USO DE PULPA DE TUNA (Opuntia boldinghii) EN LA ELABORACIÓN DE BEBIDAS CÍTRICAS PIGMENTADAS

Mario José Moreno Alvarez, Carlos Medina, Lilibeth Antón, David García y Douglas Rafael Belén Camacho

Mario José Moreno Álvarez. Licenciado en Biología, Universidad de los Andes (ULA), Venezuela. Magíster en Enseñanza de la Biología, Universidad Pedagógica Experimental Libertador, Venezuela. Profesor, Universidad Simón Rodríguez (USR), Canoabo, Venezuela. Coordinador, Laboratorio de Biomoléculas, USR. Dirección: Laboratorio de Biomoléculas, Universidad Simón Rodríguez, Canoabo, Edo. Carabobo, Venezuela. e-mail: morenoalvarez@cantv.net

Carlos Medina. Estudiante graduado, Programa de Ingeniería de Alimentos, USR, Canoabo, Venezuela.

Lilibeth Antón. Estudiante graduada, Programa de Ingeniería de Alimentos, USR, Canoabo, Venezuela.

David García. Ingeniero en Alimentos, USR, Canoabo, Venezuela. Investigador, Laboratorio de Biomoléculas, USR.

Douglas Rafael Belén Camacho. Ingeniero en Alimentos, USR, Canoabo, Venezuela. Profesor Asistente e Investigador, Laboratorio de Biomoléculas, USR.e-mail: biomoleculasdrbc@hotmail.com

Resumen

Opuntia boldinghii Br et R. es una especie sin utilidad comercial. Sin embargo, investigaciones recientes han demostrado su potencial pigmentario por la presencia de betalaínas. En este estudio se formularon cuatro bebidas cítricas (15% de jugo de naranja + 15% de jugo de pomelo + 65% de agua + 5% de pulpa O. boldinghii) acondicionadas con 0; 0,5; 0,1% y 0,01% ácido ascórbico (formulaciones I, II, III y IV, respectivamente). Los jugos pasteurizados se conservaron bajo refrigeración a 7,0 ±1ºC en envases ámbar. Se evaluaron semanalmente durante 21 días bacterias mesófilas, mohos, levaduras, NMP/ml de coliformes, pH, ºBrix, acidez titulable, betalaínas, carotenoides totales, vitamina C y parámetros sensoriales (color, aroma y sabor). El recuento de bacterias mésofilas para todas las formulaciones en el primer día evaluado fue <200UFC/ml. No se determinaron diferencias significativas (P>0,05) en los parámetros: pH, ºBrix y acidez titulable; sin embargo, se determinaron diferencias significativas en el contenido de betalaínas, carotenoides totales y vitamina C (P<0,05). Se concluye que los productos elaborados presentan factibilidad tecnológica para su elaboración, permitiendo la utilización de una especie marginal.

Summary

Opuntia boldinghii Br et R. is a species without commercial use. However, recent research has shown its potential as a colorant, due to the presence of betalains. In this study, four citric beverages (15% orange juice + 15% grape-fruit juice + 65% water + 5% O. boldinghii pulp) formulated with 0, 0.5%, 0.1% 0.01% ascorbic acid (formulations I, II, III and IV, respectively). The products were pasteurized and stored at 7.0 ±1ºC using amber bottles. Mesophilic bacteria, molds, yeast, MPN/ml of coliforms, pH, ºBrix, titrable acidity, betalains, total carotenoids, vitamin C and sensorial parameters (color, aroma and flavor) were evaluated weekly during 21 days. The first day, mesophilic bacteria counts were <200CFU/ml. No significant differences were found (P>0.05) in pH, ºBrix and titrable acidity. Significant differences were found (P<0.05) in betalains, total carotenoids and vitamin C. It is concluded that the elaboration of these products is feasible and it permits to the use of O. boldinghii, a marginal species.

Resumo

Opuntia boldinghii Br et R. é uma espécie sem utilidade comercial. No entanto, investigações recentes têm demonstrado seu potencial pigmentario, pela presença de betalaínas. Neste estudo se formularam quatro bebidas cítricas (15% de suco de laranja + 15% de suco de toronja + 65% de água + 5% de polpa O. boldinghii) acondicionadas com 0; 0,5; 0,1% e 0,01% ácido ascórbico (formulações I, II, III e IV, respectivamente). Os sucos pasteurizados se conservaram sob refrigeração a 7,0 ±1ºC em recipientes âmbar. Avaliaram-se semanalmente durante 21 dias bactérias mesófilas, mofos, fermento, NMP/ml de coliformes, pH, ºBrix, acidez tituláveis, betalaínas, carotenóides totais, vitamina C e parâmetros sensoriais (cor, aroma e sabor). A contagem de bactérias mesófilas para todas as formulações no primeiro dia avaliado foi <200UFC/ml. Não se determinaram diferenças significativas (P>0,05) nos parâmetros: pH, ºBrix e acidez titulável; no entanto, se determinaram diferenças significativas no conteúdo de betalaínas, carotenóides totais e vitamina C (P<0,05). Conclui-se que os produtos elaborados apresentam factibilidade tecnológica para sua elaboração, permitindo a utilização de uma espécie marginal.

PALABRAS CLAVE / Ácido Ascórbico / Betalaínas / Cactus / Opuntia / Pasteurización /

Recibido: 30/04/2003. Modificado: 11/08/2003. Aceptado: 13/08/2003

Introducción

Algunos autores han descrito que los frutos de especies pertenecientes al género Opuntia pueden ser utilizados en la confección de mermeladas, harinas, productos deshidratados, conservas y son fuente importante de colorantes naturales (Sáenz, 1997; Sáenz et al., 1998; Sepúlveda et al., 2000). Sin embargo, en Venezuela Opuntia boldinghii Br et R. es una especie sin utilidad comercial; su aprovechamiento está limitado al consumo fresco de los frutos, debido a dificultades en el manejo poscosecha y al desconocimiento de su potencial alimentario (Viloria Matos y Corbelli-Moreno, 2001). Entre los metabolitos mayoritarios encontrados en los frutos de Opuntia se han señalado a las betalaínas (Viloria Matos et al., 2001; Viloria-Matos y Moreno-Alvarez, 2001), compuestos solubles en agua derivados del ácido betalámico. Pueden presentar actividad antiviral y antibacterial (Viloria-Matos y Moreno-Alvarez, 2001). Se ha demostrado su efecto inhibidor en el crecimiento microbiano; a este respecto se ha descrito el efecto de betalaínas de remolachas sobre el hongo patógeno Pythium debaryum. En algunos lugares de México se utilizan infusiones contentivas de betalaínas obtenidas de brateas de la especie Bougain ville, mezcladas con miel de abejas para las afecciones de garganta (Delgado-Vargas et al., 2000). En el área de los alimentos son muy importantes ya que son pigmentos naturales y se han utilizado en la confección de helados de crema, yogurt de fresa, bebidas deshidratadas, bebidas frías y gelatinas (Viloria-Matos y Moreno-Alvarez, 2001; Moreno-Alvarez et al., 2002). Sin embargo, por ser moléculas de gran sensibilidad química, su aprovechamiento integral en la industria alimentaría es limitado.

opuntia boldinghii Br. et R. pertenece a la Familia Cactaceae, su hábitat natural es frecuentemente en zonas semiáridas, con potencial de adaptabilidad en otras regiones. En Venezuela su hábitat se encuentra localizado en la región de la Costa (Ponce, 1989). Estudios recientes han demostrado que esta especie tiene un potencial pigmentario debido a la presencia del compuesto rojo betacianina (Viloria-Matos et al., 2001; Viloria-Matos y Moreno-Alvarez, 2001); sin embargo, su utilidad como pigmento está limitado por el deterioro poscosecha del fruto bajo condiciones de su ambiente natural. Observaciones preliminares de Viloria Matos y Corbelli-Moreno (2001) indican que en frutos recién colectados no sometidos a bajas temperaturas y transportados inadecuadamente, el pericarpio se rompe y se produce oxidación de los pigmentos por exposición a la luz y el oxígeno.

El objetivo de este estudio es formular bebidas cítricas utilizando pulpa de O. boldighii como colorante y evaluarlas mediante análisis físicos, químicos, microbiológicos y sensoriales.

Materiales y Métodos

Tratamiento de la materia prima

Se colectaron 3kg de frutos de dos plantas de o. boldinghii, provenientes del municipio Montalbán, Estado Carabobo, Venezuela y se trasladaron al laboratorio de Biomoléculas de la Universidad Simón Rodríguez, en el municipio Canoabo. Los criterios de selección fueron presentar madurez de consumo, color rojo homogéneo, sin rastros de deterioro y pertenecientes a la cosecha de abril 2002. El transporte se efectuó en un envase de poliestireno tipo térmico acondicionado con hielo seco. La temperatura alcanzada fue de 7 ±1ºC. Los frutos fueron lavados con agua corriente y secados con papel absorbente. Se cortaron en trozos de tamaño variable, para ser procesados en un extractor de zumo (Eastern Electric®, modelo JX5000) previa remoción manual de las espinas, separando así las cáscaras y semilla del resto de la pulpa. Se colectaron 200 naranjas en una plantilla agrícola en la población de Canoabo, y 200 pomelos en una plantilla agrícola en Chirgua, Estado Carabobo, siendo los criterios de selección para ambas frutas los descritos por Moreno-Alvarez et al., (1999).

Caracterización física y química

La caracterización física y química de la pulpa de o. boldinghii, zumo de naranja y pomelo se efectuó siguiendo la metodología AOAC (1990). Los sólidos solubles (SST) se expresaron como ºBrix determinándose con un refractómetro marca Baush & Lomb modelo Abbe-3L de precisión ±0,1º. La acidez titulable (acidez %) se expresó en g de ácido cítrico/100 ml de jugo, el pH fue determinado mediante potenciómetro Hanna Instruments, modelo pHep® 1 de precisión ±0,1 y se calculó la relación SST/Acidez (%). El contenido de carotenoides totales se determinó mediante curva de calibración (Y= 0,022 + 28,138X) a 450nm según metodología propuesta por Moreno-Alvarez et al. (1999). El contenido de betalaínas se determinó midiendo la absorbancia a 537nm a pH 6,1 y la concentración se calculó utilizando el coeficiente de extinción molar (E1cm 1%:1120l·mol-1·cm-1) de betacianina, el pigmento mayoritario (Saguy et al., 1978; Wiley y Lee, 1978; Viloria-Matos y Corbelli-Moreno, 2001; Viloria-Matos y Moreno-Alvarez, 2001), según procedimiento establecido por Sapers y Hornstein (1979). La determinación de vitamina C se efectuó mediante el método de titulación con 2,6 dicloroindofenol (COVENIN, 1977). Todos los resultados se expresaron como promedios de tres determinaciones.

Formulaciones de los jugos

Se formularon cuatro bebidas cítricas contentivas de 15% de jugo de naranja + 15% de jugo de pomelo + 65% de agua + 5% de pulpa O. boldighii, acondicionadas con 0(I); 0,5%(II); 0,1%(III) y 0,01% (IV) de ácido ascórbico. A cada formulación se añadió 625 ±0,1g de sacarosa comercial para un volumen final de 8l y un valor de 11,0ºBrix de 11,0. La escogencia de la proporción de pulpa utilizada en esta investigación fue evaluada en un estudio previo por Antón y Medina (2003), quienes exploraron valores de 5, 10, 15 y 20% de pulpa utilizando un panel semi-entrenado y señalan la del 5% como la más adecuada.

Proceso de pasteurización

Las diferentes formulaciones se pasteurizaron en un equipo Dover, Modelo TDB/7-20 de 18l de capacidad, a 60 ±0,1ºC durante 30 min. Las muestras se envasaron en recipientes de vidrio ámbar con capacidad de 250ml previamente esterilizados y tapados herméticamente. Se codificaron y mantuvieron en refrigeración durante 21 días a una temperatura de 7 ±0,1Cº. La calidad del proceso de pasteurización de los jugos se comparó con los parámetros microbiológicos propuestos por la norma venezolana COVENIN (1981a,b) para el primer día de elaboración.

Evaluaciones físicas, químicas, microbiológicas y sensoriales

Muestras de las cuatro formulaciones fueron evaluadas después de la pasteurización y consecutivamente a los 7, 14 y 21 días. La acidez titulable, sólidos solubles, pH, carotenoides totales, betalaínas y vitamina C se determinaron con los mismos métodos y equipos utilizados en la caracterización de la materia prima. Se realizaron recuentos de hongos, levaduras, organismos aeróbicos mesófilos y coliformes totales (NMP/ml) según procedimientos descritos por COVENIN (1978a,b; 1984), los cuales han sido establecidos como requisitos en jugos pasteurizados en envases no herméticos por la norma venezolana 1030 COVENIN (1981b). La evaluación sensorial se efectúo siguiendo la escala hedónica propuesta por CIEPE (1984). El número de panelistas no entrenados fue de cuarenta, todos estudiantes de la Universidad Nacional Simón Rodríguez, núcleo Canoabo, Estado Carabobo, Venezuela. Los atributos evaluados fueron color, sabor y aroma mediante escala ordinal de aceptación del 1 al 3, cuya valoración fue le gusta (1), no le gusta (2) o indeciso (3).

Análisis estadísticos

Los resultados para cada una de las formulaciones fueron evaluados separadamente mediante análisis de varianza, con un nivel de confianza de 95%, y el análisis sensorial se evalúo mediante el método no paramétrico de Friedman, con un nivel de confianza de 95%, utilizando el paquete estadístico SAS (1992).

Resultados y Discusión

La evaluación física y química de los frutos se presenta en la Tabla I. Los valores encontrados están dentro de los rangos reportados en la literatura para especies del género Opuntia (Sáenz, 1997; Sáenz et al., 1998; Sepúlveda et al., 2000; Viloria-Matos et al., 2001). En relación al zumo de naranja y pomelo, los resultados obtenidos en este estudio son similares a los descritos en otros trabajos (Avilán et al., 1989; Moreno-Alvarez et al., 1999, 2000; INN, 2001). En todos los casos la relación SST/acidez fue alta.

En la Tabla II se presentan los valores obtenidos en las evaluaciones físicas y químicas de los jugos acondicionados con ácido ascórbico. Los parámetros acidez titulable (A), pH, azúcares totales (AT) y sólidos solubles (SST) no variaron significativamente (P>0,05) para las cuatro formulaciones durante los 21 días de estudio. El valor de SST fue constante en todas las formulaciones (11,0 ºBrix). Se detectaron cambios significativos (P<0,05) en el contenido de carotenoides totales, betalaínas y vitamina C, independientes de la concentración de ácido ascórbico utilizado. Las degradaciones observadas pueden estar relacionadas a la presencia de oxígeno en los espacios de cabeza de los envases, presencia de radicales libres y trazas de minerales que aceleran la degradación de estos metabolitos (Huang y Von Elbe, 1985; Torrez et al., 2000; Moreno-Alvarez et al., 2003). Se determinó que el contenido de betalaínas fue mayor en relación a los valores de ácido ascórbico añadido a las formulaciones, lo cual permite evidenciar un efecto protector (Martí et al., 2002).

Las evaluaciones microbiológicas de los productos pasteurizados se presentan en la Tabla III. Los parámetros evaluados cumplieron con las Normas COVENIN 1699 (1981a) y COVENIN 1337 (1978a), los cuales establecen valores máximos de 200UFC/ml para organismos mesófilos en el primer día de pasteurización, 50UFC/ml de hongos y 100UFC/ml de levaduras. En todos los casos los valores estuvieron dentro de los rangos indicados por las normas venezolanas de productos pasteurizados, lo cual indica que el proceso de preservación utilizado fue eficiente.

En la Tabla IV se presentan los resultados de la evaluación de los parámetros sensoriales a través del método no paramétrico de Friedman. En dicha Tabla se establecen los valores del estadístico de Friedman (F) y el valor de la probabilidad (P) utilizando la aproximación de Chi2 para los diferentes atributos evaluados. En esta prueba no se detectaron diferencias significativas con respecto a las variables estudiadas (color, aroma y sabor) en los días 1 y 14, lo que indica que las pruebas no fueron instrumento de juicio para evaluar la preferencia de los consumidores. Esto significa que la utilización del ácido ascórbico en las formulaciones no afectó los atributos evaluados. En los días 7 y 21 se detectaron diferencias significativas solo en la variables sabor y color, no así para el resto de los atributos evaluados. De acuerdo a los valores obtenidos en los puntajes, se infiere que la formulación I resultó con mayor aceptación con respecto al aroma y sabor y la formulación III con respecto al sabor.

Conclusiones

Se concluye que existe factibilidad técnica en la elaboración de jugos pigmentados con pulpa de tuna. La explotación agroindustrial de estos productos permitiría la utilización de una especie marginal en el país y de un adecuado valor nutricional, además de sustituir el uso de colorantes artificiales o sintéticos, los cuales en muchos casos producen alergias al público consumidor, por colorantes naturales debido a la presencia de betalaínas en la pulpa, que además han sido descritas como metabolitos con propiedades antibacteriana y antiviral. Todas las formulaciones presentaron una vida útil de 21 días bajo las condiciones de almacenamiento utilizadas. Se determino que las betalaínas incorporadas a las bebidas lograron una importante estabilidad química hasta el último día de evaluación, permitiendo pigmentar el producto sin degradarse totalmente.

AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la familia Blanco la donación de los frutos estudiados, a Carmen Sáenz la lectura del texto original y a Baltasar Trujillo la identificación de la especie estudiada, así como el financiamiento Programa Proyecto Emergentes Pem-2001002271 del FONACIT-UNESR.

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