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Alimentaria JULIO / AGOSTO 2015 | VOLUMEN 37, NO. 4 www.alfaeditores.com | buzon@alfa-editores.com.mx
TECNOLOGÍA
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TECNOLOGÍA
TECNOLOGÍA
28 BENEFICIOS SALUDABLES DEL CHOCOLATE AMARGO
FORMULACIÓN DE UNA BEBIDA DE JUGO DE MANZANA CON AISLADO/ HIDROLIZADO DE PROTEÍNA DE SUERO
TECNOLOGÍA
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EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS DE LA PASTEURIZACIÓN Y HOMOGENEIZACIÓN A PRESIÓN ULTRA ALTA (UHPH) SOBRE LA CALIDAD Y VIDA ÚTIL DE LECHE DE BURRA
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EFECTO DE LOS TIPOS Y CANTIDADES DE ESTABILIZANTES SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y SENSORIALES DE JUGO TURBIO FRUTAL DE MORA LISTO PARA BEBER
Industria Alimentaria | Julio - Agosto 2015
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EVALUACIÓN DE FITONUTRIENTES EN EL EXTRACTO ETANÓLICO DE HOJAS DE ANNONA SQUAMOSA (L.)
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EDITOR FUNDADOR
Ing. Alejandro Garduño Torres DIRECTORA GENERAL
Secciones
Lic. Elsa Ramírez Zamorano Cruz
Editorial
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Novedades
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Calendario de Eventos
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Índice de Anunciantes
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CON EL RESPALDO DE LOS SIGUIENTES ORGANISMOS ASESORES:
CONSEJO EDITORIAL Y ÁRBITROS
M. C. Abraham Villegas de Gante Dra. Adriana Llorente Bousquets Dra. Consuelo Silvia O. Lobato Calleros Dr. Francisco Cabrera Chávez Dra. Herlinda Soto Valdez Dr. Humberto Hernández Sánchez Dr. José Pablo Pérez-Gavilán Escalante Dra. Judith Jiménez Guzmán M. C. Ma. del Carmen Beltrán Orozco Dra. Ma. del Carmen Durán de Bazúa Dra. Ma. del Pilar Cañizares Macías Dr. Marco Antonio Covarrubias Cervantes Dr. Mariano García Garibay Ing. Miguel Ángel Zavala Arellano M. C. Rodolfo Fonseca Larios Dra. Ruth Pedroza Islas Dr. Salvador Vega y León Dr. Santiago Filardo Kerstupp Dra. Silvia Estrada Flores Dr. Valente B. Álvarez DIRECCIÓN TÉCNICA
Q.F.B. Rosa Isela de la Paz G. PRENSA
ORGANISMOS PARTICIPANTES
Lic. Víctor M. Sánchez Pimentel DISEÑO
Lic. María Teresa Bañales Yerena Lic. Lucio Eduardo Romero Munguía VENTAS
Cristina Garduño Torres Edith López Hernández Juan Carlos González Lora 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 37 Volumen 4, Julio-Agosto 2015, es una publicación bimestral editada por Alfa Editores Técnicos, S.A. de C.V., domicilio: Unidad Modelo No. 34, col. Unidad Modelo, deleg. Iztapalapa, C.P. 09089, México, D.F., Tel. 55 82 33 42, www.alfaeditores.com, buzon@alfa-editores.com.mx. Editor Responsable: Elsa Ramírez-Zamorano Cruz. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2004-111711534800-102, ISSN 0187-7658, ambos otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título No. 860 de fecha 30 de Octubre 1980 y Licitud de Contenido 506 de la misma fecha, ambos expedidos 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 10 de Julio de 2015. 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 ]
CHOCOLATE, INDUSTRIA ÁVIDA DE INNOVACIÓN La industria del cacao está pasando por distintas situaciones que obligan a mirar hacia el futuro de la producción de chocolates. Mientras que los retrasos en los envíos de Ghana (segundo mayor productor de cacao del mundo; el 90% de la obtención internacional de esta materia prima se debe a campesinos africanos, latinoamericanos y asiáticos surorientales) aumentan la preocupación entre comercializadores y fabricantes respecto a la calidad y disponibilidad global de las cosechas; la firma líder Barry Callebaut (proveedor suizo, el más grande de chocolate industrial) ha logrado triplicar su producción en Nuevo León (México) en los últimos seis años, además de que ha identificado oportunidades de crecimiento en Argentina, Colombia y Ecuador para incrementar su participación en América Latina. Desde el punto de vista medioambiental, la cantidad de tierra disponible para el cultivo de cacao se ha reducido 40% en las últimas cuatro décadas. Para los próximos 40 años se vaticina que la temperatura en Ghana y Costa de Marfil, que en total cultivan el 70% de la materia prima, aumente 2 grados más, un escenario caliente y seco para los árboles de cacao. Por otro lado, la Organización Internacional del Cacao elevó su estimación de superávit para el período 2013-2014 a 53,000 toneladas, y previó que la demanda podría superar a la producción en los próximos años, aun-
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que las reservas serían suficientes para garantizar el suministro. Se espera que para el 2020 la solicitud mundial de cacao rebase la oferta de un millón de toneladas. En este contexto de limitaciones en la obtención de materia prima al tiempo que hay expansión industrial, existen oportunidades para el crecimiento de las empresas dedicadas al cacao a través de la innovación, principalmente la enfocada en aportes saludables para el consumidor, razón por la cual dedicamos la presente edición de Industria Alimentaria al chocolate, mediante la publicación de un artículo que estudia los beneficios del consumo de chocolate amargo. Además, incluimos un estudio del efecto de los tipos y cantidades de estabilizantes sobre las características físicas y sensoriales de un jugo de mora listo para beber; una evaluación de los efectos de la pasteurización y homogeneización a presión ultra alta (UHPH) sobre la calidad y vida útil de leche de burra; así como una revisión a los fitonutrientes en el extracto etanólico de hojas de Annona squamosa (L.). Bienvenidos a Industria Alimentaria de julio y agosto del 2015, revista de consulta obligada para los segmentos que componen al sector alimentario en México y Latinoamérica.
Lic. Elsa Ramírez-Zamorano Cruz Directora General
{8} PROFECO Y SENASICA REALIZARÁN OPERATIVOS ALIMENTARIOS
Novedades
TECNOALIMENTOS EXPO 2015 Y ALIMENTARIA MÉXICO 2015: SOLUCIONES INTEGRALES PARA LA INDUSTRIA DE ALIMENTOS Y BEBIDAS Por segundo año consecutivo, del 26 al 28 de mayo pasados, se llevaron a cabo exitosamente las exposiciones TecnoAlimentos Expo y Alimentaria México, la alianza que desde 2014 ofrece el único concepto en el país para la proveeduría de soluciones totalmente integrales para la industria de alimentos y bebidas, desde insumos funcionales para promover la alimentación saludable hasta productos gourmet que son tendencia de consumo a nivel internacional. TecnoAlimentos Expo, feria organizada por Alfa Promoeventos, se ha consolidado como la mayor exposición de proveeduría de productos y servicios para los fabricantes y procesadores de alimentos de la región, y es reconocida como el principal punto de encuentro donde los tomadores de decisiones en las líneas de producción se reúnen para conocer las tendencias, desarrollos, métodos y herramientas de reciente lanzamiento que vuelven a las empresas alimentarias más competitivas y modernas, a través de jornadas académicas adaptadas a los intereses de la propia industria. Para conocer los detalles de lo sucedido en TecnoAlimentos Expo 2015, así como los adelantos de la próxima edición (31 de mayo al 2 de junio de 2016), favor de visitar el sitio web www.expotecnoalimentos.com y ver los videos disponibles en el canal de YouTube www.youtube.com/user/alfaeditoresvideo. En la próxima edición de Industria Alimentaria reportaremos ampliamente todo lo sucedido en la exposición conocida como “el evento de la industria alimentaria”.
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Representantes de la Procuraduría Federal del Consumidor (PROFECO) y del Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria (SENASICA), signaron un convenio de colaboración para intercambiar datos y fomentar el consumo responsable e informado con el objetivo de reducir los riesgos para la salud de la población en la ingesta de productos cárnicos, de origen acuícola y agrícolas. También se pretende impulsar el consumo de alimentos de origen animal provenientes de establecimientos Tipo Inspección Federal (TIF) y de productos con el sello “México Calidad Suprema”. El convenio contempla acciones de difusión referentes a la calidad de bienes agroalimentarios, organismos genéticamente modificados (OGMs) destinados a ingesta humana, y el fomento de productos orgánicos para promover el consumo socialmente responsable, a través de publicaciones editoriales de ambas dependencias. Además, personal de las dos instituciones implementará acciones coordinadas de verificación y vigilancia sobre el etiquetado de productos orgánicos y OGMs. Con base en los datos obtenidos por estas acciones, PROFECO y SENASICA mantendrán actualizada la información de la Red de Alerta Rápida (www.alertas.gob.mx) en los casos de productos agroalimentarios que representen riesgos para la salud de los consumidores.
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PRESENTAN NUEVO LIBRO “QUÉ Y CÓMO COMEMOS LOS MEXICANOS”
El documento brinda resultados específicos sobre prácticas de lactancia por ejemplo, donde destaca que 9 de cada 10 niños menores de seis meses no son alimentados de acuerdo a la recomendación de la Organización Mundial para la Salud (OMS). También muestra patrones de alimentación complementaria e información sobre el consumo de alimentos y diversos productos a lo largo del curso de vida, además de hábitos alimenticios y las actividades que se realizan durante las comidas. Se trata del estudio descriptivo en su tipo más preciso que se haya realizado en México. El libro será distribuido en las instituciones de salud y académicas del país relacionadas con la nutrición, también estará disponible en el portal del Fondo Nestlé para la Nutrición de FUNSALUD: www.fondonestlenutricion.org.
Novedades
Tras tres años de investigación y análisis realizados por el Instituto Nacional de Salud Pública (INSP) y el Fondo Nestlé para la Nutrición de la Fundación Mexicana para la Salud (FUNSALUD), y con una inversión de más de un millón de dólares, se presentó el libro “Qué y cómo comemos los mexicanos. Consumo de Alimentos en la Población Urbana”, que describe la ingesta de alimentos de los bebés menores de un año, niños y adultos de las zonas urbanas del país, que representan el 80% de la población nacional.
{10} 15,000 unidades por hora, convirtiéndola en la más rápida a nivel mundial.
BIMBO IBERIA INAUGURA LA PLANTA PANIFICADORA MÁS AVANZADA DE EUROPA
Novedades
Bimbo Iberia, subsidiaria de Grupo Bimbo, inauguró la planta panificadora más avanzada de Europa, en Azuqueca de Henares en la provincia de Guadalajara, Castilla-La Mancha, España. Con una inversión de 50 millones de euros, el nuevo centro de producción se convierte en el proyecto industrial más importante de la compañía en aquel país. Esta nueva planta está equipada con una línea de pan de molde de alto rendimiento que incorpora la tecnología industrial más moderna, permitiéndole duplicar la capacidad de producción para elaborar hasta
IMPORTACIÓN Y EXPORTACIÓN DE ALIMENTOS, MÁS FÁCIL CON NUEVAS TECNOLOGÍAS Con el objetivo de facilitar los procedimientos de comercio internacional de productos agroalimentarios, la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA) expidió el “Acuerdo que modifica el similar por el que se da a conocer el procedimiento para obtener, a través de medios electrónicos, los certificados de importación y exportación de mercancías agrícolas, pecuarias, acuícolas y pesqueras”. A través del documento, publicado en el Diario Oficial de la Federación (DOF), se simplifica y agiliza el trámite de certificados que expide el Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria (SENASICA)
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La planta, que ocupa un terreno de 60,000 metros cuadrados, cuenta con el horno de pan más grande del mundo, al medir más de 50 metros de largo y casi 5 metros de ancho e incluir pasillos laterales interiores para su mantenimiento. Integra también un sistema automatizado de pesaje y suministro de materia prima que asegura la eficacia de la línea, garantizando la alta calidad del producto. Adicionalmente, incluye un centro logístico que duplica la capacidad de un almacén convencional, al contar con espacio para materia prima y suministro semi-automatizado a la línea de producción, entre otros insumos. Con ello, la empresa fortalece su distribución en la zona centro de la península.
para hacer más ágiles, fáciles y seguros los procesos de comercio exterior. La finalidad es brindar herramientas para elevar la competitividad del sector agroalimentario nacional, ya que permite al importador o exportador utilizar la figura de representación reconocida en la Ley Aduanera (encargo conferido), mediante la cual su agente aduanal podrá solicitar certificados para importación y exportación por medios electrónicos.
{11} REGISTRA SUPERÁVIT COMERCIAL AGROALIMENTARIO NUEVO RÉCORD HISTÓRICO Con base en información del Banco de México, el superávit comercial de productos agroalimentarios alcanzó un nuevo récord histórico al superar los 1,109 millones de dólares en el primer cuatrimestre de 2015, indicó la Secretaría de Agricultura, Ganadería, Desarrollo Rural, Pesca y Alimentación (SAGARPA).
De acuerdo con estadísticas del Banco Central, las ventas internacionales de bienes agroalimentarios alcanzaron los 9,606 millones de dólares, lo que representó un incremento a tasa anual de 6.42%. En lo que corresponde a las importaciones, éstas se ubicaron en los 8,496 millones de dólares, lo que equivale a una reducción de 4.75%, en comparación con lo reportado en el mismo lapso del año previo. El incremento en las exportaciones, aunado a la reducción en las importaciones, permitió revertir la tendencia de déficit presentada en 2014 en este ámbito y generar uno de los mayores superávits comerciales agroalimentarios de las últimas décadas.
Novedades
Inauguración Planta Piloto Altecsa – Huamantla 17 de abril de 2015 Huamantla, Tlaxcala.
El pasado 16 de abril de 2015, Recibimos la visita del Secretario de Economía, Lic. Ildefonso Guajardo Villarreal, acompañado del Gobernador Constitucional del Estado de Tlaxcala, Lic. Mariano González Zarur, y de la Lic. Adriana Moreno Durán, Secretaria de Turismo y Desarrollo Económico de Tlaxcala, para la inauguración oficial de la Planta Piloto en las instalaciones de Altecsa-Huamantla. Fueron recibidos por el Director General, el Lic. Luis Carbonell García, quién dio unas palabras de bienvenida y comentó la importancia que tiene para la industria de alimentos tener una planta piloto como la nuestra en la región centro del país. En su visita a nuestra planta el Lic. Ildefonso Guajardo Villarreal, elogió el crecimiento económico que registró el Estado en los últimos cuatro años y señaló que esto se debe, en gran medida, a que Tlaxcala otorga una atención adecuada a las empresas que desean asentarse en su territorio. Visitó la Planta Piloto y los nuevos laboratorios de Investigación y Desarrollo, que son los más modernos de la región, construidos en conjunto con el Gobierno Federal a través de los programas para la innovación e investigación tecnológica del Consejo Nacional para la
Ciencia y Tecnología (CONACYT). En conjunto se han invertido más de 50 millones de pesos en tecnología para el desarrollo de nuestros proyectos de investigación que coadyuven a la población en su intención de llevar una vida más sana. De igual modo se destacó la estrecha vinculación que existe entre Altecsa y distintas universidades para el logro de estos proyectos. El Lic. Ildefonso Guajardo Villarreal felicitó a los empresarios por el trabajo realizado, y les deseó éxito en esta nueva etapa que beneficiará a la región. Reconoció el esfuerzo que cerca de 90 trabajadores hacen diariamente y después de la visita propuso tomar una fotografía con los colaboradores. ALTECSA, S.A. DE C.V. Calle 8. 220 Col. Granjas San Antonio Iztapalapa, México, D.F. 09070 Tels.: [55] 5670 1355 • [55] 5670 1365 • [55] 5670 1469 • Fax: [55] 5581 3632 ventas@altecsa.com.mx www.altecsa.com.mx
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BENEFICIOS SALUDABLES DEL CHOCOLATE AMARGO
Tecnología
{ K. Haritha, L. Kalyani y A. Lakshmana Rao }
RESUMEN
Palabras clave: Cacao; chocolate amargo; dieta; salud.
El chocolate es una materia prima o alimento procesado producido a partir de semillas del árbol tropical Theobroma cacao. Los chocolates se perciben cada vez más como capaces de promover la buena salud. A medida que estos son ideales para su inclusión en la matriz alimentaria de una barra de chocolate, complementando con los flavanoles endógenos, el chocolate podría ser desarrollado como el sistema de liberación polipíldora-nutracéutico ideal, mejorando la salud en forma de un sabroso manjar. El chocolate amargo es beneficioso principalmente en las enfermedades cardiovasculares. Otros beneficios del chocolate amargo incluyen el ser antioxidante y mejorador de la función endotelial, función vascular y sensibilidad a la insulina, etcétera. { V. V. Instituto de Ciencias Farmacéuticas, Gudlavalleru, 521 356, A.P., India. }
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TecnologĂa Julio - Agosto 2015 | Industria Alimentaria
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ABSTRACT Chocolate is a raw or processed food produced from the seed of the tropical tree Theobroma cacao. Chocolates are increasingly being seen as capable of promoting good health. As these are ideally suited for inclusion in the food matrix of a chocolate bar, complementing the endogenous flavanols, chocolate could be developed as the ideal nutraceuticalpolypill delivery system, enhancing health in the form of a tasty treat. Dark chocolate is majorly beneficial in cardiovascular disease. The other health benefits of Dark chocolate includes as antioxidant, improvement in endothelial function, vascular function, insulin sensitivity, etc. Key words: Cocoa; dark chocolate; diet; health.
INTRODUCCIÓN El chocolate es una preparación alimenticia típicamente dulce, usualmente café, de semillas de Theobroma cacao, tostadas y mo-
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lidas, a menudo saborizado con vainilla1. Se elabora en forma de un líquido, pasta o en un bloque, o bien se utiliza como ingrediente saborizante en otros alimentos dulces. El chocolate es un rango de productos derivados del cacao, mezclado con grasa (por ejemplo, manteca de cacao) y finalmente con azúcar en polvo para producir un dulce sólido2. El chocolate comúnmente se encuentra en variedad amarga, con leche y blanco, con sólidos de cacao que contribuyen al color café. Hay varios tipos de chocolate de acuerdo a la proporción de cacao utilizada en una formulación en particular3. El chocolate amargo, también llamado chocolate negro, se produce por la adición de grasa y azúcar al cacao. Este chocolate no contiene leche o la contiene en menor cantidad que el chocolate con leche. El chocolate amargo se puede comer como tal, o se puede usar en cocina (para lo cual es más grueso), barras para hornear (usualmente se venden con altos porcentajes de cacao variando de 70% a 99%)4. Obscuro es sinónimo de semidulce y extra obscuro de agridulce, aunque la proporción de manteca de cacao a sólidos puede variar.
16 [ TECNOLOGÍA ] Los productos de cacao pueden ser muy nutritivos y el chocolate es una fuente rica de energía, proteína, magnesio, calcio, hierro y riboflavina de cantidades variables, esencial para la salud mental y la función cardiaca5. Las semillas de cacao son ricas en cobre, azufre y vitamina C. El chocolate amargo es naturalmente rico en flavonoides6. Se cree que estos compuestos disminuyen la presión arterial y protegen contra enfermedades cardiovasculares entre otras cosas7. Recientes estudios realizados en EEUU y Europa apoyan los efectos benéficos del chocolate sobre el sistema cardiovascular, animando a los productores de chocolate a desarrollar métodos adecuados de procesamiento de semillas de cacao enfocados específicamente a conservar el contenido de flavonoides8. Se piensa que los métodos tradicionales de tostado y fermentación destruyen más de tres cuartas partes de estos compuestos9. Diferentes tipos de chocolate contienen diferentes cantidades de teobromina. En general, los niveles de teobromina son mayores en los chocolates amargos (aproximadamente 10 g/kg) que en los chocolates con leche (1-5 g/kg)10. El chocolate de mayor calidad tiende a contener más teobromina que el chocolate de menor calidad. Las semillas de cacao naturalmente contienen aproximadamente 300-1200 mg/onza de teobromina.
PROPIEDADES FÍSICAS La forma más común de la manteca de cacao tiene un punto de fusión de alrededor de 34-38 °C (93-101 °F), representando al chocolate sólido a temperatura ambiente que se funde rápidamente una vez que está en la boca. La manteca de cacao muestra polimorfismo, teniendo cristales α, γ, β' y β, con puntos de fusión de 17, 23, 26 y 35–37 °C respectivamente. La producción de chocolate de manera típica usa sólo el cristal β
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[ TECNOLOGÍA ] 17 por su alto punto de fusión. Una estructura cristalina uniforme resultará en una textura suave, brillante y crujiente. Sobrecalentar la manteca de cacao convierte la estructura a una forma menos estable que funde por debajo de la temperatura ambiente. Dándole tiempo, esta regresará naturalmente a la forma cristalina β más estable. Se toma ventaja de este fenómeno en la teoría de transformación polimórfica del Bloom del chocolate. Esta se basa en el hecho de que los chocolates con Bloom siempre contienen la manteca de cacao polimorfa más estable. El índice de refracción de la manteca de cacao es 1.44556-1.44573. Su valor de índice de yodo es 32.11-35.12, 35.575. Su valor de ácido es 1.68. El valor de saponificación es 191.214, 192.88-196.29. Tiene un valor
energético alimenticio de 3,770 kilojoules por 100g (3.5oz).
QUÍMICA El cacao contiene más de 300 compuestos volátiles, los componentes más importantes son ésteres alifáticos, polifenoles, carbonilos aromáticos y teobromina, los cuales también previenen la rancidez de la grasa11. Los ingredientes farmacológicamente activos de las semillas de cacao incluyen aminas, alcaloides, teobromina (0.5% a 2.7%), cafeína (aproximadamente 0.25% en cacao), teofilina, ácidos grasos, polifenoles (incluyendo flavonoides), tiramina, trigonelina, magnesio, feniletilamina y N-aciletanolaminas. Una barra de chocolate
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estándar (40 a 50 g) contiene teobromina (86 a 240 mg) y cafeína (9 a 31 mg). El sabor característicamente amargo del cacao es generado por la reacción de dicetopiperazinas con teobromina durante el tostado. La teobromina se produce comercialmente de las cáscaras de cacao. La manteca de cacao contiene ácidos grasos que consisten principalmente en ácido oleico, esteárico y palmítico. También contiene ácido mirístico, araquídico, láurico, linoleico y α-linolénico. El cacao es rico en polifenoles que tienen efectos benéficos sobre las enfermedades cardiovasculares. En el cacao, los polifenoles de interés particular son los flavanoles, una subclase de flavonoides que a su vez son una subclase de polifenoles. El cacao contiene más del 10% de flavanoles en peso. En la semilla de cacao los flavonoles pueden ser monoméricos, siendo principalmente (-)-epicatequina y (+)-catequina diméricos (que consisten en 2 unidades de epicatequina con diferentes enlaces) o poliméricos (se han encontrado combinaciones de monómeros y
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cadenas de más de 10 unidades o más)12. Estos polímeros se conocen como procianidinas13.
MECANISMO Se ha reportado que el cacao es una fuente natural de antioxidantes los cuales son captadores de radicales libres que conservan las membranas celulares, protegen el DNA, previenen la oxidación del colesterol de lipoproteína de baja densidad (LDL) que lleva a la aterosclerosis y previene la formación de la placa en las paredes de las arterias. La actividad antioxidante del cacao se ha atribuido a las procianidinas y a sus precursores monoméricos, epicatequina y catequina los cuales inhiben la oxidación de LDL14. El chocolate amargo y el cacao inhiben la oxidación de la LDL e incrementan las concentraciones del colesterol de lipoproteína de alta densidad (HDL). Se han encontrado catequina y epicatequina en el cacao. Las catequinas son
[ TECNOLOGÍA ] 19 compuestos fitoquímicos que se encuentran en altas concentraciones en una variedad de alimentos y bebidas a base de plantas. El contenido de catequina en el chocolate amargo es de 12 mg/100 mg. El contenido de epicatequina en el chocolate amargo es de 41.5 mg/10 mg. El consumo de catequinas se ha asociado con una variedad de efectos benéficos incluyendo el incremento de la actividad antioxidante en plasma, dilatación de la arteria bronquial, oxidación de grasas y resistencia a la oxidación de la LDL15. La epi-
catequina parece ser el principal constituyente bioactivo del cacao y otros alimentos y bebidas ricos en flavonoles16. Esta ha mostrado mejorar la función endotelial en animales y humanos17. En modelos animales de hipertensión sensibles a la sal, la epicatequina disminuye la presión sanguínea y el daño de órgano terminal asociado. El óxido nítrico parece jugar un papel clave en la protección de la disfunción endotelial e hipertensión. La capacidad antioxidante del chocolate amargo es de 13.1/100 g.
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BENEFICIOS DEL CHOCOLATE AMARGO A LA SALUD Recientemente se ha descubierto que el chocolate amargo tiene varios beneficios a la salud e incluyen el alivio de enfermedades cardiovasculares, protección contra enfermedades cardiacas, prevención del ictus, alivio de la hipertensión (presión arterial alta), regulación de azúcar en la sangre y dependencia de insulina, reducción del riesgo de diabetes tipo II, protección antioxidante, alivio de frío y tos, reducción del riesgo de cáncer de colon, desaceleración del envejecimiento, incremento de la función inmune, freno a la progresión del SIDA, reparación y protección del DNA, protección de Alzheimer, alivio de síndrome premenstrual, prevención de alopecia18.
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Para enfermedad cardiovascular Los investigadores sugieren que el chocolate, el cacao y los flavan-3-oles son utilizados para la prevención de enfermedad cardiovascular19. El consumo de alimentos ricos en flavanoles también está asociado con la mejora de padecimientos cardiovasculares, sugiriendo que este grupo específico de flavonoides puede tener potentes cualidades cardioprotectoras20. El chocolate amargo puede reducir el riesgo de aterosclerosis mediante el engrosamiento y endurecimiento de las arterias, restaurando su flexibilidad y previniendo que los glóbulos blancos se peguen a las paredes de los vasos sanguíneos21. El posible mecanismo de estos flavonoides puede incluir la reducción del estrés oxidativo, el incremento de la liberación de prostaciclina endotelial, el mejoramiento de la función endotelial 22,
[ TECNOLOGÍA ] 21 el incremento en la sensibilidad de los receptores de insulina, la inhibición de la oxidación lipídica y la inhibición de la enzima convertidora de angiotensina23.
Para desorden cardiometabólico
en hombres sanos cuando se determinó después de 14 días de abstención de todas las metilxantinas posterior a una semana de ingesta de chocolate amargo (teobromina 6 mg/kg/día). Por lo tanto, los resultados de estos estudios no pueden ser extrapolados
En general los desórdenes cardiometabólicos ejercen una carga para las personas24. Sin embargo, estos son en gran medida prevenibles. Mediante revisión sistemática y meta-análisis los productos de cacao que contienen flavonoles, tienen un potencial para prevenir desórdenes cardiometabólicos25,26.
Como estimulante cardiorrespiratorio La teobromina, el principal alcaloide en el cacao, es un débil estimulante del SNC, con sólo una décima parte de efectos cardiacos que otras metilxantinas (por ejemplo, la cafeína, teofilina). La teobromina tiene una actividad similar a la que se ha visto en la cafeína (por ejemplo, incrementa la energía, motivación para trabajar y estado de alerta). La teobromina, cuando es ingerida en forma de una gran barra de chocolate, no causa ninguna hemodinámica aguda o cambios electrofisiológicos cardíacos en jóvenes y adultos sanos27. La farmacocinética de la teobromina fue similar
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22 [ TECNOLOGÍA ] a pacientes con cualquier condición o enfermedad o a los efectos del consumo crónico de chocolate.
Para la función endotelial y vascular El chocolate amargo induce a una rápida y significante mejora de la función endotelial y plaquetaria en fumadores sanos 2-8 horas después de la ingesta28-30. Los fumadores de cigarros exhiben un incremento del potencial aterogénico, como consecuencia tienen una disfunción endotelial y plaquetaria, la cual está asociada con un incremento de riesgo cardiovascular31. Estos hallazgos están mediados por el efecto antioxidante del chocolate amargo rico en polifenoles. La hipertensión y el exceso de peso corporal son importantes factores de riesgo para la disfunción endotelial. Reciente evidencia sugiere que el chocolate amargo alto en polifenoles mejora la función endotelial y disminuye la presión sanguínea en la etapa 1
de hipertensión32. Por lo tanto el consumo de barras de chocolate genera reducción de la presión sanguínea sistólica y diastólica.
Para azúcar en la sangre El chocolate amargo ayuda a mantener unos vasos sanguíneos saludables y una circulación intacta para proteger contra la diabetes tipo II. Los flavonoides en el chocolate amargo también ayudan a reducir la resistencia a la insulina ayudando a que las células funcionen normalmente y recuperen la capacidad de usar la insulina del cuerpo de manera eficiente33. El chocolate amargo también tiene un bajo índice glicémico que no causará picos altos en los niveles de azúcar en la sangre.
Para el cerebro El chocolate amargo incrementa el flujo sanguíneo al cerebro así como al corazón, por lo que puede ayudar a mejorar la función cognitiva34. El chocolate amargo contiene varios compuestos químicos que tienen acción estimulante y efecto positivo en el estado de ánimo y la salud cognitiva35. El chocolate contiene feniletilamina (PEA), la PEA estimula al cerebro a liberar endorfinas y sentirse alerta. El chocolate amargo tam-
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[ TECNOLOGÍA ] 23 bién contiene cafeína, un estimulante leve. Sin embargo, el chocolate amargo contiene mucho menos cafeína que el café y por ello los ingredientes del chocolate se usan en estados de desórdenes36.
Para la higiene oral El chocolate amargo contiene teobromina, la cual ha mostrado endurecer el esmalte de los dientes. Esto significa que el chocolate amargo disminuye el riesgo de tener caries en una adecuada higiene dental. La teobromina también es un estimulante leve, aunque no tan fuerte como la cafeína. Puede, sin embargo, ayudar a suprimir la tos. La teobromina trabaja suprimiendo la actividad del nervio vago, el cual causa la tos.
Como antioxidante El chocolate amargo es rico en antioxidantes. Los antioxidantes ayudan contra los radicales libres, los cuales causan daño oxidativo a las células37. Los radicales libres están implicados en el proceso de envejecimiento y pueden ser causa de cáncer, por lo que comer alimentos ricos en antioxidantes como el chocolate amargo puede proteger al cuerpo de muchos tipos de cáncer y retrasar los signos de envejecimiento38.
Como vitaminas y minerales El chocolate amargo contiene un gran número de vitaminas, minerales y nutrientes de manera natural que pueden apoyar a la salud. El chocolate amargo contiene proteínas, grasa
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24 [ TECNOLOGÍA ] saturada, calorías, vitaminas como la vitamina B1, vitamina B2, vitamina B3, vitamina B9, vitamina K, calcio, fibra dietética, magnesio, fósforo, manganeso, selenio, hierro, potasio, cobre y zinc. El cobre y el potasio en el chocolate amargo ayudan a prevenir contra accidente cerebrovascular y padecimientos cardiovasculares. El hierro en el chocolate protege contra su deficiencia, anemia y el magnesio ayuda a prevenir la diabetes tipo II, la presión arterial alta y la enfermedad cardiovascular.
cognitiva y la pérdida de memoria en el envejecimiento. Un estudio usando resonancia magnética funcional en personas jóvenes saludables, encontró que la ingestión de cacao rico en flavonoles está asociada con el incremento del flujo sanguíneo cerebral, sugiriendo que el cacao puede jugar un papel en el tratamiento del deterioro cerebral, incluyendo demencia y accidente cerebrovascular.
En cáncer En la deficiencia de magnesio En ratas, el magnesio contenido en el cacao ha mostrado prevenir y corregir su deficiencia crónica. Las bajas ingestas de magnesio pueden ser responsables de algunas alteraciones cardiovasculares así como renales, GI, neurológicas y desórdenes musculares. El uso de cacao para tratar o prevenir la deficiencia de magnesio en humanos no ha sido explorada39.
Los datos sugieren que los alimentos ricos en flavonoides contribuyen a la prevención de cáncer. Un estudio in vitro demostró que las células cancerosas de mama son selectivamente susceptibles a los efectos citotóxicos de la procianidina pentamérica derivada del cacao y sugiere que la inhibición de la proliferación celular por este compuesto está asociada con defosforilación sitio-específica o baja regulación de varias proteínas reguladoras del ciclo celular40.
Para el desarrollo cognitivo El daño por radicales libres ha sido implicado como una causa de la disminución
CONCLUSIÓN El chocolate es un alimento alto en calorías y alto en grasa. El chocolate amargo es naturalmente rico en flavonoides. Se cree que estos compuestos exhiben diferentes actividades terapéuticas. El principal beneficio del chocolate amargo es en los desórdenes cardiovasculares. Los otros beneficios del chocolate amargo incluyen el alivio de la hipertensión, regulación de azúcar en la sangre y protección antioxidante, entre otros.
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FORMULACIÓN DE UNA BEBIDA DE JUGO DE MANZANA CON AISLADO/ HIDROLIZADO DE PROTEÍNA DE SUERO Tecnología
{ Mostafa Goudarzi, 1 Ashkan Madadlou, 1,2, * Mohammad E Mousavi 1,2 y Zahra Emam-Djomeh 1,2 }
Palabras clave: Proteína de suero; hidrolizado; jugo de fruta; sensorial; sedimentación.
El aislado de proteína de suero (WPI) o su hidrolizado bioactivo (WPH) se mezcló con jugo de manzana y edulcorante, obteniendo una serie de bebidas con diferentes valores de pH. La sedimentación del jugo de manzana con WPI y del jugo de manzana con WPH se inhibió a valores de pH de 3.15 y 3.47, respectivamente. Entre más alto fue el valor del contenido de proteína de suero más indeseable fue el sabor de las muestras. Se obtuvo una apariencia más clara con tamaño de partícula más pequeña en las formulaciones de manzana-WPH comparadas con las preparadas con jugo de manzana-WPI y los valores de pH estuvieron más cerca del punto isoeléctrico de las proteínas del suero. Las mediciones de viscosidad intrínseca revelaron asociaciones más débiles de péptidos comparado con las moléculas de proteínas.
2
Whey protein isolate (WPI) or its bioactive hydrolysate (WPH) was mixed with apple juice along with sweetener, obtaining a series of beverages with various pH values. Sedimentation of WPI-apple juice and WPHapple juice beverages was inhibited at pH values of 3.15 and 3.47, respectively. The higher the whey protein content, the more undesirable was the taste of samples. A clearer appearance with smaller particle size was obtained with WPH-apple juice formulations compared to WPI-apple juice formulations at pH values closer to the pI of the whey proteins. Intrinsic viscosity measurements revealed the weaker associations of peptides compared with protein molecules. Key words: Whey protein; hydrolysate; fruit juice; sensory; sedimentation.
{ 1 Departamento de Ingeniería y Ciencia de Recursos Naturales y Agricultura, Universidad de Terán, Karaj, Irán, y Centro de Excelencia para la Aplicación de Tecnologías Modernas para la Producción de Alimentos Funcionales y Bebidas, Colegio Universitario de Recursos Naturales y Agricultura, Universidad de Terán, Karaj, Irán. *Autor para correspondencia. E-mail: a.madadlou@ut.ac.ir }
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TecnologĂa Julio - Agosto 2015 | Industria Alimentaria
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INTRODUCCIÓN Debido a su alta calidad nutricional y valor biológico excepcional, las proteínas del suero muestran una gran promesa para el diseño de alimentos funcionales (Smithers 2008). A su vez, la amplia presencia de péptidos bioactivos encriptados en la secuencia progenitora de las proteínas de suero ha presentado hidrolizados de proteínas de suero (WPHs) como los principales candidatos para la formulación de alimentos fisiológicamente funcionales (Peña-Ramos y Xiong 2001). Las bebidas a base de fruta son consideradas como matrices convenientes para llevar y liberar proteínas de suero en la dieta humana. Sin embargo, el bajo perfil sensorial de las bebidas a base de proteína de suero todavía sigue siendo un desafío para la aceptación del consumidor. Han habido varias investigaciones sobre el desarrollo de jugos de frutas a base de suero mezcladas con diversas formulaciones para seleccionar la mezcla óptima basada en la percepción sensorial (Djuric et al. 2004). Las bebidas a base de proteína de suero pueden sufrir de precipitación, un fenómeno resultante de la agregación de las proteínas desnaturalizadas térmicamente (Ryan et al., 2012). Koffi et al. (2005) utilizaron pectina para estabilizar bebidas de plátano con suero procesadas con UHT y observaron cambios notables en tamaño de partícula y grado de sedimentación durante el almacenamiento. Se ha encontrado que la formulación de bebidas con proteína de suero a valores bajos de pH es una estrategia eficaz para mejorar la claridad de dichas bebidas y su estabilidad al calor (Lee y Vickers 2008). LaClair y Etzel (2010) indicaron que la reducción del pH por debajo del punto isoeléctrico (PI) de las proteínas de suero dio como resultado una apariencia clara en las bebidas de proteína de suero a través de la prevención de las interacciones proteína-proteína. La formulación de bebidas de proteína de suero para lograr las características fisicoquímicas y sensoriales deseadas a través de las clásicas técnicas de optimización de un punto es proceso que consume tiempo y costo. El método
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[ TECNOLOGÍA ] 31 de superficie de respuesta (RSM) es un enfoque adecuado para el diseño, desarrollo y la formulación de nuevos productos. Eso disminuye el número de experimentos requeridos y define un modelo matemático para describir la influencia de variables independientes, solo o en combinación, sobre la respuesta deseada (Madadlou et al. 2009a). Recientemente preparamos un WPH bioactivo con propiedades multifuncionales incluyendo inhibidores de la ACE, actividades antioxidantes, antihipertensivas y antidiabéticas (Goudarzi et al. 2012; Goudarzi y Madadlou 2013). En la actual comunicación, se introdujo la formulación del jugo de manzana suplementado con el WPH bioactivo. Para lo mejor de nuestro conocimiento, este es el primer informe sobre la elaboración de
jugo mixto de fruta con WPH bioactivo. Además, la optimización de la formulación de los jugos de frutas fortificados con proteínas de suero intactas ha recibido una atención mínima. Por tanto, el objetivo del presente estudio fue optimizar la formulación de bebidas de jugos de frutas suplementadas con WPI o el WPH a través de un enfoque en RSM para obtener productos con atributos sensoriales agradables y sin tendencia de sedimentación.
MATERIALES Y MÉTODOS Materiales WPI en polvo (proteína 88%, grasa 0.2%, 0.2% de lactosa, cenizas 4.5% y contenido de humedad 6% w/w, según lo determinado por el fa-
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32 [ TECNOLOGÍA ] bricante) y el Flavourzyme fueron obsequiados por Arla Foods (Aarhus, Dinamarca) y Novozymes (Kanto/Chiba, Japón), respectivamente. Se recibió el jarabe de maíz de alta fructosa (HFCS) de Sahand Zorat CO (Teherán, Irán). El jugo de manzana envasado (carbohidratos totales de 13 g; 280 mg de proteína; 7 mg de grasa y 54 mg de ceniza por cada 100 mL, según lo proporcionado por el productor) y la sacarosa se obtuvieron de los mercados locales (Teherán, Irán).
Preparación de bebidas de jugo de frutas con WPI Los ingredientes básicos utilizados en la preparación de las bebidas a base de jugo de frutas-WPI fueron: WPI, jugo de manzana, sacarosa y ácido cítrico. Primeramente, 25 g de WPI se disolvieron en 100 mL de agua destilada y se dejaron a 4 ° C durante la noche para permitir su completa hidratación. Por separado, los otros componentes se mezclaron a las concentraciones definidas por el diseño experimental a 500 rpm. Se utilizó el ácido cítrico (2.5 N) para ajustar el pH de las bebidas a valores predeterminados. Las muestras se colocaron en botellas de vidrio preesterilizadas de 250 mL y se pasteurizaron a 80 °C en un baño de agua durante 10 min, enfriándosele rápidamente en un baño de hielo y se almacenó a 5 °C hasta su análisis en el mismo día. TABLA 1. Niveles codificados y no codificados de variables independientes de acuerdo a un diseño central compuesto.
Preparación de bebidas de jugo de frutas con WPH La formulación se constituyó de WPH en polvo, jugo de manzana, HFCS como edulcorante y ácido cítrico. El WPH en polvo se preparó
INGREDIENTES DE FORMULACIÓN
siguiendo el procedimiento del Goudarzi et al. (2012). El azúcar no se utilizó como edulcorante en la preparación de jugos de frutas suplementado con WPH pero fue sustituido con el jarabe de alta fructosa debido a que el producto final se consideró como una bebida dietética y funcional. La concentración de WPH en todas las muestras fue estandarizada a 6% (w/w) (Goudarzi et al. 2012). De acuerdo con el diseño experimental, se añadieron cantidades apropiadas de jugo de manzana y el HFCS se agregó a una solución hidrolizada mientras se mezcló a 500 rpm hasta que esté completamente disuelto. El pH se ajustó con ácido cítrico 2.5 N. Las muestras se pasteurizaron a 80 °C durante 10 min, se enfrió rápidamente y se almacenó a 5 °C hasta su análisis en el mismo día.
Diseño experimental y análisis estadístico Las formulaciones óptimas para el jugo de manzana con WPI y para las bebidas de jugo de manzana con WPH se determinaron con base en un diseño estadístico de RSM. Las variables independientes para las bebidas de jugo con WPI fueron: la concentración de la solución de WPI (1, 2, 3, 4 y 5% p/v), materia seca del jugo de manzana (4, 5, 6, 7 y 8% p/v), el contenido de sacarosa (5, 5.75, 6.5, 7.25 y 8% p/v) y el pH de la bebida (2.5, 2.82, 3.15, 3.47 y 3.8). Las respuestas buscadas fueron características sensoriales incluyendo sabor, aroma, apariencia y grado de sedimentación (Tabla 1). Un diseño central compuesto (CCD) con cuatro factores a cinco niveles y α = 0.5
NIVEL -1.68
-1
0
1
1.68
X1: WPI (g/100 mL)
1
2
3
4
5
X2/X’1: Materia seca del jugo de manzana (g/100 mL)
4
5
6
7
8
X3/X’2: Edulcorante (g/100 mL)
5
5.75
6.5
7.25
8
X4/X’3: pH
2.5
2.82
3.15
3.47
3.8
X1, X2, X3 y X4 son variables independientes para las bebidas de jugo de manzana con WPI; X’1; X’2, X’3 son variables independientes para bebidas de manzana con WPH.
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[ TECNOLOGÍA ] 33 se realizó para generar 20 corridas. El diseño consistió de 16 puntos del cubo, 7 puntos centrales, 8 puntos axiales y 0 puntos centrales en axial.
gusta ni me disgusta (5); ligeramente me gusta (6); me gusta moderadamente (7); me gusta mucho (8) y me gusta extremadamente (9).
Sedimentación Las variables independientes para la bebida con jugo-WPH fueron: el contenido de materia seca del jugo de manzana (4, 5, 6, 7 y 8% p/v), contenido de HFCS (5, 5.75, 6.5, 7.25 y 8% p/v) y el valor de pH de la bebida (2.5, 2.82, 3.15, 3.47 y 3.8). Las respuestas buscadas fueron los atributos sensoriales y el grado de sedimentación (Tabla 1). Un CCD completo con tres factores a 5 niveles y α=0.5 se realizó para generar 20 corridas. El diseño consistió de 8 puntos del cubo, 6 puntos centrales, 6 puntos axiales y 0 puntos centrales en axial. Las corridas generadas por los diseños CCD se dan en la Tabla S1 (Información de Apoyo). Una ecuación polinomial de segundo orden se ajustó a los datos experimentales obtenidos para las respuestas.
El grado de sedimentación de las bebidas se midió como la proporción del sedimento en relación con el volumen total de la muestra (Iordache y Jelen 2003). Quince mililitros de cada muestra recién preparada se transfirieron a un cilindro graduado y se almacenó a 5 °C durante 72 h. Las mediciones se realizaron por triplicado, y los resultados se reportaron como el porcentaje de la altura total de la bebida en el cilindro.
Análisis del tamaño de partículas La distribución del tamaño de partícula de las bebidas con la formulación óptima se midió mediante dispersión de luz estática utilizando un Mastersizer 2000 (Malvern instrument Ltd., Malvern, Reino Unido). Las mediciones se tomaron por triplicado inmediatamente después de la preparación de la muestra a temperatura ambiente. Las partículas se caracterizaron con el promedio de peso-volumen (D43). En el análisis promedio
Donde Y es la respuesta (características sensoriales o grado de sedimentación); Bo, Bi, Bii y Bij son los coeficientes de regresión para intercepción, lineales, cuadráticas y de interacción, respectivamente; y Xi y Xj son las variables independientes. El análisis de superficie de respuesta, mapeo de la gráfica y la optimización de la respuesta fueron realizadas utilizando Minitab versión 15.1.1.0 (Minitab Inc., State College, PA, USA).
Evaluación sensorial Un panel entrenado de diez asesores realizó la evaluación sensorial utilizando una escala hedónica de nueve puntos. Los grados de la escala de evaluación de los atributos sensoriales fueron: me disgusta extremadamente (1); me disgusta mucho (2); me disgusta moderadamente (3); me disgusta ligeramente (4); ni me
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34 [ TECNOLOGÍA ] de peso-volumen, el peso de cada partícula se determinó una vez que se calcula la distribución de tamaños. Este último es un índice de polidispersión (Madadlou et al. 2009b).
Viscosidad aparente Las mediciones de la viscosidad aparente fueron tomadas con un viscosímetro de estrés/estable (modelo DV-II + pro Brookfield Engineering Lab. Instruments, Middleboro, MA, EE.UU.) con velocidad de cizalla de 30.58 a 235.67/s, mientras que las tensiones de cizallamiento relevantes (/ Nm2) se registraron a 24 intervalos de tiempo de 6 s. Las mediciones fueron tomadas por triplicado, y se analizaron los datos por el software Curve Expert versión 1.34 (Microsoft Corporation). Los datos experimentales se ajustaron al modelo de ley de potencia:
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donde τ es la tensión de cizalla, k es el índice de consistencia, γ es la tasa de cizalla (s-1), y n es el índice de comportamiento del flujo.
Viscosidad intrínseca La viscosidad intrínseca [η] se determinó utilizando un viscosímetro Ubbelohde suspendido en un baño de agua mantenido a 5.0± 0.2 °C. Se prepararon cuatro diluciones de cada muestra por triplicado disolviendo 0.25, 0.5, 0.75 y 1 g de bebida en 100 mL de KCl. Cada dilución fue pasada a través de un tubo capilar, y se registró el tiempo necesario para que el líquido fluya desde una marca superior a una marca inferior, para calcular la viscosidad específica (ηsp):
[ TECNOLOGÍA ] 35
donde t0 y t son los tiempos de flujo del solvente y la solución, respectivamente. La viscosidad reducida de cada dilución fue graficada contra su concentración (C), y la regresión interceptada de diferentes diluciones de cada muestra se reportó como la viscosidad intrínseca (Purwanti et al. 2011).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN El método de superficie de respuesta describió la influencia de los ingredientes en la formulación, solos o en combinación, sobre la percepción sensorial y el grado de sedimentación de las bebidas (Tabla 2). BasándoSABOR COEFICIENTE B VALOR DE P Intercepción WPI Jugo de fruta Edulcorante pH WPI2 Jugo de fruta2 Edulcorante2 pH2 Jugo de fruta x WPI Edulcorante x WPI WPI x pH Jugo de fruta x edulcorante Jugo de fruta x pH Edulcorante x pH
6.952 -1.221 0.595 -0.045 0.389 -1.458 -0.158 -0.058 -1.358 0.212 -0.093 -0.418 0.300 0.162 -0.218
0.000 0.000 0.000 0.393 0.000 0.012 0.762 0.911 0.018 0.001 0.093 0.000 0.000 0.007 0.001
Intercepción Jugo de fruta Edulcorante pH Jugo de fruta2 Edulcorante2 pH2 Jugo de fruta x edulcorante Jugo de fruta x pH Edulcorante x pH
29.604 0.767 4.018 13.737 -1.602 -1.610 -0.510 1.590 -0.447 0.928
0.000 0.461 0.002 0.000 0.140 0.621 0.143 0.665 0.375 0.375
se en los datos experimentales, los modelos matemáticos fueron construidos entre las variables independientes y las respuestas de interés. La R2 de los modelos, el coeficiente de determinación para comprobar el estado físico del modelo fue cercana a 1 indicando que la variación en las respuestas podría explicarse adecuadamente por los ingredientes de la formulación (Tabla S2 en Información de apoyo). Del mismo modo, el análisis estadístico de la varianza (Tabla S2 en Apoyo Información) mostró una falta no significativa de ajuste para los modelos, a excepción de la sedimentación. La falta insignificante de ajuste significa que los términos incluidos en los modelos son suficientes para describir la verdadera superficie de las respuestas y no se requieren modelos más sofisticados (Vie et al. 2002). AROMA APARIENCIA COEFICIENTE B VALOR DE P COEFICIENTE B VALOR DE P Bebidas de jugo de fruta con WPI 4.983 0.000 6.952 0.000 -1.757 0.000 -1.221 0.000 1.192 0.000 0.595 0.000 0.031 0.608 -0.045 0.320 0.045 0.465 -0.389 0.000 -1.406 0.034 -1.458 0.025 0.493 0.427 -0.158 0.033 -0.106 0.862 -0.058 0.002 -0.006 0.991 -1.358 0.152 -0.462 0.000 0.212 0.001 0.037 0.552 -0.093 0.364 -0.087 0.175 -0.418 0.560 -0.031 0.619 0.300 0.617 -0.056 0.376 0.162 0.001 0.031 0.376 -0.218 1.000 Bebidas de jugo de fruta con WPH 62.734 0.000 64.020 0.000 17.711 0.000 6.752 0.000 0.586 0.571 -0.099 0.923 -0.977 0.352 -13.156 0.000 -1.980 0.076 -0.391 0.704 0.316 0.758 -0.149 0.891 0.644 0.534 -02.892 0.016 -0.134 0.896 0.154 0.881 1.879 0.090 -5.885 0.000 0.537 0.603 0.256 0.803
TABLA 2. Coeficientes de regresión y sus valores P para los modelos de regresión para la predicción de características organolépticas y grado de sedimentación del jugo de manzana con WPI y de las bebidas con jugo de manzana y WPH.
SEDIMENTO COEFICIENTE B VALOR DE P 0.684 17.373 0.323 -0.970 24.122 -4.134 -4.134 -4.134 23.673 0.3337 -0.666 17.916 -0.083 0.003 -1.001
0.416 0.000 0.702 0.259 0.000 0.624 0.624 0.624 0.000 0.697 0.441 0.000 0.922 0.697 0.252
4.276 0.078 -1.177 9.648 3.436 3.436 3.346 -0.083 -0.083 -1.251
0.003 0.928 0.194 0.000 0.560 0.560 0.560 0.925 0.925 0.182
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36 [ TECNOLOGÍA ] Sabor Como se esperaba, un aumento en el contenido de WPI de las bebidas causó una sensación de sabor desfavorable (Tabla S1 en Información de Apoyo). La evaluación sensorial demostró que valores más bajos de pH condujeron a un sabor que disgustó extremadamente en ambos tipos de bebidas (Tabla S1 en Información de Apoyo), posiblemente debido a la acidez. Como muestra el gráfico de superficie de WPI x pH (Figura 1), un aumento en el pH hasta un cierto valor fue acompañado por un mejoramiento en la aceptabilidad del sabor de las bebidas de jugo-WPI, pero también se observó una reducción. Djuric et al. (2004) señaló que el equilibrio entre la sacarosa y el pH dependía fuertemente de la calidad de las bebidas de frutas con suero. Los resultados revelaron que el aumento de la materia seca del jugo efectivamente impartió un sabor agradable a las mezclas de jugo de manzana-WPI, mientras que no mostró ningún efecto significativo sobre las muestras de jugo de manzana-WPH (Tabla 1). Cruz et al. (2009) encontraron un significativo mejor sabor para las mezclas de jugos de acerola con suero con un alto contenido de jugo de fruta. La influencia positiva del contenido de materia seca del jugo sobre el sabor también se observó por el efecto de interacción de WPI x materia seca del jugo (Figura 1). El edulcorante mejoró significativamente el sabor de las bebidas de jugo de manzana-WPH, mientras que se observó ninguna relación entre la concentración del edulcorante y el sabor de la mezcla de jugos de manzana-WPI.
Olor Los resultados mostraron que mayores contenidos de WPI en la fórmula llevaron a la detección de un olor desagradable en las bebidas con jugo de manzana-WPI, mientras que un aumento en la materia seca del contenido de jugo de manzana aportó un olor agradable para ambos tipos de bebidas (Tabla S1 en la Información de Apoyo). Sin embargo, Djuric et al. (2004) reportaron que el jugo de manzana
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no pudo enmascarar el olor indeseable de las bebidas de suero. No se observaron efectos estadísticamente significativos por el efecto de interacción de los ingredientes de la formulación sobre el olor excepto por el WPI x contenido de materia seca del jugo sobre las mezclas de jugo de manzana-WPI (Tabla 1).
Apariencia Las bebidas del jugo de manzana-WPI desarrollaron una apariencia turbia conforme aumentó el contenido de WPI, mientras que los valores de pH muy por debajo del punto isoeléctrico hicieron que ambos tipos de bebidas fueran más atractivas para el panel sensorial (Tabla S2 en Información de Apoyo). Así que, el contenido de materia seca en el jugo de manzana causó una notable mejora de la apariencia en las muestras (Tabla S2 en Información de Apoyo). Durante mucho tiempo se ha sabido que la energía térmica puede abrir parcialmente el ensamble globular compacto de las proteínas de suero a través de la disociación de puentes intramoleculares exponiendo los grupos funcionales involucrados para contribuir en asociaciones intermoleculares (Kazmierski y Corrdig 2003). Esto forma agregados de proteínas que si son numerosos dan una apariencia opaca a las bebidas térmicamente pasteurizadas que contienen proteína de suero (LaClair y Etzel 2010). Se ha encontrado que un pH lejos del punto isoeléctrico juega un papel clave en la claridad de las bebidas debido a las fuerzas de repulsión electrostática entre proteínas desplegadas o de proteínas/péptidos agregados (LaClair y Etzel 2010). La fuerte correlación positiva entre el contenido de materia seca del jugo de manzana y la aceptabilidad de la apariencia se puede atribuir al efecto de enmascaramiento del jugo de manzana sobre la apariencia turbia de las bebidas que contienen proteína de suero tratadas térmicamente. El análisis estadístico reveló que la interacción entre el contenido de materia seca del jugo x WPI tuvo un efecto significativo (P<0.01) sobre la aceptabilidad de la apariencia de las mezclas de jugo de manza-
[ TECNOLOGÍA ] 37
Puntuación de sabor (1-9)
FIGURA 1. Gráficos de superficie de respuesta para los efectos de interacción de WPI x. pH para: (a) bebida de jugo de manzana x WPI y (b) bebidas de jugo de manzana con WPI sobre el sabor. WPI (g/100 mL)
Puntuación de sabor (1-9)
na-WPI (Tabla 1). El contenido de materia seca del jugo y el pH influyeron drásticamente en la apariencia de ambos tipos de bebidas dentro de un intervalo de confianza de 0.99 (Tabla 1). Como se visualizó en las gráficas de contorno (Figura 2), las mezclas de jugo-WPI recibieron registros de apariencia >7 a pH <3.15 y contenido de materia seca del jugo >6.25 g/100 mL, mientras que esta calidad se obtuvo para mezclas de jugo-WPH a pH <3.2 y contenido de materia seca del jugo >5.6 g/100 mL. Esas diferencias podrían interpretarse mejor por el hecho de que los péptidos no pueden participar de manera eficiente en las interacciones moleculares como proteínas intactas (Yust et al. 2010). Por lo tanto, un valor de pH más cerca del punto isoeléctrico podría proporcionar una repulsión adecuada entre las cadenas de péptidos o pequeños agregados de péptidos. Un menor contenido de materia seca del jugo podría proporcionar una apariencia atractiva para las bebidas que contienen péptidos.
WPI (g/100 mL)
pH
de ca se ruta a i f ) ter de mL Ma ugo 100 j g/ (
FIGURA 2. Gráficas de contorno de respuesta para los efectos de interacción de jugo de manzana x pH sobre la apariencia de (a) bebidas de jugo de manzana con WPI y (b) bebidas de jugo de manzana con WPI hidrolizado.
Materia seca de jugo de fruta (g/100 mL)
pH
Los resultados revelaron que los valores críticos de pH de 3.15 y 3.47 y menores, podrían donar una apariencia monofásica clara al jugo de manzana-WPI y las bebidas con jugo de naranja-WPH, respectivamente (Tabla S1 en Información de apoyo). Es posible en gran parte justificar nuestra observación de una falta insignificante de ajuste para el modelo matemático creado entre el grado de sedimentación y los ingredientes de formulación (Tabla S2 en información de apoyo). Es digno de mencionar que la baja desviación estándar de muestras centrales en comparación con los resultados de otros tratamientos dieron como resultado una falta de ajuste (Ven et al. 2002), si diferentes tratamientos dan las mismas respuestas. En consecuencia, como varias muestras con un valor crítico de pH o menos no mostraron formación de sedimentación, independientemente de sus componentes, se podía esperar una falta insignificante de ajuste.
pH
Sedimentación
Materia seca de jugo de fruta (g/100 mL)
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38 [ TECNOLOGÍA ] Se estableció la hipótesis de que por debajo de un pH crítico, las fuerzas repulsivas de suficiente fuerza entre las cadenas de péptidos o proteínas de suero desplegadas impidieron la agregación y la sedimentación. La diferencia en el pH crítico para la inhibición de sedimentos entre los dos tipos de bebidas se cree que se debe a una interacción más débil entre los fragmentos de péptidos comparada con las moléculas de proteína de suero intactas (Yust et al., 2010), que podrían ser inhibidas por fuerzas de repulsión menores. Nuestros resultados corresponden bien con los obtenidos por LaClair y Etzel (2010), quienes encontraron que el pH de 3.6 impartió una apariencia clara a las bebidas deportivas que contenían proteína de suero. El tratamiento térmico comparativamente más suave aplicado en este estudio, probablemente fue responsable del requerimiento para la repulsión neta más débil (valores de pH más cerca al punto isoeléctrico) para mantener las moléculas separadas además de reducir su interacción. Otros ingredientes de la formulación incluyen el edulcorante y los contenidos de materia seca de jugo que no mostraron estadísticamente efecto significativo sobre la formación de sedimentos dentro de los intervalos de concentración estudiados (Tabla 1).
TABLA 3. Desempeño de modelos en la predicción de ingredientes de formulación óptima.
Optimización Para maximizar la aceptabilidad sensorial y reducir al mínimo la tendencia de sedimentación de las bebidas, se optimizaron los modelos conjuntamente utilizando la función optimizada de respuesta del Paquete de RSM. Las formulaciones óptimas sugeridas se listan en la Tabla 3. Para verificar el desempeño de los modelos en predecir las formulaciones óptimas, se prepararon nuevas muestras con las formulaciones propuestas y se sometieron a evaluación sensorial y medición de sedimentación. Como se detalló en la Tabla 3, los registros de la aceptabilidad sensorial experimental y los grados de sedimentación de bebidas estuvieron acordes con los predecidos por los modelos dentro de un intervalo de confianza del 95%. Vale la pena notar que los experimentos realizados en el presente estudio fueron a escala de laboratorio, y se requiere un estudio más exhaustivo a escala piloto para la ampliación de los resultados.
Análisis del tamaño de partícula El impacto de las variables independientes sobre la sedimentación fue investigado por el análisis del tamaño de partícula. La Figura 3 representa los patrones de distribución del tamaño de partícula, y en la Tabla 4 se repor-
INGREDIENTES DE FORMULACIÓN ÓPTIMA MATERIA SECA DE WPI o WPH (g/100 mL)
JUGO DE MANZANA (g/100 mL)
Sabor (1-9) Aroma (1-9) Apariencia (1-9) Grado de sedimentación (%)
2.16
7.82
Sabor (1-9) Aroma (1-9) Apariencia (1-9) Sedimentación (%)
6
6.65
RESPUESTA
a
media ± desviación estándar (n=3)
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EDULCORANTE (g/100 mL)
pH
VALOR VALOR SE o DIFERENCIA DE VALOR PREDECIDO EXPERIMENTALa PROMEDIO PROMEDIO DE P
Bebidas de jugo de manzana con WPI 5 3.05 7.03 7.04 8.43 0 Bebidas de jugo de manzana con WPH 7.3 3.47 6.27 5.54 7.4 0
6.85±0.6 7.15±0.79 7.16±0.76 0±0
0.34 0.45 0.44 0
-0.20 0.11 -1.26 --
0.622 0.833 0.103 --
5.33±1.04 6.16±1.04 7.33±0.76 0±0
0.60 0.60 0.44 0
-0.93 0.62 -0.66 --
0.259 0.407 0.894 --
[ TECNOLOGÍA ] 39
Bebida optimizada
Bebida sin edulcorante
Bebida sin jugo de fruta
Bebida optimizada sin ajuste de pH
Volumen (%)
tan las características de las partículas de las mezclas preparadas con la formulación óptima. Como se ve en la figura, el ajuste del pH a valor óptimo resultó en una disminución en el tamaño promedio de partícula de 1.58 a 0.56 μm y de 0.63-0.18 μm para las bebidas de jugo de manzana-WPI y las bebidas de jugo de manzana-WPH, respectivamente (Tabla 4). Esto refuerza la hipótesis de que la amplia presencia de iones H+ evita la agregación restringiendo la interacción entre los péptidos vecinos o proteínas desplegadas tendiendo a partículas más pequeñas con distribución de tamaño más uniforme (Tabla 4). Los modelos de bebidas libres de edulcorante y libres de jugo tuvieron tamaños de partícula en promedio más grandes (Figura 3) indicando que los compuestos de materia seca y el edulcorante a suficientes concentraciones pueden suprimir el reticulado entre péptido y proteína en cierta medida aunque esto no fue observado en los rangos de concentración estudiados aquí, como se estableció al inicio (Tabla S1 en Información de Apoyo).
FIGURA 3. Distribución de tamaño de partícula con diferente formulación de ingredientes para (a) bebida de manzana con WPI y (b) Bebidas con jugo de manzana con WPI hidrolizado.
Tamaño de partícula (μm) Bebida sin edulcorante
Bebida sin jugo de fruta
Bebida optimizada sin ajuste de pH
Volumen (%)
Bebida optimizada
Tamaño de partícula (μm)
Viscosidad aparente La Figura 4 muestra el efecto de diferentes contenidos de edulcorante y materia seca del
Formulación 0 4 5 6 7 8 0 5 5.75 6.5 7.25 8 Formulación optimizada pH ajustado pH sin ajuste
jugo de manzana sobre la viscosidad aparente del jugo-WPI y las mezclas de jugo-WPH.
CARACTERÍSTICAS DE PARTÍCULA PROMEDIO DE VOLUMEN EVALUADO (D43) (mm) SPAN JUGO CON WPI JUGO CON WPH JUGO CON WPI Materia seca de jugo de manzana (g/100 mL) 0.796 0.252 1.82 0.709 0.244 1.8 0.687 0.225 1.82 0.631 0.200 1.8 0.599 0.184 1.83 0.564 0.158 1.85 Edulcorante (g/100mL) 0.893 0.271 1.82 0.564 0.243 1.85 0.512 0.221 1.84 0.480 0.184 1.84 0.439 0.175 1.79 0.378 0.152 1.77 0.564 1.589
0.178 0.632
1.85 1.93
JUGO CON WPH 1.76 1.66 1.66 1.64 1.62 1.62
TABLA 4. Características de partículas con formulación óptima preparada con diferentes contenidos de ingredientes definidos por diseño experimental.
1.76 1.70 1.70 1.67 1.67 1.68 1.74 2.09
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Bebida de jugo de manzana con WPI, efecto de jugo de fruta
Bebida de jugo de manzana con WPH, efecto de jugo de fruta
Bebida de jugo de manzana con WPI, efecto de edulcorante
Bebida de jugo de manzana con WPH, efecto de edulcorante
Viscosidad aparente (mPa.s)
Viscosidad aparente (mPa.s)
40 [ TECNOLOGÍA ]
Tasa de cizallamiento
Concentración (g/100 mL)
FIGURA 4. Efectos de varias concentraciones de jugo de manzana y edulcorante definido por diseño experimental así como su concentración óptima sobre la viscosidad aparente de jugo de manzana con WPI y bebidas con jugo de manzana y WPH a una tasa de cizalla constante de 6.64 l/s).
FIGURA 5. Curva de velocidad de cizallamiento vs viscosidad para bebidas optimizadas de diferentes valores de pH: ● Jugo de manzana con WPI; ○ Jugo de manzana con WPI sin ajuste de pH; ■ Jugo de manzana con WPH y pH ajustado; □ Jugo de manzana con WPH y sin ajuste de pH. Valores con diferentes letras en cada curva son estadísticamente diferentes (P < 0.05).
La viscosidad aparente aumentó significativamente cuando los valores óptimos de las variables fueron utilizados en la formulación de las bebidas, mientras que no se observó diferencia significativa (Figura 4), debido a diversos valores aplicados dentro de los rangos del diseño experimental. Esto indica la independencia de la formación de sedimentos de la materia seca del jugo de manzana y el contenido de edulcorante. De hecho, los ingredientes no podrían en forma profunda alterar la movilidad de los péptidos o proteínas desnaturalizadas a los niveles estudiados (Tabla 4), además de que la tasa de sedimentación permaneció sin cambios (Tabla 2).
TABLA 5. Viscosidad intrínseca de bebidas optimizadas con diferentes ingredientes de formulación definido por diseño experimental.
El comportamiento de la viscosidad de todas las formulaciones obedeció el modelo newtoniano a excepción de las muestras de pH sin ajustar, las cuales exhibieron comportamiento pseudoplástico (Figura 5). Esto es atribuido principalmente a la presencia de agregados no esféricos en los tratamientos de pH no ajustado que inicialmente resistieron el flujo pero se rompieron por la velocidad de cizallamiento creciente resultante, en una meseta curva. La mezcla de jugo-WPH y un pH sin ajuste tuvo una consistencia más alta y un índice de flujo inferior que su contraparte la mezcla de jugo-WPI (Figura 5) debido a su mayor contenido de materia seca y
VISCOSIDAD INTRÍNSECA (mL/g) MATERIA SECA DE JUGO DE MANZANA (g/100 mL)
EDULCORANTE (g/100 mL)
FORMULACIÓN OPTIMIZADA
0
4
5
6
7
8
0
5
5.75
6.5
7.25
8
pH ajustado
Sin ajuste de pH
29.58
28.31
28.14
26.78
26.21
26.11
30.07
26.12
25.48
25.00
24.98
24.10
26.12
35.44
Bebidas nutracéuticas 24.18
22.00
21.27
20.65
19.52
19.22
25.25
22.76
21.86
20.41
19.80
19.43
19.78
46.26
Bebidas fortificadas con WPI
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[ TECNOLOGÍA ] 41 la estructura más flexible de los agregados de péptidos en comparación con los floculados de proteína. La más débil de las interacciones entre los agregados de proteína/péptido fortalecería el comportamiento pseudoplástico.
Viscosidad intrínseca Los resultados para la viscosidad intrínseca de bebidas preparadas con fórmula óptima estuvieron en línea con la tendencia descrita para la viscosidad aparente y la distribución del tamaño de partícula. Como se informó en la Tabla 5, mientras que la incorporación de los contenidos óptimos de la materia seca de jugos y el edulcorante redujo drásticamente la viscosidad intrínseca de las bebidas, no se observó diferencia notable en dicha viscosidad a los niveles utilizados en el diseño del experimento. Existe una relación inversa entre la viscosidad intrínseca y la densidad interna de las muestras (Purwanti et al. 2011). Como se dijo antes, los constituyentes del jugo de fruta y los edulcorantes impidieron las interacciones proteína-proteína hasta cierto punto, de una manera dependiente de la concentración resultando en la formación de agregados más pequeños (Tabla 4) con una mayor densidad y una viscosidad intrínseca menor. Purwanti et al. (2011) encontraron que la agregación inducida por calor de una solución de WPI al 9% p/v resultó en menor densidad y en consecuencia mayor viscosidad intrínseca que una solución al 3% p/v. Las bebidas sin ajuste de pH tuvieron mayor viscosidad intrínseca que las mezclas con pH ajustado (Tabla 5). En contraste con nuestros resultados, Bastos et al. (2010) señaló que la reducción del pH dentro del rango ácido cedió una mayor viscosidad intrínseca en soluciones de quitosano. Es importante notar que Bastos et al. no aplicaron ningún tratamiento térmico, por lo tanto, la conformación expandida de quitosano a pH ácido proporcionó un volumen hidrodinámico mayor y menor densidad, mientras que, en el presente estudio, las condiciones ácidas previnieron proteínas o péptidos desplegados térmicamente de participar en la formación de ensambles menos
densos con una viscosidad intrínseca mayor. También cabe destacar que las bebidas de jugo de manzana-WPI mostraron una viscosidad intrínseca mayor que las mezclas de jugo de manzana-WPH en un tratamiento con pH ajustado, mientras que esta superioridad correspondió a las mezclas de WPH si el pH no fue ajustado. La explicación más probable para el fenómeno formado está relacionada con un volumen hidrodinámico mayor de proteínas abiertas estructuradas térmicamente en comparación con péptidos de cadena recta. Cuanto mayor sea el volumen, menor es la densidad y por lo tanto mayor es la viscosidad intrínseca. Esto último podría explicarse por el hecho de que los péptidos que participan en interacciones más débiles conducen a agregados más pequeños pero más flexibles cuya densidad es de menos agregados de proteínas compactas reunidas.
CONCLUSIÓN Este estudio intentó levantar la barrera tecnológica que dificulta el desarrollo de proteínas de jugo de manzana conteniendo proteína de suero, especialmente aquellas fortificadas con hidrolizados bioactivos como alimentos funcionales novedosos. El método de superficie de respuesta eficientemente reconoció los niveles críticos para cada ingrediente de la formulación para satisfacer los requisitos organolépticos de un panel sensorial. El papel destacado en la formación de sedimentos de las bebidas perteneció a valores críticos y pH de 3.15 y 3.47, dando como resultado no separación de fases para el jugo de manzana-WPI y las bebidas de jugo de manzana-WPH, respectivamente. Las fuerzas repulsivas establecidas en condiciones ácidas no sólo donaron una apariencia clara a las bebidas, sino también impidieron el comportamiento pseudoplástico. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfaeditores.com.
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[ TECNOLOGÍA ]
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{42}
EVALUACIÓN DE FITONUTRIENTES EN EL EXTRACTO ETANÓLICO DE HOJAS DE ANNONA SQUAMOSA (L.) Tecnología
{ Vanitha Varadharaj 1, Uma Devi Kumba Janarthanan 2, Vijayalakshmi Krishnamurthy 3 y Jedidaya Synnah 1 }
RESUMEN
Palabras clave: Ácidos grasos omega 3; Annona squamosa; espectrofotómetro de absorción atómica; extracto etanólico de hojas; fitonutrientes.
2
La Annona squamosa Linn, comúnmente conocida como chirimoya, perteneciente a la familia Annonaceae, se dice que muestra varios efectos medicinales, incluyendo insecticida, anovulatorio y abortivo. Se ha probado que el alcaloide y los flavonoides presentes en las hojas de Annona squamosa tienen actividad antioxidante. La presente investigación se llevó a cabo para desentrañar la cantidad de micronutrientes presentes en el extracto etanólico de hojas de Annona squamosa (ELAS), el cual se analizó sistemáticamente, encontrando que el extracto de las hojas contiene minerales como Selenio, Zinc, Cobre, Magnesio, Fósforo, Vitaminas como la A, C, E, B1, B2, B3 y ácidos grasos omega 3. La presencia de estos micronutrientes en el extracto añaden valor nutricional a la Annona squamosa. La presencia de fitonutrientes en las hojas de Annona squamosa podría ser eventualmente recomendada y apoyar la ingesta dietética de esas hojas.
{ 1 Departamento de Bioquímica, Escuela de Ciencias de la Vida, Universidad Vels, Chennai – 600117, India. Departamento de Bioquímica, Colegio Memorial de Bhaktavatsalam para Mujeres, Chennai – 600080, India. 3 Departamento de Bioquímica, Colegio de Bharathi para Mujeres, Chennai – 600108, India. }
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{43}
TecnologĂa Julio - Agosto 2015 | Industria Alimentaria
44 [ TECNOLOGÍA ]
ABSTRACT Annona squamosa Linn, commonly known as Sugar apple, belonging to the family Annonaceae, is said to show varied medicinal effects, including insecticide, antiovulatory and abortifacient. The alkaloid and flavonoids present in Annona squamosa leaf has proved to have antioxidant activity. The present investigation is carried out to unravel the amount of micronutrients present in ethanolic leaf extract of Annona squamosa (ELAS) and they were analyzed systematically and the leaf extract was found to contain the minerals like Selenium, Zinc, Copper, Magnesium, Phosphorus, Vitamins like vitamin A, C, E, B1, B2, B3 and omega 3 fatty acids. Presence of these micronutrients in the extract adds nutritive value to the Annona
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squamosa. Presence of phytonutrients in the Annona squamosa leaves would eventually recommend and support the dietary intake of these leaves. Key words: Annona squamosa; atomic absorbtion spectrophometer; ethanolic leaf extract; omega 3 fatty acids; phytonutrients.
INTRODUCCIÓN Las plantas se han utilizado para tratar de prevenir enfermedades desde tiempos antiguos. Los Vedas sagrados que datan de hace 3500 a 800 a.C. dan muchas referencias de las plantas medicinales. Uno de los primeros trabajos en medicina herbal tradicional es “Virikshayurveda”; compilado incluso
[ TECNOLOGÍA ] 45 antes de que comenzara la era cristiana. El “Rig Veda” es uno de los libros más antiguos disponibles, escrito alrededor de 2000 a.C. Los fitonutrientes son ciertos compuestos encontrados en plantas cuya evidencia demuestra que incrementan la salud en general y protegen contra ciertas enfermedades incluyendo cáncer, enfermedades del corazón, diabetes, y presión arterial alta. Se usan varias medicinas herbales tradicionales para el manejo de diferentes enfermedades. Aunque la recuperación es lenta, la terapia de plantas medicinales se ha vuelto popular debido a su incapacidad de causar efectos secundarios y microorganismos resistentes a antibióticos. Annona squamosa (L.), la planta de la familia Annonaceae, también conocida como chirimoya, se encuentra comúnmente en bosques de hojas caducas, también se cultiva en silvestre en varias partes de la India. Es nativa de las Indias occidentales; ahora cultivada a través de la India y otros países tropicales. En años recientes, muchos compuestos han sido reportados [1] y ha ganado atención en química orgánica y bioquímica debido a su novedosa estructura y a su amplio rango de bioactividad. La literatura de muchos trabajos de investigación prueba que cada parte de Annona squamosa posee propiedades medicinales [2,3]. Las raíces se emplean internamente en enfermedades de depresión de los espíritus y columna vertebral. La corteza se conoce por ser un poderoso astringente. La fruta desarrollada es madurante y la mezcla junto con sal se usa contra los tumores malignos para acelerar la supuración. La fruta no madura seca se hace polvo y se mezcla con harina de gram como cataplasma para inducir la supuración. Debido a la singularidad de las propiedades de las hojas en la cura de diferentes dolencias, se seleccionó esta parte para el estudio.
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46 [ TECNOLOGÍA ]
MATERIALES Y MÉTODOS Químicos Los químicos se adquirieron en Sigma, EEUU. Todos los otros químicos usados fueron de grado analítico.
Material vegetal usado Hojas de Annona squamosa.
Autenticación del material vegetal Las hojas frescas de la planta de Annona squamosa se recolectaron localmente entre los meses de Noviembre y Enero. La identificación taxonómica del material vegetal fue autenticado por el Prof. P. Jayaraman, Director del Centro de Investigación de Anatomía Vegetal, Chennai, India. Un ejemplar de muestra se mantiene en el centro de investigación de anatomía vegetal, Chennai (PARC/2009/456). Las hojas frescas de Annona squamosa se usaron para el análisis de fitonutrientes.
Preparación del extracto de hojas El polvo secado al aire se maceró con 100 mL de etanol almacenado por 72 h en condiciones frías (con hielo). Después de 72 h los extractos se filtraron a través de papel filtro Whatmann No. 42 (125 mm) y se permitió que la capa orgánica se evaporase. El extracto verde oscuro resultante se concentró
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usando un rotavapor con baño de agua fijo a 40 °C. Los extractos crudos concentrados se liofilizaron en una pasta (5 y 15 g respectivamente) y se tomaron para la posterior investigación fitoquímica.
Análisis de los fitonutrientes presentes en el extracto etanólico de hojas de Annona squamosa (EHAS) Se estimó el contenido de fósforo, magnesio, selenio, cobre, zinc, vitaminas A, E, B1, B2 y B3 del EHAS mediante espectroscopia de absorción atómica (7, 8, 9, 10). La vitamina C se calculó por el método titulométrico. El ácido graso presente en el EHAS se analizó por metodología HPLC.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Fitonutrientes en EHAS La composición mineral del EHAS está en apreciable concentración. Los macro y microminerales como el fósforo (43.1 mg/100 g), magnesio (65.65 mg/100 g), cobre (0.312 mg/100 g), zinc (0.455 mg/100 g), selenio (en cantidades traza), se encontraron en el EHAS, tal como se muestra en la Tabla 1.
TABLA 1. Composición de minerales en EHAS.
M. No.
NOMBRE DE LOS MINERALES
COMPOSICIÓN (100 mg/100g)
1
Fósforo
43.10
2
Magnesio
65.65
4
Cobre
0.312
5
Zinc
0.455
6
Selenio
En trazas
[ TECNOLOGÍA ] 47 mg/100 g), Vitamina B2 (0.155 mg/100 g), Vitamina B3 (1.105 mg/100 g) como se muestra en la Tabla 2. La concentración de vitamina B y C contribuirá significativamente a los requerimientos diarios en vista de los reportes de Murray (1998). La vitamina C mantiene la flexibilidad de los vasos sanguíneos y mejora la circulación en las arterias de los fumadores. El beneficio más importante atribuido a las vitaminas A y C es su papel como antioxidantes, los cuales pueden captar los radicales libres. Las partículas activas químicamente son co-productos de muchos de los procesos químicos normales del cuerpo.
Los minerales son conocidos por jugar un papel metabólico y fisiológico importante en el sistema viviente [4]. Se sabe que el hierro, selenio, zinc y magnesio fortalecen el sistema inmune como antioxidantes [5]. De manera similar, el magnesio, zinc y selenio son también conocidos por prevenir cardiopatías, degeneración muscular, crecimiento retardado, alopecia, dermatitis, disfunción inmunológica, atrofia gonadal, espermatogénesis deteriorada, malformaciones congénitas y trastornos de la coagulación [6]. El magnesio es un importante elemento mineral en conexión con las enfermedades circulatorias como la enfermedad isquémica y el metabolismo del calcio en los huesos [7]. El cobre juega un papel en la formación de hemoglobina y contribuye al hierro y al metabolismo energético. El zinc juega un papel vital en la expresión de genes, regulación del crecimiento celular y participa como cofactor de las enzimas responsables del metabolismo de carbohidratos, proteínas y ácidos nucleicos. El hierro es requerido para la formación de hemoglobina y su deficiencia provoca anemia [8]. El contenido de vitaminas del EHAS mostró que contiene Vitamina A y E (en trazas), Vitamina C (34.4 mg/100 g), Vitamina B1 (0.065
La vitamina C tiene propiedades antiinfecciosas, promueve la cicatrización de las heridas, puede aumentar el sistema inmune y ayudar a alejar infecciones, mientras que la vitamina A ayuda a mantener una buena vista y prevenir ciertas enfermedades del ojo. Ambas vitaminas también tienen propiedades antioxidantes y pueden proteger contra algunas formas de cáncer [9]. La presencia de estas vitaminas puede explicar el uso reportado de estos extractos vegetales para el tratamiento de dolencias oculares, así como su cicatrización [10], actividades antioxidantes y antiinfecciosas.
M. No.
NOMBRE DE LA VITAMINAS
COMPOSICIÓN (100 mg/100g)
1
Vitamina A
En trazas
2
Vitamina E
En trazas
3
Vitamina C
34.4
4
Vitamina B1
0.065
5
Vitamina B2
0.155
6
Vitamina B3
1.105
TABLA 2. Composición de vitaminas en EHAS.
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48 [ TECNOLOGÍA ] Estas vitaminas y elementos minerales han mostrado poseer diversas actividades antioxidantes, particularmente la A, E y C. La mayoría de las enzimas antioxidantes o sistemas de defensa del cuerpo y procesos involucrados en el metabolismo lipídico, en general hacen uso de los elementos minerales y un desbalance de estos elementos minerales usualmente llevarían a desórdenes y complicaciones nutricionales relacionados con enfermedades como la diabetes. Por ejemplo, la deficiencia de cobre provoca colesterol en suero y triacilgliceroles elevados; la deficiencia de selenio incrementa la síntesis de colesterol resaltando complicaciones de la diabetes. La presencia de estos elementos minerales en las plantas
medicinales podría, por lo tanto, ser relevante en la ejecución de su acción anti-hiperglicémica y el mejoramiento de las complicaciones macro-vasculares que la acompañan. Por lo tanto, una forma del modo de acción de esta planta actúa contra la diabetes.
Ácidos grasos Omega 3 en EHAS Las Figuras 1 y 2 muestran la composición de ácidos grasos omega 3 presentes en el extracto etanólico de las hojas de Annona squamosa, el cual contenía ácido alfa-linolénico, ácido eicosapentaenoico (EPA) y ácido docosahexaenoico (DHA) con sus tiempos de retención respectivos de 30.43, 35.7 y 43.4, los cuales coincidieron con los estándares de ácidos grasos omega. Los
100
80
Intensidad (mV)
60
40
20
0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tiempo de retención (mdn)
FIGURA 1. HPLC de los estándares de Ácidos Grasos Omega-3.
M. No.
NOMBRE DEL COMPUESTO
TIEMPO DE RETENCIÓN
ÁREA
1
Ácido alfa-linolénico
30.5
12245
2
Ácido eicosapentanoico
35.5
1121.00
3
Docosahexaenoico
43.2
345.00
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[ TECNOLOGÍA ] 49 100
80
Intensidad (mV)
60
40
20
0 0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
Tiempo de retención (mdn)
M. No.
NOMBRE DEL COMPUESTO
TIEMPO DE RETENCIÓN
ÁREA DE PICO
1
Ácido alfa-linolénico
30.43
1254
2
Ácido eicosapentaenoico
35.70
23.600
3
Docosahexaenoico
43.40
6.800
ácidos grasos omega-3 juegan un papel crucial en la función cerebral así como el crecimiento y desarrollo normal. Se ha encontrado que los ácidos grasos omega-3 son esenciales para el crecimiento y desarrollo normal y pueden jugar un papel importante en la prevención y tratamiento de enfermedad coronaria, hipertensión, diabetes y artritis, otros desórdenes inflamatorios y autoinmunes, y cáncer [11, 12, 13]. El ácido eicosapentaenoico (EPA o también ácido icosapentaenoico) es un ácido graso omega-3. Los investigadores sugieren que el EPA mejora la respuesta de los pacientes a la quimioterapia, posiblemente por la modulación de la
FIGURA 2. HPLC de los Ácidos Grasos Omega-3 en EHAS.
producción de eicosanoides [14]. El EPA tiene efecto inhibitorio sobre las enzimas hepáticas CYP2C9 y CYP2C19. A altas dosis, también se puede inhibir la actividad de CYP2D6 y CYP3A4, importantes enzimas involucradas en el metabolismo de las drogas [15]. Los ácidos grasos omega-3 ayudan en el tratamiento de enfermedades cardiovasculares, alergias, enfermedades inflamatorias y cáncer.
CONCLUSIÓN A partir del presente estudio, se encontró que el extracto etanólico de las hojas de Annona squamosa mostró la presencia de
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50 [ TECNOLOGÍA ] fitonutrientes y ácidos grasos omega-3. Las hojas también contienen muchos compuestos bioactivos los cuales se conocen por proveer beneficios a la salud. Además, se puede usar como aditivo alimentario debido a su sabor típico y contenido nutrimental. Las propiedades medicinales de las hojas de Annona squamosa pueden deberse a la presencia de fitoquímicos. Hay una fuerte evidencia de que la prevalencia de varias enfermedades metabólicas, incluyendo algunos cánceres, podría reducirse al incrementar la ingesta de ciertos alimentos (cereales, frutas, vegetales) que son ricos en micronutrientes específicos (vitaminas A, C y E, y selenio). Aunque los papeles biológicos de estos nutrientes sugieren un posible efecto inhibitorio de carcinogénesis, la evidencia experimental y epidemiológica de que el efecto protector de dichos alimentos se debe a su contenido de micronutrientes es débil. Por ello, este estudio confirma que el extracto etanólico de hojas puede tener compuestos activos en mayores cantidades y es necesario tener en mente que la opción no terapéutica es más prometedora que la quimioprevención del cáncer.
5.
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{52}
EFECTO DE LOS TIPOS Y CANTIDADES DE ESTABILIZANTES SOBRE LAS CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y SENSORIALES DE JUGO TURBIO FRUTAL DE MORA LISTO PARA BEBER Tecnología
{ Suthida Akkarachaneeyakorn 1 y Sirikhwan Tinrat 2 }
RESUMEN
Palabras clave: Antocianina; CMC; estabilizante; goma xantana; jugo turbio frutal de mora.
En este estudio, se optimizó el pH del jugo de mora para un alto contenido de antocianinas y un color rojo atractivo. Se evaluaron los valores de pH del jugo de mora de 2.5, 4.0, 6.0 y 8.0. Un pH de 2.5 dio un contenido de antocianina de 541.39 ± 106.43 mg de cianidina-3-glucósido por litro, y el valor de a* fue 14 ± 1.00. También se determinaron los efectos de los estabilizantes (CMC y goma xantana) sobre las características físicas del jugo turbio frutal de mora listo para beber (JTFM) (vía la adición de pulpa de fruta de mora a una fracción de masa del 5%) durante el almacenamiento (4 °C por 1 semana), usando diferentes fracciones de masa de los estabilizantes (0.1%, 0.3% y 0.5%). El aumento de la
fracción de masa del estabilizante incrementó la viscosidad, la turbidez, la estabilidad de la turbidez y el valor de h*. Usando goma xantana como estabilizante, se produjeron mejores resultados para esos parámetros que con CMC. El tipo de estabilizante y su fracción de masa no tuvo efecto en la mayoría de las características sensoriales, incluyendo apariencia, color, sabor, textura y aceptabilidad general (P≥0.05), pero afectó el olor (P<0.05). El estabilizante goma xantana dio al jugo un mejor olor que la CMC. El jugo turbio de mora que contenía 0.5% de goma xantana como estabilizante, tuvo el mayor puntaje de aceptación entre los panelistas (el promedio de aceptación fue 6.90 ± 1.37 puntos) y no produjo precipitado durante el almacenamiento.
{ 1 Departamento de Tecnología Agro-Industrial, Alimentos y Ambiental, Facultad de Ciencia Aplicada, Universidad de Tecnología del Rey Mongkut del Norte de Bangkok, 1518 Pracharat I Road, Wongsawang, Bangsue, Bangkok 10800, Tailandia. 2 Departamento de Biotecnología, Facultad de Ciencia Aplicada, Universidad de Tecnología del Rey Mongkut del Norte de Bangkok, 1518 Pracharat I Road, Wongsawang, Bangsue, Bangkok 10800, Tailandia. }
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TecnologĂa Julio - Agosto 2015 | Industria Alimentaria
54 [ TECNOLOGÍA ]
ABSTRACT In this study, the pH of mulberry juice was optimized for high anthocyanin content and an attractive red color. Mulberry juice pH values of 2.5, 4.0, 6.0, and 8.0 were evaluated. A pH of 2.5 gave an anthocyanin content of 541.39 ± 106.43 mg of cyanidin-3-glucoside per liter, and the a* value was 14 ± 1.00. The effects of stabilizers (CMC and xanthan gum) on the physical characteristics of cloudy ready-to-drink mulberry fruit juice (via the addition of mulberry fruit pulp at a mass fraction of 5%) during storage (4 °C for 1 week) were also determined using different mass fractions of the stabilizers (0.1%, 0.3%, and 0.5%). Increasing the stabilizer mass fraction increased the viscosity, turbidity, stability of turbidity, and h* value. Using xanthan gum as the stabilizer produced better results for these parameters than CMC. The type of stabilizer and its mass fraction had no effect on most sensory characteristics, including appearance, color,
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taste, texture, and overall acceptability (P≥0.05), but did affect the odor (P≥0.05). Xanthan gum stabilizer gave the juice a better odor than CMC. Cloudy mulberry juice containing 0.5% xanthan gum as the stabilizer had the highest acceptance rate among panelists (average acceptance was 6.90 ± 1.37 points) and produced no precipitate during storage. Key words: Anthocyanin; cloudy mulberry fruit juice; CMC; stabilizer; xanthan gum.
INTRODUCCIÓN Las moras (género Morus) crecen en el norte y noroeste de Tailandia con aproximadamente 979 Rai (equivalentes a 157 ha) (DharmIT 2013). La fruta de mora tiene niveles de dulzor y acidez que son similares a los de la toronja (Agriculture Research Development Agency Thailand 2014). La fruta de mora madura es rojo oscuro a morado oscuro, y esta coloración surge de la presencia de antocianinas. Las antocianinas son sustancias antioxidantes y antimicrobianas. Como antioxidantes, las antocianinas pueden funcionar como donadores de hidrógeno para los radicales libres y capturar iones metálicos para prevenir las reacciones de oxidación (Kong et. al. 2003). Por lo tanto, estos pigmentos pueden reducir el riesgo de varias enfermedades crónicas, como el cáncer, diabetes y trombosis coronaria (Lazze et. al. 2004). La fruta de mora también contiene compuestos de fenol, sustancias antioxidantes que pueden prevenir inflamación y aneurismas, y dificultar el crecimiento de bacterias y virus (Duthie et. al. 2000). Los estudios han mostrado que la fruta de mora contiene quercetina, flavonoide con actividad antioxidante. La quercetina reduce el riesgo de enfermedad cardiovascular, presión sanguínea alta y previene coágulos sanguíneos (Manach et. al. 2005).
[ TECNOLOGÍA ] 55
La goma xantana es frecuentemente utilizada en las bebidas hechas con cítricos y en las bebidas saborizadas de frutas, para crear una textura satisfactoria y como estabilizante para el sabor y aroma. La fracción de masa de la goma xantana usada en estas bebidas está en el rango de 0.001-0.5%. Debido a que se disuelve rápida y completamente a bajo pH, la goma xantana ayuda con la suspensión de los componentes insolubles. Esta puede mezclarse con otros componentes en los alimentos, incluyendo alcohol. La adición de una mayor fracción de masa de goma xantana (0.025–0.17%) ayuda a crear una textura en las bebidas saborizadas de fruta (Zecher & Van Coillie 1992). En el jugo de naranja, se añade una combinación de goma xantana de 0.02-0.06% y carboximetilcelulosa (CMC) de
0.02-0.014%, para ayudar en la suspensión de la pulpa de naranja, con CMC estabilizando la proteína en la pulpa de naranja (Pettitt 1982). Algunos jugos frutales con pulpa pueden precipitar después de largos periodos de almacenamiento, y es difícil mantener una suspensión homogénea de la pulpa de fruta. Para evitar la separación se añade CMC o una mezcla de hidrocoloides para mantener la turbidez y suspensión. La cantidad de CMC requerida para una buena estabilidad depende del contenido de sólidos solubles de la bebida y el nivel de dilución antes del consumo. Los productos que contienen grandes cantidades de sólidos solubles son viscosos y requieren sólo una pequeña
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56 [ TECNOLOGÍA ] dos con contenidos de sólidos solubles entre 40% y 60%. La adición de goma a los jugos puede ayudar a resolver estos problemas. La pulpa de fruta de mora es una fuente de antocianinas y otros antioxidantes. Además, proporciona fibra saludable en el jugo. La adición de pulpa de fruta de mora al jugo, reduce los desperdicios e incrementa el rendimiento del producto de la fruta. A la fecha, no ha habido estudios sobre la producción de jugo de mora listo para beber. Los experimentos preliminares indicaron que la adición de pulpa de fruta de mora a una fracción de masa del 5%, es aceptable para los consumidores.
cantidad de CMC. Por el contrario, se pueden usar grandes cantidades de CMC para crear una textura en los productos que contienen pocos sólidos solubles. Además de estabilizar la pulpa frutal, la CMC reduce o previene la formación de anillos de aceite alrededor del cuello de la botella. La CMC se añade al producto después de cualquier conservador, color o sabor. Posteriormente, se puede añadir ácido cítrico u otros ácidos para ajustar el pH. La fracción de masa de la CMC que se utiliza típicamente (0.1-0.4%) proporciona una viscosidad de moderada a alta. En algunos casos, la CMC se usa junto con otros tipos de goma (Zecher & Van Coillie 1992). Para los jugos de fruta que contienen grandes cantidades de pulpa, es difícil estabilizar la suspensión de fruta por largos periodos. Sin embargo, la adición de una mínima cantidad de goma (Anonymous 1981), o una mezcla apropiada de gomas naturales (Ticaloid 550), puede resultar en productos con baja viscosidad y buen sabor. Adicionalmente, estas gomas incrementan la estabilidad de la turbidez de los jugos frutales almacenados en botellas. Padival et. al. (1980) encontraron que calentar el jugo de fruta para inhibir la actividad de pectinesterasa, no incrementa la estabilidad de la turbidez en los jugos frutales embotella-
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Este estudio tiene el objetivo de determinar el efecto del pH sobre el color del jugo de mora, el contenido de antocianinas y el efecto del tipo y cantidad de estabilizante, sobre la estabilidad del jugo de mora durante el almacenamiento. Se evaluó el efecto de los estabilizantes sobre las características sensoriales del jugo turbio de mora listo para beber, almacenado en botellas de vidrio, pasteurizado y almacenado a 4 °C. Se evaluaron dos estabilizantes, CMC y goma xantana.
MATERIALES Y MÉTODOS La mora madura (morado oscuro) de la raza de mora Chiang Mai, se compró en Nakorn Chaisri, Provincia de Nakornpathom, Tailandia. Esta fruta se congeló a -22 °C después de la cosecha y se almacenó a esta temperatura hasta el análisis. La CMC sódica (BEV 350) y la goma xantana (F80) fueron proporcionadas por Maxway Co., Ltd., Bangkok Tailandia. También se usó azúcar de caña granulado y ácido cítrico en el experimento.
Propiedades del fruto de mora y el jugo puro de mora La longitud, diámetro y peso promedio de la fruta se determinó usando 30 moras maduras.
[ TECNOLOGÍA ] 57 El jugo frutal puro de mora se preparó descongelando las moras maduras a temperatura ambiente (25 °C) y posteriormente se pasaron a través de un extractor de jugo tres veces. El jugo de mora se filtró a través de estopilla sobre un tamiz (malla 100) y se centrifugó a 14000 g por 20 min a 4 °C para obtener el jugo como el sobrenadante. Se determinó el rendimiento, la cantidad de sólidos solubles totales y el pH del jugo. La cantidad de antocianinas (antocianinas totales) se determinaron usando el método de pH diferencial (Giusti & Wrolstad 2005). Los resultados se expresaron en miligramos de cianidin-3-glucósido por litro (mg de cianidin-3-glucósico por L). La cantidad total de ácidos (% de acidez) en forma de ácido cítrico, se determinó por titulación usando una solución de hidróxido de sodio de 0.1 mol/L (AOAC 2012). El color del jugo se registró como L*, a* y b* usando el Colorímetro Hunter Lab (Color Quest 45/0 Reston, Virginia).
óptimo (efecto del pH en la estabilidad del color y el contenido de antocianinas en el jugo puro de mora) usando ácido cítrico. El jarabe de azúcar (glucosa) se añadió hasta que el jugo tuvo una cantidad total de sólidos solubles de 22 °Brix. La pulpa de mora obtenida de la centrifugación durante el proceso del jugo, se añadió al jugo a una fracción de masa de 5%. Posteriormente, se añadió CMC (0.1%, 0.3% o 0.5%) o goma xantana (0.1%, 0.3% o 0.5%), como estabilizante. La mezcla (volumen total 150 mL) se agitó usando una barra magnética y se colocó en una botella de vidrio de 200 mL que había sido esterilizada con agua caliente. Una vez llena, cada botella se calentó a 70 °C en un recipiente a temperatura controlada por 5 min, se enfrió y se almacenó a 4 °C por 1 semana. En los días 0, 3, y 7, se evaluó la viscosidad usando un viscosímetro de Brookfield
Efecto del pH sobre la estabilidad del color y el contenido de antocianinas en el jugo puro de mora El efecto del pH sobre la estabilidad de color y la cantidad de antocianinas en el jugo puro de mora, se estudió para determinar el pH que da el mayor contenido de antocianinas con un atractivo color rojo. El pH se ajustó a 2.5, 4.0, 6.0 y 8.0 usando una solución buffer de citratos-fosfatos. Posteriormente, el jugo se calentó a 70 °C en un baño de agua por 5 min. Después de enfriarlo, se determinó la cantidad de antocianina (antocianina total) (Giusti & Wrolstad 2005). El color del jugo frío se describió usando el valor L*, a*, b* y h* usando el Colorímetro Hunter Lab (Color Quest 45/0).
Efecto del tipo y cantidad de estabilizante sobre el jugo de mora durante el almacenamiento El jugo de mora fresco se preparó como se describió en Propiedades del fruto de mora y el jugo puro de mora, y el pH se ajustó al valor
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(RVDV-I+, Scientific Promotion Co., Ltd. Stoughton, Massachusetts), y cada día se determinó la turbidez usando un turbidímetro (2100P, HACH). Cada día, se registró la apariencia del jugo y la estabilidad de la turbidez (Padival et. al. 1980) se determinó midiendo la proporción de la altura de la pulpa de fruta (Hsedimento) con respecto a la altura del jugo (Htotal).
Evaluación sensorial La aceptabilidad del consumidor se estudió con 20 panelistas no entrenados, de entre 18 a 24 años de edad. Se reclutaron de la Facultad de Ciencia Aplicada, KMUTNB, Bangkok, Tailandia. Antes de la evaluación sensorial, las muestras de jugo turbio de mora se refrigeraron y sirvieron en vasos transparentes (vasos de 40 mL) cubiertos con tapas ventiladas transparentes a 4 °C junto con galletas sin sal y agua destilada. La evaluación se llevó a cabo para el jugo de mora con pulpa (control) y dos muestras de jugo de mora: la fórmula 1 fue el jugo turbio de
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mora que contenía 0.5% de CMC como estabilizante y la fórmula 2 contenía 0.5% de goma xantana. Las muestras se codificaron con tres dígitos y se ofrecieron aleatoriamente a los panelistas. Se usó la prueba de aceptación para determinar qué tanto gustó cada muestra con base en una escala hedónica de 9 puntos para un conjunto de atributos: apariencia, color, olor, sabor, textura y aceptabilidad general, donde 9 = extremadamente agradable y 1 = extremadamente desagradable.
Análisis estadístico La evaluación del efecto del pH se realizó usando un diseño completo aleatorizado. Todas las determinaciones analíticas se llevaron a cabo por triplicado. Los datos se analizaron usando SPSS 20 (SPSS Inc., Armonk, Nueva York). Las diferencias entre los valores de pH se compararon usando los valores promedio y la prueba de la diferencia mínima significativa a un nivel de confianza de 95%.
[ TECNOLOGÍA ] 59 El efecto del estabilizante se investigó usando un diseño experimental factorial. Todas las determinaciones analíticas se realizaron por triplicado. Los datos se analizaron usando SPSS 20 (SPSS Inc.). Las diferencias entre los estabilizantes se compararon usando los valores promedio con la prueba de rangos múltiples de Duncan, a un nivel de confianza de 95%. La evaluación sensorial se llevó a cabo usando un diseño completamente aleatorizado con triplicados. El análisis de varianza se realizó sobre los promedios de las muestras para apariencia, color, olor, sabor, textura y aceptabilidad general usando SPSS 20 (SPSS Inc.). Los atributos estadísticamente significativos se analizaron posteriormente para ver dónde estaban las diferencias existentes usando Diferencia Mínima Significativa (LSD) a un nivel de confianza de 95%.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Propiedades del fruto de mora y jugo puro de mora El promedio de longitud, diámetro y peso de las moras maduras utilizadas en este estudio, fueron 18.94 ± 1.72 mm, 9.92 ± 0.66 mm y 1.39 ± 0.18 g, respectivamente. El jugo de mora puro producido a partir de la fruta madura, tuvo 16.00 ± 0.00 ° Brix de sólidos
solubles. Esto es similar a los valores de las moras turcas encontrados por Ercisli y Orhan (2007) (15.90–20.40 °Brix). El pH del jugo fue 4.12 ± 0.00. El rendimiento del jugo de moras fue 4.24 ± 1.40%. Este rendimiento es bajo debido a que el fruto de mora es pequeño y con bajo contenido de agua. Por otra parte, el proceso de producción del jugo tiene varias etapas que resultan en la pérdida de producto. El contenido inicial total de antocianinas en el jugo de mora fue 557.03 ± 0.54 mg de cianidin-3-glucósido/L. El contenido de antocianina en las moras cambia conforme la fruta madura, y el contenido está relacionado al color de la fruta. Cuando el fruto de mora es joven, es verde, y tiene un contenido de antocianina total de 2.6-6.8 mg de cianidin-3-glucósido por L (Hunjaroen & Tongchitpakdee 2010). Conforme la fruta madura, ésta se pone rosa, roja y después morado oscuro, con el desarrollo de un color rojo asociado con la acumulación de antocianina y la degeneración de clorofila (Mozetic et. al. 2004). El contenido de ácido total del jugo fue 0.68 ± 0.00 g de ácido cítrico/100 mL. Las coordenadas para el color fueron L* 1.97 ± 0.59, a* 0.40 ± 0.03 y b* -0.57 ± 0.18. El jugo de mora parecía rojo carmesí.
Efecto del pH sobre la estabilidad del color y el contenido de antocianinas en el jugo puro de mora A partir de la Tabla 1, cuando el pH del jugo se incrementó, el contenido de antocianinas
VALORES DE pH
ANTOCIANINA MONOMÉRICA (mg de cianidin-3-glucósido/L)
VALORES DE COLOR, h * (grado)
2.5
541.39 ± 06.43a
14.31 ± 1.28bc
4.0
434.15 ± 88.08a
9.10 ± 2.27c
6.0
1.76 ± 0.74b
25.51 ± 8.23b
8.0
59.82 ± 25.79b
65.43 ± 2.72a
TABLA 1. Efecto del pH sobre el contenido de antocianinas en jugo puro de mora.
Los datos son el promedio ± desviación estándar (n=3). Letras diferentes en las columnas indican diferencias significativas a un nivel de 95% de confianza.
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60 [ TECNOLOGÍA ] disminuyó. Como consecuencia, los contenidos de antocianinas a pH 2.5 y 4.0 fueron significativamente mayor que a pH 6.0 u 8.0 (P<0.05). No hubo diferencias significativas entre los contenidos de antocianinas a pH 2.5 (541.39 ± 106.43 mg de cianidin-3-glucósido/L) y 4.0 (434.15 ± 88.08 mg de cianidin-3-glucósido/L) (P<0.05). De manera similar, no hubo diferencia significativa entre el contenido de antocianinas a pH 6.0 (1.76 ± 0.74 mg de cianidin-3-glucósido/L) y el pH de 8.0 (59.82 ± 25.79 mg de cianidin-3-glucósido/L) (P ≥ 0.05). Estos resultados muestran que un jugo de mora más ácido (menor pH) tendrá un contenido de antocianinas mayor que el jugo de mora menos ácido (mayor pH). Estas diferencias probablemente se deben a que las antocianinas estructuralmente son más estables bajo condiciones ácidas que en condiciones neutras o alcalinas (Markakis 1982; Bae & Suh 2007). En el presente estudio las antocianinas en el jugo de mora a un pH de 2.5 fueron las más estables y le tomó más tiempo degradarse durante el calentamien-
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to. Estos resultados concuerdan con los de Kirca et. al. (2007), quienes encontraron que la degradación de antocianinas de zanahorias moradas se incrementa conforme el pH aumenta. A valores de pH<2, la antocianina está en forma de catión flavilio (rojo), el cual es estable. Cuando el pH se incrementa, el catión flavilio se vuelve inestable y se transforma en pseudobases incoloras a pH 4-5, en bases quinoidales (azul) a pH 6-7, y chalcona (amarillo claro-incoloro) a valores de pH>7 (Markakis 1982; Stintzing & Carle 2004; Kulling 2007). A pH 8.0 el contenido de antocianinas es menor que a pH 2.5 o 4.0 debido a que la mayoría de las antocianinas a este pH se presentan como chalcona, la cual es inestable (Markakis 1982). La chalcona se degrada rápidamente y reduce el contenido de antocianinas comparado con otros valores de pH. La antocianina puede destruirse por calor durante el proceso de fabricación y durante el almacenamiento. Markakis (1982) reportó que el calentamiento de las fresas a 100 °C
[ TECNOLOGÍA ] 61 por 1 h degrada la antocianina con una vida media de 1 h. Kirca y Cemeroglu (2003) estudiaron la estabilidad de la antocianina en naranja sanguina a 70, 80 y 90 °C y encontró que la estabilidad de la antocianina y su vida media disminuyen conforme la temperatura aumenta. Kirca et. al. (2007) estudiaron la estabilidad de la antocianina obtenida a partir de zanahorias negras en una solución buffer de citrato-fosfato a pH 2.5-7.0 con calentamiento a 70, 80 y 90 °C. Encontraron que la estabilidad de la antocianina al mismo pH disminuye conforme la temperatura aumenta. Todos estos estudios indican que los pigmentos de antocianina en los vegetales y frutas pueden ser destruidos fácilmente durante el procesamiento de los alimentos que incorporan altas temperaturas, concentraciones de azúcar, pH, aminoácidos y concentraciones de ácido ascórbico, y para condiciones donde el oxígeno está presente. Todas estas condiciones podrían acelerar la degradación de antocianina (Kirca et. al. 2007). Por ejemplo, el color de la mermelada de fresa cambia de rojo a rojo-marrón cuando se almacena a temperatura ambiente por 2 años debido a la formación de flobafeno. El color puede describirse usando las coordenadas de espacio de color como h*, la cual especifica la localización del color en grados (Choudhury 2014). En el presente estudio, el valor máximo de h* se obtuvo a pH 8.0, seguido del pH 6.0, 2.5 y 4.0. Los valores de h* a pH 2.5, 4.0 y 6.0 fueron significativamente diferentes que a pH 8.0 (P<0.05). Sin embargo, los valores h* a pH 2.5, 4.0 y 6.0 no fueron significativamente diferentes uno de otro (P≥0.05). El jugo de mora a pH 2.5, 4.0 y 6.0 fue rojo, mientras que a pH 8.0 (h* = 65.43 ± 2.72 °) fue amarillento-rojo. Esto corresponde a la teoría de que a valores de pH <2, la antocianina está en forma de cationes flavilio (rojo), los cuales son estables. Cuando el pH se incrementa, los cationes flavilio se vuelven inestables y se transforman a pseudobases
incoloras a pH 4-5, bases quinoidales (azul) a pH 6-7 y chalcona (amarillo claro-incoloro) a pH>7 (Markakis 1982; Stintzing &Carle 2004; Kulling 2007).
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62 [ TECNOLOGÍA ] Efecto del tipo y cantidad de estabilizante sobre el jugo de mora durante el almacenamiento Cambios en la viscosidad durante el almacenamiento Los resultados para la viscosidad del jugo de mora se muestran en la Figura 1. La viscosidad del jugo de mora estuvo en el rango de 22.58–422.11 mPa·s. El periodo de almacenamiento, la fracción de masa del estabilizante y el tipo afectaron significativamente la viscosidad (P<0.05). Conforme la fracción de masa del estabilizante se incrementó, la viscosidad del jugo de mora también aumentó. Por el contrario, conforme el tiempo de almacenamiento se incrementó, la viscosidad disminuyó. Estos resultados concuerdan con los de Pangborn et. al. (1978), quienes encontraron que el incremento de la concentración de goma en las bebidas causó un aumento directamente proporcional en la viscosidad física y en su percepción sensorial. Para la fracción de masa del estabilizante en el jugo, la CMC al 0.5% dio la viscosidad más alta (281.33 mPa·s) de entre las fracciones de masa de CMC evaluadas. Comparada con
FIGURA 1. Cambios en la viscosidad del jugo de mora estabilizado con CMC o goma xantana.
450 400
la CMC, la goma xantana dio un producto más viscoso (422.11 mPa·s). La goma xantana es un hidrocoloide con ramificaciones más largas que aquellos de otros tipos de gomas, lo cual significa que puede formar muchos puentes de hidrógeno e incrementar enormemente la viscosidad. Con CMC al 0.1% y 0.3%, el producto tuvo baja viscosidad, y después de dejarlo reposar por un tiempo, ocurría una separación del producto. El incremento de la fracción de masa de CMC en el producto, puede aumentar la viscosidad debido a su dependencia del grado de polimerización de la CMC. Con un alto grado de polimerización, la viscosidad de la solución será alta. Las soluciones de CMC tienen características similares a los fluidos pseudoplásticos. En comparación, la CMC con un bajo grado de polimerización dará soluciones con baja viscosidad que son menos parecidas a los fluidos pseudoplásticos. Si la fracción de masa de la CMC en la solución es alta, la viscosidad de la solución se incrementará debido a las propiedades básicas de los hidrocoloides y las gomas sobre disolución y dispersión en agua. Además debido a que las gomas son moléculas enormemente cargadas con configuraciones voluminosas, estas pueden formar puentes de hidrógeno y reducir el movimiento del agua y el flujo de un líquido (Szczesniak 1986).
Xantana 0.5%
Viscosidad (mPa s)
350 300 250 200
CMC 0.5%
Xantana 0.3%
150 100
Xantana 0.1% CMC 0.3% CMC 0.1%
50 0 0
1
2
3
4 Día
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5
6
7
En los productos de jugo turbio de mora, la adición de goma xantana al 0.5% como estabilizante resultó en un producto con alta viscosidad. En contraste, la adición de CMC al 0.1% originó un producto con baja viscosidad. Esto significa que el jugo de mora con CMC al 0.1% como estabilizante será menos estable que el que tenga goma xantana al 0.5% como estabilizante. Esto corresponde a la teoría de Tan (1990), quien encontró que el incremento de la viscosidad corresponde al incremento en la estabilidad de la turbidez.
[ TECNOLOGÍA ] 63 Cambios en la turbidez durante el almacenamiento La turbidez del jugo de mora se estudió durante el almacenamiento a 4 °C por 1 semana (Figura 2 y Tabla 2).
El incremento de la fracción de masa del estabilizante afectó la turbidez, con una mayor fracción de masa del estabilizante, mejoró la estabilidad. El jugo estabilizado con goma xantana al 0.5% tuvo una alta turbidez (416.33 ± 10.02 NTU), lo cual sugiere una buena estabilidad (Figura 2).
El periodo de almacenamiento, fracción de masa del estabilizante, y tipo de estabilizante, afectaron significativamente (P<0.05) la turbidez. En el jugo estabilizado, conforme se aumentó el tiempo de almacenamiento, la estabilidad de la suspensión de la pulpa frutal disminuyó y la turbidez disminuyó (Figura 2). Se observó la formación de precipitado y se determinó la altura del precipitado para calcular la estabilidad de la turbidez como un porcentaje. La estabilidad de la turbidez tendió a incrementarse conforme el tiempo de almacenamiento se alargó, lo cual sugiere que los productos se separan más con el tiempo. Los productos que tuvieron separación presentaron menor turbidez debido a que eran más transparentes a la luz que los productos con menos separación. Por lo tanto, la turbidez disminuyó conforme la separación del producto se incrementó.
FIGURA 2. Cambios en la turbidez del jugo de mora durante el almacenamiento.
450 400
Turbidez (NTU)
350 300
Xantana 0.5% CMC 0.5% Xantana 0.3%
250 200 150
CMC 0.3% 100 CMC 0.1% 50 CMC 0.1% 0 0 1
Xantana 0.1%
2
3
4
5
6
7
Día
TABLA 2. Estabilidad de la turbidez del jugo turbio de mora almacenado a 4 °C durante 1 semana.
ESTABILIDAD FÍSICA DE TURBIDEZ (%) TIPO DE ESTABILIZANTE
FRACCIÓN DE MASA DEL ESTABILIZANTE (%)
DÍA 0
DÍA 1
DÍA 2
DÍA 3
DÍA 4
DÍA 5
DÍA 6
DÍA 7
CMC
0.1
–
–
48
48
48
48
48
48
0.3
–
–
28
28
28
29
29
32
0.5
–
–
–
–
–
–
–
–
0.1
–
–
–
–
–
–
–
–
0.3
–
–
–
–
–
–
–
–
0.5
–
–
–
–
–
–
–
–
Goma xantana
-, significa que no hubo separación de capas. Estabilidad Física de la Turbidez = Hsedimento/Htotal*100%.
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64 [ TECNOLOGÍA ] Cuando se considera la relación entre viscosidad y turbidez, los productos con mayor viscosidad también tienen mayor turbidez. Esto sugiere que los jugos más viscosos tienen una turbidez más estable que los jugos menos viscosos. Para ambos estabilizantes, mientras que la adición de más estabilizante incrementó la estabilidad, también aumentó la viscosidad. Cuando se elige un estabilizante, el efecto de éste sobre la viscosidad y la turbidez deben tomarse en consideración. En particular, la viscosidad puede afectar la aceptación del producto por parte del consumidor. Mientras que la adición de un estabilizante puede mejorar la estabilidad, si este es altamente viscoso, puede resultar inaceptable para los consumidores. Después de almacenar el jugo de mora que fue estabilizado con goma xantana por 1 semana, la turbidez fue estable sin precipitado (Tabla 2). Este resultado fue mejor que el que se obtuvo para el jugo que usó CMC
TABLA 3. Resultados de la evaluación sensorial para jugo de mora.
como estabilizante, ya que las soluciones estabilizadas con goma xantana tuvieron mayor viscosidad que las estabilizadas con CMC. Aunque la fracción de masa de goma xantana en el jugo fue baja, esta goma es altamente estable cuando se calienta y tiene un pH estable. La viscosidad de la solución que contenía goma xantana será estable a temperaturas en el rango de 0-100 °C y valores de pH en el rango de 1-13. En comparación, las soluciones que contienen CMC serán estables a valores de pH entre 4 y 10, pero con una viscosidad más alta y una mejor estabilidad a pH 7-9. La viscosidad de una solución estabilizada con CMC disminuirá cuando el pH disminuya y la temperatura aumente. A valores de pH<3, la CMC estará en forma de ácidos libres y precipitará, mientras que a valores de pH>10, la viscosidad de la solución será baja. Por lo tanto, en el presente estudio, la precipitación en el jugo de mora ocurrirá con CMC como estabilizante debido al pH<3.
PRODUCTOS DE JUGO TURBIO FRUTAL DE MORA ATRIBUTO1
FÓRMULA 1
FÓRMULA 2
Apariencians
6.60
6.75
Colorns
6.80
7.00
Olor
5.65b
6.10a
Saborns
6.80
6.55
Texturans
6.10
6.40
Aceptabilidad generalns
7.15
6.90
Letras diferentes en una fila indican que las diferencias son significativas a un nivel de confianza del 95%, mientras que ns indica que la diferencia no es estadísticamente significativa a un nivel de confianza de 95%. La fórmula 1 fue jugo turbio de mora que contenía 0.5% como estabilizante mientras que la fórmula 2 contiene 0.5% de goma xantana. 1 Escala hedónica de 9 puntos, 1 fue la menor y 9 la mayor puntuación.
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[ TECNOLOGÍA ] 65 Rothschild y Karsenty (1974) estudiaron la pérdida de turbidez durante el almacenamiento de jugo de naranja pasteurizado y jugo de naranja concentrado. Encontraron que la pérdida de turbidez durante el almacenamiento fue resultado de la alta acidez y/o de la actividad de cualquier pectinesterasa remanente. Ambos factores pueden resolverse almacenando los productos en condiciones de temperatura baja. Cambios en las características físicas durante el almacenamiento Cuando la apariencia del jugo de mora se monitoreó diariamente durante 1 semana, se observó un precipitado en el segundo día de almacenamiento, para los jugos con una fracción de masa de CMC de 0.1% y 0.3% (Tabla 2). Por el contrario, cuando la fracción de masa de CMC se incrementó a 0.5%, no se observó precipitado a lo largo de la semana de almacenamiento. Esto sugiere que el jugo que contenía 0.5% de CMC tuvo buena estabilidad. Con goma xantana como estabilizante, no se observó precipitado después del almacenamiento por 1 semana con 0.1%, 0.3% o 0.5% de fracción de masa de estabilizante. Por lo tanto, la goma xantana proporciona mejor estabilidad al jugo de mora que la CMC, y el jugo de mora que contiene goma xantana podría ser más aceptable para los consumidores debido a la ausencia de un precipitado.
Evaluación sensorial Los resultados de una evaluación sensorial usando una escala hedónica de 9 puntos se muestran en la Tabla 3. Los resultados de las pruebas sensoriales para apariencia, color, sabor, textura y aceptabilidad general no mostraron diferencias significativas (P≥0.05) entre los jugos que contenían goma xantana y CMC. Por lo tanto, los tipos de estabilizante no afectaron estos parámetros sensoriales.
Sin embargo, para olor hubo una diferencia significativa (P≥0.05) entre los jugos que contenían goma xantana y CMC. Los degustadores tendían a preferir el jugo que contenía goma xantana en lugar del que contenía CMC. Por lo tanto, el tipo de estabilizante afectó el olor. La goma xantana a menudo se usa como estabilizante de olor y sabor en jugos cítricos y bebidas frutales saborizadas debido a que proporciona una buena textura y olor (Enriquez & Flick 1989). El jugo de mora de alta calidad debería tener una distribución homogénea de la pulpa de mora. En el presente estudio, una fracción de masa del 0.5% de CMC o goma xantana proporcionó los resultados más satisfactorios para la distribución de la pulpa.
CONCLUSIÓN El pH óptimo para el jugo de mora fue 2.5 debido a que esta condición produjo el máximo contenido de antocianina (541.39 ± 106.43 mg de cianidin-3-glucósido/L) entre los valores de pH evaluados. Este pH también generó el valor más alto de a*(14.00 ± 1.00), y el producto resultante fue rojo, el cual es un color aceptable para los consumidores. El aumento del contenido de estabilizante incrementó tanto la viscosidad como la turbidez del jugo. La goma xantana proporcionó una mejor viscosidad, turbidez, estabilidad de la turbidez, y color (valor L*, a* y b*) en el jugo que la CMC. Además, los productos que contenían goma xantana no precipitaron mientras estuvieron almacenados por una semana. El tipo y cantidad de estabilizante no tuvieron efecto sobre la apariencia, color, sabor, textura y aceptabilidad general del jugo, pero sí afectaron el aroma. La goma xantana infundió un aroma más aceptable al jugo de mora que la CMC.
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66 [ TECNOLOGÍA ] El jugo turbio de mora de alta calidad debería contener una suspensión homogénea de pulpa de fruta de mora sin precipitar después del almacenamiento. La goma xantana (fracción de masa de 0.5%) dio un producto que no tuvo precipitado después de su almacenamiento por 1 semana. Este producto tuvo un promedio de aceptación de 6.90 ± 1.37 puntos.
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[ TECNOLOGÍA ] 67 Lazze, M. C., M. Savio, R. Pizzala, O. Cazzalini, P. Perucca, A. I. Scovassi, et al. 2004. Anthocyanins induce cell cycle perturbations and apoptosis in different human cell lines. J. Carcinog. 25:1427–1433. Manach, C., A. Mazur, and A. Scalbert. 2005. Polyphenols and prevention of cardiovascular diseases. Curr. Opin. Lipidol. 16:77–84. Markakis, P. 1982. Stability of anthocyanin in foods. Pp. 163– 178 in P. Markakis, ed. Anthocyanins as food colors. Academic Press Inc, New York. Mozetic, B., P. Trebse, M. Simcic, and J. Hribar. 2004. Changes of anthocyanins and hydroxycinnamic acids affecting the skin colour during maturation of sweetcherries (Prumnusavium L.). Lebenson. Wiss. Technol. 37:123–128.
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{68}
EVALUACIÓN DE LOS EFECTOS DE LA PASTEURIZACIÓN Y HOMOGENEIZACIÓN A PRESIÓN ULTRA ALTA (UHPH) SOBRE LA CALIDAD Y VIDA ÚTIL DE LECHE DE BURRA Tecnología
{ Cephas Nii Akwei Addo a y Victoria Ferragut a* }
RESUMEN
Palabras clave: Actividad de lisozima; estabilidad física; inactivación microbiana; leche de burra; ultra alta.
La leche de burra tiene propiedades funcionales de gran interés para la nutrición humana. Se estudiaron los efectos de la homogeneización a presión ultra alta (UHPH) a 100 MPa, 200 MPa y 300 MPa en comparación con los diferentes tratamientos de pasteurización de 70 °C por 1 min y 85 °C por 1 min, sobre la calidad fisicoquímica y la vida útil de la leche de burra tratada y bronca (no tratada). Se estudió la composición bruta y el pH, la cuenta de mesófilos totales, actividad de lisozima y estabilidad física durante el almacenamiento a 4 °C por 28 días. El perfil composicional se mostró parecido al de la leche humana caracterizada por ser alta en lactosa, baja en grasa y de bajo contenido de proteína y se vio menos afectada por los tratamientos. Los tratamientos de UHPH a 200 MPa, 300 MPa y 85 °C fueron capaces de
mantener el pH estable durante el almacenamiento mientras que los tratamientos a baja intensidad mostraron una disminución significativa. La actividad de lisozima observada en las muestras fue generalmente alta y pareció mejorarse por los tratamientos de UHPH y pasteurización aplicados, sin cambios significativos durante el almacenamiento. Aunque la leche cruda mostró buena calidad microbiana inicial, ocurrió un extenso crecimiento de microorganismos mesófilos después de 7 días de almacenamiento, a diferencia de las muestras tratadas las cuales fueron capaces de mantener cuentas significativamente bajas a lo largo del periodo de almacenamiento. La estabilidad física de la leche se vio influenciada de manera negativa por los tratamientos UHPH más altos de 200 MPa y 300 MPa, los cuales exhibieron fenómeno de sedimentación, mientras que la formación de crema fue significativa.
{ a Centro Especial de Investigación de Tecnología de los Alimentos (CERPTA), Departamento de Ciencia Animal y de Alimentos, Facultad de Veterinaria, Universidad Autónoma de Barcelona, 08193 Bellaterra (Cerdanyola del Vallès), Barcelona, España. E-mail: victoria.ferragut@uab.cat }
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{69}
TecnologĂa Julio - Agosto 2015 | Industria Alimentaria
70 [ TECNOLOGÍA ]
ABSTRACT Donkey milk has functional properties of great interest to human nutrition. The effects of ultra-high pressure homogenization (UHPH) at 100 MPa, 200 MPa and 300 MPa in comparison with diferent pasteurization treatments of 70 °C for 1 min and 85 °C for 1 min on the physicochemical quality and shelf-life of treated and raw (untreated) donkey milk were studied. Gross composition and pH, total mesophilic counts, lysozyme activity and physical stability were studied during storage at 4 °C for 28 days. The compositional profile showed resemblance to that of human milk characterized by high lactose, low fat and low protein content and was least affected by the treatments. UHPH treatments at 200 MPa, 300 MPa and 85 °C were able to maintain steady pH during storage whereas the low intensity
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treatments showed a significant decrease. The observed lysozyme activity in the samples was generally high and appeared to have been enhanced by the applied UHPH and pasteurization treatments with no significant change during storage. Although the raw milk showed good initial microbial quality, extensive growth of mesophilic microorganisms occurred after 7 days of storage, unlike the treated samples which were able to maintain significantly low counts throughout the storage period. The physical stability of milk was negatively influenced by the higher UHPH treatments of 200 MPa and 300 MPa which exhibited sedimentation phenomenon, while creaming was insignificant. Key words: Donkey milk; lysozyme activity; microbial inactivation; physical stability; ultra-high.
[ TECNOLOGÍA ] 71
INTRODUCCIÓN La leche de especies no rumiantes para consumo humano recientemente está recibiendo mucha atención como una alternativa a la leche de vaca, debido al gran número de preocupaciones nutricionales y de salud. La proteína de leche asociada con las alergias, intolerancias gastrointestinales e hiperlipidemia, limita la aceptabilidad de la leche de vaca para ciertos grupos de individuos incluyendo infantes, niños pequeños, madres lactantes y ancianos (Businco et. al., 2000). La leche de burra se ha propuesto como la mejor alterativa en dichas situaciones y se presume es altamente digerible (Inglingstad et. al., 2010). La leche de burra se ha recomendado para infantes cuando no es posible amamantarlos y cuando no hay posibi-
lidad de usar leche de vaca como una alternativa, debido a la alergia a las proteínas (Monti et. al., 2007). La composición química de la leche de burra es muy cercana a la de la leche humana, debido a su similitud en composición nutricional, y su propósito terapéutico es conocido desde hace siglos por la cura de varias enfermedades (Conte et. al., 2004). Se caracteriza por ser alta en lactosa y por su bajo contenido de grasa y proteína. Su fracción lipídica es similar a la de la leche humana y posee mayores cantidades de ácidos grasos insaturados:saturados, ácido linolénico y menor proporción n-6/n-3. Tiene bajos niveles de caseínas y β-lactoglobulina. La proporción óptima de proteína de suero:caseína hace a la leche de burra muy adecuada para su uso en la dieta pediátrica, por lo que se ha incrementado su investigación y comercialización (Uniacke-Lowe, Huppertz, & Fox, 2010).
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72 [ TECNOLOGÍA ]
La presencia de lisozima como una enzima antimicrobiana se ha convertido en uno de los componentes clave de interés en la leche de burra. La lisozima ejerce su actividad antibacteriana contra un amplio espectro de bacterias, especialmente Gram positivas, mediante la hidrólisis de los enlaces β-(1-4)-glicosídicos de mucopolisacáridos en las paredes celulares bacterianas (Benkerroum, 2008). Se ha propuesto que esta función puede ser benéfica en el tracto intestinal por la reducción de la incidencia de infecciones gastrointestinales en infantes (Businco et. al., 2000). La lisozima tiene alta resistencia al ácido y la proteasa; alcanza el intestino relativamente intacta, contribuyendo significativamente a la respuesta inmune intestinal (Tidona et. al., 2011). La concentración de lisozima en la leche de burra puede alcanzar 4000 mg/L con sólo cantidades traza en la leche bovina (Guo et. al., 2007). La leche se ha usado exitosamente en la alimentación de infantes afectados por varias alergias a la proteína de la leche de vaca (CMPA) mediadas y no mediadas por Ig-E, y se ha propuesto como una alternativa a la leche bovina para dichos niños (Carroccio et. al., 2000). Monti et. al. (2007) mostraron que el 82.6% de los niños que eran intolerantes a cualquier sustituto de leche de vaca, les gustó y toleraron la leche de burra. Debido al rico valor nutricional de la leche de burra y a su estricta variabilidad de producción estacional, es esencial su procesamiento
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y conservación. Los tratamientos térmicos como la pasteurización y la esterilización a alta temperatura, son vías comunes de conservación de la leche para obtener productos de larga vida útil con buena calidad microbiológica. Sin embargo, debido a los componentes bioactivos contenidos en la leche de burra, el uso de tratamientos térmicos altamente destructivos normalmente aplicados a la leche de vaca, probablemente no son adecuados si se necesita mantener sus atributos funcionales especiales. Se ha detectado daño irreversible de algunos componentes funcionales en la leche de burra por los tratamientos térmicos necesarios para su esterilización. La principal modificación del perfil de nitrógeno ocurre después de calentar la leche a 90 °C por 1 min. Los nutrientes solubles en grasa, especialmente el contenido de α-tocoferol, disminuye con el incremento de la temperatura y el tiempo de procesamiento térmico (Sorrentino et. al., 2005). Aunque está reportado que la lisozima es bastante estable térmicamente, su desnaturalización comienza desde temperaturas cercanas a 70 °C (Polidori & Vincenzetti, 2010). En vista de esto, se ha adoptado el uso de liofilización para el procesamiento de la leche por parte de las pocas industrias procesadoras de leche de burra disponible comercialmente, ya que parece ser más protector para los componentes sensibles de la leche y proporciona una excelente vida útil, usualmente un año. Sin embargo, este método de procesamiento es muy caro. La UHPH es una tecnología emergente la cual ha mostrado gran potencial para el procesamiento de alimentos líquidos con buena capacidad de inactivación microbiana (Ferragut, Cruz, Trujillo, Guamis, & Capellas, 2009). La UHPH opera con una presión aplicada variando de 100 a 400 MPa. Hay un incremento en la tasa de flujo y una presión cuando el alimento líquido pasa a través de la válvula de alta presión del homogeneizador creando cavitación, efecto cincel, turbulencia y colisión de las partículas dispersadas del alimento (Floury, Legrand, & Desrumaux, 2004).
[ TECNOLOGÍA ] 73 El objetivo de este estudio fue explorar la respuesta de la aplicación de la tecnología UHPH en comparación a la pasteurización de la leche de burra. Los efectos de estos tratamientos se estudiarán en términos de la evaluación microbiológica, física y funcional, y determinando la vida útil de las leches tratadas.
MATERIALES Y MÉTODOS Muestreo y tratamientos de leche Las muestras de leche de burra fresca se suministraron de una granja española (Fuives del Berguedà). La leche se recolectó de un rebaño de 10 burras lactantes en su primer a tercer mes de lactación en 3 diferentes lotes. Los potros fueron separados de sus madres 3 horas antes de la ordeña. La ordeña se realizó manualmente y la leche fresca recibida de mantuvo a 5 °C hasta los tratamientos del siguiente día.
Las muestras de leche se sometieron a 2 niveles de pasteurización y 3 niveles de UHPH, junto con leche no tratada (bronca). Las condiciones de la UHPH fueron 100 MPa, 200 MPa y 300 MPa a 40 °C como temperatura de entrada, usando un equipo UHPH de mesa (modelo FPG11300, Stansted Fluid Power Ltd., Essex, R.U.) con tasa de flujo de 10 L/h. El sistema UHPH se describió por Poliseli-Scopel, Hernandez-Herrero, Guamis y Ferragut (2012). De manera breve, la temperatura de entrada del producto se alcanzó rápidamente usando un intercambiador de calor multi-tubular (Garvía, Barcelona, España) localizado antes de la entrada de la máquina. La temperatura en la válvula de homogeneización se monitoreó mediante un sensor (PT100) localizado justo a la salida de la válvula de alta presión. La duración del tratamiento UHPH se estimó como aproximadamente 0.5 s, el tiempo para que el producto
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74 [ TECNOLOGÍA ] pase a través de la válvula de alta presión. Las muestras se recolectaron en botellas estériles en una cabina de flujo laminar adaptada para este propósito y almacenadas en una cámara de enfriamiento a 4 °C ± 2. Las condiciones de pasteurización usadas fueron 70 ± 2.0 °C, 85 ± 2.0 °C por 1 min usando el mismo equipo de UHPH con una derivación de la válvula de alta presión.
Análisis de la composición bruta y el pH La proteína de la leche se determinó por el método de Kjeldahl (TN x 6.38) (International Dairy Federation, 1993), la materia seca se analizó por el método de secado en horno (International Dairy Federation, 1987), y el contenido de grasa se determinó por el método de Gerber como está reportado en la International Dairy Federation (1991). El contenido de cenizas se determinó gravimétricamente usando el método de la International Dairy Federation (1964) haciendo la combustión de la muestra a 550 °C por 6 horas en una mufla (Select-Horn, J.P Selecta, Barcelona, España) después del secado previo a 101 ± 0.5 °C por 2 horas. El pH se determinó en las muestras almacenadas cada 7 días desde el día 0 hasta el 28 usando un peachímetro digital (pH-Meter GLP 21+, Crison). El contenido de lactosa se analizó usando el método UV, Lactosa/D-galactosa (Boehringer Mannheim/R-Biopharm AG, Darmstadt, Alemania) como se describe a continuación: 2 g de muestra de leche se diluyeron con 20 mL de agua destilada (1:10), en un matraz volumétrico de 100 mL, acidificada con 1 mL de ácido tricloroacético 3.0 M para la precipitación de proteína, se incubó por 10 min seguido de neutralización con NaOH 1.0 M y el volumen final se llevó a 100 mL con agua destilada. La mezcla resultante se filtró y el líquido se usó para el análisis siguiendo el protocolo descrito en el método. La absorbancia de la mezcla de reacción final se determinó a 340 nm con un espectrofotómetro (Modelo UV2310, Dinko Instruments, Barcelona, España).
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[ TECNOLOGÍA ] 75 Determinación de la actividad de lisozima La actividad de lisozima se realizó en las muestras cada 7 días desde el día 0 hasta el día 28. Se evaluó usando un kit comercial basado en un método fluorimétrico (EnzChek Lysozyme Kit, Invitrogen, Carlsbad CA, EEUU) en una microplaca. El método está basado en la acción lítica de la lisozima sobre las paredes celulares de Micrococcus lysodeikticus marcado con fluoresceína, a tal grado que la fluorescencia se apaga. Las muestras de leche se diluyeron 32 veces en buffer de reacción 1X basado en la actividad de lisozima determinada en el ensayo anterior. La mezcla de reacción final en cada pocillo contenía 50 µL de la suspensión de trabajo del substrato de lisozima DQ 50 µg/mL y 50 µL de las muestras experimentales o las muestras de la curva estándar. Las mezclas de reacción se incubaron a 37 °C por 30 minutos protegidas de la luz y la actividad de lisozima se midió mediante un lector de microplaca de una espectrofotómetro de fluorescencia a 494 nm de excitación y 518 nm de emisión (Cary Eclipse Fluorescence
Spectrophotometer, Agilent Technologies EEUU) contra blancos de muestra y se expresó como unidades de actividad donde una unidad está definida como la cantidad de lisozima requerida para producir un cambio de 0.001 de unidades de absorbancia/min a 450 nm a pH 6.24 y 25 °C. Los blancos de muestra se prepararon de la misma manera que las muestras excepto por que se reemplazó la suspensión de trabajo de substrato de lisozima con el buffer de reacción. La curva estándar de lisozima para cada placa se preparó en el rango de 500 U/mL a 0 U/mL.
Análisis microbiológico Las bacterias mesófilas totales se determinaron para todas las muestras en medio agar cuenta en placa (PCA) (Oxoid Ltd., 96 Basingstoke, Hampshire, R. U.). Las determinaciones microbiológicas se realizaron en el día 0 y después cada 7 días hasta el día 28. Las muestras frescas se mantuvieron a 5 °C en botellas estériles y se tomaron a cada tiempo para el análisis. El análisis se realizó por triplicado y la
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incubación a 30 °C por 48 horas. Las colonias visibles se contaron y se calculó el promedio.
Determinación de la estabilidad física La estabilidad física se realizó en las muestras por un periodo de 28 días usando un dispositivo Turbiscan® (TAP, 2009) (Formulaction, EEUU). La determinación en este aparato se basa en el escaneo de infrarrojo cercano (λ = 880 nm) desde el fondo hasta la superficie del vial con la muestra, determinando el porcentaje de la dispersión DeltaH (t) a través de la muestra a una temperatura fija. Los resultados se expresaron por la determinación de la altura (mm) de la capa de sólidos depositados y la altura de la capa cremosa en la superficie, en diferentes días durante el almacenamiento. Para este propósito, se usó una herramienta del software proporcionada por el fabricante. Cada muestra se llenó en viales Turbiscan® (TAP, 2009) y se añadieron 3 gotas de azida de sodio al 0.02% como agente conservador y se almacenaron en una cámara de enfriamiento a 5 °C durante el periodo experimental completo. Las determinaciones se realizaron a 20 °C cada semana por triplicado.
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Análisis estadístico Todos los resultados se presentaron como promedios de tres producciones individuales de leche de burra y cada muestra fue analizada por triplicado a menos que se indicara lo contrario. Los datos se procesaron mediante análisis de varianza (ANOVA) usando el método Newman-Keuls de Student para la comparación múltiple de medias. El análisis se realizó con los paquetes estadísticos SPSS 21.0 (IBM, 2012).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN Composición de la leche y pH La composición de la leche de burra (% p/p de los valores promedio de la leche cruda y las diferentes muestras tratadas) se caracterizó como se describe a continuación: 8.7 ± 0.5 materia seca; 1.61 ± 0.08 proteína total; 0.37 ± 0.04 grasa; 6.6 ± 0.3 lactosa; 0.49 ± 0.03 cenizas. De esta manera, la leche de burra se caracterizó por tener un contenido de materia seca menor en comparación con los valores de materia seca
[ TECNOLOGÍA ] 77 reportados en la literatura por Ivanković et. al. (2009) y Salimei et. al. (2004), quienes trabajaron con diferentes razas de burras. El bajo promedio de contenido de grasa fue consistente con lo reportado por diferentes autores (Conte, Calabrò, & Monsù, 2003; Chiofalo, Azzara, Liotta, & Chiofalo, 2004) aunque se han reportado valores mucho mayores de 1.68% (Pinto, Lestingi, Caputi Jambrenghi, Marsico, & Vonghia, 1998). Giosue, Alabiso, Russo, Alicata y Torrisi (2008) han reportado que el contenido de grasa se ve muy influenciado por la variabilidad estacional y la etapa de lactancia incluso para la misma raza. El contenido de proteína estuvo dentro de los valores promedio encontrados en la literatura reportada para la leche de burra y fue consistente a los presentados por Coppola et. al. (2002) e Ivanković et. al. (2009). Se observó menos variabilidad en el contenido de cenizas y sus valores fueron similares a los reportados por Coppola et. al. (2002). El alto contenido de
7,60
7,40
a
lactosa estuvo de acuerdo con lo reportado por Di Renzo, Altieri y Genovese (2013). Como se esperaba, los tratamientos no afectaron significativamente la composición de la leche. Este perfil de composición representa gran similitud al de la leche humana, lo cual también fue observado por Coppola et. al. (2002) excepto por el bajo contenido de grasa. A comparación de la leche bovina, el contenido de lactosa es muy alto mientras que los sólidos totales, proteína y grasa parecen ser mucho menores. El pH de la leche bronca después de la ordeña fue de 7.19 ± 0.1 en promedio, similar al pH 7.18 obtenido por Salimei et. al. (2004) y otros autores. Como se muestra en la Figura 1, al día 0, la leche bronca de burra y tratada, presentaron valores de pH similares. Se observó una
FIGURA 1. Evolución del pH de las muestras de leche bronca y tratada de burra durante el almacenamiento de 28 días a 4 °C. Los resultados representan las medias y desviaciones estándar (barras de error) de lecturas por triplicado de cada muestra de 3 producciones individuales. Letras diferentes en los puntos de datos indican diferencias significativas (P<0.05).
a
a
a
a
b
b
7,20 a,b
Leche pH
7,00
a,b b
b
6,80
b
b
Bronca 70 °C 85 °C
6,60
100MPa
c
200MPa
6,40
300MPa d
6,20
0
7
14
21
d
28
Tiempo de almacenamiento (Días)
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78 [ TECNOLOGÍA ]
TABLA 1. Valores promedio ± SD de actividad de la lisozima (U/mL) para muestras bronca y tratada durante el almacenamiento a 4 °C.
a
disminución significativa de pH en la leche bronca especialmente desde el día 7 al día 21. La muestra tratada con UHPH 100 MPa mostró una fuerte disminución en el pH al día 7 de almacenamiento, significativamente menor que el de otras muestras tratadas, sin embargo, se mantuvo constante durante el periodo entero de almacenamiento, hasta el día 28. Se exhibió un patrón similar por la muestra pasteurizada a 70 °C pero con un suave cambio de pH. El pH de los tratamientos de mayor intensidad 85 °C, 200 MPa y 300 MPa se mantuvo relativamente estable durante los 28 días de almacenamiento con valores de pH finales alrededor de 7.2. Después del día 14 el pH de la leche bronca, las muestras de 70 °C y 100 MPa fue significativamente menor que el de las muestras de 85 °C, 200 MPa y 300 MPa. La disminución del pH de las muestras de leche sometidas a los tratamientos leves podría atribuirse a la acidificación provocada por el crecimiento microbiano.
tadas fueron ligeramente mayores que las de la leche bronca aunque no estadísticamente significativas. Se monitorearon los cambios en las actividades de lisozima durante el almacenamiento de las muestras, y su evolución siguió un patrón similar en todas las muestras. Se observó un incremento gradual progresivo en la actividad desde el día 0 al día 14 para la leche cruda y las dos muestras pasteurizadas. La muestra tratada por UHPH a 100 MPa tuvo la actividad más alta en el día 7. La muestra tratada con 200 MPa mostró una actividad de lisozima constante durante los primeros catorce días mientras que la muestra tratada con 300 MPa mostró una disminución durante el periodo de almacenamiento completo. Sin embargo, a pesar de la variación de la actividad de lisozima en las diferentes muestras tratadas y periodo de almacenamiento, la pérdida de actividad al día 28 fue despreciable y estadísticamente similar en todas las muestras.
Actividad de lisozima
En la leche de burra, el alto contenido y actividad de lisozima es un hecho importante que actúa como agente antimicrobiano natural de manera que constituye un componente esencial que necesita conservarse aun cuando se procesa. Como con otras enzimas, su actividad puede ser fácilmente influenciada positivamente o negativamente por
En la actividad de lisozima, los valores determinados en todas las muestras tratadas durante el almacenamiento, se presentan en la Tabla 1. Se registraron valores similares dentro de los tratamientos, comparables a los valores determinados en la leche bronca. Sin embargo, las actividades de lisozima para las muestras tra-
TRATAMIENTO
DÍA 0
DÍA 7
DÍA 14
DÍA 21
DÍA 28
Bronca
11531 ± 923
13689 ± 3473
15725 ± 940
10588 ± 3556
11746 ± 3719
70 °C
13761 ± 3573
17588 ± 6739
18961 ± 4297
13556 ± 2476
10525 ± 4510
85 °C
12001 ± 2619
16806 ± 6968
22503* ± 3284
13261 ± 2466
12087 ± 196
100 MPa
13328 ± 3257
16032 ± 4310
15121 ± 1609
11936 ± 1790
10132 ± 2451
200 MPa
14465 ± 5783
14238 ± 3216
14296 ± 1986
11361 ± 4207
10891 ± 4259
300 MPa
16149 ± 4478
15389 ± 2948
14479 ± 1604
11323 ± 1996
10132 ± 3958
Los datos son el promedio de tres producciones individuales * Representa diferencia significativa en P<0.05.
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[ TECNOLOGÍA ] 79 tratamientos tecnológicos. Sin embargo, este experimento no mostró diferencias significativas debido al efecto del tratamiento a lo largo del periodo de almacenamiento excepto para la muestra de 85 °C al día 14 la cual tuvo una actividad de lisozima significativamente mayor que la de los otros tratamientos. Las actividades de lisozima determinadas para todas las muestras fueron muy altas comparadas con los datos previamente reportados. Conte, Foti, Malvisi, Giacopello y Piccinini (2012) reportaron valores de actividad de lisozima variando de 5800 a 2740 U/mL de muestra determinados en leche fresca mientras que se han reportado niveles de actividad de lisozima alrededor de 4000-5000 U/ mL y algunas veces tan altos como 7000 U/ mL (Pilla, Dapra, Zecconi, & Piccinini, 2010). Cualquiera de los tratamientos aplicados en este estudio causó un incremento de la actividad de lisozima, aunque no fue significativamente diferente. La lisozima es generalmente considerada por ser muy termoestable y sólo comienza su desnaturalización térmica cuando se somete a tratamientos de temperatura elevada (Polidori & Vincenzetti, 2010). La variabilidad en el contenido y actividad de lisozima se ha reportado para leche fresca de burra y tratada y también durante su almacenamiento en congelación. Vincenzetti et. al. (2011) mencionaron que el contenido de lisozima en la leche fresca fue mayor que la encontrada en las mismas muestras liofilizadas. La estabilidad térmica de la lisozima de leche de burra ha sido demostrada por otros investigadores en diferentes grados. La pasteurización a 63 °C por 30 min pareció no tener ningún efecto significativo sobre la actividad de lisozima en los microorganismos (Chiavari, Coloretti, Nanni, Sorrentino, & Grazia, 2005). Coppola et. al. (2002) encontraron que los tratamientos térmicos a 90 °C por 1 min no afectan significativamente la actividad de la lisozima de leche de burra comparada con la leche bronca. Sin embargo, la inactivación de la lisozima se produce a 121 °C por 10 min.
Los efectos de la UHPH sobre la actividad de lisozima siguieron la misma tendencia que la observada para las muestras tratadas con calor. Se observó un realce en la actividad de lisozima por los tratamientos de UHPH comparado con las muestras de leche bronca y esto estuvo de acuerdo con las observaciones hechas por Iucci, Patrignani, Vallicelli, Guerzoni y Lanciotti (2007). Ellos encontraron que en la leche de vaca con tratamiento de UHPH 100 MPa hubo un incremento en la actividad de lisozima sobre los microorganismos y sugirieron varias hipótesis. Sugirieron que la modificación molecular juega un papel esencial en el incremento de la actividad observada ya que la actividad de la molécula se debe a su estructura tridimensional. Por lo tanto cualquier pequeño cambio en la conformación nativa de la lisozima podría llevar a una mejor exposición del sitio activo provocando un incremento de la actividad. Guerzoni et. al. (1999) han demostrado que el tratamiento UHPH induce al incremento de la exposición de unas regiones hidrofóbicas de la proteína y este incremento de la hidrofobicidad parece ser la causa principal del realce de la actividad antimicrobiana de la lisozima (Bernkop-Schnurch, Krist, Vehabovic, & Valenta, 1998). Se ha demostrado que la desnaturalización parcial de la lisozima a 80 °C por 20 min exhibe una fuerte actividad antimicrobiana comparada con la lisozima nativa (Ibrahim, Higashiguchi, Sugimoto, & Aoki, 1997).
Análisis microbiológico La cuenta total bacteriana inicial para la muestra de leche bronca fue 4 log ufc/mL. Este valor fue similar al reportado en la leche bronca de burra por Ivanković et. al. (2009), el cual fue en promedio menor que los niveles encontrados en leche de cabra y vaca. Zhang, Zhao, Jiang, Dong y Ren (2008) atribuyeron las cuentas microbianas iniciales menores como resultado de los agentes antimicrobianos naturales presentes en la leche. Las cuentas microbianas mucho menores están asociadas con las leches broncas de burra que
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80 [ TECNOLOGÍA ] son ordeñadas con máquina en lugar de las ordeñadas manualmente 3.50 y 4.7 log ufc/mL, respectivamente (Sorrentino et. al., 2010). La Figura 2 muestra la evolución de la cuenta microbiana total durante el almacenamiento de las leches bronca y tratada. Las cuentas microbianas para la leche bronca incrementaron progresivamente cerca de 6 log ufc/mL después de 7 días y mucho mayores en el día 14, similar a lo observado por Sorrentino et. al. (2010) aunque ellos reportaron un incremento no significativo dentro de los primeros 3 días de almacenamiento a 4 °C. Hubo mucha variabilidad en las cuentas microbianas para la leche bronca entre varios lotes ya que la ordeña se realizó manualmente. Sin embargo, los diferentes tratamientos aplicados a la leche, fueron capaces de reducir las cuentas microbianas significativamente por debajo de 2 log ufc/mL, a pesar de la tendencia de incremento observada en la leche bronca desde el día 7. Las muestras tratadas, por otro 9
Cuenta Bacteriana Total (log ufc/mL)
8
lado, fueron capaces de mantener una población estable debajo de 2 log ufc/mL durante el periodo de almacenamiento completo. No hubo diferencias significativas en las cuentas microbianas entre los diversos tratamientos aunque a 300 MPa las muestras parecieron ser mucho menores que las otras. Los mecanismos detrás de la inactivación microbiana por UHPH no están completamente comprendidos pero se ha explicado que surgen de causas como el incremento de la temperatura generada por el calentamiento adiabático en la máquina, presión espacial y gradientes de velocidad, cavitación, turbulencia, superficie sólida impartida y estrés extensional (Diels & Michiels, 2006). La ligera disminución en las cuentas microbianas para las muestras tratadas en el día 7, comparadas al día 0 similarmente, pueden indicar el efecto cooperativo contra el crecimiento microbiano de los tratamientos aplicados y la lisozima, como también observaron Iucci et. al. (2007).
FIGURA 2. Cuenta bacteriana total para las muestras de leche bronca y tratada de burra durante el almacenamiento a 4 °C. Los resultados representan las medias y desviaciones estándar (barras de error) de lecturas por triplicado de cada muestra de 3 producciones individuales. a-d: Letras diferentes en las barras indican diferencias significativas (P < 0.05).
d
7 c 6
Bronca 5
70 °C b
85 °C
4
100MPa 3 a
a
a
a
a
2
200MPa 300MPa
1 0 Día 0
Día 7
Día 14
Tiempo de almacenamiento (Días)
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Día 21
Día 28
[ TECNOLOGÍA ] 81 Estabilidad física
che en una fase acuosa continua, la hacen estable por sólo un corto periodo de tiempo. La migración de partículas produce diferentes fenómenos de desestabilización: sedimentación,
El complejo coloidal natural de la leche que comprende una mezcla de glóbulos de grasa, micelas de caseína y proteínas de suero de le-
14 12
FIGURA 3. Grosor máximo de la capa de sedimento de las muestras de leche bronca y tratada durante el almacenamiento a 4 °C.
Delta H(t) de retrodispersión
10 Bronca 8
65 °C 80 °C
6
100MPa 4
200MPa 300MPa
2 0 0
5
10
15
20
25
30
35
Tiempo de almacenamiento (Días) FIGURA 4. Grosor máximo de la capa de crema para las muestras de leche bronca y tratada durante el almacenamiento a 4 °C.
1.6
Delta H(t) de retrodispersión
1.4 1.2
Bronca
1
65 °C
0.8
80 °C
0.6
100MPa
0.4
200MPa
0.2
300MPa
0 0
5
10
15
20
25
30
Tiempo de almacenamiento (Días)
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82 [ TECNOLOGÍA ] agregación y cremado. El fenómeno de sedimentación se observó por un incremento en la retrodispersión delta al fondo del vial de la determinación donde la muestra se colocó. Este fenómeno se asoció con una disminución en el nivel de retrodispersión a través de la porción media de la muestra la cual se debe a cierto grado de clarificación. El fenómeno de cremado se puede ver a partir del incremento de la retrodispersión en la superficie de la muestra debido a la migración de los glóbulos de grasa más ligeros hacia arriba (Durand, Franks, & Hosken, 2003). Los fenómenos de sedimentación y cremado se calcularon a partir del grosor del pico de sedimento y crema, como se muestra en las Figuras 3 y 4, respectivamente. A partir del perfil de sedimentación en la Figura 3 se puede observar que todas las muestras exhibieron un cierto grado de sedimentación. La muestra tratada con 300 MPa dio valores mpas altos de formación de sedimento. A esta le siguió la leche tratada con 200 MPa la cual exhibió una retrodispersión DeltaH (t) en el rango de 4-6%. El perfil para la de 100 MPa fue similar a los perfiles de la leche pasteurizada y bronca con menor retrodispersión DeltaH (t) ≤ 2%. El incremento en la sedimentación durante el periodo de almacenamiento para las muestras bronca, pasteurizada (70, 85 °C) y UHPH 100 MPa fue muy gradual desde el día 0 al día 18 y se mantuvo muy estable hasta el día 28. La muestra de 300 MPa mostró un aumento muy fuerte en la formación de sedimento en el día 1 y un incremento mucho más leve al día 3 el cual después disminuyó gradualmente. Un perfil similar se observó para la muestra de 200 MPa con un fuerte incremento en la capa de sedimento desde el día 0 al día 3 pero continuando con un incremento leve hasta el final del periodo de almacenamiento. Se podría deducir de las observaciones que la inestabilidad física derivada de la formación de sedimento está directamente ligada al incremento de la intensidad del tratamiento UHPH y menos afectada por las condicio-
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nes de pasteurización en este experimento. La fracción de proteína de leche de burra es particularmente rica en proteínas de suero. Presenta 30-50% de la fracción de nitrógeno mientras que en la leche de vaca es sólo de 20% (Vincenzetti et. al., 2011). Los tratamientos UHPH de la leche en este estudio, se realizaron a 40 °C temperatura de entrada, alcanzando 113 °C en la válvula de alta presión cuando se aplican 300 MPa. Esta temperatura junto con los efectos mecánicos de la UHPH puede provocar un intenso grado de desnaturalización de proteína del suero, la cual es una fracción muy termosensible. La desnaturalización de la proteína a cierto grado favorece la agregación de la proteína la cual, a su vez, lleva a la sedimentación de la proteína. En el perfil de cremado presentado en la Figura 4 se puede ver que las muestras presentan varios grados de cremado. Sin embargo, el grado de retrodispersión fue mucho menor comparado al observado en el perfil de sedimentación como se esperaba, ya que la leche de burra contiene un contenido de grasa muy bajo. El cremado más alto se observó para la leche bronca pues mantuvo el tamaño de glóbulo de grasa de la leche nativa. La leche tratada con 100 MPa, por otro lado, mostró el menor cremado de todas las muestras. En este tratamiento la reducción intensiva del tamaño de glóbulo como consecuencia de la aplicación de la UHPH, no estuvo acompañada de la desnaturalización de la proteína de suero, de acuerdo con los resultados de sedimentación observados, de esta manera la migración de los glóbulos de grasa se minimizó. Con respecto a la evolución del cremado de las muestras durante el almacenamiento, todas se mantuvieron relativamente estables.
CONCLUSIONES El tratamiento UHPH de la leche de burra demostró ser una tecnología de procesamiento
[ TECNOLOGÍA ] 83 comparable o mejor que la pasteurización en términos de calidad microbiológica con una vida útil de 28 días al menos. También probó tener un efecto positivo en la actividad de lisozima similar a la pasteurización, manteniendo la actividad durante el periodo de almacenamiento. El efecto de la UHPH sobre la estabilidad física sin embargo, causó sedimentación en los tratamientos de UHPH de alta intensidad de 200 MPa y 300 MPa, por lo que en la UHPH debe llevarse a cabo la combinación de presión y temperatura de entrada. El potencial de la leche de burra procesada con tratamiento UHPH en la manufactura de productos lácteos y sus efectos en las alergias potenciales a la proteína, será un gran seguimiento a este experimento para permitir una explotación más amplia de la tecnología y la leche de burra como alimento funcional.
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CALENDARIO DE EVENTOS
IFT 15 La más grande muestra de ingredientes alimenticios en el mundo 11 al 14 de Julio Sede: McCormick Place, Chicago, Illinois, Estados Unidos Organiza: Institute of Food Technologists (IFT) Teléfono: +1 (312) 782 8424 Fax: +1 (312) 782 8348 E-mail: info@ift.org Web: www.am-fe.ift.org Únase a nosotros para ser parte del evento mundial que reúne a los profesionales más respetados de los alimentos en la industria, el gobierno y la academia... la gente como usted... en todas las facetas de la ciencia y tecnología de alimentos. En IFT va a adquirir conocimientos prácticos, ideas innovadoras y conexiones profesionales que directamente beneficiarán a su trabajo y contribuirán al éxito de su organización, todo en apenas cuatro días.
CONFITEXPO 2015 4 al 7 de Agosto Sede: Salón Jalisco de Expo Guadalajara, Guadalajara, Jalisco, México Organiza: Grupo Gefecc Teléfono: +52 (55) 5564 7040 Fax: +52 (55) 5564 0329 E-mail: info@confitexpo.com Web: www.confitexpo.com Confitexpo desde su inicio reunió bajo un mismo techo a proveedores, fabricantes e importadores del sector, para que los comercializadores de México y del extranjero fuesen testigos de las innovaciones, promociones y oportunidades que ofrecen los expositores para comercializar productos nacionales, además de exportar e importar lo más novedoso del sector. En la actualidad, Confitexpo se ha posicionado como una de las plataformas de comercialización y promoción internacional más importantes de América.
GOURMET SHOW 2015 Y 4 EVENTOS PARALELOS
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3 al 5 de Septiembre Sede: World Trade Center de la Ciudad de México, México Organiza: Tradex Exposiciones Internacionales Teléfono: +52 (55) 56 04 49 00 E-mail: anacorral@tradex.com.mx Web: www.tradex.mx Del 3 al 5 de septiembre, Tradex Exposiciones Internacionales celebrará paralelamente cinco eventos enfocados en segmentos muy específicos de la industria alimentaria: Gourmet Show, Expo Café, Salón Chocolate, Wine Room y Agave Fest; buscando reunir a compradores que busquen productos para sus negocios en lo que podemos considerar una exposición dividida en salones.
CERVEZA MÉXICO 2015 4 al 6 de Septiembre Sede: World Trade Center de la Ciudad de México, México Organiza: Tradex Exposiciones Internacionales Teléfono: +52 (55) 56 04 49 00 E-mail: geo@tradex.com.mx Web: www.tradex.mx/cerveza El evento más completo sobre cerveza en América Latina. Es un espacio interactivo donde además de degustar y hablar de cerveza, se vive la experiencia más completa en México sobre este mundo. Contempla exposición, congreso y competencia; llevándose a cabo desde 2010, se ha convertido en el principal evento de la industria cervecera en la región con más de 150 productores, importadores, exportadores y proveedores de insumos.
SPECIALITY & FINE FOOD FAIR 2015 6 al 8 de Septiembre Sede: London Olympia, Londres, Inglaterra Organiza: Fresh Montgomery Teléfono: (020) 7886 3092 E-mail: Emily.Mosedale@freshmontgomery.co.uk Web: www.specialityandfinefoodfairs.co.uk
{87} El evento definitivo para la exhibición de alimentos y bebidas artesanales a compradores profesionales de alta calidad. Conozca a tiendas de delicatessen, centros de productos agrícolas, minoristas independientes, restaurantes, hoteles, empresas de catering y comerciantes que están mirando a las fuentes de “la buena comida”.
PROCESS EXPO 2015 La feria global de tecnología y equipos alimenticios 15 al 18 de Septiembre Sede: McCormick Place, Chicago, Illinois, Estados Unidos Organiza: FPSA Teléfono: +1 (703) 761 2600 E-mail: info@fpsa.org Web: www.myprocessexpo.com En Process Expo usted encontrará soluciones para el procesamiento y empaquetamiento de cualquier segmento de la industria mundial de alimentos y bebidas: carne, productos lácteos, alimentos preparados, panadería, bebidas, alimentos congelados, condimentos, alimentos para animales, cereales, etcétera. Realizada en Chicago, esta feria experimenta un constante crecimiento con cada edición, según medios estadounidenses.
perfecto para conocer las últimas tendencias y temas, y un gran lugar para hacer contactos de primer nivel y negocios. 10 eventos bajo el mismo techo: Anuga Fine Food, Anuga Drinks, Anuga Meat, Anuga Frozen Food, Anuga Chilled & Fresh Food, Anuga Dairy, Anuga Bread & Bakery, Hot Beverages; Anuga Organic, Anuga RetailTec y Anuga FoodService.
SICARNE 2015 Simposio Internacional Sobre Producción de Ganado de Carne 21 al 23 de Octubre Sede: Nave de Locomotoras Tres Centurias, Aguascalientes, Aguascalientes, México Organiza: Financiera Rural, SAGARPA, Fira, CNG, AMEG, Auber Teléfono: +52 (811) 777 7166 y +52 (331) 617 4073 E-mail: mf.sicarne@gmail.com Web: www.sicarne.org Sicarne es el Simposio Internacional Sobre Producción de Ganado de Carne, que reúne a los mejores expertos en el control y manejo de ganado porcino, avícola, bovino y ovino. Sicarne es un evento diseñado para ganaderos de México y América Latina que buscan innovar, actualizar sus conocimientos y hacer rentable la actividad ganadera; es la oportunidad de conocer, aprender, innovar, hacer crecer esta industria y, sobre todo, producir más y mejor carne.
SEAFEX 2015 ANUGA 2015 Taste the Future 10 al 14 de Octubre Sede: Koelnmesse, Colonia, Alemania Organiza: Koelmesse GmbH Teléfono: +52 (55) 1500 5909 Fax: + 52 (55) 1500 5910 E-mail: gabriela.gonzalez@deinternational.com.mx Web: www.anuga.com Anuga es no sólo la mayor feria de alimentos y bebidas en el mundo, también es el encuentro más importante del sector de nuevos mercados y grupos específicos. Es el lugar
27 al 29 de Octubre Sede: Dubai World Trade Centre, Dubái, Emiratos Árabes Unidos Organiza: Dubai World Trade Centre Teléfono: +971 (4) 308 6462 E-mail: seafex@dwtc.com Web: www.seafexme.com SEAFEX se ha convertido en la exposición de más rápido crecimiento sobre alimentos del mar en el mundo. Además, convoca a todos los líderes regionales de la industria y vuelve con una mayor inversión, que incluye “East Fish Processing”, “Essam Shamaa Seafood” y “ASMAK”, sólo por mencionar algunas actividades. Empresas de lugares tan lejanos para Medio Oriente como Estados Unidos y el Reino Unido estarán exponiendo sus soluciones y productos en SEAFEX.
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