Industria Alimentaria noviembre-diciembre 2018 by Alfa Editores Técnicos

2 [ CONTENIDO ]

Alimentaria NOVIEMBRE / DICIEMBRE 2018 | VOLUMEN 40, NUM. 6 www.alfa-editores.com.mx | buzon@alfa-editores.com.mx

TECNOLOGÍA

APLICACIÓN DE ENZIMAS EN EL PROCESO DE ALIMENTOS

ACTUALIDAD

ANÁLISIS DE GLUTAMATO MONOSÓDICO EN ALIMENTOS

TECNOLOGÍA

ACTUALIDAD

GRAVE PROBLEMA: EL DESPERDICIO DE ALIMENTOS

EL SUBPRODUCTO DEL BIOETANOL DE MAÍZ COMO FUENTE DE ARABINOXILANOS GELIFICANTES PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA

TECNOLOGÍA

EFECTO DE LAS FUENTES NATURALES DE NITRITO EN EL DESARROLLO DEL COLOR EN SALCHICHAS Industria Alimentaria | Noviembre - Diciembre 2018

TENDENCIAS EN EMPAQUES 2019: SEGURIDAD, SUSTENTABILIDAD Y EXPERIENCIA DE CONSUMO

EVENTO

UN ÉXITO MÁS DE ALFA PROMOEVENTOS: TECNOBEBIDAS, SEMINARIO TEÓRICO-PRÁCTICO 2018

4 [ CONTENIDO ]

EDITOR FUNDADOR

Ing. Alejandro Garduño Torres DIRECTORA GENERAL

Secciones

Lic. Elsa Ramírez Zamorano Cruz CONSEJO EDITORIAL Y ÁRBITROS

Editorial

Novedades

Notas del sector Estabilidad a la oxidación de grasas y aceites

MAS Instrumentos, S.A. de C.V. Calendario de eventos

Índice de anunciantes

M. C. Abraham Villegas de Gante 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 Dr. Arturo Inda Cunningham Dr. Mariano García Garibay Ing. Miguel Ángel Zavala Arellano M. C. Rodolfo Fonseca Larios M. en C. Rolando García Gómez Dr. Salvador Vega y León Dr. Santiago Filardo Kerstupp Dra. Silvia Estrada Flores Dr. Valente B. Álvarez

DIRECCIÓN TÉCNICA

ORGANISMOS PARTICIPANTES

Q.F.B. Rosa Isela de la Paz G. PRENSA

Lic. Alma Lorena Rojas Sánchez DISEÑO

Lic. María Teresa Bañales Yerena Lic. Lucio Eduardo Romero Munguía VENTAS

Karla Hernández Pérez ventas@alfa-editores.com.mx

OBJETIVO Y CONTENIDO El objetivo principal de INDUSTRIA ALIMENTARIA es difundir la tecnología alimentaria y servir de medio para que los técnicos, especialistas e investigadores de todas las áreas relacionadas con la industria alimentaria expongan sus conocimientos y experiencias. El contenido de la revista se ha mantenido actualizado gracias a la aportación de conocimiento de muchas personas especializadas en el área, 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 40, núm. 6, noviembre-diciembre 2018, es una publicación bimestral editada por Alfa Editores Técnicos, S.A. de C.V., Unidad Modelo núm. 34, Col. Unidad Modelo, Iztapalapa, C.P. 09210, Ciudad de México, Tel. 55 82 33 42, www.alfa-editores.com.mx, ventas@alfa-editores.com.mx. Editor responsable: Elsa Ramírez-Zamorano Cruz. Reserva de Derechos al Uso Exclusivo No. 04-2004-111711534800-102, otorgado por el Instituto Nacional del Derecho de Autor, Licitud de Título No. 860 y Licitud de Contenido No. 506, otorgados por la Comisión Calificadora de Publicaciones y Revistas Ilustradas de la Secretaría de Gobernación. Permiso SEPOMEX No. PP09-0006. Este número se terminó de imprimir el 10 de noviembre 2018. Las opiniones expresadas por los autores no necesariamente reflejan la postura de la editora 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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HACIA UNA INDUSTRIA ALIMENTARIA SEGURA, SUSTENTABLE, EFICIENTE Y LLENA DE SABOR

[ EDITORIAL ] 5

La necesidad imperante en la industria alimentaria de producir alimentos y bebidas con buen sabor y valor nutrimental ha dado paso a la implementación de procesos y aditivos que faciliten su elaboración cumpliendo tales propósitos.

Asimismo, presentamos un artículo titulado “Grave problema: el desperdicio de alimentos”, sobre un mal acuciante en la industria que es necesario considerar con urgencia para cumplir el objetivo de avanzar hacia una industria de alimentación y bebidas más sostenible.

Este año que está por culminar, fuimos testigos de diversos avances e innovaciones en la industria, desde el auge de “superalimentos” gracias a nuevos estudios científicos, el aumento en la producción y consumo de alimentos orgánicos o ecológicos, la cocina molecular, los envases inteligentes o las impresoras de comida 3D, hasta la adaptación de los productos alimenticios para la transición del mercado tradicional al e-Commerce. Todas estas transformaciones dibujan una nueva perspectiva para la industria en un futuro, cada vez más cercano.

Además, se incluye en este número un artículo acerca de las tendencias en empaque y envasado, industria que se transforma constantemente en pro de la seguridad alimentaria y que está en transición hacia una economía circular ecológica.

Los avances tecnológicos y científicos nos acercan también al consumidor, sus necesidades y las recientes conciencias alimentarias, un factor definitorio para el desarrollo de proyectos de inversión en cualquier sector y, en este caso, para la producción de alimentos y bebidas exitosos. Con el objetivo de proporcionar información innovadora y aportar en la consolidación de una industria alimentaria segura, sustentable y eficiente que no sacrifique ni un poco de sabor, esta edición de Industria Alimentaria está dedicada a la innovación en la producción de alimentos. Por ello, presentamos un artículo sobre la aplicación de enzimas —importantes por su capacidad para transformar las materias primas en productos mejorados— en el proceso de alimentos; uno sobre el análisis de glutamato monosódico en alimentos, cuyo uso excesivo puede interferir con la salud; otro más sobre el subproducto del bioetanol de maíz como fuente de arabinoxilanos gelificantes para la industria y un estudio sobre el efecto de las fuentes naturales de nitrito en el desarrollo del color de las salchichas.

Bienvenid@s a Industria Alimentaria de noviembre y diciembre de 2018. El equipo de Alfa Editores Técnicos, empresa que por casi cuarenta años se ha posicionado como líder en la emisión de medios impresos y digitales que brindan soluciones para la industria de alimentos y bebidas en México, agradece su lectura y le desea una feliz navidad y próspero año nuevo en compañía de sus seres queridos. Del mismo modo, lo invitamos a formar parte de Tecnotendencias Alimentarias Guadalajara 2019, a celebrarse el día 12 de febrero en el hotel Hilton de la ciudad de Guadalajara, Jalisco. Ésta es la oportunidad para conocer las tendencias de consumo y su importancia en el desarrollo de nuevos productos o la modificación de los existentes. Conozca los detalles de inscripción, así como las opciones de patrocinio para proveedores, en el sitio web de Alfa Promoeventos, empresa mexicana con veinte años de experiencia en “transformar en excelentes a los mejores”: www.alfapromoeventos.com Esperamos encontrarnos en estas páginas el próximo año y en los eventos que Alfa Promoeventos, nuestra empresa hermana, tiene preparados para los meses por venir, con el objetivo de actualizar y proporcionar herramientas a los profesionales de esta creciente y fascinante industria. Nos leemos en 2019. Lic. Elsa Ramírez–Zamorano Cruz Directora General

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ESTUDIANTES DEL IPN CREAN “TIBOLÍN”, UN ALIMENTO A BASE DE TILAPIA Y CHAPULÍN

Novedades

Interesados en contribuir a una alimentación balanceada que ayude a disminuir los casos de obesidad infantil, estudiantes del Instituto Politécnico Nacional (IPN) presentaron una colación rica en proteínas y fibra, a base de carne de tilapia y chapulín. El producto, al que denominaron Tibolín, fue elaborado en la planta piloto de carnes de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB), y proponen incluirlo como parte del almuerzo escolar. Los jóvenes subrayaron que la colación permitirá promover el consumo de tilapia y chapulín. La primera aporta proteínas de alto valor biológico, al ser un alimento con pocas calorías con ácido docosahexanoico (DHA), el cual forma parte de los ácidos grasos omega 3, además de favorecer la digestión; mientras que los chapulines poseen alto contenido proteico, son de fácil digestión, cuentan con importante cantidad de fibra y grasas amigables con el organismo y son ricos en calcio, magnesio y vitaminas A, B y C. Fuente: Yucatán a la mano

POLLO E INSECTOS, EL FUTURO DE LA INDUSTRIA ALIMENTARIA David Barreiro, jefe de sección y escritor del departamento de redacción de la revista Eurocarne afirmó que en el año 2042 los países asiáticos serán los productores más importantes de insectos y pollo, y la demanda se centrará en China, Japón o Vietnam. Asimismo, la tendencia es desarrollar proteína animal en laboratorios, como ya se ha hecho con carne molida para hamburguesa. Durante la conferencia magistral “Una mirada al sector agroalimentario hacia el 2040” en el Foro Global Agroalimentario, comentó que los sustitutos de alimentos serán una realidad y sólo las clases económicas altas tendrán la capacidad de consumir productos naturales y frescos. Fuente: El Sol de Puebla

ELABORAN PAN NUTRITIVO A BASE DE HARINA DE CUCARACHAS Una investigadora brasileña aprovechó la abundancia de la especie del norte de África: Nauphoeta cinérea, mejor conocida como "cucaracha langosta", para crear un alimento que incluye más proteínas que la carne roja. Está preparado con una harina especial hecha a base de cucarachas deshidratadas, la cual es combinada con trigo común y corriente. Al final, la mezcla completa utiliza únicamente 10% de la harina con cucarachas. Es importante recalcar que 100 gramos del pan de cucaracha contienen 22.6 gramos de proteína y 68% menos grasa que el pan tradicional casero, que tiene únicamente 9.7 gramos de proteína. Estos factores lo podrían hacer una excelente opción para las dietas bajas en carbohidratos. Fuente: Milenio

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{9} en el norte de México, tiene potencial para usarse como quimioprotector. Fuente: UNO TV

GARBANZOS: ALIADOS CONTRA EL CÁNCER DE COLON

Novedades

El consumo diario de garbanzo cocido reduce la incidencia de cáncer de colon, informaron científicos del Instituto Politécnico Nacional (IPN) luego de realizar estudios con ratones, en los que lograron disminuir la proliferación de células carcinogénicas al alimentarlos con dicha leguminosa. En un comunicado, el IPN dijo que para inducir el cáncer a los roedores, utilizaron un agente iniciador azoximetano, compuesto que tiene un mecanismo oxidante específico en el colon, así como un promotor: dextran sulfato de sodio, para simular el proceso cancerígeno producido por colitis ulcerativa. Xariss Miryam Sánchez Chino, de la Escuela Nacional de Ciencias Biológicas (ENCB), comentó que, según la investigación que realizaron, consumir un 10% de garbanzo cocido a diario reduce la incidencia de cáncer de colon. Además, destacó que esta leguminosa, una de las de mayor producción

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APLICACIÓN DE ENZIMAS EN EL PROCESO DE ALIMENTOS Tecnología

{ Rehana Salim,1 Fiza Nazir,1 Nargis Yousf,1 Furheen Amin,2 A.H. Rather1 y Monika Reshi1 }

RESUMEN

Palabras clave: enzimas, aplicaciones, industria alimentaria

Las enzimas siempre han sido importantes para la tecnología alimentaria debido a su capacidad para actuar como catalizadores y transformar las materias primas en productos alimenticios mejorados. En el procesamiento de alimentos se utilizan como aditivos para modificar las propiedades de éstos. También se emplean en el procesamiento de almidón, carnes, en la industria láctea, la del vino y en la fabricación de alimentos predigeridos. Esta investigación revisa sus aplicaciones en la industria alimentaria.

{ 1División de Ciencia y Tecnología de Alimentos, SKUAST-K, Shalimar, Srinagar, Kashmir, Jammu y Kashmir, India; 2 Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos, Universidad de Kashmir, Srinagar, Kashmir, Jammu y Kashmir, India }

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TecnologĂa Noviembre - Diciembre 2018 | Industria Alimentaria

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INTRODUCCIÓN Las enzimas son proteínas que aumentan la velocidad de un conjunto inmenso y diverso de reacciones químicas necesarias para la vida. En otras palabras, son catalizadores biológicos altamente específicos [8]. Se nombran de acuerdo con la reacción que llevan a cabo. Típicamente, se agrega el sufijo "asa" al nombre del sustrato (por ejemplo, glucosa oxidasa, una enzima que oxida la glucosa) o el tipo de reacción (una polimerasa u omerasa para una polimerización o reacción de isomerización). Las excepciones a esta regla son algunas enzimas como pepsina, renina y tripsina. La Unión Internacional de Bioquímica (IUB) inició los estándares de nomenclatura enzimática, recomendando que los nombres de las enzimas indiquen a la vez los sustratos y el tipo de reacción catalizada [9]. Las enzimas han sido explotadas por los seres humanos durante miles de años. El cuajo es ejemplo de una mezcla de enzimas naturales del estómago de los terneros u otros animales domésticos que se ha utilizado en la fabricación de queso durante siglos. Las enzimas de levadura se han aplicado desde hace siglos para fermentar el jugo de uva y fabricar vino [15].

ENZIMAS EN EL PROCESAMIENTO DE ALIMENTOS Las enzimas han encontrado aplicaciones generalizadas en el procesamiento de ali-

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mentos, ya que pueden modificar y mejorar las propiedades funcionales, nutricionales y sensoriales de los ingredientes y productos. El tecnólogo de alimentos selecciona las enzimas que podrían mejorar una operación unitaria en particular de la producción de alimentos. Estas mejoras implican sustituir hidrolizados de proteína de pescado por leche en alimento para terneros [5], ahorrando energía y dinero en los procesos de producción [3] y modificando las propiedades funcionales de las proteínas [1].

Amilasas Las alfa amilasas son enzimas extracelulares que catalizan la hidrólisis de los enlaces alfa 1,4-glucosídicos en el almidón para liberar glucosa. Son importantes como enzimas de conversión de almidón en la industria alimentaria. Las enzimas amilolíticas tienen numerosas aplicaciones, como la producción de jarabes de glucosa, jarabes de maíz con alta fructosa, jarabe de maltosa, reducción de viscosidad en los jarabes de azúcar, reducción de turbidez para producir jugo de fruta clarificado, solubilización y sacarificación del almidón, y retraso del envejecimiento de productos horneados [11]. Las amilasas pueden prepararse a partir de diversos microorganismos, especialmente de Bacillus, Pseudomonas y Clostridium. Las bacterias potenciales que se utilizan en la actualidad para producir amilasas a escala industrial son Bacillus licheniformis y B. stearothermophilus [15].

[ TECNOLOGÍA ] 13 Catalasas Las catalasas se obtienen a partir de hígado bovino o fuentes microbianas. Se usan en la descomposición del peróxido de hidrógeno en agua y oxígeno. Las frutas y los vegetales son la principal fuente para fines industriales. Esta enzima se usa para expulsar el peróxido de hidrógeno de la leche antes de la producción de queso [16]. Otro uso es en las envolturas, para evitar que los alimentos se oxiden. La catalasa también se emplea en la eliminación de la glucosa de la clara de huevo antes del secado, en la industria de la panificación. Controla la perecibilidad de los alimentos [8].

Lipasas Una lipasa es una enzima soluble en agua que cataliza la hidrólisis de enlaces éster en

sustratos lipídicos insolubles en agua. Las lipasas son agentes aromatizantes cruciales y prolongan la vida útil [11]. Las fuentes microbianas de las lipasas son Pseudomonas aeruginosa, Serratia marcescens, Staphylocococcus aureus y Bacillus subtilis. La lipasa se usa como biocatalizador para producir ácido graso libre, glicerol y diversos ésteres; parte de glicéridos y grasas que se modifican o se esterifican a partir de un sustrato barato, por ejemplo: aceite de palma. Esos productos se utilizan considerablemente en la industria farmacéutica, química y alimentaria [15].

Proteasas Las proteasas rompen los enlaces peptídicos en las proteínas. El número de proteasas de origen vegetal utilizado industrialmente es pequeño [2]; algunas cisteín-proteasas (PC) como la papaína, la bromelina y la ficina se

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14 [ TECNOLOGÍA ] aplican, no obstante, en varios procesos. La papaína y la bromelina también se aprovechan para fabricar diferentes salsas [4] y jamón curado seco [12]. Una de las principales aplicaciones de las proteasas es la producción de queso. Debido a la escasez de cuajo tradicional (enzimas derivadas de los estómagos de terneros, corderos o cabras), se han investigado otras proteasas coagulantes como sustitutos del cuajo animal. El cuajo microbiano tiene dos acciones hidrolíticas sobre la caseína: la primera actividad coagulante está representada por proteólisis específica, o la capacidad de reconocer aminoácidos específicos en la cadena, rompiendo la k-caseína entre las unidades Phe (105) y Met (106); la segunda acción se refiere a la actividad proteolítica no específica, que hidroliza la k-caseína entre otras unidades de aminoácidos, lo cual conduce a una reducción en el rendimiento y al desarrollo deficiente del sabor en algunos quesos.

Glucosa oxidasa Esta enzima cataliza la descomposición de la glucosa en ácido glucónico en presencia de oxígeno disuelto [10]. La especie más utilizada para esta enzima es Aspergillus niger y sus cepas son capaces de producir una cantidad excepcional de glucosa oxidasa [13]. Se utiliza en la industria alimentaria para remover pequeñas cantidades de oxígeno de los productos o la glucosa de bebidas para diabéticos. También imparte color, sabor y textura a una serie de productos alimenticios y aumenta su vida útil [13].

Pectinasas Son una de las enzimas más vitales, particularmente en la industria del jugo de fruta, ya que ayudan a obtener jugos clarificados y estables, con mayores rendimientos [6]. Las pectinasas reducen la viscosidad de los jugos, eliminan la capacidad de presión de la pulpa, descomponen la estructura del gel y brindan

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mayor rendimiento. Las enzimas líticas de la pectina también se emplean en el enlatado de productos de naranja. Adicionalmente, se usan en el proceso de extracción de azúcar a partir de dátiles. Otros procesos importantes en donde se utilizan enzimas pécticas son: preparación de productos hidrolizados de pectina, refinamiento de fibras vegetales durante la fabricación del almidón, en el curado del café, en el cacao y el tabaco, etcétera.

Enzimas inmovilizadas Las enzimas inmovilizadas son de gran valor en el procesamiento de muestras alimentarias y su análisis. La inmovilización reduce la actividad de la enzima y éstas están sujetas a limitaciones de transferencia de masa, dicha inmovilización puede realizarse con la ayuda de varias estrategias, citando entre ellas: entrampado/microencapsulación, unidas a un acarreador sólido y a enlaces cruzados de agregados enzimáticos, lo que resulta en macromoléculas libres de acarreador [14]. El grado de hidrólisis de lactosa en el procesamiento de suero y la producción de leche descremada se ha mejorado enormemente usando respectivamente enzimas como formas inmovilizadas. La fabricación de jarabe de maíz con alta fructosa se ha facilitado significativamente con ayuda de la glucosa isomerasa inmovilizada. Un concepto nuevo es el uso de una matriz única para inmovilizar más de una enzima y mejorar el procesamiento de alimentos. Dos de los ejemplos más exitosos de enzimas inmovilizadas son la producción de jarabe de maíz de alta fructosa y la modificación enzimática de aceites. Las lipasas inmovilizadas se usan como alternativas a la hidrogenación y la esterificación química no específica de aceites, para producir margarinas y mantecas libres de grasas trans, equivalentes de manteca de cacao, triacilgliceroles de cadena media, diacilgliceroles, ésteres de ácidos grasos y productos grasos a la medida [7].

[ TECNOLOGÍA ] 15

CONCLUSIÓN Las enzimas se utilizan actualmente en varios procesos y productos alimentarios diferentes y continuamente se introducen en nuevas regiones de aplicación. La evidencia claramente muestra que los esfuerzos de investigación dedicados están consistentemente hechos para que esta aplicación de agentes biológicos sea más efectiva y diversificada. La inmovilización de las enzimas ha sido una herramienta de soporte clave para que las proteínas se ajusten a la aplicación del alimento, al tiempo que permite mejorar sus capacidades catalíticas. En un mundo en donde la población aumenta rápidamente y se aproxima el agotamiento de muchos recursos naturales, la tecnología de enzimas ofrece un gran

potencial para que varias industrias enfrenten los retos que se presentarán en los años venideros. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx. Tomado de Journal of Pharmacognosy and Phytochemistry

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[ BIBLIOGRAFÍA ]

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ANÁLISIS DE GLUTAMATO MONOSÓDICO EN ALIMENTOS { D. Marlina, A. Amran y A. Ulianas }

Tecnología

RESUMEN Se realizó el análisis del glutamato monosódico (MSG) en sopa de carne usando ion Cu2+ como complejo MSG por espectrofotometría UV-Vis. La reacción de MSG con iones Cu2+ formó compuestos complejos [Cu (C5H8NO4)2]2+ caracterizados por el cambio de color de la solución de iones Cu2+ de azul claro a azul oscuro. El máximo de absorbancia compleja [Cu (C5H8NO4)2]2+ tuvo una longitud de onda de 621 nm. Los resultados mostraron que la mayor condición del complejo fue con un pH 10, concentración de Cu2+ 0.01 M, tiempo del complejo de 30 minutos y estable durante 170 minutos. La respuesta lineal y el límite de detección del análisis de MSG con iones Cu2+ fue de 0.0005-0.025 M (R2 = 0.994) y (LOD) 0.0003 M. El método de repetibilidad y recuperación es bastante bueno (% RSD = 0.89% y % de recuperación = 93%). El análisis del contenido de MSG en sopa de carne con el método del complejo MSG fue de 0.00372 M en la muestra A y 0.00370 M en la muestra B.

{ Departamento de Química, Facultad de Matemáticas y Ciencia, Universitas Negeri Padang, Sumatera Barat, Indonesia }

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TecnologĂa Noviembre - Diciembre 2018 | Industria Alimentaria

18 [ TECNOLOGÍA ]

INTRODUCCIÓN La necesidad de alimentos con buen sabor provoca el uso de agentes aromatizantes que aumentan con el tiempo, como el glutamato monosódico (MSG). El MSG se aisló por primera vez en forma de cristales de algas marinas (Laminaria japonica) y se identificó como ácido glutámico [1]. El uso excesivo de MSG puede interferir con la salud, al provocar mareos y acelerar el crecimiento de las células cancerosas [2]. La dosis máxima de MSG permitida en humanos es de 60 mg/kg de peso corporal [3]. Los resultados de una encuesta realizada por la Fundación de Consumidores de Indonesia (YLKI) descubrieron que los comerciantes de fideos de albóndiga, rellenos y hervidos en Yakarta usan MSG en 1840-3400 mg/tazón. La Organización de las Naciones Unidas para la Alimentación (FAO) y la Organización Mundial de la Salud (OMS) clasificaron al glutamato monosódico como aditivo alimentario con una ingesta diaria aceptable de 60 mg/kg de peso corporal [3]. Los métodos utilizados para el análisis de MSG son HPLC, fluorescencia, cromatografía de gases y cromatografía en papel [4]. En esta investigación se realizó un análisis de MSG mediante espectrofotometría UV-Vis porque es un método simple, rápido, económico y tiene buena sensibilidad y selectividad. La solución de MSG es incolora, tiene grupos carboxilo y amino que no pueden absorber la radiación de luz visible, por lo que no se

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puede medir la absorbancia en áreas con luz visible. La condición para los compuestos a los que se les pretende medir la absorbancia mediante el espectrofotómetro UV-Vis es que puedan proporcionar una absorción del color. Por lo tanto, necesitamos un reactivo que dé un espectro de captación coloreado con MSG. En este estudio, se utilizó la solución de iones Cu2+ como complejo de MSG. El glutamato que reacciona con los iones Cu2+ en solución acuosa forma un complejo de color azul comparado con el color de la solución de ion Cu2+ antes de formar el complejo, de acuerdo con la siguiente reacción. Cu2+ + 2 C5H7NO4

[Cu(C5H7NO4)2]2+

EXPERIMENTO Químico El nitrato de cobre (II) [Cu (NO3)2], el hidróxido de sodio (NaOH) y el fosfato ácido de sodio (Na2HPO4) son productos de Emsure. El glutamato L-monosódico (MSG) y el fosfato ácido de sodio (NaH2PO4) se obtuvieron de Sigma Aldrich. Todas las soluciones químicas fueron preparadas en agua destilada.

Complejo MSG con ion Cu2+ y determinación de la longitud de onda máxima 1 mL de una solución de Cu2+ 0.01 M se mezcló con 2 mL de solución de MSG 0.01 M y luego se agitó hasta obtener homogeneidad. Por otro lado, se midió la absorbancia del complejo

[ TECNOLOGÍA ] 19 [Cu (C5H7NO4)2]2+ con un espectrofotómetro UV-Vis a una longitud de onda de 400-700 nm. La máxima longitud de onda de absorbancia del complejo fue la absorbancia más alta.

Optimización compleja El efecto del pH sobre la formación del complejo [Cu (C5H7NO4)2]2+ se llevó a cabo colocando 2 mL de solución de MSG (0.01 M) en un tubo de ensayo por separado, a pH variable (6-12); luego se les añadió 1 mL de solución de iones Cu2+ (0.01 M) y se homogeneizaron. Se midió la absorbancia de cada solución a la máxima longitud de onda con el espectrofotómetro UV-Vis. La absorbancia más alta es el pH óptimo de una reacción compleja entre los iones MSG y Cu2+. Mientras tanto, la influencia de la concentración

de la solución del ion Cu2+ en la formación del complejo [Cu (C5H7NO4)2]2+ se hizo mezclando 2 mL de solución de iones Cu2+ con concentraciones variables (0.0001; 0.001; 0.002; 0.004; 0.006; 0.008; 0,01; 0,02; 0.06; 0.08 M) en el tubo de ensayo, por separado, luego en las soluciones de iones Cu2+ se agregaron 2 mL de solución MSG 0.05 M a un pH óptimo. La absorbancia de cada una de estas mezclas se midió a la máxima longitud de onda con un espectrofotómetro UV-Vis. Se evaluaron el tiempo y la estabilidad de los complejos, mezclando 2 mL de solución de MSG (0.01 M) a pH óptimo con 1 mL de solución de Cu2+ 0.01 M (concentración óptima). La absorbancia del complejo se midió en una longitud de onda máxima con periodos de tiempo de 0-180 minutos.

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20 [ TECNOLOGÍA ] Análisis de MSG en sopa de carne Preparación de la curva de calibración y el límite de detección La curva de calibración se preparó mezclando 2 mL de solución de MSG (0.0005-0.025 M) con 1 mL de solución de ion Cu2+ 0.01 M por separado, a un pH óptimo y se homogeneizó. A cada una de estas mezclas se les midió la absorbancia a una longitud de onda de 621 nm. La curva de calibración se preparó con un gráfico entre la concentración de MSG versus el valor de la absorbancia, luego se determinó la ecuación de regresión lineal. Mientras que el límite de detección (LOD) se calculó en función de la curva de calibración [5]. Reproducibilidad y recuperación La prueba de reproducibilidad se llevó a cabo mezclando 2 mL de solución MSG (0.01 M) con 1 mL de solución de iones Cu2+ (0.01 M) en el tubo de reacción, a un pH óptimo. Se midió la absorción a la longitud de onda máxima con el espectrofotómetro UV-Vis (n = 7). Luego se calculó el porcentaje de la desviación estándar relativa (% RSD) [6]. Mientras tanto, la prueba de precisión se realizó tomando 5 mL del extracto de sopa, a los cuales se añadieron 5 mL de tampón fosfato pH 10. Luego se agregaron 0.0253 g de MSG (MSG nivel 0.015 M) en solución; 2 mL de la solución se mezclaron con 1 mL de la solución del ion Cu2+ (0.01 M) y se dejaron reposar durante 30 minutos. La absorción se midió a una longitud de onda de 621 nm con un espectrofotómetro UV-Vis. El porcentaje de recuperación (% R) se calculó mediante la comparación de las concentraciones obtenidas con concentraciones reales. El porcentaje de recuperación (% R) puede calcularse mediante la siguiente ecuación [7], donde Cf = concentración total de la muestra obtenida de la medición, Ca = concentración de la muestra real y C = concentración del analito agregado. % R=(Cf-Ca)C x 100

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El análisis de MSG en la sopa de carne se realizó filtrando 50 mL de la muestra. El filtrado de esta sopa se centrifugó durante 10 minutos, luego a 5 mL del extracto se le añadieron 5 mL de tampón de fosfato pH 10. Se mezclaron 2 mL con 1 mL de solución de ion Cu2+ 0.01 M y se dejaron reposar durante 30 minutos. La solución midió la captación a una longitud de onda de 621 nm con un espectrofotómetro UV-Vis. La concentración de MSG en la sopa se calculó mediante la ecuación de regresión lineal obtenida de la curva de calibración, con la fórmula y = ax + b, donde y = absorbancia UV-Vis del complejo, a = pendiente de la curva de calibración, x = concentración de MSG en la muestra y b = intersección.

RESULTADO Y DISCUSIÓN Complejo MSG con el ion Cu2+ y determinación de la longitud de onda máxima Los complejos [Cu (C5H8NO4)2]2+ producidos a partir de los iones de Cu2+ y MSG forman una geometría cuadrilátera plana. Un fenómeno común cuando se forman compuestos complejos es el cambio de color. El glutamato es un aminoácido natural no esencial que reacciona con los iones Cu2+ para formar un complejo azul profundo [8]. La interacción del glutamato con los iones Cu2+ forma un enlace covalente de coordinación entre el metal y el ligando. La Figura 1 muestra la absorbancia y la longitud de onda de los iones Cu2+ y del MSG, antes y después de formar complejos. La presencia de diferencias en la absorbancia antes y después de la reacción muestra que se da una reacción compleja entre el MSG y los iones Cu2+, esto de acuerdo con informes anteriores [8]. Los resultados de este estudio encontraron que la absorbancia máxima del complejo [Cu (C5H8NO4)2]2+ se encuentra a una longitud de onda de 621 nm.

Optimización del complejo MSG El grado de acidez (pH) influye en la formación del complejo mencionado. Entre más

[ TECNOLOGÍA ] 21

0.03 Cu-MSG

0.025 Absorbancia (AU)

grande es el número de complejos formados, el color es más intenso [8]. La Figura 2 muestra el efecto del pH sobre la formación del complejo. Los resultados del estudio mostraron que la formación del complejo era mayor si el pH de la solución de MSG aumentaba de 6 a 10; y disminuía después de pH 10. En una condición ácida, la solución de MSG contenía más iones H+ que podrían interferir con la actividad de Cu2+ para reaccionar con MSG, de manera que formaran pequeños complejos. Mientras que la solución de MSG está en condiciones alcalinas, la interrupción de los iones H+ disminuye la actividad de los iones Cu2+ y aumenta la formación del complejo [Cu (C5H8NO4)2]2+; pero si la solución de MSG es excesiva a pH >10, el ion OH- puede interactuar con los iones Cu2+ y disminuir la cantidad del complejo formado. Entonces, a una

0.02 0.015 Cu

0.01 0.005

MSG

0 -0.005 -0.01 400

500

600

condición de pH 10 el complejo formado es el más ampliamente comparado con otro pH.

700

800 Longitud de onda (nm)

FIGURA 1. Absorbancia y longitud de onda de MSG, ion Cu2+ y el complejo [Cu (C5H8NO4)2]2+

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22 [ TECNOLOGÍA ] 0.43 0.41 0.39

Abs

0.37 0.35 0.33 0.31 0.29 0.27 0.25 6

La influencia de la concentración de iones Cu2+ en la formación del complejo es como se muestra en la Figura 3. La mayor absorbancia del complejo con aumento de la concentración del ion Cu2+ indica que la adición de la concentración de iones Cu2+ puede aumentar la cantidad de complejo formado. Por lo tanto, el número de complejos no aumenta si el Cu2+ es mayor a una concentración 0.01 M de iones, ya que se estimó que todo el ion Cu2+ se complejó con MSG.

FIGURA 2. Efecto del pH sobre la formación del complejo [Cu (C5H8NO4)2]2+

Algunas veces se presentan efectos temporales de la formación del complejo [Cu (C5H8NO4)2]2+. La absorción del complejo se correlaciona con el tiempo de reacción, en donde el número de complejos formados aumenta hasta que el tiempo de reacción alcanza los 30 minutos, y se mantiene hasta que el tiempo de reacción es de 170 minutos, subsecuentemente disminuyó después de ese tiempo. Esto significa que el tiempo de formación del complejo está perfectamente dentro de los 30 minutos y su estabilidad es de hasta 170 minutos. Este estudio coincide con lo informado antes, ya que el tiempo afecta en gran medida la formación y la estabilidad del complejo [9].

0.56 0.51 0.46

Abs

0.41 0.36 0.31 0.26 0.21 0.16 0.11 0.06 0

0.02

0.04

0.06

0.08

[Cu ]/M 2+

FIGURA 3. Efecto de la concentración del ion Cu2+ en el complejo formado.

Análisis de MSG en la sopa de carne

0.3 0.25 y= 11.259x - 0.012 R2 = 0.994

Abs

0.2 0.15 0.1 0.05 0 0

0.01

0.02 [MSG]/M

FIGURA 4. Curva de calibración de MSG.

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0.03

Curva de calibración y límite de detección La Figura 4 es una curva de calibración del MSG que muestra la relación entre la concentración de MSG y el valor de la absorbancia del complejo. Existe una excelente estimulación lineal a la concentración de MSG 0.0005-0.025 M (R2 = 0.9941) con la ecuación y = 11.259x -0.0012. El valor generado por la curva de calibración es bueno si el coeficiente de correlación (R2) se acerca a 1.0. Esto significa que el aumento en el valor de absorbancia de MSG es lineal y significativo con el aumento de la concentración [8]. Mientras que el valor de los límites de detección (LOD) es 0.0003M.

[ TECNOLOGÍA ] 23 Reproducibilidad y recuperación De los resultados obtenidos, el % RSD es 0.89% (n = 7) con desviación estándar (SD) 0.005. Los resultados muestran que el valor de reproducibilidad es idóneo y el método es válido, por lo que se puede utilizar para el análisis de MSG. Además, se agregó la precisión expresada como la prueba de recuperación con el porcentaje de unidad (% de recuperación) del analito agregado [7]. Los resultados obtuvieron un valor de recuperación de 82% para la muestra A y de 93% para la muestra B. Según Rahayu y col. (2010), un método tiene buena precisión si el precio de compra es de 80120%. En función del % de valor de recuperación, este método puede proporcionar los resultados correctos para el análisis de MSG. A continuación, el análisis del contenido de MSG en sopa de carne fue de 0.00372 M en la muestra A y 0.00370 M en la muestra B.

Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx. Tomado de IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering

CONCLUSIÓN El análisis de MSG en sopa de carne se puede realizar por el método espectrofotométrico y usando ion Cu2+ como complejo. El cambio de color de la solución de iones Cu2+ de azul claro a azul oscuro después de agregar MSG mostró una respuesta positiva para el análisis de éste. Los resultados de este estudio indican que a partir de algunas muestras de sopa de carne se prueba que los niveles de MSG no exceden el umbral permitido.

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GRAVE PROBLEMA: EL DESPERDICIO DE ALIMENTOS { Salvador Badui Dergal Asesor de la industria alimentaria sbaduid@hotmail.com }

Actualidad

INTRODUCCIÓN La falta de alimentos provoca hambrunas en muchos países, como los de África subsahariana y Asia; el desperdicio contribuye decididamente a esta carencia. Existen 925 millones de personas —13% de la población mundial— que viven en esta situación; de éstos, 11 millones son niños que mueren anualmente, la mitad de ellos por hambre. México no se escapa de estos trágicos números: más de 10 millones de personas padecen hambre. La conservación de alimentos siempre ha representado un reto para la humanidad; se han desarrollado distintas tecnologías pero se siguen perdiendo importantes cantidades de comida de manera alarmante, debido a diferentes causas que abordaremos a continuación. De inicio, por sus nutrimentos, pH y actividad del agua, los alimentos se descomponen por contaminación microbiana (bacterias, hongos, levaduras); por enzimas endógenas que propician maduración y pudrición de vegetales y por reacciones químicas favorecidas por

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altas temperaturas, oxígeno y rayos UV. Estos tres mecanismos modifican la calidad del alimento —color, aroma, sabor y textura— lo suficiente para que sea rechazado, aun cuando no causara ningún daño a la salud; o bien, afectan la inocuidad —modificando o no su calidad— lo cual pone en riesgo el bienestar del consumidor, debido a patógenos como Salmonella y Clostridium. Cada grupo —carne, leche, vegetal, cereal— se ve afectado de manera distinta. En consecuencia, requiere un sistema específico de conservación. Los ambientes húmedos y las altas temperaturas aceleran reacciones y favorecen el crecimiento microbiano. La carne y leche frescas, por su alta humedad y pH neutro, son atacadas por bacterias y requieren refrigeración; mientras que los cereales húmedos son presa fácil de hongos y, una vez secos, de insectos y roedores. Muchas frutas y verduras frescas requieren de refrigeración, pero si la temperatura es inadecuada, les produce daño por frío.

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Actualidad Noviembre - Diciembre 2018 | Industria Alimentaria

26 [ ACTUALIDAD ]

PANORAMA MUNDIAL DEL DESPERDICIO El diezmado de la población a causa de la carencia de víveres fue un tema tratado estadísticamente por el economista Thomas Malthus (1766-1834), quien consideró que la diferencia entre el crecimiento demográfico geométrico y la producción aritmética de alimentos provocaría una crisis para 1880. El libro Los límites del crecimiento de 1972 expone esta situación, al igual que la película Cuando el destino nos alcance (1973). Todos predicen un panorama desolador que todavía no ha ocurrido; además, actualmente se cuenta con las herramientas para evitarlo. En el año 2000 la ONU convocó a 191 jefes de Estado a la Cumbre del Milenio, para comprometerlos a reducir la pobreza extrema, particularmente, el hambre. Sin embargo, nunca se había dispuesto de tantos alimentos como ahora y la FAO lo ratifica: “el hambre sigue sien-

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do uno de los desafíos más urgentes del desarrollo, pero el mundo produce alimentos más que suficientes” (4). La producción anual es de 4 mil millones de toneladas y la población de 7 mil millones de personas; a cada persona le corresponderían 570 kg/año o 1.5 kg/día; esto si no hubiera despilfarros y se distribuyera equitativamente. Pero persisten carencias para 925 millones de personas, mientras otra cantidad igual de habitantes es obesa; lo que le falta a algunos le sobra a otros. Para 2050 habrá una población de 9 mil millones de seres humanos (150 millones en México), todos demandando víveres. La falta de alimentos es un problema multifuncional, intervienen factores técnicos, sociales, económicos, logísticos, comerciales y políticos (8). Tenemos una cultura de despilfarro; el primer paso para reducir mermas e incrementar la disponibilidad de los productos es la concientización y capacitación de aquellos que intervienen en la cadena alimentaria (Figura 1).

[ ACTUALIDAD ] 27 agricultura-ganadería-pesca-micología

FIGURA 1. Cadena alimentaria.

acopio transporte

mayor desperdicio de países en vías de desarrollo (70%)

bodega transporte industria

mercado mayorista o minorista

procesamiento almacén transporte

almacén alacena restaurante, comedores

alacena hogar preparación

mayor desperdicio en países desarrollados (70%)

consumo

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28 [ ACTUALIDAD ] Los países han enfocado sus esfuerzos hacia el incremento de la producción; se han duplicado los rendimientos agrícolas, se implementaron los organismos genéticamente modificados (OGM), cuyas ventajas siguen en escrutinio, se mejoraron las razas de animales, etcétera. Otras tecnologías están en desarrollo, como el trigo y maíz perennes, el mejoramiento fotosintético y, en respuesta a la sobre explotación marina, la acuacultura (3).

inocuidad; el organismo internacional señala que en este largo trayecto se pierde un tercio de los mismos, alrededor de 1 300 millones de toneladas anuales, suficientes para alimentar a más de 2 000 millones de personas. Esta gigantesca merma comprende: 30% de cereales (los países industrializados desechan 286 millones); 20% de lácteos (Europa tira 29 millones de litros); 35% de pescados y derivados (8% de la pesca se regresa al mar); 45% de frutas y verduras; 20% de carne (de 263 millones de toneladas producidas) y 45% de raíces y tubérculos (4).

La sobreproducción, recomendada por algunos para paliar el problema del hambre, es una solución parcial y, sin embargo, provoca situaciones igual de peligrosas como el uso excedido de recursos naturales. Contra esta posición surge la de optimizar lo que actualmente se tiene; no producir más, sino mejorar, adecuar y desarrollar sistemas de conservación y distribución de lo disponible, eliminar dispendios. Idealmente: cero mermas, como muchas empresas de clase mundial persiguen en su operación diaria.

Tanto la FAO como el Banco Mundial ofrecen apoyo a los países en desarrollo para facilitarles equipos sencillos —silos y sistemas de refrigeración— y capacitación. Inglaterra y Dinamarca, entre otras naciones, han implementado programas exitosos entre el gobierno, la industria, las organizaciones sociales y los ciudadanos, para reducir los dispendios. En estos programas los autoservicios desempeñan una relevante función (11).

Del campo a la mesa, según FAO, significa que la producción de alimentos debe llegar a los hogares en buenas condiciones de calidad e

CUADRO 1. Algunos factores que contribuyen a los desperdicios en la cadena.

La merma ocurre en toda la cadena alimentaria, desde la producción primaria hasta el

Cosecha

Plagas/enfermedades

Manejo postcosecha

Transporte

Almacén

Procesamiento

Comercio

Restaurante/hogar

Consumidor

Cadena alimentaria

Reacciones químicas/enzimáticas

Contaminación microbiana

Daños mecánicos/transporte

Condiciones ambientales

Decisiones comerciales

Regulaciones

Irresponsabilidad/ignorancia

Etcétera

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[ ACTUALIDAD ] 29 comensal, en un largo recorrido en tiempo y distancia (Figura 1). Cada etapa de la cadena contribuye de manera distinta: sea por enfermedades de los cultivos; durante la producción primaria; el inadecuado manejo postcosecha; transportes y carreteras ineficientes; un procesamiento industrial incorrecto; almacenamiento inapropiado; minoristas y mayoristas (tianguis, mercados públicos, verdulerías, fruterías, autoservicios, centrales de abasto); preparación en el hogar o en un restaurante; y desperdicio del consumidor (Cuadro 1). Una vez recolectados, los vegetales se pierden por plagas como las de insectos rastreros y voladores (cucarachas, hormigas, gorgojos, moscas), roedores (ratas y ratones) y otros depredadores de mayor tamaño. Su

delicada consistencia se perjudica por una inadecuada manipulación, transporte y almacenamiento incorrectos, que favorecen el crecimiento microbiano. Entre las frases del moralista francés Nicolás Chamfort (1741-1794) destaca una: “La sociedad está dividida en dos grandes grupos: los que tienen más comida que apetito y los que tienen más apetito que comida”. Esta aseveración de hace más de 200 años sigue aplicando al dividir los países en desarrollados o de altos ingresos y los que están en vías de desarrollo o de bajos ingresos. Los primeros cuentan con tecnología y aplican buenas prácticas que les permiten alcanzar altos rendimientos. También disponen de cadenas de frío estructuradas y

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30 [ ACTUALIDAD ] transporte eficiente. Tienen un mayor consumo per cápita y un mayor despilfarro por atributos de calidad, muchas veces insignificantes, como mal etiquetado o mal llenado; esta categoría de desperdicio depende mucho de la consciencia y educación del fabricante y del consumidor (2). De las 1 300 millones de toneladas de alimento producidas, los países industrializados contribuyen con 670 millones y presentan un desperdicio per cápita de 95-115 kg (5). Un 70% de sus mermas se concentra al final de la cadena, es decir en tiendas minoristas y consumidores; y el otro 30% al inicio. Esta situación porcentual se invierte para los países en desarrollo: sus mermas se ubican en la producción primaria (Figura 1). En promedio, una familia estadounidense de cuatro integrantes desperdicia cerca de 500 kg de alimento al año, suficiente para alimentar a un quinto miembro; también desperdicia en los restaurantes, debido a las grandes porciones servidas. Por su parte, los países en desarrollo, como México, tienen menos tecnología y acceso a los alimentos, pero igualmente presentan grandes mermas —630 millones de toneladas— a causa de la calidad y la inocuidad. Las insuficientes y malas condiciones de las vías de comunicación provocan enormes pérdidas de productos del reino vegetal; las cosechas que no se ubican a pie de carretera se mueven por terracerías y brechas que las dañan. Aunado a esto, generalmente estos países tienen climas cálidos y húmedos, que favorecen el detrimento y la proliferación de microorganismos, insectos y roedores. Producir carne requiere muchos recursos y genera problemas ambientales, sobre todo la de res. La FAO indica que el 40% de las cosechas del mundo de cereales y oleaginosas se destina a engordar al ganado, se estima que estos números lleguen a 60%, de continuar

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la demanda de carne. La conversión de piensos en un kilogramo de carne es deficiente. Por ejemplo, para la carne de res es de 12-13 kg, y de 5-6 kg para la avícola. El ganado es importante generador de metano, ocasiona la deforestación y erosión de suelos, y su aglomeración puede causar pandemias (3). Lo ideal sería alimentar al ganado con el alimento desperdiciado y canalizar los cereales al ser humano. La producción de alimentos requiere insumos —agua, energía, combustibles, fertilizantes, plaguicidas, piensos— además de distintos tipos de mano de obra. Al desperdiciarlos, estos insumos y la mano de obra se pierden, lo cual afecta la sustentabilidad del planeta. En este gigantesco despilfarro de 1 300 millones de toneladas de alimento están involucradas: 1 400 millones de hectáreas —28% de la tierra cultivable— y 250 km3 de agua. La agricultura tradicional utiliza el 70% del agua dulce del planeta. Se requieren 15 000 litros de agua para un kilogramo de carne; y 2 500 litros para un kilo de arroz; para producir una kcal de alimento se necesitan 10 kcal de petróleo (3). Por su naturaleza orgánica este desecho genera muchos gases: alrededor de 3 mil millones de toneladas, con un alto contenido de metano cuyo efecto invernadero es mayor que el del CO2.

PANORAMA DE DESPERDICIOS EN MÉXICO Existen 53.4 millones de personas pobres (20% en pobreza extrema); paradójicamente, se desperdician 34% o 20.4 millones de toneladas de alimentos al año, suficiente para alimentar a 7.3 millones de personas, según indica el Banco Mundial en el análisis de 79 alimentos representativos (1). Esta cifra de desperdicio contrasta con la de 10 431 de toneladas de Sedesol, quienes además consideran una merma de 37%, con un valor de

[ ACTUALIDAD ] 31 120 000 millones de pesos. Esta cantidad de comida evitaría el hambre de 7.01 millones. La Cruzada Nacional contra el Hambre de la Sedesol creó el grupo técnico de pérdidas y mermas de alimentos; éste instauró las cadenas productivas en las costas de 37 municipios de México, para evitar mermas

de pescado. Trabaja conjuntamente con expertos de la FAO, el Banco Mundial y universidades para encontrar soluciones técnicas a distintos problemas de la cadena (9). El Índice de Desperdicio de Alimentos en México de la Sedesol considera las siguientes mermas: tortilla 8%; frijol 24%; piña 33%;

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32 [ ACTUALIDAD ] res 35%; huevo 38%; pan 45%; plátano 54%; guayaba 58%; papa 37%; camarón 38%; leche 37%; aguacate 54%; mango 54%; pescados 54%. Las causas de estas pérdidas son muy variables. Muchos agricultores levantan cultivos de temporada en un corto periodo, de sólo unas semanas; esto provoca la sobre oferta: una reducción de precio y un exceso de productos que, al no poder almacenarse, distribuir, comercializar o industrializar, se desperdicia. Tanto productores como minoristas merman excedentes para mantener el precio en el mercado. Asimismo, la sobre oferta provoca que el campesino ni siquiera pueda absorber los costos de producción y cosecha, al no tener segura la venta. Así, todo se pierde en el propio campo. El almacenamiento inadecuado (altas temperatura y humedad) y el control de inventario en las alacenas de restaurantes u hogares también propician mermas. Se debe entender el significado de “fecha de consumo preferente” y no confundirlo con la fecha de caducidad. De acuerdo con la NOM 051, la primera es: la

fecha en que, bajo determinadas condiciones de almacenamiento, expira el periodo durante el cual el producto pre-envasado es comercializable y mantiene las cualidades específicas que se le atribuyen tácita o explícitamente, pero después de la cual el producto puede ser consumido. Un producto con consumo preferente caduco no debe comercializarse, pero sí consumirse cuando el envase no esté dañado. Confundir las dos fechas ocasiona desechar productos vigentes. Los minoristas y mayoristas solicitan determinadas cantidades y calidades al productor; éste, a su vez, para asegurar el cumplimiento de dichas peticiones, produce un pequeño exceso “de colchón”, que probablemente no despache y cuyo destino sea el basurero o la pudrición en el campo. Las exportaciones implican el cumplimiento de determinadas regulaciones —FSMA, GFSI— que no todos los productores cumplen. Esta rigurosa selección ocasiona a su vez mermas. No se conoce la contribución de dejar alimentos en el plato; seguramente es poca comparada con los otros eslabones de la cadena. Sin embargo, todo cuenta y por ahí se debe iniciar la concientización de la población. Los comedores de industrias, hospitales, comercios y escuelas, además de los restaurantes y el hogar, deberían adherirse a una campaña de no desperdicio. En algunos restaurantes de Europa se ha propuesto una penalización por dejar alimentos en el plato. El movimiento trashcooking adquiere cada vez más popularidad, consiste en aprovechar o utilizar todos los sobrantes de cualquier comida para elaborar otras. Esto no es novedoso, ya que muchas amas de casa mexicanas lo han hecho por muchos años. La infraestructura de la cadena alimentaria es deficiente y las centrales de abasto no se escapan del problema: son insuficientes, deben surtir a muchas poblaciones, se crearon hace décadas y operan con escasa infraestructura

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[ ACTUALIDAD ] 33 y tecnología. Para su renovación se implementó el Sistema Inteligente para el Acopio y la Distribución de Alimentos (SIADA) junto con los Centros Logísticos Alimentarios y los Centros de Acopio y Transformación. Es un hecho que, entre más compleja y larga sea la cadena alimentaria, más probabilidad habrá de mermas, razón por la cual se deben buscar cadenas más cortas.

Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.

La descomposición de los alimentos desechados genera 36 millones de toneladas de CO2 al año, cantidad equiparable a la de 15.7 millones de autos; además, se desperdician 40 billones de litros de agua (40 km3), cifra igual a la consumida por todo México en casi dos años y medio (10). Relacionar el desperdicio con la contaminación y el cambio climático ayuda a concientizar a los consumidores (6). La ley del ISR permite deducir el costo de alimentos próximos a caducar al donarlos a la beneficencia, a organizaciones como la Asociación Mexicana de Bancos de Alimentos la cual se provee de procesadores, restaurantes, cadenas de autoservicio (ANTAD) y centrales de abasto, y distribuye más de 125 000 toneladas de comida a 1.3 millones de personas. El Consejo Nacional para el Aprovechamiento de Alimentos (CNAA) genera políticas públicas y estrategias para reducir los desperdicios. Es presidido por la Sedesol y participan en él: la Profeco y el INEGI. El desperdicio de alimentos es un asunto muy grave. Para resolverlo se requiere la participación activa de los responsables de cada eslabón de la cadena alimentaria. Podemos ayudar en esta lucha tomando acciones precisas y particulares y, en conjunto, obtener avances importantes. Las universidades e institutos deben contribuir asimismo, toda vez que se requiere de capacitación y tecnologías adecuadas, accesibles y económicas.

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Tecnología

EL SUBPRODUCTO DEL BIOETANOL DE MAÍZ COMO FUENTE DE ARABINOXILANOS GELIFICANTES PARA LA INDUSTRIA ALIMENTARIA Maize bioethanol by-product as a source of gelling arabinoxylans for the food industry { José Miguel Fierro Islas, Elizabeth Carvajal Millán*, Alma C. Campa Mada, Jorge A. Márquez Escalante y Agustín Rascón Chu }

RESUMEN Los arabinoxilanos (AX) son polisacáridos que constituyen una parte estructural de la pared celular de los cereales. Están formados por una cadena lineal de xilosas con ramificaciones de arabinosa, a las cuales esterifica el ácido ferúlico (AF). La presencia de AF confiere a los AX la capacidad de formar geles covalentes, mediante la oxidación por enzimas como la lacasa. Esta oxidación resulta en la formación de dímeros y trímeros de ácido ferúlico, los cuales permiten unir las cadenas de polisacárido entre sí, y forman un gel. Los geles de AX son neutros,

sin color ni olor y, debido a su naturaleza covalente, no son afectados por cambios de temperatura, fuerza iónica o pH, lo cual les confiere un gran potencial de aplicación como agentes de encapsulación y liberación controlada. El objetivo de esta investigación fue extraer y caracterizar los AX presentes en los granos secos de destilería con solubles llamados DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles). Los DDGS son un subproducto de la industria de bioetanol de molienda seca, compuestos de grano entero sin almidón, eliminados durante el proceso de

{ Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo, A.C., Carretera a La Victoria km 0.6, Hermosillo, Sonora, 83304, México. *Autor para correspondencia. Tel.: +52 662 289 2400, fax: +52 662 280 0421 Correo electrónico: ecarvajal@ciad.mx }

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{35} contenido de AF en el polisacárido. Los geles de AX de DDGS con mayor elasticidad tienen un potencial de aplicación como sistemas encapsulantes, mientras que los geles más débiles podrían ser utilizados como texturizantes. Los DDGS han sido aprovechados como alimento para ganado, sin embargo, esta investigación podría sentar bases para considerar su uso como fuente de AX gelificantes para la industria alimentaria.

Tecnología

fermentación que permite la obtención del bioetanol. Se encontró que el rendimiento de extracción de AX a partir de DDGS varía según el tiempo de extracción utilizado. Este rendimiento aumentó de 2.5 a 4.2 (% peso AX/peso DDGS) al incrementar el tiempo de hidrólisis de 15 a 180 minutos. Al aumentar el tiempo de hidrólisis, el grado de sustitución (A/X) y el contenido de AF de los AX extraídos disminuyó de 1.2 a 0.7 y de 6.1 a 0.1 µg AF/mg AX, respectivamente. Debido a la presencia de AF en los AX extraídos, estos polisacáridos presentaron capacidad gelificante. Los geles de AX formados presentaron valores de elasticidad que disminuyeron de 1000 a 30 Pa conforme el tiempo de hidrólisis aumentó de 15 a 180 minutos, lo cual está directamente relacionado con la disminución en el contenido de AF. Todos los geles de AX formados presentaron características típicas de un sistema viscoelástico, con valores de elasticidad lineales e independientes de la frecuencia, y valores de viscosidad más pequeños y dependientes de la misma. El análisis de microscopía electrónica de barrido mostró que estos geles presentan una estructura porosa heterogénea, cuya conectividad disminuye al aumentar el tiempo de hidrólisis con que se extrajo el polisacárido. Los resultados de este estudio indican que es posible obtener AX con capacidad gelificante a partir de DDGS. Las características reológicas y microestructurales de los geles de AX formados dependen principalmente del

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36 [ TECNOLOGÍA ]

SUMMARY Arabinoxylans (AX) are polysaccharides that constitute a structural part of the cell wall of cereals. These polysaccharides are formed by a linear chain of xyloses with arabinose branches, to which the ferulic acid (FA) can be esterified. The presence of FA confers to AX the ability to form covalent gels by cross-linking enzymes such as laccase. This catalysis forms FA dimers and trimers that allow the polysaccharide chains to be joined to each other forming a gel. AX gels are neutral, without color or odor and due to their covalent nature, are not affected by changes in temperature, ionic strength or pH, which gives them a great potential for application as texturizing and encapsulating agents. The objective of this research was to extract and characterize the AX present in the dried distillers’ grains with solubles called DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles). DDGS is a by-product of the dry mill bioethanol industry, composed of whole grain without starch, which is eliminated during the fermentation process that allows obtaining bioethanol. It was found that the extraction performance of AX from DDGS varies depending on the extraction time used. This performance increased from 2.5 to 4.2 (% weight AX/weight DDGS) by increasing the hydrolysis time from 15 to 180 minutes. When the hydrolysis time used was extended, the degree of substitution (A/X) and the AF content of the extracted AX decreased from 1.2 to 0.7 and from 6.1 to 0.1 μg AF/mg AX, respectively. Due to the presence of FA in the extracted AX, these polysaccharides showed gelling capacity. The AX gels formed presented elasticity values that decreased from 1000 to 30 Pa when the extraction time rose from 15 to 180 minutes, which is directly related to the decrease in the AF content. All the AX gels formed presented typical characteristics of a viscoelastic system with linear and frequency-independent elasticity values,

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and small and most dependent viscosity values. The scanning electron microscopy images showed that these gels possess a heterogeneous porous microstructure whose connectivity decreases as AX time of extraction augmented. These results indicate that it is possible to obtain AX with gelling capacity from DDGS. The rheological and microstructural characteristics of the AX gels formed depend mainly on the AF content in the polysaccharide. DDGS has been used mainly for cattle feed, however this research may consider its alternative use as a source of gelling AX for the food industry. AX gels with higher elasticity could be considered for potential application as encapsulating systems, while weaker gels could be used as texturizers.

INTRODUCCIÓN Los arabinoxilanos (AX) son los principales polisacáridos no amiláceos de los granos de cereales, localizados en las paredes celulares del endospermo, en la capa de aleurona y en el pericarpio de los mismos. Estos polisacáridos se han reportado en los cereales más importantes como trigo, centeno, cebada, avena, arroz, sorgo y maíz, así como en algunas otras plantas (Niño-Medina et al., 2010). Los AX pueden ser solubles e insolubles en agua. Los AX solubles

[ TECNOLOGÍA ] 37 se localizan en el endospermo, mientras que los AX insolubles en agua se encuentran en el pericarpio del grano. Ciertos AX tienen la particularidad de contener ácido ferúlico esterificado a algunas arabinosas, por lo cual son llamados AX ferulados. Los AX ferulados generan soluciones viscosas y pueden formar geles bajo la acción de ciertos agentes oxidantes (Izydorczyk y Biliaderis, 1995; Figueroa-Espinoza y Rouau, 1998). Los geles de AX han despertado un gran interés debido a que presentan características interesantes como olor y sabor neutro, estabilidad al pH, a los cambios de temperatura y de concentración de electrolitos, así como una estructura meso y macroporosa. Estas características les confieren aplicación potencial como encapsulantes de los alimentos, lo cual podría dar valor agregado a los cereales o subproductos de los cuales se extraen estos polisacáridos (Carvajal-Millán et al., 2007). Se han realizado esfuerzos enfocados a la extracción de AX ferulados a partir de subproductos de la industria harinera, como el pericarpio de maíz y de trigo, así como el “nejayote”: el agua residual de la nixtamalización del maíz (Niño-Medina et al., 2010).

de bioetanol destinado a las mezclas gasolina-etanol (Singh et al., 2001). Si bien los DDGS han sido utilizados desde hace varias décadas por los ganaderos, como subproducto de la industria de bebidas alcohólicas, el auge en la producción de etanol como biocombustible incrementó su producción. Por cada tonelada de maíz se producen aproximadamente 402 litros de etanol y 312 kg de DDGS. El Departamento de Agricultura de Estados Unidos estima que en 2019/2020 serán utilizadas 127 millones de toneladas de maíz para producir etanol (Hoffman y Baker, 2010). Hasta el momento los DDGS son empleados como ingredientes en la elaboración de alimento para ganado y aves, así como en la acuacultura, debido a su precio competitivo y sus valores nutritivos. Así, el objetivo de esta investigación fue extraer, caracterizar y evaluar la capacidad gelificante de AX de DDGS, considerando el efecto del tiempo de extracción en las características reológicas y microestructurales de los geles formados.

Uno de los residuos prometedores como fuente de AX, pero no explorado hasta el momento, son los granos secos de destilería con solubles llamados DDGS (Dried Distillers Grains with Solubles). Estos granos son residuo de la fermentación del almidón de cereales mediante levaduras y enzimas para producir etanol y dióxido de carbono. Sólo una pequeña parte de los granos de destilería proviene de las destilerías de alcohol para consumo humano, la mayoría se genera en las plantas de producción

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EXPERIMENTAL

Distribución de peso molecular

Materiales Como fuente de extracción de AX se utilizó DDGS proporcionado por una empresa comercializadora de alimento para ganado en Hermosillo, Sonora, México.

Se determinó mediante CLAR (Carvajal Millán et al., 2005) en un equipo Waters e2695 Separation Module, con una columna G5000 PWXL (30 cm x 7.8 mm) Ultrahydrogel y un detector de índice de refracción Waters 2414.

Gelificación Extracción

Se utilizó cromatografía líquida de alta resolución (CLAR), de acuerdo a Carvajal-Millan et al. (2007). Se empleó un equipo Waters e2695 Separation Module, una columna CH Pb (7.8 x 300 mm) y un detector de índice de refracción Waters 2414.

Se utilizaron soluciones de AX al 2% (p/v) en solución reguladora citrato-fosfato 0.5 M a pH 5 y 2 U de lacasa por mg de AX (Carvajal-Millán et al., 2005). Se registró el módulo elástico (G’) y viscoso (G’’) a 25 ˚C durante 1 h a 0.25 Hz y un porcentaje de deformación del 5%. La cinética de gelificación fue registrada mediante un reómetro dinámico (Discovery HR-2, TA Instruments, New Castle, EUA) de acuerdo a Vansteenkiste et al. (2004). Al final de la gelificación se llevó a cabo un barrido de frecuencia al 5% de deformación y 25 °C.

Ácido ferúlico

Microestructura

Se cuantificó mediante CLAR, de acuerdo a Vansteenkiste et al. (2004), utilizando un equipo Waters e2695 Separation Module, una columna C18 (250 x 4.6 mm) y un detector Waters 2998 Photodiode.

El análisis microestructural en geles de AX liofilizados se realizó a -37 °C/0.133 mbar (Freezone 6, Labconco, Kansas, EUA). Se utilizó microscopía electrónica de barrido (MEB) a 0.5 kV (EVO LS10 Zeiss Carl Zeiss, Oberkochen, Alemania).

Los AX de DDGS fueron extraídos con el procedimiento reportado previamente por Carvajal-Millán et al. (2007). Los tiempos de extracción fueron 15, 30, 60, 120 y 180 min.

Azúcares neutros

FIGURA 1. Rendimiento de extracción de AX a partir de DDGS utilizando distintos tiempos de hidrólisis alcalina.

Análisis estadístico Se utilizó estadística descriptiva con tres repeticiones. Se reporta la media y la desviación estándar.

Rendimiento (% peso AX/peso DDGS)

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

1 0

Tiempo de hidrólisis (min)

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120

180

En la Figura 1 se muestra el rendimiento de extracción de los AX a distintos tiempos de hidrólisis. El rendimiento de extracción de los AX aumentó de 2.5 a 4.2% (p AX/p DDGS), cuando el tiempo de hidrólisis se incrementó de 15 a 120 min, lo cual muestra un comportamiento similar al reportado por Carvajal-Millán et al. (2007) en pericarpio de

[ TECNOLOGÍA ] 39 maíz. A mayor tiempo de hidrólisis (180 min), el rendimiento de extracción de AX disminuyó a 4.0% (p/p), sin embargo, este valor no es estadísticamente distinto al encontrado a los 120 min (4.2% p/p). Las características composicionales y fisicoquímicas de los AX extraídos de DDGS a distintos tiempos de hidrólisis se muestran en la Tabla 1. Los AX presentaron una disminución en la proporción arabinosa-xilosa (A/X) y en el contenido de AF, de 1.21 a 0.73 y de 6.14 a 0.02 µg/mg AX cuando el tiempo de extracción aumentó de 15 a 180 min. Resultados similares fueron reportados en AX extraídos de pericarpio de maíz (Carvajal-Millán et al., 2007). Los valores de A/X registrados indican una estructura de alta a moderadamente ramificada (Saulnier et al., 2007). El contenido de AF de los distintos AX recuperados se encuentra en el rango señalado para otros AX de maíz (Morales-Burgos et al., 2017; Niño-Medina et al., 2009). Los AX de DDGS presentaron valores de peso molecular estimados que variaron entre 201 y 234 kDa, los cuales son cercanos a los reportados para otros AX (Izydorczyk y Biliaderis, 1995). No se encontró una disminución del PM de los AX al aumentar el tiempo de hidrólisis durante la extracción, lo cual apunta a que esta condición afecta de manera más importante el contenido de AF y el grado de ramificación (A/X) de la molécula. Las soluciones al 2% (p/v) de AX extraídos de DDGS a distintos tiempos y tratadas con lacasa como agente entrecruzante mostraron un aumento en el módulo elástico (G’) en función del tiempo, hasta alcanzar un pseudo plateau (figura 2A-E). Los valores de G’ fueron iguales a los del módulo viscoso (G’’) (tan delta, G’’/G’) entre los 4 y 10 minutos. No se encontró una relación entre el tiempo de hidrólisis y el tiempo de cruce de dichos módulos. El tiempo en que G’’/G’=1

es considerado el tiempo de gelificación (tg) del sistema. En el presente estudio, los valores de tg fueron menores a los reportados en AX de trigo al 2% (w/v), los cuales varían entre 20 y 25 minutos (Vansteenkiste et al., 2004). Lo anterior puede explicarse por el menor peso molecular de los AX de maíz utilizados en este estudio (201-234 kDa) respecto a los AX de trigo (400-600 kDa). El mayor peso molecular en los AX de trigo forma soluciones más viscosas, al retardar la acción de la lacasa, lo cual se ve reflejado en una fase inicial de poco incremento en G’, esto no se observa en los AX de maíz utilizados en el presente estudio. Los valores de G’ al final del experimento disminuyeron de 1000 a 30 Pa, conforme el tiempo de hidrólisis con que fueron extraídos los AX aumentó de 15 a 180 minutos. Lo anterior puede relacionarse con el contenido de AF en los distintos AX obtenidos, ya que el valor de G’ de los geles formados disminuyó al reducirse el contenido de AF en la molécula. Resultados similares fueron reportados en geles de AX de trigo con distinto contenido inicial de AF en la molécula (Carvajal-Millán et al., 2005). Los espectros mecánicos de los geles de AX se muestran en la Figura 3A-E. Estos

TABLA 1. Características de los AX extraídos de DDGS a distintos tiempos de hidrólisis.

Tiempo de hidrólisis (min)

Proporción A/X

Ácido ferúlico (µg/mgAX)

Peso molecular (kDa)

1.21± 0.11

6.14 ± 0.15

201± 21

0.89 ± 0.09

4.0 ± 0.20

209 ± 20

0.86± 0.07

0.54 ± 0.06

206 ± 17

120

0.79± 0.06

0.06 ± 0.02

207 ± 18

180

0.73± 0.07

0.02 ± 0.01

234 ± 25

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40 [ TECNOLOGÍA ] espectros son típicos de geles con valores de G’ lineales e independientes de la frecuencia de deformación, y con valores de G’’ mucho más pequeños y dependientes de la frecuencia. El aumento en tan delta al incrementarse el tiempo de hidrólisis con que fueron extraídos los AX indica mayor contribución viscosa a la estructura del gel (Doublier y Cuvelier, 1996). La microestructura de los geles de los distintos AX obtenidos en el presente estudio fue analizada mediante microscopía electrónica de barrido (MEB), las imágenes se muestran en la Figura 4A-E. Los geles de AX presentaron una estructura porosa heterogénea, de tipo panal de abeja imperfecto, lo cual concuerda con reportes previos en geles de AX de maíz y de trigo (Martínez-López et al., 2016; Iravani et al., 2011). Las imágenes MEB revelaron que el gel formado por AX extraídos con 15 min de hidrólisis presenta una estructura con porosidades más pequeñas

FIGURA 2. Gelificación de AX (2% p/v) extraídos de DDGS con distintos tiempos de hidrólisis. (A=15 min, B=30 min, C=60 min, D=120 min y E=180 min). G’ ( ), G’’ ( ), tan delta G’’/G’ ( ).

10000

CONCLUSIONES Los resultados de este estudio indican que es posible extraer AX con capacidad gelificante a partir del subproducto de la industria del bioetanol de maíz (granos secos de destilería con solubles, DDGS). El rendimiento de extracción y las características composicionales y gelificantes de los AX recuperados de DDGS dependen del tiempo de hidrólisis

10000

10 1 0.1

1000

G’ G’’ (Pa) • Tan δ

100

100 10 1 0.1

0.01

1E-3

Tiempo (min)

1000

G’ G’’ (Pa) • Tan δ

10000

100 10 1 0.1

0.01

1E-3

1E-3 10

Tiempo (min)

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Tiempo (min)

G’ G’’ (Pa) • Tan δ

Tiempo (min)

10000

1000

G’ G’’ (Pa) • Tan δ

1000

G’ G’’ (Pa) • Tan δ

y continuas; conforme aumenta el tiempo de hidrólisis con que el polisacárido fue recuperado, se forma un gel menos estructurado y con porosidades de mayor tamaño. Estas diferencias concuerdan con los resultados encontrados en el análisis reológico de los geles de AX, donde la G’ disminuyó de 1000 a 30 Pa al aumentar el tiempo de hidrólisis con el cual el polisacárido fue extraído y, a su vez, coincide con la pérdida de AF al aumentar dicho tiempo.

Tiempo (min)

[ TECNOLOGÍA ] 41 A

100

10 1 0.01

G’ G’’ (Pa)

1000

G’ G’’ (Pa)

1000

G’ G’’ (Pa)

1000

10 1 0.01

0.1

(Hz)

0.1

(Hz)

0.1

(Hz)

G’ G’’ (Pa)

1 0.01

10 1 0.01

0.1

(Hz)

utilizado. Al aumentar el tiempo de extracción de 15 a 180 minutos, crece la cantidad de polisacárido recuperado de 2.5 a 4.2% p AX/p DDGS, pero disminuye el grado de ferulación del mismo de 6.14 a 0.02 µg/mg AX, lo cual reduce la elasticidad de los geles formados de 1000 a 30 Pa y afecta la conectividad microestructural de los mismos. La variación en el tiempo de extracción permite recuperar este polisacárido con características gelificantes distintas, esto podría permitir el diseño de AX con aplicaciones específicas en la industria de alimentos, como encapsulantes o mejoradores de textura. Los DDGS se han utilizado principalmente como alimento para el ganado, sin embargo, esta investigación podría sentar las bases para considerar su uso como fuente de AX gelificantes para la industria alimentaria.

AGRADECIMIENTOS

FIGURA 3. Barrido de frecuencia de geles de AX al 2% (p/v) extraídos de DDGS con distintos tiempos de hidrólisis (A=15 min, B=30 min, C=60 min, D=120 min y E=180 min). G’ ( ), G’’ ( ).

100

1000

100

G’ G’’ (Pa)

1 0.01

1000

0.1

(Hz)

les 2015, México (2015-01-568, Responsable Dra. Elizabeth Carvajal Millán). Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.

FIGURA 4. Imágenes de microscopía electrónica de barrido (MEB) de geles de AX (2% p/v) extraídos de DDGS con distintos tiempos de hidrólisis (A=15 min, B=30 min, C=60 min, D=120 min y E=180 min). Magnificación 200X.

Esta investigación fue financiada por el Fondo Institucional Conacyt-Problemas Naciona-

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Actualidad

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TENDENCIAS EN EMPAQUES 2019: SEGURIDAD, SUSTENTABILIDAD Y EXPERIENCIA DE CONSUMO Industria Alimentaria | Noviembre - Diciembre 2018

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Actualidad

El año termina y con esto comienzan todas las especulaciones sobre el que está por llegar. En la industria del marketing en general, las tendencias se vienen dibujando con claridad desde los últimos meses gracias a la observación del mercado y sus productos de mayor utilidad y popularidad. Según el estudio Packaging 2017 elaborado por el departamento de Investigación de Merca 2.0, el 69% de los consumidores en México están dispuestos a pagar más por un producto que tenga un buen packaging. De ahí su importancia para la comercialización de cualquier producto; el centro de los retos está en atraer y retener consumidores, al proporcionar innovación, seguridad y confianza en el producto.

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¿HACIA DÓNDE VA LA INDUSTRIA DEL PACKAGING? El empaque se transforma constantemente en función de los productos que resguarda y de acuerdo a la tecnología disponible para mejorarlo; además, en los últimos años, una de las prioridades de la industria del empaque y el embalaje es la conciencia ambiental y la búsqueda de envases y procesos sustentables. 2018 no fue austero en tendencias, al contrario, surgieron y se reafirmaron varias que seguramente seguirán en pie durante los meses que están por venir. Siempre hay algo nuevo en la medida en que las industrias cambian y, visualmente, el empaque siempre está en movimiento. En 2019, el diseño y los materiales serán aún más protagónicos, además de la garantía de funcionalidad y practicidad que el envase proporcione al producto. Los empaques inteligentes, prácticos, sustentables, con diseño innovador seguirán siendo populares, así como los que brinden seguridad, larga vida a los alimentos y mejores experiencias de consumo.

ECO-PACKAGING A medida que el consumidor ha ido cobrando conciencia medioambiental, la importan-

cia de que los productos que consume sean sustentables, naturales y saludables es mucho mayor. Hoy en día un envase amigable con el medio ambiente puede hacer la diferencia a la hora de elegir qué comprar. Según un informe global de la compañía Unilever, el 33% de los consumidores elige marcas con base en su impacto social y ambiental, lo que representa un tercio de la población. Las innovaciones en envases ya no pueden dejar de lado la sustentabilidad de los productos; además, no se trata solamente de ser sustentable en su creación y proceso, sino que el cliente busca que los residuos del mismo puedan servir de otra manera, que apunten hacia una economía circular de eco-packaging. Es conocido el propósito de llegar al 2030 con envases reutilizados o reciclables en su totalidad, incluso algunas empresas han fijado ya el 2025 como meta para ello; sin embargo, adelantar aún más la fecha es crucial para el medioambiente y es un punto a favor para definir la elección de los consumidores. Este año varias empresas lanzaron productos con notables esfuerzos por impulsar la creación de empaques sustentables, que el consumidor considera envases “con propósito”. Entre ellos, resaltaron, por ejemplo, la etiqueta semilla de Herdez, que consiguió darle un giro a su lata tradicional incorporando semillas en su etiqueta para que el consumidor pueda sembrarla en la misma lata al quedar vacía.

DOWNGAGING En envases plásticos, el downgaging es una tendencia que ha tomado fuerza. Se trata de reducir la cantidad de material utilizado en un envase sin afectar su capacidad para proteger el contenido. Un ejemplo de éxito en este caso es la botella de PET de Vitaminwater, que disminuyó el consumo de resina en más de

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505 000 lb, reduciendo las emisiones de CO2 en aproximadamente 1.8 millones lb. Esta reducción en el gramaje de los envases de PET es algo implementado con éxito por Coca-Cola en varias de sus líneas de productos. El reto de este tipo de reducciones en el calibre y peso de los envases plásticos consiste en no comprometer la seguridad alimentaria y, cuando esto se logra, el cliente los prefiere, ya que además de ser sustentables, disminuye notablemente su costo.

EMPAQUES ON THE GO Hasta 2018, México sigue siendo líder en consumo de productos ultraprocesados, entre ellos los snacks, botanas y dulces. El 86% de los consumidores mexicanos compra snacks varias veces por semana, debido en gran parte al ritmo de vida actual, buscan alimentos al alcance de su mano y que puedan consumir rápidamente.

En este mundo de la inmediatez y la facilidad, los empaques on the go se han posicionado en el mercado con éxito, pues cumplen con las necesidades del consumidor moderno, se abren con facilidad y no requieren nada más para consumirlos. En este apartado identificamos empaques de cereal en barra, snacks variados e incuso sándwiches. Este tipo de envasados requieren mantener el alimento fresco y a salvo para llevar a todas partes. Muchos de ellos incorporan una ventana de plástico para que el consumidor pueda apreciar la frescura del producto antes de adquirirlo. Además, no se trata sólo de envolturas plásticas, pues el cartón es cada vez más popular para esta clase de empaques debido, en gran parte, a razones medioambientales. Durante este año circularon productos —algunos cuyos envases fueron reconocidos en los Dieline Awards 2018— que son muestra perfecta de la practicidad, comodidad y estilo en el diseño. Entre ellos el SAS Cube, empaque utilizado por una aerolínea para que sus comidas se mantengan frescas sin sacrificar ni un poco la innovación en el diseño; y el contenedor de Pchak, una marca de frutos secos que tiene un envase llamativo y muy apropiado para llevar a todas partes, su tamaño y forma fueron diseñados exactamente al tamaño de un portavasos para colocar en cualquier automóvil.

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DISEÑO: SIMPLICIDAD Y COLOR De acuerdo con la Global Association for Marketing at Retail (POPAI, por sus siglas en inglés), el 76% de las decisiones de compra se toman en el punto de venta. El diseño de los envases es, por tanto, fundamental para atraer al consumidor. Los diseños de envases alimentarios últimamente han dado un giro hacia la aparente simplicidad. La economía visual, transmitir más con menos elementos, es clave para lograr una imagen de limpieza y claridad, además de la utilización de formas que comuniquen la naturalidad de sus productos. Un ejemplo de esto es el envase de miel de Wildflower, limpio, simple y al mismo tiem-

po, muy atractivo. La premisa de este tipo de diseños podría resumirse en que el producto debe lucir como lo que es. Además, el uso de colores, sin más carga que lo que ellos mismos representan, y un diseño “honesto” son las claves para lograr posicionarse entre los favoritos.

PACKAGING EMOCIONAL Actualmente, el packaging involucra mucho más que un envase; los consumidores demandan de los productos autenticidad y propósito, una vía para transmitir sus valores. Por lo tanto, las empresas pueden encontrar en el diseño de sus envases la clave para comunicarse con el consumidor y generar confianza y lealtad a su marca. Por mucho tiempo la industria del empaque ha recurrido al lado emocional para vender juguetes, por ejemplo, pero actualmente esto puede implementarse a cualquier sector. Según un es-

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[ ACTUALIDAD ] 47 tudio de Nielsen, firma global de investigación de mercado, los consumidores de todo el mundo están priorizando la compra de marcas que están comprometidas con generar un impacto social y ambiental positivo, un 72% adquiere marcas en las que confía. El packaging emocional gana terreno porque busca trascender la funcionalidad e instalarse en el imaginario colectivo de los consumidores, como una esencia que forme parte de ellos mismos. Hay marcas que utilizan a su favor los años que tienen en el mercado para ofrecer al consumidor diseños vintage en sus empaques, como recientemente lo hizo Pepsi con sus latas de refresco edición limitada.

CLEAN LABEL Como parte del diseño “esencialista” que busca volver a lo natural mostrando sus productos de la forma más clara posible, el clean label llegó para quedarse. Esta tendencia es mucho más que una etiqueta, pues se relaciona directamente con los ingredientes del producto, que el consumidor desea conocer para elegir: un 68% de los consumidores admite estar dispuesto a pagar un sobreprecio por alimentos y bebidas sin ingredientes “indeseables”; sin embargo, para que esto resulte, la marca deberá comunicar a los consumidores de forma clara y precisa la composición de los alimentos que van a ingerir. Por ello, es indispensable el diseño del envase y etiqueta del producto, pero, más aún, el comunicar con transparencia, más allá de mensajes atractivos pero vacíos.

Según datos de Shopify y Statista, para 2021 las ventas de e-Commerce llegarán a los 4.5 billones de dólares, y México, es uno de los mercados más importantes para este tipo de comercialización; si en 2018 el e-Commerce ha comenzado a ser tan exitoso, durante el próximo año tendrá más presencia y la industria alimentaria y del packaging deberán adecuarse a él. Ya que el envase y embalaje son piezas clave para esta tendencia, los retos ahora son mayores. Además de garantizar la seguridad del producto y tener un diseño llamativo para los consumidores, su función no culmina con la elección del cliente, sino que deberá tratarse de un empaque seguro para llegar a su destino. El objetivo de las empresas es alcanzar al cliente final o incrementar las ventas, lo que supone una oportunidad importante para el mundo del embalaje. Alfa Editores Técnicos

PACKAGING PARA E-COMMERCE Hoy en día el mercado se encuentra en plena transformación hacia la era tecnológica.

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EFECTO DE LAS FUENTES NATURALES DE NITRITO EN EL DESARROLLO DEL COLOR EN SALCHICHAS { Ko-Eun Hwang,1 Tae-Kyung Kim,2 Hyun-Wook Kim,3

Tecnología

Dong-Ho Seo,2 Young-Boong Kim,2 Ki-Hong Jeon2 y Yun-Sang Choi2 }

Palabras clave: nitrito preconvertido; nitrito natural; espinacas; lechuga; apio; betabel rojo

En este estudio se investigó el efecto de los nitritos preconvertidos de fuentes naturales (espinaca, lechuga, apio y betabel rojo) en el desarrollo de color de salchichas de cerdo crudas y cocidas. La salchicha de cerdo se fabricó con seis tratamientos: NC (control negativo, libre de nitrito), PC (control positivo, 150 ppm de nitrito de sodio), FS (3% de extractos fermentados de espinaca), FL (3% de extractos fermentados de lechuga), FC (3% de extractos de apio fermentado) y FR (3% de extractos fermentados de betabel rojo). El valor del pH de los grupos de nitritos preconvertidos fue menor que los tratados con 150 ppm de nitrito de sodio (p < 0.05). Los valores de color de la salchicha de cerdo cruda y cocida con nitrito preconvertido mostraron luminosidad similar o ligeramente más baja, menor rojez y valores de

amarillez más altos que los PC. El desarrollo del color (valores de rojez) de las muestras cocidas con FS fue mayor que las de NC y otros tratamientos (FL, FC y FR). Adicionalmente, los tratamientos con FS y FL fueron más efectivos para reducir las sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico y el nitrógeno básico volátil que los NC. Se investigaron los efectos de nitritos naturales de vegetales fermentados sobre la estabilidad de anaquel de las salchichas de cerdo crudas y cocidas. El extracto fermentado de espinaca fue mucho más útil para mantener el desarrollo del color, pero también inhibió la oxidación de lípidos y proteínas de la salchicha de cerdo cocida. Por lo tanto, el nitrito preconvertido de la espinaca como un ingrediente natural podría usarse como otra fuente para elaborar productos cárnicos procesados.

{ 1Departamento de Ciencia Animal, Universidad de Wisconsin-Madison, EUA; Centro de Investigación en Procesamiento de Alimentos, Instituto de Investigación de Alimentos de Corea, 3 Departamento de Ciencia Animal y Biotecnología, Universidad Nacional de Ciencia y Tecnología de Gyeongnam, Corea } 2

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TecnologĂa Noviembre - Diciembre 2018 | Industria Alimentaria

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INTRODUCCIÓN

del nitrito de sodio [4, 5]. Además, su uso en productos cárnicos cocidos ha sido discutido debido a la conversión potencial del nitrito a nitrosamina, que se sospecha es un carcinógeno [1]. A causa de este riesgo potencial para la salud, se están desarrollando alternativas al nitrito sódico a partir de fuentes naturales, percibidas como más saludables, para su uso en la industria de procesamiento de carne.

Recientemente, los consumidores han exigido alimentos más saludables, de preferencia sin aditivos artificiales; debido a preocupaciones por los riesgos a la salud, la toxicidad e incluso a los sugeridos efectos carcinogénicos de los ingredientes sintéticos, como el nitrito de sodio, el hidroxitolueno y el hidroxianisol butilado. Por esta razón, en la industria alimentaria, la atención de los fabricantes se ha redirigido hacia empresas que están cambiando sus ingredientes sintéticos a saludables (no tóxicos) y al desarrollo de nuevas estrategias de conservación [1, 2].

Un método alternativo para evitar la adición directa de nitrito de sodio a los productos cárnicos es agregar ingredientes que tienen un alto contenido de nitrato y un cultivo iniciador para convertir el nitrato en nitrito. De acuerdo con investigaciones previas, las espinacas, la lechuga, el apio y el betabel rojo tienen niveles excesivos de nitrato de 2 400 ppm [6, 5]. El nitrito preconvertido del apio se usa, en niveles suficientes, para mantener el color rosado de los productos cárnicos [7]. Un estudio previo [6] señaló que el polvo de jugo de apio como un nitrito natural debería ser similar al nitrito de sodio. Sin embargo, a medida que crecen las preocupaciones sobre los alérgenos del apio, los procesadores de carne buscan activamente nuevas fuentes de nitrito natural para aumentar el desarrollo del color de los productos cárnicos.

El nitrito de sodio, uno de los principales aditivos en la fabricación de productos cárnicos, tiene cuatro funciones: imparte un color rosado rojizo remarcado a la carne, brinda un sabor característico a los productos cárnicos, reduce la oxidación de lípidos y controla el crecimiento de varios organismos patógenos y de descomposición [3]. Los niveles actuales aprobados de nitrito de sodio en los productos cárnicos se consideran seguros, independientemente de la presión del consumidor para reducir todavía más o eliminar el uso

TABLA 1. Formulaciones de salchicha de puerco usando nitrito preconvertido de fuentes naturales (unidades: g/100 g).

INGREDIENTES

TRATAMIENTOS1 NC

Jamón de puerco

Grasa trasera

Hielo

Total

100

Cloruro de sodio

1.5

Tripolifosfato de sodio

0.15

Nitrito de sodio

0.015

Extracto fermentado de espinaca

3.0

Extracto fermentado de lechuga

3.0

Extracto fermentado de apio

3.0

Extracto fermentado de betabel rojo

3.0

NC, control negativo (libre de nitrito); PC, control positivo (150 ppm de nitrito); FS, extracto de espinaca fermentado; FL, extracto de lechuga fermentado; FC, extracto de apio fermentado; FR, extracto de betabel rojo fermentado.

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[ TECNOLOGÍA ] 51 Tratamientos(1)

Valor L*

Valor a*

Valor b*

Ho(2)

6.41±0.00c

61.1±0.13b

11.8±0.11a

12.3±0.13d

46.1±0.27f

6.48±0.02

62.1±0.04

10.1±0.06

11.6±0.08

49.2±0.10

2.2±0.14e

6.46±0.01b

62.0±0.18a

8.9±0.07c

12.8±0.07c

55.2±0.30d

3.2±0.12d

6.45±0.00b

58.3±0.04c

3.5±0.01e

13.7±0.05b

75.9±0.14a

9.0±0.11a

6.02±0.00e

61.3±0.07b

9.2±0.02c

15.1±0.03a

58.6±0.16c

4.0±0.05c

6.34±0.00d

61.5±0.24ab

7.3±0.08d

14.7±0.07a

63.6±0.21b

5.3±0.13b

SEM

0.039

0.148

0.278

0.137

1.281

0.340

Valor de p

0.001

ΔE*(3)

Todos los valores son media ± error estándar (n = 9) Ho, índice del ángulo de tono; ΔE, diferencia de color; SEM, error estándar de medias (1) NC, control negativo (libre de nitrito); PC, control positivo (150 ppm de nitrito); FS, extracto de espinaca fermentado; FL, extracto de lechuga fermentado; FC, extracto de apio fermentado; FR, extracto de betabel rojo fermentado (2) o H , arctan (b*/a*) (3) ΔE*=((L*-LNC*)2 + (a*-aNC*)2 + (b*-bNC*)2)1/2 a-f Medias dentro de una columna con diferentes letras son significativamente diferentes (p < 0.05).

Por lo tanto, el objetivo de este estudio fue estimar el efecto del nitrito preconvertido a partir de fuentes naturales (betabel rojo, lechuga, apio y espinaca) sobre las propiedades fisicoquímicas y el desarrollo del color en salchichas de cerdo crudas y cocidas, y comparar los efectos de los nitritos sintéticos con los naturales.

MATERIALES Y MÉTODOS Preparación de nitrito preconvertido a partir de fuentes naturales De un mercado local se obtuvieron muestras comerciales de espinaca, lechuga, apio y betabel rojo. Todas las muestras crudas se liofilizaron y molieron en forma de polvo. Se mezclaron diez gramos de cada muestra de suelo con diez veces de agua destilada durante 30 minutos. Luego, se añadió a la mezcla 0.025% de un cultivo de nitrato reductasa activo que contenía Staphylococcus carnosus (SB-61, Bactoferm, Chr. Hansen Inc., EUA), seguido de una incubación en incubadora agitadora a 30 °C durante 24 h. Cada mezcla se filtró a través de papel de filtro Whatman núm. 1 y se evaporó con un evaporador rotatorio (EYELA N-1000,

Rikakikai, Japón) a < 50 °C. Después de la evaporación, se midieron los contenidos de nitrito de los extractos naturales fermentados para confirmar la conversión de nitrato a nitrito de estos ingredientes, antes de la preparación de salchicha de cerdo para aplicar nitrito preconvertido (extracto fermentado de espinaca: contenido de nitrito = 5 012.18 ppm, pH = 5.21, valor de L*= 53.10, valor de a* = -0.21, valor de b* = 6.96; extracto fermentado de lechuga: contenido de nitrito = 2 200.93 ppm, pH = 4.77, valor de L* = 22.40, valor de a* = -2.03 , valor de b* = 20.31; extracto de apio fermentado: contenido de nitrito = 201.35 ppm, pH = 4.31, valor de L* = 15.21, valor de a* = 4.19, valor de b* = 19.66; extracto fermentado de betabel rojo: contenido de nitrito = 729.28 ppm, pH = 4.65, valor de L* = 10.13, valor de a* = 8.24, valor de b* = 13.52). Los productos concentrados de los extractos naturales fermentados se mantuvieron en la oscuridad a 4 °C hasta que se utilizaron dentro de las 24 h.

TABLA 2. Efectos del uso de nitrito preconvertido de fuentes naturales sobre el valor de pH y el color en las salchichas crudas de puerco.

Preparación de salchicha de cerdo cruda y cocida Se realizaron tres réplicas independientes del experimento. Para cada repetición, se fabricaron seis lotes (5 kg/lote) de salchichas de cerdo

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52 [ TECNOLOGÍA ] Tratamientos(1)

Valor de L*

Valor de a*

Valor de b*

Ho(2)

6.50±0.00b

66.3±0.02a

3.2±0.01d

11.2±0.03d

74.0±0.11c

6.55±0.01

66.1±0.12

9.8±0.06

9.5±0.01

44.0±0.23

6.8±0.10a

6.53±0.00ab

66.0±0.01a

4.8±0.03b

11.8±0.03c

68.0±0.19d

2.0±0.12d

6.51±0.00b

62.8±0.04b

0.3±0.00f

13.5±0.10ab

89.0±0.04a

5.2±0.09b

6.40±0.01d

66.5±0.16a

3.8±0.01c

13.1±0.21b

73.7±0.25c

2.2±0.21d

6.45±0.02c

66.7±0.10a

3.4±0.03d

13.7±0.06a

76.1±0.22b

2.6±0.11c

SEM

0.013

0.146

0.303

0.163

1.766

0.281

Valor de p

0.001

0.012

0.001

ΔE*(3)

TABLA 3. Efectos del uso de nitrito preconvertido de fuente natural sobre el pH y el color de salchichas de puerco cocidas.

con diferentes nitritos preconvertidos a partir de fuentes naturales. El jamón de cerdo fresco (jabalíes castrados, Landrace × Yorkshire × Duroc, aproximadamente 110 kg, M. biceps femoris, M. semitendinosus, M. semimembranosus) y la grasa de la parte trasera del cerdo (humedad 12.61%, grasa 85.64%) se compraron a un procesador local con 48 h post mortem. Se usaron dos jamones de cerdo (peso promedio, aproximadamente 9 kg) de dos carcasas en cada réplica. Los materiales magros y la grasa de cerdo se molieron usando una placa de 8 mm. Los tejidos molidos se colocaron en bolsas de polietileno, se sellaron usando un sistema de envasado al vacío y se almacenaron a 0 °C hasta su uso. El diseño experimental y las composiciones de estas salchichas de cerdo se muestran en la Tabla 1. Las salchichas de cerdo sin nitrito sirvieron como controles negativos (NC) y aquellas con 150 ppm de tratamiento con nitrito fueron los controles positivos (PC). Los cuatro grupos diferentes de salchichas de cerdo se trataron con nitrito preconvertido a partir de fuentes naturales como se describe: 3.0% de extractos de betabel rojo fermentado (FR), 3.0% de extractos de lechuga fermentados (FL), 3.0% de extractos fermentados de apio (FC) y 3.0% de extractos de espinaca

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fermentados (FS). Los materiales magros se homogeneizaron y molieron durante 1 minuto y 30 segundos en un cortador silencioso (Nr-963009, Hermann Scharfen GmbH & Co., Alemania). Se añadieron grasa de cerdo, NaCl y 0.15% de tripolifosfato de sodio a la carne y se mezclaron durante 1 minuto y 30 segundos. Las pastas de carne se homogeneizaron durante 3 min. Se usó una sonda (KM330, Kane-May, Harlow, Reino Unido) para monitorear la temperatura de la mezcla y se mantuvo por debajo de 10 °C durante la preparación de la masa. Después de esta preparación, la carne se colocó en fundas de colágeno (núm. 240, NIPPI Inc., Tokio, Japón, con un diámetro aproximado de 25 mm) mediante un embutidor IS-8 (Sirman, Marsango, Italia). Las pastas de carne se calentaron a 80 °C durante 60 minutos en una cámara, y se enfriaron a 21 °C durante 3 h. Este procedimiento se realizó por triplicado para cada muestra de salchicha [8].

pH Los valores de pH de las salchichas de cerdo crudas y cocidas se midieron en un homogenado (UItra-Turrax T25, Janke & Kunkel, Alemania) preparado con 5 g de muestra y 20 mL de agua destilada usando un medidor de

[ TECNOLOGÍA ] 53 pH (Modelo 340, Mettler-Toledo GmbH, Suiza). El peachímetro se calibró con tres soluciones estándar diferentes (buffer de pH 4.00, 7.02 y 10.05, VWR Scientific Products) a una temperatura de 20 °C ± 1 °C. Todas las determinaciones se realizaron por triplicado.

Medición de color Las mediciones de color se obtuvieron con un colorímetro (Chroma meter CR-210, Minolta, Japón; Illuminate C), calibrado con una placa estándar blanca L* = 97.83, a* = -0.43 y b* = +1.98) usando un área de medición de 8 mm de diámetro y un área de iluminación de 50 mm de diámetro. El color se expresó con valores L* (100 = blanco, 0 = negro), a* (positivo = rojez, negativo = verdez) y b* (positivo = amarillez, negativo = azul). Las lecturas de color se midieron en diez puntos elegidos al azar en los sistemas modelo, y se utilizaron como una estimación de la decoloración. Las diferencias de color totales entre NC (sin nitrito) y los tratamientos se calcularon mediante: ΔE = [(L* -LNC*)2 + (a* -aNC*)2+ (b* -bNC*)2]½. Además, los valores de tono (H°) y croma (C* saturación) se evaluaron usando la fórmula, Tan-1 (b*/a*) y (a2 + b2)½ respectivamente [9].

Valores de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico La oxidación lipídica se evaluó por triplicado usando el método de sustancias reactivas al ácido tiobarbitúrico (TBARS) de Tarladgis y col. [10], con modificaciones menores, y se calculó como miligramos de malondialdehído (MD) por kilogramo de salchicha. Una muestra de 10 g se mezcló usando un homogeneizador (AM-7, Nihonseiki, Kaisha Ltd., Tokio, Japón) con 50 mL de agua destilada durante 2 minutos y luego se transfirió a un matraz de destilación. La copa utilizada para la mezcla se lavó con 47.5 mL adicionales de agua destilada y se añadió al mismo matraz de destilación, con 2.5 mL de HCl 4 N y algunas gotas de agente antiespumante (KMK73, Shin-Etsu Silicone Co. Ltd., Corea). La mezcla se destiló y se recogieron 50 mL del destilado.

Se añadieron 5 mL de ácido tiobarbitúrico 0.02 M (TBA) en ácido acético al 90% (reactivo TBA) a cada uno de los tubos de ensayo que contenían 5 mL del destilado y se mezclaron bien. Los tubos se taparon y calentaron en un baño de agua hirviendo durante 30 minutos para desarrollar el cromógeno y se enfriaron a temperatura ambiente. La absorbancia se midió a 538 nm frente a un blanco preparado con 5 mL de agua destilada y 5 mL de reactivo TBA, usando un espectrofotómetro UV/VIS (Optizen 2120 UV plus, Mecasys Co. Ltd., Corea).

Valor de nitrógeno básico volátil Se realizó una prueba de nitrógeno básico volátil (VBN) (mg%) para determinar el grado de deterioro de la proteína durante el almacenamiento refrigerado. Se midió VBN mediante el ensayo de microdifusión modificado de acuerdo con el método de Pearson [11]. VBN (% mg) =

(a-b) x (f x 0.02 x N x 14.007 x 100 x 100) S

Donde, a = título para la muestra, b = título para el blanco, f = factor de reactivo, N = normalidad, S = peso de la muestra (g).

Análisis microbiológico Para todos los recuentos microbianos, se pesaron 25 g de muestras y se transfirieron a una bolsa stomacher estéril que contenía 225 mL de agua peptonada al 0.1%, seguido de muestras colocadas en un stomacher (Masticater-PaddleBlender, IUL Instrument, España) durante 2 min. A partir de las diluciones preparadas, se realizó el recuento total viable (TVC), el recuento total de bacterias coliformes (TCC) y Escherichia coli (E. coli). Se utilizó agar de recuento en placa (PCA, Difco, Sparks, EUA) para TVC con periodos de incubación de 37 °C durante 48 h. Se usó el petrifilm de la placa de conteo de E. coli/coliformes (3M Healthcare, EUA) tanto para E. coli como para TCC, respectivamente, con un periodo de incubación de 24 h a 35 °C en las mismas condiciones aeróbicas.

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54 [ TECNOLOGÍA ] Contenido de nitrito residual El contenido de nitrito residual se determinó de acuerdo con el AOAC [12] y se expresó como ppm de los sistemas modelo. Todos los ensayos de nitrito residual se realizaron por duplicado y se analizaron todos los tratamientos dentro de un bloque, al mismo tiempo, para minimizar la variación en el análisis debido al tiempo. El contenido de nitrito residual se calculó mediante una curva estándar usando una solución de nitrito (KFDA [13]).

Análisis estadístico Se examinó el efecto de las fuentes naturales de nitrito preconvertido (espinaca, lechuga, apio y betabel rojo) en los valores de pH, color, TBARS, VBN, TVC, E. coli, TCC y el contenido de nitrito residual, mediante un análisis de varianza de una vía, donde las variables medidas se establecieron como dependientes, diferentes extractos fermentados como efecto fijo y se replicaron como efecto aleatorio. Las diferencias entre las medias se compararon mediante el uso de la prueba de rango múltiple de Duncan. Se usó un nivel de significancia de p < 0.05 para todas las evaluaciones. Los datos se analizaron utilizando el software SAS 9.4 (SAS Institute Inc., EUA). Los valores se dieron en términos de medias y error estándar en tablas y figuras. La prueba completa se replicó tres veces. Los mínimos cuadrados promedio de todos los rasgos fueron separados (prueba F, p < 0.05) usando las diferencias menos significativas.

y otros tratamientos (p < 0.05). Esta tendencia puede deberse a los extractos naturales de nitrito preconvertido, que muestran bajos valores de pH (extracto de espinaca fermentado, pH = 5.21, extracto de lechuga fermentado, pH = 4.77, extracto de apio fermentado, pH = 4.31, extracto de betabel rojo fermentado, pH = 4.65). Los resultados coinciden con estudios previos [6] donde se señaló que la salchicha boloñesa con jugo de apio en polvo tiene valores de pH más bajos que las muestras control y esto podría causar el aumento en log CFU/g de bacterias ácidolácticas. Sindelar y col. [14] observaron que los valores de pH estaban significativamente influenciados por el nitrito preconvertido del apio cuando el jamón se incubaba a diferentes niveles de polvo de apio. La tendencia decreciente en los valores de pH apoya la opinión de que la formación de ácido orgánico por el metabolismo bacteriano causa una disminución en el pH, lo cual puede inhibir el crecimiento coliforme [15]. Pexara y col. [16] informaron que una disminución en el pH de la carne depende de la disponibilidad de carbohidratos fermentables. Cuando comparamos las diferencias de pH entre salchichas crudas y cocidas, los valores de pH en las muestras cocidas generalmente aumentan, debido al imidazolio que se despliega y se expone, actuando como una actividad básica debido a la histidina [17].

Color de la salchicha de cerdo cruda y cocida

RESULTADOS Y DISCUSIÓN pH de salchicha de cerdo cruda y cocida La adición de extractos naturales de nitrito preconvertido en muestras crudas y cocidas afectó significativamente los valores de pH (Tablas 2, 3). En estos estudios, los valores de pH de las salchichas de cerdo crudas y cocidas tratadas con PC (150 ppm de nitrito) fueron más altos que los de NC (sin nitrito)

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Los valores de color de la salchicha de cerdo cruda y cocida han sido influenciados por el nitrito preconvertido de fuentes naturales, porque todos los tratamientos muestran levemente una menor y/o similar luminosidad, menor rojez y mayores valores de amarillez que PC (Tablas 2 y 3). Este hallazgo concuerda con los resultados de Djeri y Williams [6]. Ellos reportaron que la salchicha de boloña adicionada con polvo de jugo de apio tenía un color significativamente más oscuro en compara-

[ TECNOLOGÍA ] 55

ción con el control con nitrito de sodio y todas las muestras tratadas. Por el contrario, Sindelar y col. [14] no mencionaron diferencias en la claridad de las rodajas de jamón entre el control tratado con nitrito de sodio y las muestras incubadas con polvos de jugo de apio. Como era de esperarse, el PC (150 ppm de nitrito) de salchicha de cerdo cocida tenía un color rojo más intenso que el NC y otras muestras. Las formulaciones con FL (extracto de lechuga fermentado) indicaron una menor rojez en las mezclas de carne de cerdo cruda, comparadas con NC, PC y otros tratamientos. Después de la cocción, la salchicha de cerdo con FS dio como resultado un tono de rojez más alto que las muestras con fuentes naturales de nitrito preconvertido de espinaca, apio y betabel rojo. Terns y col. [18] informaron que la degradación del pigmento curado se relacionó con la disminución de rojez durante el almacenamiento. También esperaban una ro-

jez más alta con una formación más rápida de pigmento curado, por la adición de un acelerador de curado natural como el polvo de cereza. Los resultados están de acuerdo con los de Sindelar y col. [14], quienes informaron que los aceleradores de curado natural no sólo son ricos en ácido ascórbico (vitamina C) que sirve como potente agente reductor de nitrito, sino que también se caracteriza por un pH bajo, lo cual promueve la producción de óxido nítrico y agota el nitrito residual. Estudios previos propusieron que la rojez puede corresponder positivamente a las relaciones de reflectancia; mientras que un aumento en la luminosidad puede afectar negativamente las mediciones del pigmento curado, según lo determinado por la relación de reflectancia [14]. El índice de ángulo de tono (H°) y la diferencia de color (ΔE*) de las muestras de cerdo crudo y cocido presentaron algunas diferencias significativas en relación con las fuentes naturales de

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56 [ TECNOLOGÍA ] nitrito preconvertido. En el índice de ángulo de tono, los valores más altos indican tonos marrones; y diferencias de color entre los valores más altos muestran mayores diferencias de color total [19]. En este estudio, tanto la salchicha de cerdo cruda como la cocida tratada con nitrito preconvertido tuvieron índices del ángulo de tono y diferencias de color más altos que los del NC. Se podría informar que los extractos naturales fermentados contribuyen al color de pardeamiento típico (extracto de espinaca fermentado, valor de b* = 7.07; extracto de lechuga fermentado, valor de b* = 20.31; extracto de apio fermentado, valor de b* = 19.66; extracto de betabel rojo fermentado, b* = 13.52), que da lugar a una decoloración de la carne de cerdo cruda y cocida.

VBN y TBARS de salchicha de cerdo cocida Se analizó la VBN de la salchicha de cerdo cocida formulada con fuentes naturales de nitrito preconvertido. Según Kohsaka [20], el valor VBN puede utilizarse como un indicador importante de deterioro de la frescura del producto cárnico durante el almacenamiento, siendo afectado por la aminoácido descarboxilasa, así como por las enzimas y los microorganismos [21]. Los valores más bajos de VBN se observaron en el PC de muestras cocidas, y el VBN del grupo de nitritos preconvertidos —a excepción de FC— fue inferior a las de NC (p < 0.05). Weiss y col. [3] asumieron que las funciones primarias del nitrito son pre-

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venir el crecimiento de patógenos transmitidos por los alimentos y el metabolismo de las enzimas proteolíticas en los productos cárnicos, disminuyendo así sus valores de VBN. Jay [22] reportó que la formación de compuestos volátiles está fuertemente relacionada con el crecimiento de microorganismos que causan un aumento en el valor VBN de los productos cárnicos, además de la inhibición del crecimiento microbiano, ya que el contenido de nitrito podría explicar la formación reducida de compuestos volátiles. La oxidación lipídica no sólo acelera el enranciamiento por tratamiento térmico sino que también cambia su valor nutritivo, color y sabor [22, 23]. Los efectos de las fuentes de nitrito natural preconvertido sobre las TBARS de salchichas de puerco cocidas se resumen en la Tabla 4. Como se esperaba, el PC pareció retardar efectivamente las concentraciones de MA de las muestras de cerdo cocido, mientras que la oxidación lipídica en el NC fue más intensa en comparación con otros tratamientos. Sindelar y col. [14] no reportaron diferencias significativas entre los tratamientos que contenían nitrito de sodio o polvos de jugo de apio. En estos estudios, el nitrito preconvertido de la espinaca (FS) y la lechuga (FL) exhibieron valores de TBARS más bajos que en las salchichas de cerdo. Esto podría deberse al contenido de nitrito residual de las muestras con FS (491.68 ppm)

[ TECNOLOGÍA ] 57 o FL (220.09 ppm), que puede afectar la estabilidad oxidativa de las muestras de cerdo cocido. En general, se ha demostrado que el nitrito es un antioxidante eficaz [24]. Tarladgis y col. [10] informaron que las TBARS de 0.5 a 1.0 mg MD/kg son consideradas el umbral para el olor a oxidado y 1.0-2.0 mg MD/ kg para el sabor oxidado. Los valores de las TBARS de todas las muestras cocidas mantuvieron sus cifras por debajo de 0.5 mg/kg.

TVC, E. coli y TCC de salchicha de cerdo cocida Se analizaron el TVC y los números de E. coli y TCC en las muestras de cerdo cocido tratadas con fuentes naturales de nitrito preconvertido. El TVC de PC, NC y todas las muestras tratadas fue de 1.42 a 2.70 log CFU/g y un pequeño pero significativo efecto inhibitorio (p < 0.05) del grupo de nitrito preconvertido en TVC, cuando se aplicó a la salchicha de cerdo cocida. La E. coli y el TCC de salchicha cocida no se detectaron en todos los tratamientos. Djeri y Williams [6] describieron que los productos cárnicos con el agregado de jugo de apio y polvo de cereza presentaron bajos recuentos anaeróbicos en todos los días de almacenamiento, debido al nitrito de sodio de estos polvos. Jackson y col. [25] informaron que las salchichas curadas con una fuente natural de nitrato (polvo de apio) y un cultivo inicial redujeron significativamente el crecimiento de C. perfringens durante todo el almacenamiento (ocho días). Además, informaron que la acción antimicrobiana del nitrito preconvertido de apio fue muy efectiva. En estos resultados, se espera que todos los tratamientos muestren niveles más bajos del TVC inicial.

Contenido residual de nitrito de los sistemas modelo de carne Los efectos de las fuentes naturales de nitrito preconvertido sobre el contenido de nitrito residual de las salchichas de cerdo cocidas, se muestran en la Figura 1. El más alto contenido residual de nitrito se encontró en la muestra cocida con 150 ppm de nitrito sódico (PC),

mientras que el valor más bajo se observó en tratamientos sin nitrito (NC). El nivel de nitrito residual del grupo de nitritos preconvertidos disminuyó en el siguiente orden: FS (espinaca fermentada) > FL (lechuga fermentada) > FC (apio fermentado) > FR (betabel rojo fermentado). Por esta razón, los contenidos residuales de nitritos probablemente estén relacionados con la tasa de conversión del nitrato a nitrito durante la fermentación, lo que podría afectar los contenidos finales de nitrito en cada extracto vegetal. Estos resultados están de acuerdo con los hallazgos de Sindelar y col. [26], quienes reportaron que el contenido de nitrito residual de las salchichas conteniendo concentrado de jugo de apio en polvo produjo una mayor cantidad de nitrito convertido a partir de nitrato durante la incubación. Además, algunos investigadores observaron una disminución de los niveles residuales de nitrito con el procesamiento de alimentos como el curado, el calentamiento, el ahumado y el envasado; la concentración de nitrito se vio afectada tanto por el tiempo de almacenamiento como por la temperatura [27, 28].

CONCLUSIÓN Este estudio revela que los nitritos preconvertidos de la espinaca, la lechuga, el apio y el betabel rojo tienen un potencial significativo para usarse en salchichas de cerdo, crudas y cocidas, como un nitrito natural. Entre los nitritos preconvertidos, el FS mostró el mayor potencial como alternativa al nitrito de sodio convencional, no sólo manteniendo el desarrollo del color, sino también inhibiendo la oxidación de lípidos y proteínas de la salchicha de cerdo cocida. Para consulta de la bibliografía, visite la versión virtual en www.alfa-editores.com.mx.

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Evento

UN ÉXITO MÁS DE ALFA PROMOEVENTOS:

El pasado 29 de agosto, con una gran participación de profesionales de la industria de las bebidas, se llevó a cabo el seminario teórico-práctico Tecnobebidas 2018. Alfa Promoeventos —empresa hermana de Alfa Editores Técnicos— realizó con éxito este seminario de actualización profesional dedicado exclusivamente a la tecnología en la producción y desarrollo de bebidas. Gracias a las sesiones prácticas dirigidas por expertos en las áreas de desarrollo y nuevos productos, los asistentes pudieron analizar y elaborar bebidas utilizando dispositivos

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tecnológicos y materiales de laboratorio necesarios para cada una de sus tareas. En casi 12 horas de actividades, los expositores compartieron valiosa información para la formulación y evaluación sensorial de bebidas. Como en cada seminario de actualización, éste no fue la excepción al incluir la participación de ponentes con una amplia trayectoria y experiencia en la industria, quienes proporcionaron información de gran utilidad a los asistentes, provenientes de todas partes de la República Mexicana y,

{59} en algunos casos, del extranjero. Además, como valor agregado de todos los seminarios de Alfa Promoeventos, los participantes recibieron cada una de las presentaciones vía e-mail, para reforzar lo aprendido durante esta experiencia. Es importante mencionar que Alfa Promoeventos, durante veinte años al servicio del sector alimentario, garantiza que sus seminarios de actualización sean avalados curricularmente, con el objetivo final de ofrecer a los líderes de la industria conocimientos que se reflejen en valores competitivos de los productos alimenticios que desarrollan, en este caso, de las bebidas.

En Tecnocárnicos 2018: seminario teóricopráctico-sensorial de tecnología en productos cárnicos se demostrará la importancia del conocimiento de herramientas tecnológicas para la solución de problemas en la industria cárnica, así como la necesidad de la innovación y actualización para el desarrollo de productos cárnicos exitosos. Lo invitamos a conocer todos los de Tecnocárnicos 2018: seminario práctico-sensorial de tecnología en tos cárnicos, así como opciones de

detalles teóricoproducpatroci-

nio para proveedores, en el sitio web: www. alfapromoeventos.com. Asimismo, siga la cobertura que Alfa Editores Técnicos estuvo realizando durante las 12 horas de Tecnobebidas, seminario teórico-práctico 2018, además de los detalles y próximos reportes periodísticos de Tecnocárnicos 2018: seminario teórico-práctico-sensorial de tecnología en productos cárnicos, a través de nuestras redes sociales: Facebook: https://www.facebook.com/alfaeditores/ Twitter: https://twitter.com/AlfaEditores

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Evento

La próxima apuesta de Alfa Promoeventos es Tecnocárnicos 2018: seminario teórico-práctico-sensorial de tecnología en productos cárnicos, un seminario que se presenta por primera vez exclusivamente para los especialistas de la industria cárnica. La cita es el miércoles 14 de noviembre en el Hotel Crowne Plaza World Trade Center de la Ciudad de México. En este seminario se realizarán conferencias de actualización, paneles de discusión y sesiones prácticas y sensoriales para la evaluación de productos cárnicos. Se trata de una jornada de actividades que cubrirá aspectos de tecnología y retos de la industria, nuevos productos y desarrollo.

60 [ NOTAS DEL SECTOR ]

ESTABILIDAD A LA OXIDACIÓN DE GRASAS Y ACEITES

La determinación de la estabilidad a la oxidación de aceites y grasas es la aplicación más común del 892 Professional Rancimat. Se refiere a la resistencia a oxidarse de las grasas y los aceites. El método Rancimat acelera el proceso de oxidación al calentar el recipiente de reacción y hacer pasar aire continuamente a través de la muestra. Este proceso permite la oxidación de las moléculas de ácidos grasos en la muestra. En primer lugar, se forman peróxidos como productos primarios de oxidación. Al cabo de un tiempo, los ácidos grasos se descomponen por completo y for-

man productos de oxidación secundarios, entre ellos, ácidos orgánicos volátiles de bajo peso molecular como ácido acético y ácido fórmico. Éstos son transportados por una corriente de aire a un segundo recipiente con agua destilada. Allí tiene lugar una medición continua de conductividad. El aumento de conductividad indica la presencia de ácidos volátiles. El tiempo transcurrido hasta la formación de estos productos de reacción secundarios es lo que se denomina “tiempo de inducción”, “periodo de inducción” o “índice de estabilidad oxidativa” (OSI, por sus siglas en inglés). Este valor es indicativo de la resistencia de la muestra a la oxidación. Cuanto más largo es el tiempo de inducción, más estable es la muestra. El tiempo de inducción determinado con el método Rancimat es un parámetro estándar de control de calidad en la producción, de

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[ NOTAS DEL SECTOR ] 61 determinar la estabilidad de grasas de origen animal como la manteca de cerdo, cebo o aceite de pescado.

control de recepción y del procesamiento ulterior de aceites y grasas en la industria de alimentos. Es utilizado tanto por las empresas productoras de aceites y grasas, como por aquellas dedicadas a su elaboración ulterior. Además de la estabilidad a la oxidación de aceites y grasas de origen vegetal, con el 892 Professional Rancimat también es posible

Por lo regular, los alimentos contienen antioxidantes que retardan la descomposición oxidativa de los aceites y las grasas. Estos antioxidantes pueden estar presentes naturalmente o agregarse de forma artificial. El 892 Professional Rancimat se emplea también para controlar la efectividad de los antioxidantes existentes y los futuros.

NORMAS El método Rancimat está incluido en diferentes normas nacionales e internacionales como:

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62 [ NOTAS DEL SECTOR ] • AOCS Cd 12b-92 (AOCS, American Oil Chemists’ Society). Sampling and analysis of commercial fats and oils: Oil Stability Index • ISO 6886. Aceites y grasas de origen animal y vegetal. Determinación de la estabilidad oxidativa (ensayo de oxidación acelerada). • 2.4.28.2-93 Fat stability test on Autoxidation. CDM, Japón

ESTABILIDAD A LA OXIDACIÓN DE ALIMENTOS Muchos alimentos contienen grasas y aceites, naturalmente o como resultado de su proceso de producción. Al igual que las sustancias puras, los aceites y las grasas ocultos están expuestos a un proceso de oxidación que contribuye a su deterioro. El 892 Professional Rancimat también se puede usar para determinar la estabilidad oxidativa de alimentos que contienen grasas y aceites. Los alimentos con un muy alto contenido de grasas se pueden analizar directamente. El único paso de preparación es la reducción del tamaño de las partículas de la muestra. En cambio, en alimentos con una elevada

proporción de agua o proteínas, además de grasas, es necesario separar primero la fase grasa. La grasa separada se puede analizar entonces en el 892 Professional Rancimat. En estos casos, la grasa se retira por extracción en frío con éter de petróleo. Ejemplos típicos de aplicación para mediciones directas • • • • •

Galletitas de mantequilla Pastas instantáneas Papas fritas Palomitas de maíz para microondas Nueces, cacahuates, etcétera

Ejemplos de determinaciones después de la extracción • Mayonesa • Condimento de ensaladas • Chocolate • Waffles • Embutidos Mayor información:

Teléfono: (55) 5424 7350 www.metrohm.com/es-mx

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CALENDARIO DE EVENTOS TECNOCÁRNICOS 2018 14 de noviembre Sede: Hotel Crowne Plaza World Trade Center, Ciudad de México, México. Organiza: Alfa Promoeventos, S.C. Tel.: 55 82 33 78, 33 96 E-mail: karla@alfapromoeventos.com Web: https://www.alfapromoeventos.com Alfa Promoeventos, empresa con veinte años de experiencia en la elaboración de seminarios y eventos de actualización para la industria alimentaria, lanza por primera vez TECNOCÁRNICOS 2018. Seminario de tecnología de productos cárnicos (teórico-práctico sensorial), en él se realizarán conferencias y prácticas sensoriales en torno a la tecnología e innovación en la elaboración de productos cárnicos. En TECNOCÁRNICOS 2018 se demostrará el gran valor que representa el conocimiento de los retos en la industria y las tecnologías para el desarrollo de productos exitosos, con el objetivo de fortalecer la efectividad y las ventas de las empresas dentro del mercado alimentario.

ISM 2019 Y PROSWEETS COLOGNE 2019

Guadalajara, Jalisco, México Organiza: Alfa Promoeventos Tel.: 55 82 33 78, 55 82 33 96 Web: https://www.alfapromoeventos.com El 12 de febrero de 2019, empresas alimentarias de Jalisco y todo el occidente del país tendrán la valiosa oportunidad de conocer las tendencias que regirán al mercado de alimentos y bebidas durante los próximos años. Fiel a su tradición de innovar mediante eventos profesionales de amplia utilidad para la industria de alimentos y bebidas, Alfa Promoeventos presenta Tecnotendecias Alimentarias 2019, Guadalajara, seminario de tendencias de la industria de alimentos y bebidas, una jornada de conferencias donde ponentes de renombre presentarán contenidos inéditos en torno a las implicaciones para los productores mexicanos de las megatendencias regionales y globales en alimentos y bebidas, tendencias e innovación en bebidas funcionales y snacks, tendencias en productos lácteos y cárnicos, y de aplicaciones, ingredientes y aditivos en alimentos y bebidas, por mencionar algunos. Se demostrará el gran valor que representa conocer las tendencias de consumo en el desarrollo de nuevos productos o la modificación de los ya existentes, con el objetivo de fortalecer la efectividad de las compañías y sus negocios dentro del cada vez más competido mercado alimentario.

27 al 30 de enero Sede: Koelnmesse, Colonia, Alemania Organiza: Koelnmesse Gmb H Web: http://www.ism-cologne.com ¡La feria líder mundial de dulces y aperitivos le ofrece una cálida bienvenida! Una combinación exitosa entre tendencias e innovaciones, un networking emocionante, expositores de primera clase y visitantes competentes, constituyen una oportunidad única en todo el mundo. Además, aquí encontrará la oferta internacional más grande de marcas privadas de dulces y bocadillos. En conjunto con ProSweets Cologne, la feria internacional de proveedores para la industria de dulces y snacks, ISM representa toda la cadena de valor industrial del sector confitería. Gracias a esta exposición, cada año el negocio global de confitería y snacks garantiza variedad en las estanterías de las tiendas, con una amplia variedad de soluciones que ofrecen nuevos gustos e innovaciones inusuales.

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