´ın- Belloso, “Antimicrobial activity of essential oils on Salmonella enteritidis, Escherichia coli, and Listeria innocua in fruit juices,” Journal of Food Protection, vol. 69, no. 7, pp. 1579–1586, 2006. M. Friedman, P. R. Henika, C. E. Levin, and R. E. Mandrell, “Antibacterial activities of plant essential oils and their components against Escherichia coli O157:H7 and Salmonella enterica in apple juice,” Journal of Agricultural and Food Chemistry, vol. 52, no. 19, pp. 6042–6048, 2004. P. Nguyen and G. S.Mittal, “Inacti-
[ BIBLIOGRAFÍA ] vation of naturally occurring microorganisms in tomato juice using pulsed electric field (PEF) with and without antimicrobials,” Chemical Engineering and Processing: Process Intensification, vol. 46, no. 4, pp. 360– 365, 2007. 140. S. Ferrante, S. Guerrero, and S. M. Alzamora, “Combined use of ultrasound and natural antimicrobials to inactivate Listeria monocytogenes in orange juice,” Journal of Food Protection, vol. 70, no. 8, pp. 1850– 1856, 2007. 141. A.M.Hodgins, G. S.Mittal, andM.W. Griffiths, “Pasteurization of fresh orange juice using low-energy pulsed electrical field,” Journal of Food Science, vol. 67, no. 6, pp. 2294– 2299, 2002. 142. P. Pathanibul, T. M. Taylor, P. M. Davidson, and F. Harte, “Inactivation of Escherichia coli and Listeria innocua in apple and carrot juices using high pressure homogenization and nisin,” International Journal of Food Microbiology, vol. 129, no. 3, pp. 316–320, 2009.
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CURIOSIDADES Y MITOS DE LOS ALIMENTOS (Segunda parte)
Actualidad
{ Dr. Salvador Badui Dergal }
RESUMEN En las últimas décadas la ciencia de los alimentos ha tenido avances sorprendentes. Se han desmitificado creencias y encontrado explicaciones a muchas otras poniendo a flote diversas curiosidades. Este cúmulo de conocimientos permite relacionar las prácticas culinarias con elaborados conceptos científicos, concluyendo que la cocina es una deliciosa extrapolación del laboratorio. Este artículo es la segunda parte del publicado en el número de julio-agosto 2016 de esta revista. Se hace la recreación de un desayuno entre amigos con intereses comunes como la gastronomía, la ciencia de los alimentos, la nutrición y la historia.
{ Asesor de la Industria Alimentaria sbaduid@hotmail.com }
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INTRODUCCIÓN Los amigos se reúnen en la escuelarestaurante para continuar sus interesantes y enriquecedoras charlas. Emilio recibe a la nutrióloga María Elena, a Diego, historiador y apasionado de la ciencia, y a Mariana y Jaime, ingenieros en alimentos; en esta ocasión también a Juan, nutriólogo invitado.
CAFÉ PARA DESPERTAR Por ser el alumno más destacado, Anuar atiende a los comensales con una taza de café recién percolado cuyo aroma, integrado por cientos de compuestos volátiles, invade más allá del salón. Adelantándose, Diego tomó la palabra ya que había pasado por una experiencia bochornosa que sólo contó por la confianza entre amigos. Inocentemente y por ser un día caluroso, sacó un cubo de hielo y se lo puso en la lengua; las leyes de la termodinámica actuaron de inmediato y el hielo se adhirió en la sensible piel. Después de desprenderlo entendió lo ocurrido: el cubo está a –18 °C y al ponerse en contacto con una superficie húmeda y a mayor temperatura, como lengua, labios o dedos, ocurre una transferencia de energía; la humedad de la piel se congela de inmediato formando una capa de hielo que se integra totalmente al cubo para crear el sistema hielo-lengua. Intentar quitar el cubo sin la adición de agua para fundir el hielo hubiera causado serios daños. Las burlas no esperaron, pero la solidaridad de Mariana las rompió refiriéndose al aroma de los alimentos. Mencionó que para su percepción se acude a las leyes de la fisicoquímica: a mayor temperatura, mayor la volatilidad de los aromáticos de bajo peso molecular, razón por la cual una bebida o alimento caliente se capta más fácil que uno frío. Para más deleite se recomienda
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atemperar frutas, jugos y quesos refrigerados antes de consumirlos. Indicó que el desprendimiento de estos aromáticos también se facilita adicionando sal a la comida y en sitios de menor presión atmosférica, como en la Cd. de México; contrariamente, la sobrepresión de los aviones limita su fluidez y dificulta su captación; los menús para aeronaves consideran este factor. Diego se refirió a una de tantas leyendas sobre el café: deriva de Kafa o Kaffa, provincia de Abisinia (actual Etiopia) y cuyo descubrimiento lo hizo el pastor de cabras Kaldi al observar que su rebaño se inquietaba y vigorizaba consumiendo frutos rojos de la planta. Continuó, esta bebida no siempre ha sido tan popular ya que hace tiempo países como Egipto, Arabia, Inglaterra y Rusia la prohibieron. Además, la cantidad de la vituperada cafeína depende de la variedad del grano y de su preparación; por eso, su contenido en una taza de 250 mL va de 80 a 150 mg, menor al de muchas bebidas energizantes. El descafei-
[ ACTUALIDAD ] 53 nado se hace con CO2 que a altas presiones actúa como líquido criogénico que penetra el grano, pero al no ser 100% eficiente una taza de café contiene una pequeña porción del estimulante (5%).
JUGO O FRUTA A pesar de conocer las ventajas nutrimentales de la fibra de la fruta entera sobre su respectivo jugo, Jaime pidió uno de zanahoria y dio cabida a los comentarios de María Elena. Esta raíz no contiene la liposoluble vitamina A, como mucha gente piensa, ya que es exclusiva del reino animal; sin embargo, es rica en carotenoides como el anaranjado β-caroteno, principal precursor para la síntesis de dicha vitamina en el hígado. En el siglo XVII las zanahorias eran moradas, rojas y amarillas, y décadas después y a través de cruzas genéticas, los holandeses lograron hacerla anaranjada en alusión a su color nacional, como el que porta el equipo de la “naranja mecánica”. Su consumo excesivo causa la carotenosis, pigmentación amarilla de la piel por acumulación del β-caroteno en el tejido adiposo, que se revierte al dejar de consumirla. A falta de jugo de zanahoria Jaime pidió uno de manzana enlatado, a lo que María Elena nuevamente comentó que éste produce 56 kcal/100 g, mientras que el tradicional refresco de cola sólo 44. Después de todos estos argumentos prefirió pedir fruta fresca. En botánica, las frutas son un fruto cuyo ovario maduro de la planta protege a la semilla, como ocurre con la manzana, durazno y chabacano. La roja sandía contrastaba con la pálida manzana y el anaranjado durazno. La primera contiene citrulina que interviene en el ciclo de la urea y el humano transforma en arginina; por ser vasodilatador se le adjudican propiedades semejantes al Viagra (comentario causante de maliciosas risas) sin un sólido
respaldo científico, y si así lo fuera, la cantidad de citrulina es tan pequeña que para tener un efecto tendría que consumirse gran cantidad de fruta; además, este compuesto se concentra en la corteza blanca. Para optimizar su almacenamiento y consumo, Japón cultiva sandías cuadradas (>100 usd/pieza) en recipientes individuales de metal/vidrio. En las semillas de manzana y durazno se encuentra la amigdalina, glucósido cianogénico que desprende ácido cianhídrico por hidrólisis enzimática cuando éstas se rompen o dañan al masticarlas o macerarlas. El ácido inhibe la cadena respiratoria y en alta concentración causa hasta la muerte. Sin embargo, debido a su bajo contendido de amigdalina, las semillas no representan un riesgo para el humano. A pesar de esto, existe el mito de que al masticar 200 semillas de aproximadamente 20 “frutas prohibidas” se alcanza la dosis letal. Juan se animó a participar y mencionó que el término vitamina lo acuñó el polaco Casimir Funk en 1912 al descubrir que la fracción del arroz que curaba el beriberi (del ceilanés, debilidad extrema) tenía estructura de amina y la llamó vitamine, combinación de vital y amine; posteriormente éste se bautizó como tiamina o vitamina B1. De las más de 25,000 plantas comestibles (cereales, frutas, legumbres, etc.) el trigo, arroz, maíz y las papas proveen el 60% de la energía alimentaria del mundo. Las hambrunas de más de 900 millones no deberían existir si los alimentos se distribuyeran equitativamente. Según la FAO, se pierde alrededor del 30% de los alimentos producidos anualmente, que equivalen a 1,400 millones de toneladas o 200 kg/persona/año; en promedio, una familia típica estadounidense desperdicia 700 kg/año. Junto con los alimentos también se desper-
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54 [ ACTUALIDAD ] dician la energía y el agua requeridos para su producción, además de que su descomposición genera contaminación y gases de invernadero (metano, CO2 y N2O), que según algunos expertos asciende a 3, 000 millones de toneladas. Para contrastar este panorama catastrófico, Juan habló de alimentos que relajan y facilitan el sueño, como cereales, arroz, avena, trigo o maíz, leguminosas, lentejas y garbanzo, y leche y derivados, queso y yogurt. Su común denominador es el triptófano, aminoácido indispensable cuyo complejo metabolismo propicia la síntesis de compuestos muy disímbolos: por ejemplo, la melatonina, hormona que regula y favorece los ciclos de sueño; el escatol, responsable del olor característico de las heces; la niacina, pero de manera muy ineficiente; y la serotonina, neurotransmisor antidepresivo y ansiolítico. Mariana lo cuestionó sobre los microorganismos que “no se ven, pero están ahí”. Éstos son la base de las fermentaciones del pan, queso, embutidos, bebidas alcohólicas, antibióticos, etcétera. Pero por el lado negativo son responsables de las más de 200 ETA´s (enfermedades transmitidas por alimentos) como salmonelosis y botulismo, que cada año afectan a millones de personas en el mundo y algunas fallecen; las tan comunes enfermedades diarreicas matan aproximadamente a 1.8 millones de niños/año, la mayoría atribuibles a aguas y alimentos contaminados. Juan continuó diciendo que un “hombre estándar de 70 kg” alberga entre 40 y 100 billones de bacterias (cifra gigantesca, 40-100 x 1012) en el cuerpo, pero el 99% se concentra en el tracto gastrointestinal y que en conjunto pesan 1.5 kg en promedio, el mismo peso de un cerebro “estándar”. A estos microorganismos intestinales se les llama microbiota
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y su función es tan importante que algunos autores, controversialmente, los designan como “segundo cerebro” ya que controlan, por ejemplo, la síntesis de serotonina. Con los números también hay controversia; se considera que la cifra gigantesca antes mencionada es semejante a la de las células del cuerpo (sobre todo glóbulos rojos), con la diferencia de que estas segundas son mil veces mayores y ocupan más espacio. Sin embargo, todo parece que numéricamente somos mitad células y mitad bacterias. En relación a la energía que proporcionan los alimentos expresada en kilocalorías o Cal y en kiloJoules, Juan notó que del total de la consumida, por ejemplo 2,500 Cal/día para un “hombre estándar de 70 kg”, aproximadamente el 65% se destina al metabolismo basal o funcionamiento de los órganos internos, corazón, cerebro, etc., sobre la cual no tenemos control y es requerida aun en total reposo; 10% para llevar a cabo la digestión de los alimentos ingeridos; y sólo 25% se relaciona con la actividad física propia de cada individuo y único factor que realmente controlamos. El cerebro es el mayor usuario de energía, 20-30% de 2,500 Cal, en forma de 130 g de glucosa que generan 520 Cal; su peso es de sólo 1.5 kg pero demanda tanta energía como lo hace toda la masa muscular. Mencionó que el corazón es un músculo de 300 g que trabaja como una bomba industrial de pistones con cuatro cámaras, 2 aurículas y 2 ventrículos, con sus respectivas válvulas de control y que suministra 4-6 L de sangre/ día para un adulto “estándar” a través de una intrincada red de ductos de distintos diámetros; además, que late 60-100 veces/min, en promedio 115,000/día, trabaja a una presión de 130 mm de Hg y cuya potencia se calcula al multiplicar el flujo por la presión, como se hace en los diseños ingenieriles de bombas y tuberías.
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PLATO FUERTE Al servirse de mantequilla, María Elena comentó que debido a su escasez, Napoleón III solicitó a los científicos el desarrollo de un sustituto; se repetía la historia ya que la convocatoria de su tío, Napoleón I en 1810, dio como resultado los hallazgos de Appert y el enlatado. En 1869 Mege Mouries propuso la margarina (gr. margon, perla, por sus glóbulos de grasa) a base de sebo. Lucy, instructora de la escuela, aprovechó para indicar que la preparación de un buen espagueti requiere de mantequilla o margarina y sal. Las dos primeras son una emulsión de agua en aceite y al calentarse liberan una película del lípido que impregna la pasta e impide su adherencia. Por su parte, la sal, además de conferir sabor, modifica la presión osmótica del agua de cocción y reduce su entrada masiva en la pasta constituida principalmente por el higroscópico almidón; esto mantiene íntegro
el espagueti al evitar su ablandamiento y con ello la pegajosidad. Al pedir huevos, alguien comentó que uno de avestruz de 1 a 2 kg alcanzaría para los seis comensales ya que equivale a 20 o más de gallina de 60 g promedio. Los platillos del derivado avícola vienen acompañados de vegetales como el mexicanísimo jitomate (náhuatl; xitli, ombligo, y tomatl, fruto) con su benéfico licopeno; sin embargo, en el siglo XIX esta planta era de ornato y considerada venenosa, ahora es la hortaliza más cultivada del mundo y en 1994 fue el primer desarrollo transgénico para resistir plagas y climas extremos. Emilio cambió de tema al percatarse de la gran variedad de aromas y sabores provenientes de la atractiva mesa. Desde inicios del siglo XX se han considerado cuatro sabores primarios: dulce, salado, amargo y ácido,
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56 [ ACTUALIDAD ] y sólo hace algunas décadas se incluyó un quinto, el umami (delicioso en japonés); a éste se le asocia con el glutamato monosódico que produce una sensación en las papilas gustativas de la lengua, como la de salsas de soya y jitomate, algas, champiñones y queso parmesano. Recientemente se propuso un sexto sabor, todavía no aceptado, el de alimentos ricos en hidratos de carbono que causan una sensación almidonosa, como pastas, papas, pan y arroz. El picor de los chiles se mide de manera tanto subjetiva como objetiva. La primera implica catadores que degustan mezclas de azúcar con distintas proporciones de chile y se expresa en unidades Scoville (US) en honor a su inventor; así, un chile de 10,000 US indica que los jueces tuvieron como límite de identificación una mezcla de una parte del picante con 10,000 de azúcar. En la segunda, el responsable del picor, la capsaicina, se mide cromatográficamente y 1 ppm equivale a 16 unidades; por ejemplo, el piquín contiene 0.26% (2,600 ppm) de capsaicina o 41,600 US. El pimiento morrón tiene casi cero US mientras que el chile más agresivo del mundo, el Bhut Jolokia de la India, un millón. En México, el poblano 1,300, el jalapeño 8,000, el serrano 15,000 y el picosísimo habanero 350,000 unidades. Se destaca que los compuestos volátiles que integran el aroma representan menos de 0.02% de la composición total de un alimento, y están conformados por cientos de ácidos, alcoholes, aldehídos, cetonas, azufrados, ésteres, éteres y lactonas. Esta complejidad química la capta la nariz, órgano sensorial con más de 30 millones de receptores (perro pastor alemán: 225 millones) ubicados en 10 cm2 en su parte posterior, mucho más sensible que las papilas gustativas de la lengua y que discriminan 10,000 olores en concentración de tan sólo partes por billón (µg/kg).
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Por su parte, el complejo sentido del tacto es de los menos estudiados. A excepción de las uñas y el pelo, todo el cuerpo, principalmente las manos, mejillas, lengua y paladar, poseen terminaciones que actúan como sensores conectados al encéfalo; de esta manera se percibe la textura. Pero Emilio regresó a su tema predilecto, las complejas proteínas que son cadenas constituidas por el enlace peptídico de 20 aminoácidos en distintas proporciones. La secuencia de estos en la cadena es semejante a las letras de una palabra y está perfectamente establecida por el código genético de la célula responsable de su síntesis; no existe aleatoriedad, como tampoco ocurre con las letras que integran las palabras. Ejemplo, una pequeña proteína de sólo 100 unidades o eslabones que incluya los 20 aminoácidos tendría 2,000"000,000'000,000 (2 x 1015) de combinaciones; este caos no se presenta en la ordenada naturaleza que sintetiza sólo un tipo de proteína conforme a los genes. Por su parte, Mariana expresó que la ciencia de los alimentos se desarrolla tan vertiginosamente que muchas verdades de hoy se comprueban, corrigen o eliminan mañana. Desde los 80´s se considera que ciertos colorantes sintéticos, como la tartrazina amarilla, provocan hiperactividad en niños diagnosticados con TDAH (trastorno por déficit de atención con hiperactividad). Trascurrió más de una década para que la FDA de Estados Unidos y la EFSA europea desmintieran este mito; lo que sí avalan es la urticaria en personas muy alérgicas al compuesto. Lo mismo ocurre con los OGM (organismos genéticamente modificados) o transgénicos; hasta el momento no hay un consenso generalizado sobre su inocuidad y continúa el debate, con muchos a favor y otros en contra. Cabe destacar que el año pasado 107 Premios Nobel enviaron una carta
[ ACTUALIDAD ] 57 a Greenpeace, organización internacional ambientalista muy beligerante opositora de los OGM, instándolos a considerar los beneficios que representan, como el arroz dorado que reduce la deficiencia de vitamina A en poblaciones de África y Asia. No podía faltar el polémico colesterol cuyo –OH (hidroxilo) libre lo hace químicamente un alcohol; a pesar de su mala fama, se requiere para las membranas celulares y la síntesis de estrógenos y testosterona, de la vitamina D, de la bilis y de la aldosterona que regula la presión arterial. Es tan fundamental que el hígado sintetiza 80% del encontrado en la sangre y sólo el 20% proviene de la dieta; es decir, el colesterol sanguíneo depende más del sintetizado que del ingerido. El consumo de 100 mg de colesterol sólo repercute en menos de 3 mg/dL en la sangre. En pasadas décadas se estigmatizó al huevo por su alto contenido del esterol (210 mg/pieza), pero en los últimos años su consumo se ha reivindicado ya que para la hipercolesterolemia son más dañinos los ácidos grasos saturados.
TERTULIA CON ESTUDIANTES Uno de ellos preguntó la razón por la cual al cocer en agua un pollo casi siempre ocurre un derrame de espuma de la olla. Se le contestó que esta espuma es debida a las proteínas disueltas de la carne ya que, al igual que la albúmina de huevo usada para merengues y demás espumas, tiene la peculiaridad de atrapar burbujas de aire por la dualidad hidrófila-lipófila de sus aminoácidos. A medida de que el caldo se calienta las proteínas hidrosolubles del pollo (responsables de la espuma) pasan al agua, se desnaturalizan y la forman.
fila, como jugos de nopal, apio y espinacas? El cuestionamiento era una extrapolación al hecho de que la yema del huevo adquiere su color por los carotenoides del alimento de las gallinas o que la piel humana se tiñe amarilla, carotenosis, por las zanahorias.
INFUSIÓN, TÉ O CAFÉ Ya aprendieron y ahora piden una infusión, no “té de yerbabuena o té de manzanilla”, desde la explicación del desayuno anterior sobre el significado del término té. Lucy aprovecha esto en sus clases para hablar de las diferencias entre su preparación en estufa o en microondas. Cuanto más caliente el agua, mejor la extracción de los compuestos organolépticos de las hierbas. En la estufa el agua se calienta de abajo hacia arriba, primero por conducción a través del metal y luego por las corrientes de convección que se forman en el seno del líquido, y cuando burbujea indica una ebullición homogénea. Por su parte, las microondas sólo actúan superficialmente, 2-3 cm, y al observar la primera ebullición puede existir una capa inferior menos caliente; esto se comprueba más fácil en productos viscosos y densos como cremas y sopas. Claro está que al mantenerse hirviendo por algún corto tiempo, la temperatura del agua se homogeneiza en el microondas por las corrientes de convección internas.
DESPEDIDA Los cinco amigos y su invitado se despiden no sin antes mencionar que el desayuno había resultado, como siempre, un éxito, muy educativo y que seguirían preparándose para el siguiente.
La pregunta que más curiosidad causó fue: ¿por qué no cambia el color de mis ojos a verde si yo consumo muchos vegetales ricos en cloro-
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MÉXICO, PAÍS CON ALTO POTENCIAL DE DESARROLLO DE BEBIDAS NUTRITIVAS
Actualidad
De acuerdo con AINIA Centro Tecnológico (España), uno de los organismos que más ha impulsado la innovación alimentaria en los últimos años en Europa, una de las tendencias globales en nuestro sector para este 2017 es "la fusión del concepto natural y saludable", partiendo de la preferencia de los consumidores por estilos de vida más limpios y por los "alimentos verdes". En ese sentido, en su estudio 'Food & Drink trends 2017', la agencia de investigación de mercados Mintel asegura que “la preferencia por los alimentos naturales conducirá al desarrollo de nuevas formulaciones veganas, vegetarianas y, en definitiva, aquellas enfocadas en las plantas”, y agrega
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que a nivel mundial se ha observado un aumento del 257 por ciento en cuanto a las afirmaciones (claims) veganas en los nuevos lanzamientos de productos alimenticios. Se trata de alimentos con valores agregados que suelen reflejarse en sus altos costos respecto a las versiones tradicionales, ante lo cual, de acuerdo con Nestlé, el 58 por ciento de la población Millennial estaría dispuesto a pagar más por estos productos. A decir de la famosa firma que bien produce cereales para el desayuno o chocolates, la redefinición del concepto 'nutrición saludable' pasa por un declive de las dietas de adelgazamientos, en favor de una nutrición positiva estrechamente vinculada a los conceptos 'natural' y 'orgánico'.
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60 [ ACTUALIDAD ] En países en vías de desarrollo, como México, suele relacionarse a la alimentación saludable con el consumo de productos poco agraciados para los paladares. Sin embargo, la academia y la industria cada vez más ponen manos a la obra para que la variable saludable no está peleada con el placer. "Muy al contrario, el consumidor quiere disfrutar de los alimentos sin sentirse culpable por ello, de ahí la evolución que se está percibiendo en los postres con versiones '0%' materia grasa y sin azúcares añadidos, o los snacks o aperitivos saludables elaborados con verduras. Lo que está abriendo un potencial enorme a la innovación para crear alimentos saludables a base de plantas que ofrezcan mejor sabor", detalla AINIA. El centro español agrega que de acuerdo con el artículo 'El yin y el yang de las tendencias', elaborado por la Asociación Española de Codificación Comercial (AECOC), la creciente preocupación de los consumidores por su salud está elevando el interés por alimentos que incorporan propiedades saludables personalizadas, capaces de cubrir las necesidades nutricionales de personas que sufren determinadas patologías relacionadas con la dieta. Esta mega-tendencia se vive en todos los segmentos de la industria alimentaria, desde la panificación hasta la confitería y los postres, pasando evidentemente por las bebidas, tema que abordamos en las siguientes páginas con el fin de compartir algunos proyectos de bebidas nutritivas naturales que se están desarrollando en la República Mexicana, productos que bien se adhieren al concepto de alimentos funcionales: "aquellos alimentos a los que se les ha agregado, eliminado, reducido o modificado algún componente o sustancia clave con el fin de mejorar las condiciones físicas y mentales de las personas que los ingieren como parte de una dieta normal", como explican el Consejo Mexiquense de
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Ciencia y Tecnología (COMECYT) y la Fundación México – Estados Unidos para la Ciencia (FUMEC) en su trabajo 'Estudio de tendencias y oportunidades para el sector de alimentos procesados del Estado de México'.
TEJUINO INDUSTRIALIZADO, EL CAMINO Hace apenas unas semanas, la Agencia Informativa del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) reportó que especialistas del Centro de Investigación y Asistencia en Tecnología y Diseño del Estado de Jalisco (Ciatej) trabajan para caracterizar -y posteriormente industrializar- la bebida tradicional denominada 'tejuino' y así conocer sus verdaderas propiedades funcionales. El tejuino es una bebida de posible origen indígena elaborada a base de maíz, de gran popularidad en el occidente de nuestro país, en estados como Nayarit, Michoacán, Colima, Sinaloa, Baja California Sur y Jalisco. Personalmente, quien escribe también ha encontrado esta bebida en poblados del Estado de México. A través de generaciones, al tejuino se le han atribuido propiedades curativas para diversos malestares que van desde la diarrea hasta la resaca; sin embargo, no hay estudios que sustenten esas bondades terapéuticas. Por ello, el doctor Javier Plácido Arrizon Gaviño, investigador del área de Biotecnología Industrial del Ciatej, estudia con su equipo esta bebida con altos niveles de bacterias ácido lácticas, algunas de las cuales se les atribuyen propiedades probióticas. “Vamos a tratar de industrializar la producción del tejuino; todos estos resultados nos van a llevar a hacer un tejuino controlado con superprobióticos y prebióticos, apto para que se pueda comercializar”, afirmó el especialista al área de noticias del Conacyt.
[ ACTUALIDAD ] 61 Este proyecto inició en el marco de una colaboración bilateral México-Brasil con la Universidad Federal de Lavras (Brasil) y el Ciatej, a cargo de la doctora Anne Gschaedler Mathis, por parte de México, y de la doctora Rosane Freitas Schwan representando al país sudamericano. Contó con financiamiento del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt) y de su símil brasileño, el Consejo Nacional de Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq, por sus siglas en portugués). El proyecto se desarrolla actualmente para lograr un perfil más completo de la bebida. Al momento se ha publicado un artículo sobre este trabajo y hay tres más en proceso de redacción para revistas especializadas. El tejuino se caracteriza por ser una bebida no alcohólica (el nivel de alcohol por litro no alcanza los dos gramos), de sabor agridulce y color café claro, a veces servida con sal y limón o nieve de limón, según el gusto del consumidor.
Para su trabajo, los investigadores pidieron a dos productores de tejuino que les permitieran observar y muestrear los procesos de elaboración de la popular bebida para conocer a profundidad la dinámica microbiana y los cambios fisicoquímicos durante la fermentación. Se encontró que el tejuino contiene una gran cantidad de bacterias lácticas y algunas enterobacterias patógenas.
Posteriormente, se hicieron pruebas en el simulador de tracto digestivo humano ARIS (Automatic and Robotics Intestinal System) desarrollado por el Ciatej, las cuales demostraron que las bacterias ácido lácticas desplazaron en corto plazo a las bacterias patógenas en las secciones del colon. Este efecto se potencia aún más con la adición de sal y limón al tejuino, convirtiendo la bebida en un potente probiótico natural. “Una característica de las bacterias probióticas es que deben ser resistentes a las concentraciones de ácidos gástricos del estómago, que tiene un pH muy ácido. Al agregar limón en el tejuino, baja el pH y favorece a las bacterias probióticas”, comentó el doctor Arrizon Gaviño. Los microorganismos probióticos se adhieren a las células epiteliales del colon, formando una película que no permite que patógenos se fijen en las paredes, además de que son inmunomoduladores (que actúan sobre el sistema inmune para modular su actividad ya que en algunas enfermedades las funciones inmunes están alteradas). “Se puede comparar con una popular bebida láctea de origen japonés, aunque ésta tiene una sola bacteria, mientras que el tejuino tiene muchas —lactobacilos, levaduras y Leuconostoc— con esa propiedad probiótica”, explica por su parte la doctora Julia del Carmen Martínez Rodríguez, quien actualmente cursa un post-doctorado en el Ciatej bajo la tutela del doctor Arrizon Gaviño. Una vez demostradas las propiedades probióticas de la bebida, el siguiente paso fue buscar cuáles son esos probióticos y su potencial. Así, en el tejuino se descubrieron dos nuevos microorganismos no reportados como probióticos, por lo que se está considerando patentarlos.
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62 [ ACTUALIDAD ] “Y todo esto lo encontramos tras caracterizar sólo (el tejuino de) dos productores. Hay que hacer una muestra significativa de la producción de tejuino en el área metropolitana de Guadalajara. Habiendo demostrado que el tejuino tiene efecto probiótico y encontrado dos nuevos probióticos en un solo productor, ¿qué habrá con todos los demás productores?”, cuestionó el doctor Arrizon Gaviño, quien además es parte del Sistema Nacional de Investigadores (SNI) con nivel I. “Otra línea de investigación que podría surgir es que creemos que en el tejuino debe haber prebióticos sintetizados de estos microorganismos, es decir, que los propios microorganismos hagan la producción de prebióticos en el tejuino. El tejuino haría la función entonces de probiótico y prebiótico, desatando una serie de efectos benéficos a la salud”, comentó la doctora Martínez Rodríguez, quien al momento trabaja en la caracterización de la microbiota y levaduras de tejuino a la venta en 10 puntos seleccionados de la capital jalisciense.
Se demostró entonces que el tejuino consumido en Guadalajara y sus alrededores es una bebida saludable, con baja carga de bacterias patógenas y con decenas de diferentes especies de microorganismos, principalmente bacterias ácido lácticas. A decir de los investigadores, el principal objetivo de este proyecto es difundir y rescatar el consumo de bebidas tradicionales mexicanas benéficas para la salud, sin embargo no se abandona la idea de una futura industrialización del tejuino. “En un país con altos niveles de obesidad es importante saber esto, porque los pre y probióticos ayudan a regular el peso”, sentenció el doctor. Martínez Rodríguez coincidió en ello y apuntó que el tejuino contiene aproximadamente entre 60 y 80 gramos de azúcar por litro, mientras que un refresco de cola llega a incluir hasta 300 gramos por litro, por lo cual la adición del tejuino en una dieta equilibrada es prudente.
POTENCIALIZANDO LA JAMAICA En otro punto del país, más cerca de la capital mexicana, investigadores de la Universidad Autónoma de Querétaro (UAQ) desarrollaron bebidas cuyos ingredientes son plantas de la medicina tradicional mexicana, informó la coordinadora del doctorado en Ciencias de los Alimentos de la Facultad de Química, doctora Rosalía Reynoso Camacho.
Durante este muestreo se encontraron productores que ofrecen al público un tejuino completamente libre de enterobacterias, causantes de infecciones gastrointestinales. Ello, mediante métodos moleculares independientes de cultivo. Durante la siguiente etapa, la doctora habrá de reportar la selección de bacterias con actividad probiótica aún no registradas.
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Este proyecto tuvo su origen en el 2009 aproximadamente, con el objetivo de generar alternativas saludables para combatir la obesidad y el sobrepeso en la población. La idea original era rescatar plantas de la medicina tradicional mexicana que ofrecieran beneficios a la salud y pudieran ser utilizadas en la elaboración de bebidas estilo té, que además tuvieran un sabor agradable, afirmó la investigadora.
[ ACTUALIDAD ] 63
“Queríamos rescatar aquellas plantas con propiedades para combatir la obesidad, prevenir problemas cardiovasculares, hipertensión y diabetes. Hicimos una investigación sobre las que más utiliza la gente para empezar a hacer las evaluaciones necesarias y crear una bebida diferente”, señaló para el Conacyt. Hace cinco años se pudo iniciar el proyecto a través de Fondos Mixtos del Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (Conacyt), y tenía como objetivo analizar diferentes tipos de plantas, conocer sus condiciones óptimas de extracción, probar que estas tuvieran beneficios para la salud y hacer las mezclas necesarias para poder presentar una propuesta de bebida ya preparada (industrializada) para el consumo humano. “En ese momento descubrimos algunas plantas muy interesantes que podríamos usar y que tienen muchos beneficios. Una de las más destacadas fue la jamaica, la cual, a pesar de que en México se consume como bebida refrescante, es considerada una planta medicinal. Esto resultó una ventaja para nosotros porque la población ya está familiarizada con el sabor”, afirmó. De acuerdo con la investigadora, otras plantas que también sobresalieron en el estudio
fueron la raíz de cocolmeca (Smilax cordifolia), que actualmente se vende en algunos supermercados en presentación de infusiones mezclada con otras hierbas para bajar de peso, y que además tiene la ventaja de no tener sabor; la hierba del sapo (Eryngium carlinae), una de las plantas más utilizadas en México para el control de colesterol; y una especie particular de hierbabuena (Mentha piperita), que no es la que se utiliza habitualmente en la cocina mexicana y contribuye a disminuir los triglicéridos, se identifica por tener hojas más anchas. La experta detalló que al término del proyecto se le presentaron tres propuestas de bebidas al Conacyt: una de jamaica (Hibiscus sabdariffa), otra con una combinación de cocolmeca y hierbabuena, y la tercera que es una mezcla de cocolmeca, hierba del sapo y hierbabuena. Para que las bebidas fueran endulzadas sin aporte calórico, se utilizó estevia (Stevia rebaudiana) como edulcorante. Reynoso Camacho puntualizó que a pesar de que ya habían entregado el informe a Fondos Mixtos de Conacyt y que ya había concluido el proyecto, la universidad decidió darle seguimiento; fue entonces que a partir del 2014 comenzó la producción de estas bebidas en una planta piloto ubicada en la UAQ.
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64 [ ACTUALIDAD ] “La que ya estamos elaborando es la de jamaica, las otras dos estamos en proceso de mejorar los sabores. La elegimos porque se demostró en nuestro estudio que es antioxidante, disminuye el peso corporal y, por ende, las complicaciones de la obesidad. Las otras dos bebidas las tendremos listas en unos tres meses aproximadamente”, aseguró. La versión sabor jamaica ya en formato industrial, llamada 'Aguaq', fue presentada oficialmente en la sesión del Consejo Universitario de la UAQ en mayo del 2014, hace poco más de tres años. Para 2015 la UAQ ya elaboraba dos versiones de la bebida de jamaica cada mes, una endulzada con estevia y otra baja en calorías; esto se debe a que, de acuerdo con la doctora Reynoso Camacho, se realizaron estudios sensoriales donde a algunas personas les parecía desagradable el resabio de la estevia -un tema que constantemente sale a relucir por parte del sector-, además de que se planteó la sugerencia de que una de las versiones de la bebida se apegara, en la medida de lo posible, a la receta tradicional. Otra parte del estudio fue la comparación de Aguaq sabor jamaica con otras bebidas que se ofrecen en el mercado. “Encontramos que la gran mayoría no contienen jamaica en sí, sino saborizantes y colorantes artificiales. Necesitábamos saber de qué manera nuestra bebida podría competir y descubrimos que
nuestro gran valor es que tenemos la concentración de extracto natural más alta de todas las que se ofrecen en el mercado”, señaló la experta de la UAQ. En entrevista con Alfa Editores Técnicos, la coordinadora del doctorado en Ciencias de los Alimentos de la Facultad de Química de la UAQ, doctora Rosalía Reynoso Camacho, señaló que hasta el momento la producción de Aguaq sabor jamaica se destina para consumo interno de la Universidad, comercializada en distintos eventos que se llevan a cabo en su interior, esto, debido a que la planta piloto que emplean es muy pequeña como para escalar la elaboración a un siguiente nivel. "Actualmente estamos construyendo una planta productora de mayores dimensiones para elaborar Aguaq, esperamos que en año y medio aproximadamente la tengamos concluida para entonces proceder a la producción a gran escala de nuestra bebida de jamaica", señaló para esta revista. De acuerdo con la Agencia Informativa Conacyt, se buscará la fabricación de la bebida en diferentes presentaciones, entre ellas una versión para niños ajustable a sus loncheras para ofrecerles una opción de bebida saludable que combata la obesidad infantil.
BEBIDA DE AGUAMIEL Y TUNA ROJA PARA REDUCIR LA GASTRITIS En la capital del país, específicamente en la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB) del Instituto Politécnico Nacional (IPN), la investigadora Rosalva Mora Escobedo y su grupo de trabajo elaboraron una bebida a partir de aguamiel y jugo de tuna roja, con el objetivo de ayudar a disminuir los índices de gastritis, que en los últimos años se han incrementado en nuestro país debido a los estilos de vida en los que predomina el
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[ ACTUALIDAD ] 65 estrés, la automedicación y dietas no balanceadas altas en irritantes. La gastritis es una enfermedad que consiste en la inflamación de la mucosa del estómago. Algunas de las causas de esta patología son la ingesta de algunos alimentos y bebidas, como el alcohol, la toma de ciertos fármacos y el exceso de estrés, entre otros. En la mayoría de los casos, la afección puede mejorar rápidamente con el tratamiento adecuado, pero en ocasiones puede ser el origen de úlceras gástricas e incluso de cáncer. En ese contexto, la especialista explicó en un boletín oficial del IPN que existen medicamentos que disminuyen la secreción de ácido clorhídrico y otros que inhiben su producción, pero su ingesta prolongada pudiera disminuir la absorción de nutrientes, mientras que el jugo que ha desarrollado tiene un efecto protector. Con el apoyo de jóvenes pasantes, se provocó gastritis medicamentosa con indometacina a un modelo animal (ratas). Posteriormente les administraron la bebida a diferentes concentraciones durante cinco días. Después de ese tiempo, al evaluar el estómago de los roedores confirmaron que las lesiones disminuyeron un 50 por ciento. “La reducción del daño la apreciamos mediante indicadores como el color y la extensión de las áreas deterioradas”, informó en abril pasado. El siguiente paso será realizar estudios para determinar si la bebida es apta para el consumo de personas diabéticas. Posteriormente se iniciará el registro de la patente para ponerla al alcance de la población mediante transferencia de tecnología.
contribuir al sabor dulce del aguamiel, son fuente de fibra dietaria soluble, la cual recubre el estómago y ayuda a conservar en buen estado tanto la mucosa como el tejido muscular de este órgano. Mientras que la tuna es una fruta exótica con índice glucémico bajo y contenido nutrimental excepcional debido a su cantidad de calcio, fósforo, potasio y magnesio, así como antioxidantes. Debido a estas últimas consideraciones, la científica del IPN resaltó la importancia de diversificar el consumo de recursos agroindustriales originarios del país como éstos, que además de poseer alto valor nutricional ayudan al cuidado de la salud.
El aguamiel (la savia del maguey pulquero) es una fuente rica en nutrientes, pero también de compuestos bioactivos como los fructooligosacáridos, los cuales además de
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Actualidad
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UTILIZACIÓN DE KIT AGRASTRIP® AFLA PARA ANÁLISIS DE AFLATOXINA B1 EN HUEVO FRESCO DE GALLINAS (Gallus gallus domesticus) { Florencia García Segura, Salvador Cano Velázquez, Arturo Flores González y Pedro Velázquez Velázquez }
RESUMEN
Palabras clave: Aflatoxina; huevo fresco; kit.
El objetivo de esta investigación fue conocer la concentración de Aflatoxina B1 en huevo fresco de gallina, utilizando el kit AgraStrip® Afla para huevo fresco aplicando la norma NOM-159-SSA-1996 HUEVO, SUS PRODUCTOS Y DERIVADOS. DISPOSICIONES Y ESPECIFICACIONES SANITARIAS. Los resultados obtenidos mostraron que en cada una de las tiras y con este método empleado, las marcas comerciales de huevo fresco muestreadas no representan peligro al consumidor.
{ Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Benemérita Universidad Autónoma de Puebla. Autor para correspondencia: sersocialflorencia@hotmail.com. }
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INTRODUCCIÓN Se entiende por huevo de gallina, el producto de figura ovoide proveniente de la ovoposición de la gallina (Gallus domesticus), constituido por cascarón, membranas, cámara de aire, clara, chalazas, yema y germen. El huevo proveniente de otras aves será designado con el nombre del ave correspondiente: ejemplo, huevo de pata, huevo de guajolota, etcétera. Las micotoxinas son metabolitos fúngicos secundarios que contaminan una gran cantidad de granos y frutas, antes o después de la cosecha. Las micotoxinas más importantes son: aflatoxinas, deoxinivalenol, Ocratoxina A, fumonisinas, zearalenona, patulina y toxina T-2. El impacto crónico o agudo de las micotoxinas sobre la salud humana o animal está comprobado científicamente. Las aflatoxinas son un grupo de toxinas producidas por especies de Aspergillus, como ser A. flavus o A. parasiticus. El mayor interés está enfocado a las aflatoxinas B1, B2, G1 y G2 y el metabolito hidroxilado M1, siendo la aflatoxina B1 la que ocurre con mayor frecuencia. Las aflatoxinas pueden encontrarse como contaminantes en una variedad de productos incluyendo cereales, nueces, especias, higos y frutos secos. La Aflatoxina B1 es uno de los hepatocarcinógenos más potentes que se conoce, y cualquier nivel de aflatoxinas en la dieta es considerado importante para la salud humana. Fernández-Oliveira et al. (2000) reportan el paso de las AF y sus metabolitos de las gallinas ponedoras a los huevos, principalmente la AFB1 (aflatoxina B1) y AFL (aflatoxina L). La proporción de AF transmitidas del alimento ingerido por las gallinas al huevo es alrededor de 5000: 1. Las gallinas de posturas intoxicadas con cantidades de >2.0 mg kg de AF, tienen un decremento en la producción de huevo y
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el empolle se reduce (Jordan and Pattison, 1996). La AFB1 acumulada en los órganos reproductivos se transfieren a los huevos y a la progenie empollada (Calnek et al., 1997). La vida media de la AFB1 en gallinas es de 67 horas, y la mayor cantidad se excreta por la bilis y el intestino, pero el AFL y las AF hidrolizadas se presentan en huevo por 7 días o más (Calnek et al. 1997). El AFL y las AFM1 y AFB2a también son un riesgo potencial para la salud humana, ya que pueden estar en la carne y huevo e intoxicar al ser ingeridos (Oliveira et al., 2003). Cuando el hombre ingiere las AFs o sus metabolitos hidroxilados en los tejidos de las aves de corral, la aflatoxina P1 (AFP1) (Dalezios et al., 1971) y el aflatóxicol (AFL) (Detroit and Hesseltine, 1970) pueden dañar su salud (Ennett and Klich, 2003; Oliveira et al., 2003). El AFL es inconvertible con la AFB1 y su presencia es una clara indicación de riesgos a la salud.
Objetivos generales Identificar marcas de huevo en expendios comerciales y detectar la posible presencia de aflatoxinas en muestras de huevo fresco deshidratado.
Objetivos específicos Detectar la presencia de Aflatoxinas-micotoxinas, utilizando diferentes marcas comerciales de huevo, empleando una prueba cualitativa con el kit AgraStrip® Afla.
METODOLOGÍA Los análisis se llevaron a cabo en el Laboratorio Multidisciplinario de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Benemérita Universidad Autónoma de Puebla (BUAP). Se identificaron expendios comerciales y se efectuó la recolección de cinco huevos de las diferentes marcas comerciales más popu-
[ ACTUALIDAD ] 69 lares de la zona. Identificando cada muestra con nombre, fecha de colección, dirección y número de muestra. Se deshidrataron y se les aplicó el Kit para Aflatoxina B1 AgraStrip® Afla siguiendo las indicaciones del productor.
Posteriormente se procedió a la deshidratación de los huevos de las diferentes marcas comerciales. El huevo fresco fue vaciado en cajas de Petri, previa identificación de las marcas, posteriormente con el uso de una estufa de cultivo se deshidrataron las muestras, con el procedimiento siguiente:
Después de comprobar la pérdida de humedad del 95% en las muestras, se procedió a triturarlas en un mortero para transformarlas en polvo. Se pasaron las muestras por un tamiz, para poder usarlas con un grado de polvo fino.
Se homogenizaron, se pesaron y se empaquetaron las muestras en sobres debidamente identificados para detectar y/o determinar la posible presencia de aflatoxinas con el apoyo del kit AgraStrip® Afla.
Las muestras fueron sometidas a una temperatura constante de 37 °C por un lapso de cuatro días.
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70 [ ACTUALIDAD ] Pruebas cualitativas (Si/No) Para detectar la presencia de aflatoxinas en materias primas sin procesar a un determinado “punto de corte” (“cut off level”) (ej. 4, 10 o 20 µg/kg), se recomienda la utilización de los kits AgraStrip® Afla. Esta prueba de flujo lateral puede llevarse a cabo en menos de 5 minutos y no requiere equipamiento adicional.
Se retiraron los pozos del empaque y se colocaron en el estante para poder realizar las pruebas. Previamente se pesaron 10 g de cada muestra en una balanza analítica, y se procedió a mezclar con metanol al 70% con la finalidad de diluir la muestra para posteriormente utilizarla.
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[ ACTUALIDAD ] 71 Interpretación de Resultados: T C AFLATOXINA
Negativo: Aflatoxina menor que el nivel de corte (dos líneas de color)
AFLATOXINA
T C
Positivo: Aflatoxina mayor o igual que el nivel de corte (una línea de control)
Se aplicaron 50 µL en el pozo, del conjugado (antígeno) que viene en el kit.
AFLATOXINA
T C AFLATOXINA
Resultados inválidos: Sin línea de control
AFLATOXINA
Se colocaron 50 µL de la muestra de huevo con metanol al 70% en el pozo y se mezcló un poco. Se colocó la tira reactiva en el pozo y se dejaron por 5 minutos. Enseguida se hizo la interpretación de los resultados
CONCLUSIÓN En las muestras de huevo de diferentes marcas comerciales, analizadas con el kit AgraStrip® Afla para detectar la presencia de contaminación por aflatoxina B1, no se encontraron hallazgos. Sin embargo, se sugiere emplear otras técnicas de mayor sensibilidad para asegurar que estas marcas de huevo no están contaminadas.
BIBLIOGRAFÍA Dreisbach R. 2008 Manual de toxicologia, prevención, diagnóstico y tratamiento, 7ª edición traducida de la 13ª edición en inglés, Bev-Lorraine Trad, Robert H. Dreisbach.
TOS Y DERIVADOS. DISPOSICIONES Y ESPECIFICACIONES SANITARIAS. NORMA Oficial Mexicana NOM-059ZOO-1997, Salud animal. Especificaciones de productos químicos, farmacéuticos, biológicos y alimenticios para uso en animales o consumo por éstos. Manejo técnico del material publicitario. NMX-FF-079-SCFI-2004. PRODUCTOS AVÍCOLAS - HUEVO FRESCO DE GALLINA –ESPECIFICACIONES Y MÉTODOS DE PRUEBA. Soria M. 2011. "Prevalencia de salmonella y aflatoxinas en aves de postura". Laboratorio de Sanidad Aviar del INTA Concepción del Uruguay (Entre Ríos) por la licenciada, como parte de una beca de posgrado del Consejo Nacional de Investigaciones Científico Técnicas (CONICET). Tesis Doctoral 20 de febrero de 2011. Tejeda C. 2009. Efecto de las micotoxinas sobre la salud animal.
Lara A., 2012. Asociación Mexicana de Nutrición Animal (AMENA). www.produccion-animal. com.ar. NOM-159-SSA-1996 HUEVO, SUS PRODUC-
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NUEVO MÉTODO PARA DETERMINAR EL CONTENIDO DE SODIO EN ALIMENTOS POR TITULACIÓN TERMOMÉTRICA DEL PUNTO FINAL (TET) { Thomas Smith 1* y Christian Haider 2 }
Tecnología
RESUMEN
Palabras clave: Sodio; titulación; alimentos; productos alimenticios; TET; titulación termométrica del punto final; “elpasolite”.
En este trabajo se describe un método innovador pero sencillo, rápido y robusto, la titulación termométrica del punto final (TET = Thermometric Endpoint Titration), para determinar el contenido de sodio en varios alimentos. El sodio reacciona exotérmicamente con aluminio en presencia de un exceso de iones potasio y flúor para formar NaK2AlF6, denominado “elpasolite”. Esta reacción es la base de un procedimiento analítico robusto y fiable, el cual es apto para un control rutinario de procesos. La reacción del calcio bajo condiciones similares (para formar KCaAlF6) podría implicar que potencialmente el calcio pudiese interferir en la determinación de sodio en algunos alimentos. Los resultados de una investigación sugieren que bajo relaciones molares de [Ca]/[Na] < 0.85 el error sería < 1% del valor medido de sodio.
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{ 1 Antom Technologies Pty Ltd., Brisbane, Australia; Titration Competence Center, Metrohm AG, Herisau, Switzerland, Metrohm, Suiza. *Autor para correspondencia: labrat@antomtechnologies.com. }
Este artículo es una traducción del artículo «Novel method for determination of sodium in foods by thermometric endpoint titrimetry (TET)» de Thomas Smith y Christian Haider, que fue publicado en el 'Journal of Agricultural Chemistry and Environment', Vol. 3. No.1B, 20–25 (2014). http://dx.doi.org/10.4236/jacen.2014.31B005
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{73} INTRODUCCIÓN Recientemente, el impacto negativo de altos niveles de sodio dietético en la salud humana ha atraído cada vez más la atención de las autoridades de la salud pública. En muchas jurisdicciones existe una exigencia para los productores de alimentos de declarar, sobre el envase, el contenido total de sodio del producto. Hasta el momento, el sodio en productos alimenticios ha sido analizado por técnicas espectroscópicas tales como fotometría de llama, ICP (Inductively Coupled Plasma = Plasma de Acoplamiento Inductivo), AAS (Atomic Absorption Spectrometry = Espectrometría por Absorción Atómica), o por ISE (Ion Selective Electrode = Electrodo ionselectivo), gravimetría o titulación.
Siendo una técnica analítica química, la titulación tiene una ventaja sobre los métodos espectroscópicos y del análisis de iones: Exhibe una respuesta lineal a los cambios en la concentración del analito, en comparación a una logarítmica. Hasta hoy, el principal método de titulación para determinar el sodio ha sido un análisis del contenido de cloruro por titulación argentométrica con nitrato de plata,
Sajó [4] propuso un método entalpimétrico de inyección directa para la determinación del sodio. Este método se basó en la precipitación exotérmica del NaK2AlF6, denominado “elpasolite”, causando un aumento en la temperatura de la solución de ensayo, la cual es proporcional con la cantidad de sodio presente. Esta reacción: Na+ + 2K+ + Al3+ + 6F-
NaK2AlF6 (1)
es sencilla y sucede en condiciones estequiométricas, pero de la forma descrita, el procedimiento según Sajó es difícil y complejo, requiriendo medidas calorimétricas altamente precisas, el uso de ácido fluorhídrico y de crisoles de platino. No es adecuado para medidas rutinarias por operadores poco calificados en muchos laboratorios de control de calidad de hoy en día.
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Tecnología
Los procedimientos espectroscópicos mencionados requieren previamente grandes diluciones de las muestras para obtener una concentración del analito dentro de un rango aceptable para las mediciones, y requieren una purificación cuidadosa de la muestra para evitar el bloqueo del nebulizador y la antorcha. Además, un importante obstáculo económico para los laboratorios más pequeños es la provisión y el mantenimiento de gas y el equipamiento de una campana extractora. Utilizando las mediciones con el electrodo ion-selectivo se deberán considerar las interferencias y los cambios en la actividad del ion sodio según la composición de la matriz de la muestra. Los procedimientos gravimétricos generalmente sufren del hecho de que son consumidores de tiempo y demandan un alto grado de adiestramiento del analista.
e inferir el contenido de sodio mediante la relación estequiométrica del cloruro sódico. Esta aproximación sufre de dos fuentes de errores significativos. Primero, no todo el sodio en los alimentos tiene al cloruro como contraión. Los productores añaden rutinariamente sales de sodio por muchas razones, por ejemplo, como conservantes, estabilizadores, emulsionantes y potenciadores de sabores. Además, existen fuentes de sodio independientes del cloruro sódico en el propio alimento. Por ejemplo, una tendencia moderna es sustituir una porción del aditivo cloruro sódico por cloruro potásico para mantener un nivel de “salinidad” en el perfil del sabor y a la vez reducir el impacto del sodio en el producto. Aun así, considerando su simplicidad, la determinación por titulación del sodio mediante el cálculo del contenido de cloruro se considera inaceptable. Se han propuesto procedimientos de titulación para la determinación del sodio mismo [1, 2], basados en la insolubilidad del acetato de uranilo, zinc y sodio, pero claramente no se han encontrado favorecedores entre los usuarios a través de los años. Del mismo modo, no hay en uso un procedimiento rutinario complexométrico [3].
74 [ TECNOLOGÍA ] En contraste con los métodos de medidas entalpimétricas, la titulación termométrica es una técnica capaz de utilizar la propiedad casi universal del cambio de entalpía (temperatura) en las reacciones químicas de forma fácil. Las titulaciones termométricas se pueden automatizar fácilmente, y comparten con otras técnicas de titulación automáticas el uso de un sensor para detectar el punto final de la reacción. En el caso de la titulación termométrica el sensor es un termómetro. El elemento sensor de la temperatura es un termistor, un dispositivo de estado sólido que exhibe unos cambios relativamente grandes de su resistencia en función de la temperatura. El termistor forma un brazo de un puente de Wheatstone, y la señal análoga de salida se convierte en una digital, la cual es transferida mediante una interfaz electrónica a un ordenador para su procesamiento. La temperatura real de la solución es irrelevante, ya que solamente se requiere el sensor para detectar el cambio de la temperatura en el punto final. Por esta razón, no es necesario calibrar el sensor. Además, el mantenimiento del sensor es mínimo, y puede ser almacenado entre titulaciones en seco. Es por ello una técnica apropiada para el uso en muchas aplicaciones para la industria. El reto era utilizar la química pionera de Sajó, y convertirla a un método volumétrico relativamente fácil, apto para el uso en procesos rutinarios y para el control de calidad en instalaciones de producción de alimentos. Se ha demostrado que la única vía práctica es utilizar un valorante que contenga iones aluminio acompañado de iones potasio en una proporción de concentraciones, de tal forma que la relación molar [Al]/ [K] sea de 1:2.2, es decir, un exceso molar del 10% por encima de la relación estequiométrica de 1:2 del NaK2AlF6. El ion de aluminio Al3+ completamente disociado es el ion que opera en el valorante, y es él con el cual se estandariza el valorante. El exceso del ion fluoruro que se requiere para desplazar el equilibrio de la reacción hacia la derecha se proporciona en el valorante con bifluoruro amónico, NH4F-HF, o
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fluoruro amónico, NH4F. Mientras que el NH4FHF cumple también la función de un búfer de la solución de valoración para un valor pH cerca de 3; el NH4F puede ser utilizado en combinación con ácidos como clorhídrico, acético y tricloroacético dependiendo de las circunstancias de la preparación de la muestra, y puede ser preferido por algunos analistas.
PARTE EXPERIMENTAL Instrumentación Las medidas de titulación termométrica se han realizado con un sistema de titulación termométrico Metrohm 859 Titrotherm (Herisau, Suiza) equipado con un sensor resistente al fluoruro, Thermoprobe 6.9011.040 de Metrohm. La titulación automatizada se ha realizado en recipientes de polipropileno colocados en la gradilla del procesador de muestras Metrohm 814 Sample Processor. La preparación de la muestra incluye su pulverización y desintegración. Se utilizó un batidor de cocina de “vaso invertido” para obtener muestras de tamaño adecuado para un muestreo representativo, y se utilizó un desintegrador de alto cizallamiento, Polytron PT300 D (Kinematica), para fluidizar la muestra y obtener una extracción máxima del analito.
Reactivos Todos los reactivos eran de grado analítico. Valorante: c(Al3+) = 0.5 mol/L, c(K+) = 1.1 mol/L, preparado a partir de nitrato de aluminio, Al(NO3)3∙9H2O y nitrato potásico, KNO3. Búfer y reactivo acondicionador: c(NH4F·HF)= 300 g/L bifluoruro amónico, o alternativamente, c(NH4F) = 400 g/L con fluoruro amónico. Ajuste de pH, digestión de la muestra y ayudas de liberación de sodio: ácido acético glacial y ácido tricloroacético. Disolventes: tolueno, acetona y agua desionizada.
[ TECNOLOGÍA ] 75
Estandarización del valorante El valorante se estandariza frente a una solución patrón de sodio, preparada a partir de cloruro sódico. Se preparó un programa de titulación para dosificar automáticamente alícuotas crecientes del patrón de NaCl en los vasos de la gradilla del procesador de muestras. Cada vaso de titulación contenía 5 mL c(NH4F) = 400 g/L, 1 mg HCl concentrado, y agua desionizada añadidos, de tal forma que el volumen total del líquido (incluyendo la alícuota de NaCl) fuese de aproximadamente 30 mL. El programa de titulación automáticamente calculó la molaridad, el error sistemático de la determinación y el coeficiente de correlación de un análisis de regresión de los resultados. La Figura 1 ilustra el proceso por el cual se calculan la molaridad y el error sistemático del valorante. Este procedimiento garantiza la seguridad de que el método es lineal en el rango esperado de los valores de sodio a ser medidos, y también determina el error sistemático. El error sistemático incorpora todas las fuentes de errores inherentes en la determinación, incluso impurezas de sodio en los reactivos. El error sistemático es igual al valor de la intercepción de la relación lineal con el eje Y, y en este caso se calculó que son 0.070 mL.
Determinación del error sistemático Para la estimación exacta por TET de los analitos en las muestras, es importante determinar el error sistemático del análisis en las mismas condiciones que en el caso de la muestra bajo investigación. El error sistemático de una titulación abarca todos los errores inherentes en la determinación. Estos errores pueden incluir, en este caso (pero no limitados a ellos), trazas de sodio en los reactivos utilizados en la determinación,
la diferencia entre el punto final determinado instrumentalmente y el obtenido teóricamente bajo condiciones de equilibrio, retrasos en la detección de cambios de temperatura en la solución, y retrasos en el procesamiento debido a los componentes electrónicos y el software del instrumento. En términos prácticos, el error sistemático solamente necesita ser determinado para cada tipo de muestra investigada durante la fase de preparación del sistema, mientras que no se cambien los parámetros posteriormente. La metodología es análoga al procedimiento de la estandarización del valorante descrito anteriormente. Se titulan un amplio rango de muestras empleando las mismas cantidades de reactivos utilizadas para la preparación de muestras y del valorante mismo. Una representación gráfica de la cantidad de muestra (eje X) contra la cantidad del valorante consumido (eje Y) debería dar una relación lineal mediante un análisis de regresión. La intersección en el eje Y es equivalente al error sistemático del método. Se determinó el error sistemático para todas las muestras registradas, excepto en el caso del procedimiento de adición de patrón.
4.5
4.0
FIGURA 1. Ilustración del método del análisis de regresión para la determinación de la molaridad del valorante.
y = 1.8910x + 0.0704 R2 = 1.0000 Molaridad del valorante = 1/gradiente = 0.5288 mol/L
3.5
mL valorante
Solución patrón: c(NaCl) = 0.25 mol/L, preparado de cloruro sódico secado durante 4 horas a 110 °C antes de prepararlo.
3.0 mL c(NaCl)= 0.25 mol/L
2.5
2.5 4 5 6
2.0
7 8
1.5
9 1.0 0.5000
1.0000
1.5000
mmol NaCl
mL Al valorante
0.6255 1.0007 1.2509 1.5011 1.7513 2.0015 2.2517
1.2467 1.9633 2.4433 2.9133 3.3833 3.8500 4.3267
2.0000
2.5000
mmol NaCl
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76 [ TECNOLOGÍA ] Preparación de la muestra En este trabajo se trata el análisis de sodio en varios productos alimenticios. Hay como mínimo tres consideraciones evidentes en la preparación de la muestra para el análisis titulométrico: 1. El analito deberá estar liberado completamente de la matriz de la muestra, y debe encontrarse en una condición química que pueda reaccionar con el valorante. 2. El fluido que contenga el analito será lo suficientemente móvil y no viscoso, de tal forma que se mezcle rápidamente con el valorante, asegurando al mismo tiempo que el ruido de la señal de la titulación no sea excesivo. 3. Que los otros constituyentes, contenidos en la solución presentada para la titulación, no interfiera la detección reproducible del punto final estequiométrico. Dado que las naturalezas físicas y químicas de los productos alimenticios varían enormemente, el analista deberá ser capaz de utilizar los detalles técnicos de la muestra para poder diseñar un procedimiento para la preparación de la muestra.
Determinación de sodio en leche y productos lácteos El contenido de sodio es relativamente bajo en estos productos, por lo cual se modificó el procedimiento general. Se utilizó la técnica de adición de patrón, añadiendo un volumen fijo de una solución de sodio. Del valor obtenido de la titulación de la muestra más el valor del blanco, se substrae el valor blanco de la adición del patrón. Una alícuota de 100 mL de leche se pipeteó en un matraz Erlenmeyer de 250 mL, el cual contenía 12 g de ácido tricloroacético y una barra magnética de agitación. Los contenidos del matraz se agitaron durante cinco minutos. La leche cuajada se pasó por un papel de filtración rápida. Una alícuota de 25 mL del filtrado se tituló con el valorante c(Al(NO3)3) = 0.5 mol/L, c(KNO3) = 1.1 mol/L después de la adición automatizada de una solución de 3 mL c(NaCl) = 0.25 mol/L y 5 mL c(NH4F) = 40 % (w/v). Tenga
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en cuenta que la alícuota ha sido tomada de una solución cuyo volumen original ya fue aumentado por la adición del ácido tricloroacético. Este incremento del volumen debe ser tomado en cuenta al calcular el volumen real de la muestra original de la leche titulada. Experimentalmente se confirmó que la disolución de 12 g de ácido tricloroacético en 100 mL de agua aumentó el volumen de la solución a 106 mL. Por eso, por ejemplo, una alícuota de 25 mL del filtrado o centrifugado era equivalente a 25 x 100/106 = 23.58 mL de la muestra de leche original.
Determinación de sodio en fideos “2 Minutos” e “Instantáneos” Los fideos “2 Minutos” son un tentempié popular. Para prepararlo para su consumo, se introduce una porción en un recipiente de plástico y se le añade agua hirviendo. Antes de consumirlo, se le añaden los contenidos de un sobre con condimentos y se mezcla. Un análisis correcto del contenido total de sodio, requiere que se determinen por separado los contenidos de sodio tanto de los fideos como del condimento, para posteriormente combinar matemáticamente los valores de acuerdo con las masas respectivas de los componentes. Además del cloruro sódico, otras fuentes de sodio están presentes en el producto.
Análisis de tortas de pasta seca Se pesó y documentó la masa completa de la torta de pasta. Después se desmenuzó manualmente para introducirla completamente en un recipiente apto para una batidora manual, con la cual se redujo el tamaño de las partículas a la consistencia de la harina gruesa. Esta harina se depositó sobre una hoja de papel limpio, sobre la cual se separó en cuartos para obtener unas sub-muestras representativas. Aproximadamente 2.5 g de la muestra se pesaron exactamente en un recipiente de polipropileno de 75 mL para la titulación, y se le añadieron 10 mL de la solución de 300 g/L de ácido tricloroacé-
[ TECNOLOGÍA ] 77 tico. La suspensión se dejó reposar por algunos minutos, posteriormente se le añadieron 10 mL de acetona, y la suspensión se homogeneizó con un desintegrador de alto cizallamiento a 20,000 rpm. El eje del desintegrador se lavó con aproximadamente 5 mL de una mezcla de acetona:agua 1:1, sobre el mismo vaso de titulación. Se usó la acetona para reducir el hinchamiento de los granos de almidón, mantener la movilidad del fluido y facilitar la mezcla durante la titulación. La suspensión fue titulada con el valorante c(Al(NO3)3) = 0.5 mol/L, cKNO3) = 1.1 mol/L tras la adición automática de 5 mL de la solución c(NH4F) = 400 g/L.
Análisis de la bolsa de condimentos Se pesó y documentó la masa completa del contenido de la bolsa de condimentos. Entonces se transfirió cuantitativamente a un matraz aforado de 500 mL, el cual se enrasó con agua desionizada, y se agitó vigorosamente. Para eliminar los sólidos, los cuales podrían bloquear las pipetas volumétricas utilizadas para extraer las alícuotas, se filtró el contenido del matraz con un papel de filtro de flujo rápido. Se pipeteó una alícuota de 20 mL de la solución al vaso de titulación de polipropileno, de 75 mL, y adicionaron 2 mL de ácido clorhídrico concentrado. El programa de titulación automatizada añadió 5 mL de la solución c(NH4F) = 400 g/L antes de la titulación con el valorante de cAl(NO3)3) = 0.5 mol/L, c(KNO3) = 1.1 mol/L.
sodio en la masa comprimida de la pasta y la bolsa de los condimentos. El punto de inflexión de la curva de la temperatura en el análisis de sodio equivale al punto final. Este punto se determina exactamente mediante la segunda derivada de la curva de los valores de la temperatura de la solución, suavizada digitalmente. El grado del suavizado digital puede ser ajustado en el software de titulación.
Determinación de sodio en quesos elaborados Los productos a base de quesos como los quesos elaborados pueden contener diversas sales de sodio, además del cloruro sódico que ha sido añadido durante la producción para obtener un producto con las características deseadas. En estos quesos se combinan proteínas, grasas y agua para formar una masa homogénea, lo cual implica que se deberá prestar especial atención de liberar completamente el ion de sodio de la matriz. Se compraron para este ensayo quesos rallados y en rebanadas de varios fabricantes. Basado en el contenido declarado de sodio de las muestras, se pesaron entre 2 y 5 g de queso rallado o en rebanadas en un vaso de polipropileno de 75 mL para la titulación. Para ayudar a la liberación del FIGURA 2. Trazado de la titulación TET de sodio en pasta de fideo seco “2 Minutos” snack.
El contenido total de sodio del paquete del snack se calculó a partir de los contenidos de sodio y las masas de los componentes. Se desconoce por qué método han determinado los fabricantes la media de los valores totales de los productos, pero se puede observar que si se substrae el valor del sodio de la masa de pasta de los resultados obtenidos por TET, los resultados TET estarían en mayor concordancia.
FIGURA 3. Trazado de la titulación TET de sodio en bolsa de condimentos “2 Minutos”.
Se ilustran en las Figuras 2 y 3 los trazados típicos de las titulaciones para el análisis de
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78 [ TECNOLOGÍA ] sodio, se añadieron 10 mL de 300 g/L ácido tricloroacético, junto con 10 mL de agua desionizada. La muestra fue dispersada durante 30 segundos a 20,000 rpm con un desintegrador de alto cizallamiento. El resultado fue un fluido lechoso. Para prevenir un deterioro del instrumento de titulación, se añadieron 5 mL de tolueno para agilizar la disolución de la grasa. La muestra se sometió a otros 30 segundos de desintegración. Finalmente, el eje del desintegrador se lavó cuidadosamente con aproximadamente 10 mL de agua desionizada, sobre el vaso de titulación. Al comienzo del programa de la titulación automatizada, se añadieron 5 mL de la solución c(NH4F) = 400 g/L. La titulación se llevó a cabo con el valorante estandarizado c(Al(NO3)3) = 0.5 mol/L, c(KNO3) = 1.1 mol/L. Ya que los valores citados por los fabricantes se pueden considerar solamente como valores medios, y se puede esperar que varíen de acuerdo al grado de control de los procesos impuestos, tres de las cuatro muestras exhibieron un sesgo positivo al ser analizado por TET. También se consideró la posible interferencia por otros iones, que forman compuestos similares al “elpasolite” NaK2AlF6. El calcio es
FIGURA 4. Efecto de la relación molar de Ca/Na sobre el error en los valores determinados de contenido de sodio en porcentajes.
Porcentaje del error en el valor de sodio analizado
4.5 4.0 y = 3.23x - 1.74 R2 = 0.99
3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 0.5 0.0 0.0
0.5
Se diseñó un experimento, en el cual se añadieron cantidades crecientes de calcio a una cantidad fija de sodio, siendo ambas soluciones dosificadas por buretas automáticas de precisión. Las cantidades de calcio (en forma de CaCl2) desde 0 hasta 2.5 mmol fueron dosificadas a una solución de 1.25 mmol de sodio en forma de NaCl, y posteriormente tituladas con el valorante c(Al(NO3)3) = 0.5 mol/L, c(KNO3) = 1.1 mol/L, después de haber añadido 2 mL de HCl concentrado y 5 mL de la solución c(NH4F) = 400 g/L. La Figura 4 ilustra el efecto del aumento de la relación molar [Ca]/[Na] sobre el error en la determinación del contenido de sodio en la solución. Puede observarse que hasta que se alcance una relación molar de [Ca]/[Na] de aproximadamente 0.5, existe un efecto despreciable sobre la determinación del valor de sodio. Posteriormente, el incremento es aproximadamente lineal. Para darle un contexto apropiado a estos resultados, se calcularon las relaciones molares de [Ca]/[Na] para una selección aleatoria de quesos comerciales mediante los valores medios impresos sobre sus etiquetas.
5.0
3.5
un componente importante de los productos lácteos. También se sabe que el calcio forma el KCaAlF6, un compuesto del tipo “elpasolite”. El ácido tricloroacético es conocido por su capacidad de liberar calcio debido a su efecto desnaturalizador en caseinato cálcico, y ha sido utilizado con este fin para la determinación de calcio en productos lácteos. Por lo tanto, el calcio tiene el potencial de interferir en la determinación de sodio por el método TET “elpasolite”.
1.0 1.5 Relación molar [Ca]/[Na]
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2.0
2.5
Refiriéndose a la Figura 4, se puede observar que la relación molar más alta de [Ca]/[Na] causa un error, en el valor del contenido del sodio determinado, de aproximadamente 1%. Esto fácilmente estaría dentro de las variaciones del valor de sodio durante la producción, y una decisión podría tomarse en que simplemente se pueda despreciar esta desviación durante un control de procesos rutinarios.
[ TECNOLOGÍA ] 79 Un ensayo para determinar las recuperaciones en el análisis de sodio en quesos elaborados fue realizado por un colega trabajando en un tercer laboratorio. Se añadieron cantidades conocidas de cloruro sódico a una muestra de una crema de queso para untar previamente analizada. Las recuperaciones analíticas abarcaban valores del 99.5% hasta 102.6%, valores de siete determinaciones separadas con una media de recuperación del 100%.
Determinación de sodio en conservas de pescado Los “Snack packs” de conservas de pescado son una merienda muy popular. Desde el punto de vista de preparación de la muestra, es necesario liberar todo el sodio de la matriz, que posee un alto contenido de proteínas. En este caso, se transfirió el contenido íntegro de una lata de conservas de pescado al recipiente de una batidora de cocina, que había sido previamente lavada con agua desionizada y secada. El producto de pescado fue batido hasta que se obtuvo una masa homogénea y suave, y en la cual el agua no se separaba. Se pesaron aproximadamente 10 g de esta masa homogénea en un vaso de polipropileno de 75 mL para la titulación, a la cual se adicionó una solución con 15 mL de agua desionizada y 5 mL de ácido tricoloroacético c(CClCOOH) = 300 g/L. El contenido del recipiente se 3 sometió a una homogenización de alto cizallamiento a 20,000 rpm durante 60 segundos. El eje del desintegrador se lavó cuidadosamente con un mínimo de agua desionizada recogiéndola en el vaso de titulación, el cual posteriormente se colocó en la gradilla del procesador automático de muestras. El programa de titulación automática arrancó con la dosificación de la solución c(NH4F) = 400 g/L de fluoruro amónico, seguido por la titulación con la solución c(Al(NO3)3) = 0.5 mol/L, c(KNO3) = 1.1 mol/L.
CONCLUSIÓN
ticios que han sido analizados con éxito incluyen bocaditos secos tales como papas fritas y maíz, galletas saladas, pretzels, salsas, sopas y adobos, así como el sodio en el líquido sobrenadante en la producción de margarina. El límite práctico de detección de este procedimiento se rige por la cantidad de muestra que puede ser procesada y presentada al instrumento para el análisis, y que el contenido de sodio en la mayoría de alimentos fabricados quede dentro del rango de análisis. La aplicación del procedimiento depende de la habilidad en diseñar un procedimiento apto de preparación de la muestra para liberar el sodio de la matriz de la muestra, de tal forma que pueda ser titulado fiablemente. La titulación misma es robusta y fiable.
AGRADECIMIENTOS Los autores desean agradecer a Darina Mestman Rosen de Dr. Golik Chemical Instrumentation, Israel, y a Angelika Kilast de Deutsche Metrohm GmbH & Co., KG, Alemania, por poner a disposición algunos de los resultados analíticos utilizados en esta publicación.
REFERENCIAS [1] Sen, B. (1957) Indirect complexometric titration of sodium and potassium with EDTA. Fresenius’ Zeitschrift für Analytische Chemie, 157, 2-6. [2] Dobbins, J.T. and Byrd, R.M. (1931) A volumetric method of determining sodium. Journal of the American Chemical Society, 53, 3288-3291 http://dx.doi.org/10.1021/ja01360a011 [3] Carr, J.D. and Swartzfager, D.G. (1970) Complexometric titration for the determination of sodium ion. Analytical Chemistry, 42, 1238-1241. http://dx.doi.org/10.1021/ac60293a025 [4] I. Sajó. (1969) Magyar Kemiai Folyoirat, 75, 1-3.
Los ejemplos ilustrados aquí no son exhaustivos del rango de la técnica. Otros productos alimen-
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METROHM MÉXICO ESTRENA OFICINAS Tras 19 años de crecimiento constante en el país, la compañía inauguró su edificio corporativo al sur de la Ciudad de México.
Evento
Metrohm México, que opera bajo la razón social Mas Instrumentos, S.A. de C.V. y tiene presencia de marca en nuestro país desde 1998, inauguró el pasado mes de mayo sus nuevas oficinas corporativas, ubicadas en el inspira-
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dor barrio de Coyoacán al sur de la capital. Estas nuevas instalaciones han sido pensadas para mejorar las capacidades administrativas y técnicas con el objetivo de ofrecer un servicio más rápido y un soporte técnico más
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confiable en un ambiente cómodo y funcional. Además de las oficinas en Ciudad de México, la compañía cuenta con despachos en Monterrey, Nuevo León; Guadalajara, Jalisco, y León, Guanajuato.
soluciones tecnológicas de titulación, cromatografía iónica, medidores de pH/iones y conductividad, espectroscopia, voltaperometría, CVS, electroquímica, medición de la estabilidad oxidativa, manejo de líquidos, y accesorios.
Durante estos casi 20 años, Metrohm México pasó de tener un único empleado y representante a 40 trabajadores, señal del éxito de la subsidiaria mexicana de la firma fundada en 1943 por el ingeniero Bertold Suhner en Herisau (Suiza), donde la compañía global mantiene su centro de operaciones, investigación y desarrollo, y manufactura.
De acuerdo con Diego Amor Prats, Director General de Metrohm México, tradicionalmente la compañía ha sido conocida por sus tituladores automáticos, sin embargo en el territorio nacional ha logrado introducir con éxito la cromatografía iónica, que es una técnica que hasta hace diez años no era del todo conocida y para la cual hoy en día hay más clientes interesados; con ella se pueden realizar análisis de aguas, pero también de azúcares y fármacos. Otra línea que está creciendo en el país es la electroquímica, que
Como uno de los fabricantes más confiables a nivel internacional de instrumentos de alta precisión para el análisis químico, Metrohm ofrece
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Evento
Metrohm es uno de los fabricantes de instrumentos de alta precisión para el análisis químico más confiables del mundo.
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inició como un recurso para la investigación académica pero que Metrohm México está tratando de implementar en la industria a manera de técnica analítica desde 2016. En el caso particular del sector alimentario, el ejecutivo señala que este año han resultado atractivas para el mercado sus tecnologías Rancimat y su innovador sistema de titulación de alto desempeño OMNIS. Rancimat determina en tiempo corto (16 horas, una ventaja en comparación con las semanas o meses que requieren los métodos tradicionales con cámaras de envejecimiento) la estabilidad a la oxidación de grasas y aceites naturales, tanto en su forma pura como en alimentos y cosméticos que contienen grasa. Por su parte, OMNIS
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desarrolla hasta cuatro análisis titrimétricos simultáneamente en el mismo equipo, admite un número elevado de muestras y asegura la completa trazabilidad de los resultados, además de ser fácil de usar. “Sobre esta última tecnología, no hay algún otro equipo igual en el mercado y resulta interesante sobre todo para compañías que manejan altos volúmenes y requieren hacer análisis diversos”, asegura Amor Prats.
EL NUEVO CENTRO DE METROHM MÉXICO El nuevo edificio corporativo de Metrohm
[ EVENTO ] 83 México consta de un laboratorio de entrenamiento y desarrollo (con equipos como tituladores, cromatógrafos iónicos, potenciostato-galvanostatos, polarógrafo, NIRS y Raman, entre otros), una sala de capacitación para personal interno y externo, un laboratorio de calibración de microvolúmenes, oficinas administrativas y espacios comunes, además de bodega y un amplio estacionamiento.
la decisión de construir un edificio propio en México, resultando en este proyecto arquitectónico que hoy inauguramos”, concluye Diego Amor Prats, Director General de Metrohm México.
“Desde que inició la compañía en México, mi intención fue tener instalaciones propias que nos permitieran dar un servicio más rápido y eficiente; sin embargo, para esto era necesario establecerse en el mercado, conocer cuáles eran sus necesidades, etcétera. Hace aproximadamente cuatro años se tomó
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Evento
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DONDE SE FORJAN LOS SABORES EXITOSOS En su búsqueda por actualizar a los líderes de la industria de alimentos y bebidas en torno a tendencias e innovaciones que impulsen el crecimiento de sus empresas, Alfa Promoeventos (empresa hermana de Alfa Editores Técnicos) ofrece en cada una de sus jornadas de actualización técnica una amplia variedad de temas que están direccionando el rumbo del sector. Así, los pasados 24 y 25 de mayo se realizó con éxito la séptima edición de “TECNOSABOR, Se-
Con 11 ponentes y un centenar de participantes, “TECNOSABOR, Seminario Teórico Práctico del Sabor y Evaluación Sensorial 2017” fue todo un éxito. Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2017
minario Teórico Práctico del Sabor y Evaluación Sensorial 2017”, la convocatoria más importante en Latinoamérica de Alfa Promoeventos y en la cual se abordaron las tendencias actuales y algunas de las tecnologías más innovadoras para los saboristas, fabricantes y procesadores de alimentos y bebidas, con la participación de 11 ponentes de talla nacional e internacional y un centenar de asistentes provenientes de distintos puntos del país. El objetivo de todas las actividades de Alfa Promoeventos es “transformar en excelentes a los mejores”, mediante actividades con valor curricular cuyas ponencias y prácticas se reflejan en el día a día de los tomadores de decisiones de la industria alimentaria. Participar en convocatorias como TECNOSABOR no
{85} El objetivo de todas las actividades de Alfa Promoeventos es “transformar en excelentes a los mejores”. solamente refuerza las herramientas de las compañías asistentes para ser competitivos en el mercado, sino que también ofrece un abanico de posibilidades y tecnologías con las cuales fortalecer los negocios, y amplía la red de contactos entre profesionales afines del sector.
Al igual que en la edición del 2016, los asistentes a “TECNOSABOR, Seminario Teórico Práctico del Sabor y Evaluación Sensorial 2017” se mostraron satisfechos por los conocimientos expuestos durante los dos días; ya que al profundizar en temas clave para el éxito de sus empresas, ellos enfocan de mejor forma sus proyectos y generan ideas con posibilidad de materializarse.
Para Alfa Promoeventos es un honor contar con la confianza depositada en sus eventos por parte de los líderes de la industria, como se constató una vez más en TECNOSABOR 2017, séptima edición del reconocido “Seminario Teórico-Práctico del Sabor y Evaluación Sensorial”, que desde el año 2008 y bajo distintas denominaciones ha apoyado a la formación, desarrollo y actualización de saboristas y profesionales de la industria alimentaria cuyas decisiones influyen en el sabor de sus productos.
Desde 1998, Alfa Promoeventos organiza seminarios, exposiciones, congresos, simposios y foros especializados para el sector alimentario, donde expertos presentan tendencias, nuevas tecnologías y lo más actual en investigación y desarrollo, entre otros conocimientos de valor para los fabricantes y procesadores, con especial interés en las actividades prácticas tipo taller que complementan la experiencia pedagógica de las ponencias.
Las jornadas de actualización de Alfa Promoeventos cuentan con el aval de instituciones de renombre como la Universidad Autónoma Metropolitana (UAM), con un importante historial en investigación científica de alimentos. En ese sentido, la siguiente convocatoria de Alfa Promoeventos será “TecnoProteína, Seminario de Aplicación de Proteínas”, a realizarse los próximos 5 y 6 de septiembre en el hotel Crowne Plaza WTC de la Ciudad de México.
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Evento
En esta ocasión, el Hotel Royal Pedregal de la Ciudad de México fue la sede de este seminario en el que se abordaron a profundidad temas como la memoria gustativa, la experiencia sensorial de sabores, el manejo de precursores químicos, control y aseguramiento de calidad, identificación de los componentes del sabor, sabores naturales y orgánicos, duplicidad de sabores, y sabores para productos con perfil salado.
TECNOPROTEÍNA, LA NUEVA APUESTA DE ALFA PROMOEVENTOS
86 [ EVENTO ] En materia de alimentación, después del agua, las proteínas son la segunda sustancia más importante del cuerpo, pues determinan la forma y estructura de las células y dirigen casi todos los procesos vitales. Formadas por aminoácidos, cumplen funciones imprescindibles en la estructura ósea, movimiento, sistema inmune, hormonas, digestión y transporte de nutrientes necesarios para un sano desarrollo. Muchos de estos aminoácidos, los denominados esenciales, se adquieren a través de la ingesta de alimentos como huevo o semillas, y cada vez más la industria los añade a los productos alimenticios mediante fórmulas avanzadas de proteínas que dotan de valor agregado a las marcas y de una mejor calidad de vida a los consumidores. La especialización en la producción y aporte de proteínas, que pueden ser funcionales o vegetales, es una de las grandes tendencias dentro del sector alimentario, en mercados que van desde snacks y bebidas pasando por todo tipo de cárnicos, razón por la cual Alfa Promoeventos lanza “TecnoProteína, Seminario de Aplicación de Proteínas”. Durante dos días, “TecnoProteína, Seminario de Aplicación de Proteínas” presentará contenidos de actualidad y aplicación de alto valor para los productores y procesadores de alimentos y bebidas de México y Latinoamérica, mediante conferencias enfocadas en tendencias del consumo de proteínas en productos alimentarios, actitudes del consumidor hacia productos con proteínas, beneficios nutrimentales emergentes por consumo de proteínas, fuentes de proteínas animales y vegetales, procesamiento y características del uso de ingredientes de proteínas vegetales extrudidas, soluciones y retos de sabor para bebidas y alimentos funcionales altos en proteína, factores de producción y formulación que impactan la calidad de las proteínas, creación de productos saludables con granos enteros, y proteínas lácteas, por mencionar parte del temario.
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Por primera ocasión en México, se realizará un seminario técnico especializado en PROTEÍNAS para la industria de alimentos y bebidas; una innovación más de Alfa Promoeventos, empresa siempre a la vanguardia en las tendencias y temáticas de interés del sector. Se trata de una jornada de actualización profesional para los tomadores de decisiones de las empresas alimentarias en la que se demostrará el GRAN VALOR QUE REPRESENTAN LAS PROTEÍNAS EN EL DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS O LA FORTIFICACIÓN DE LOS YA EXISTENTES, con el objetivo de fortalecer la competitividad de las empresas dentro del creciente y cada vez más reñido mercado de los alimentos y bebidas funcionales.
Le invitamos a conocer todos los detalles de “TecnoProteína, Seminario de Aplicación de Proteínas”, así como descuentos de inscripción y opciones de patrocinio para proveedores, en el sitio web: www.alfapromoeventos.com. Mientras que para conocer más detalles de lo ocurrido en “TECNOSABOR, Seminario Teórico Práctico del Sabor y Evaluación Sensorial 2017”, ponemos a su disposición los videos y transmisiones en vivo hechas desde el evento en la cuenta de Facebook de Alfa Editores Técnicos: https://goo.gl/6sGc9V.
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CALENDARIO DE EVENTOS CONFITEXPO 2017
DRINKTEC 2017
01 al 04 de Agosto Sede: Expo Guadalajara; Guadalajara, Jalisco Organiza: Grupo Gefecc Teléfono: +52 (55) 5264 7029 E-mail: info@confitexpo.com Web: www.confitexpo.com
11 al 15 de Septiembre Sede: Messe München; München, Alemania Organiza: Messe München GmbH Teléfono: +49 (89) 949 20720 E-mail: info@messe-muenchen.de Web: www.drinktec.com
Confitexpo 2017 representa la oportunidad de hacer negocios con los encargados de la toma de decisiones en el sector de los dulces y golosinas, es un punto de encuentro que concentra la oferta mundial en un solo lugar durante cuatro días, con empresas nacionales y extranjeras que presentan productos y servicios acordes con un mercado en constante evolución, que marcarán la diferencia ofreciendo nuevas oportunidades de negocio. En su interior, con la participación de por lo menos 300 empresas, los profesionales establecen negocios con exportadores, compradores y proveedores internacionales, además de ampliar su catálogo de productos y diversificar su negocio.
La Feria Mundial de la Industria de Bebidas y Alimentos Líquidos, drinktec, se realizará en Messe München (Alemania) del 11 al 15 de septiembre de 2017. Los productores de todo el mundo acudirán para reunirse con proveedores y clientes. Una vez más drinktec será la plataforma para una serie de estrenos mundiales, considerado como el "hot spot" para el sector de bebidas y alimentos líquidos. Todos los principales fabricantes presentan en la feria sus últimos productos y tecnologías. Drinktec abarca todo el espectro: desde las últimas ideas y tecnologías en la fabricación, hasta envasado y comercialización de bebidas.
TECNOPROTEÍNA Seminario de Aplicación de Proteínas 05 y 06 de Septiembre Sede: Hotel Crowne Plaza WTC; Ciudad de México, México Organiza: Alfa Promoeventos Teléfono: +52 (55) 5582 3378 E-mail: ventas@alfapromoeventos.com Web: www.alfapromoeventos.com Fiel a su tradición de innovar mediante eventos profesionales de amplia utilidad para la industria de alimentos y bebidas, Alfa Promoeventos presenta “TecnoProteína, Seminario de Aplicación de Proteínas”, una jornada de dos días donde ponentes de renombre presentarán contenidos de actualidad y aplicación de alto valor para los productores y procesadores de México y Latinoamérica, mediante conferencias enfocadas en tendencias del consumo de proteínas, actitudes del consumidor hacia productos proteicos, beneficios nutrimentales del consumo de proteínas, y fuentes de proteínas animales y vegetales, por citar parte del temario. Se trata de una oportunidad de actualización profesional con valor curricular para los tomadores de decisiones de las empresas alimentarias, en la que se demostrará el GRAN VALOR QUE REPRESENTAN LAS PROTEÍNAS EN EL DESARROLLO DE NUEVOS PRODUCTOS O LA FORTIFICACIÓN DE LOS YA EXISTENTES.
YUMMEX MIDDLE EAST 2017 18 al 20 de Septiembre Sede: Dubai World Trade Centre; Dubái, Emiratos Árabes Unidos Organiza: Koelnmesse GmbH Teléfono: +49 (221) 821 2801 E-mail: f.stroeter@koelnmesse.de Web: www.yummex-me.com yummex Middle East, la principal feria comercial de confitería y snacks de la región MENA (Middle East and North Africa; en español, Medio Oriente y norte de África), demostró de manera impresionante su importancia para la industria durante su décimo aniversario en el 2016. El evento continuó su curso de exitoso crecimiento y ahora está listo para dar el siguiente paso: Del 18 al 20 de septiembre, yummex Middle East 2017 presenta el evento más grande en su región sobre alimentos, bebidas, hospitalidad y servicios alimentarios, con eventos paralelos como la Dubai International Hospitality Week, GulfHost, The Hotel Show Dubai, The Specialty Food Festival y SEAFEX. Es el lugar perfecto para un diálogo de alta calidad con profesionales de todo el sector minorista, distribución, hostelería y hotelería.
Julio - Agosto 2017 | Industria Alimentaria
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Índice de Anunciantes
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CONTACTO PÁGINA
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gabriela.gonzalez@deinternational.com.mx
11
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NUTRYPLUS, S.A.P.I. DE C.V.
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PLM MÉXICO, S.A. DE C.V.
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SENSIENT FLAVORS MÉXICO, S.A. DE C.V.
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7
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17
YUMMEX MIDDLE EAST 2017
www.yummex-me.com
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