EVALUACIÓN DE LA CALIDAD EN FRUTAS DESHIDRATADAS COMERCIALES COMUNES Y EXÓTICAS

 1Megías-Pérez, R.; 1Gamboa-Santos, J.; 2Soria, A.C.; 1Montilla, A.; 1Villamiel, M*

1Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, CSIC-UAM), Nicolás Cabrera, 9, Cantoblanco, 28049-Madrid (España). E-mail: *m.villamiel@csic.es   

2Instituto de Química Orgánica General (CSIC), Juan de la Cierva 3, 28006-Madrid (España).

EVALUACIÓN DE LA CALIDAD EN FRUTAS DESHIDRATADAS COMERCIALES COMUNES Y EXÓTICAS

 1Megías-Pérez, R.; 1Gamboa-Santos, J.; 2Soria, A.C.; 1Montilla, A.; 1Villamiel, M*

1Instituto de Investigación en Ciencias de la Alimentación (CIAL, CSIC-UAM), Nicolás Cabrera, 9, Cantoblanco, 28049-Madrid (España). E-mail: *m.villamiel@csic.es   

2Instituto de Química Orgánica General (CSIC), Juan de la Cierva 3, 28006-Madrid (España).

El consumo de frutas comunes (plátano, manzana, cereza, pomelo) y exóticas (mango, kiwi, papaya, coco y piña) se ha incrementado no sólo por sus características organolépticas, sino también debido al alto contenido en compuestos bioactivos. Dado el carácter perecedero y estacional de estas frutas, el interés de la industria de este sector se ha centrado en su conservación óptima durante largos períodos de tiempo manteniendo en lo posible sus cualidades. Para tal fin, se han desarrollado diferentes procesos industriales como la liofilización y la deshidratación convectiva, acompañada o no de un previo escaldado o deshidratación osmótica. Durante todo el proceso de deshidratación se pueden producir cambios físicos y químicos que pueden afectar de forma importante a la calidad nutritiva y organoléptica y a la bioactividad del alimento. Así, en los pretratamientos hay pérdidas por lixiviado de sólidos solubles (sales, azúcares, vitaminas hidrosolubles), mientras que las condiciones de deshidratación pueden producir pérdidas de compuestos antioxidantes termolábiles como la vitamina C o de aminoácidos esenciales como la lisina por la formación de 2-furoil-metil-lisina (furosina), compuesto indicador de las etapas iniciales de la reacción de Maillard1,2, cuya formación se ve favorecida por las condiciones de aw que se alcanzan durante el proceso y el pH del alimento. En las frutas deshidratadas son también importantes las modificaciones físicas como el encogimiento y endurecimiento que se produce durante el proceso, debido, entre otros factores, a la desnaturalización de proteínas por efecto del calor. Estos cambios provocan una pérdida de turgencia y, como consecuencia, hacen que no se recupere totalmente el contenido inicial de agua, lo cual incide de manera negativa en la textura del producto rehidratado.

Evaluación de la calidad de muestras comerciales de frutas deshidratadas mediante la determinación de parámetros químicos y físicos (humedad, aw, furosina, vitamina C, carbohidratos, capacidad de rehidratación y pérdida de sólidos por lixiviado), con el fin de conocer tentativamente los procesos llevados a cabo en la industria e investigar cómo mejorar la calidad de este tipo de productos.

La mayor parte de las muestras de frutas deshidratadas analizadas en el presente estudio presentan bajo valor nutritivo, tanto por lo que se refiere a la vitamina C como a la pérdida de lisina por su participación en la reacción de Maillard. Es de destacar la importancia de la aplicación de parámetros de calidad, como indicadores de los procesos de elaboración, con el objetivo final de obtener frutas deshidratadas de alta calidad. Hasta nuestro conocimiento, estos resultados son los primeros en relación a la evaluación de la calidad en frutas deshidratadas, mediante la determinación conjunta de los parámetros químicos y físicos aquí estudiados.

INTRODUCCIÓN

MATERIALES Y MÉTODOS

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

AGRADECIMIENTOS: Este trabajo ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (Proyectos Fun-c-Food Consolider CSD2007-00063 Ingenio 2010 y AGL 2007-63462). R.M.P agradece al CSIC el contrato JAE-Tec. J.G.S. agradece al CSIC y a la UE por el disfrute de una beca predoctoral (JAE).A.C.S agradece al Ministerio de Economía por el disfrute de su contrato Ramón y Cajal.REFERENCIAS: (1) Rickman y col. (2007). Journal of the Science of Food and Agriculture, 87: 930-944. (2) Corzo-Martínez y col (2012). Browning reactions. En: Food Biochemistry and Food Processing. Blackwell Publishing. 2012. (3) Belitz y col.(2009).“Química de Alimentos” Acribia S.A. (4) Sagar y col. (2010). Journal of Food Science and Technology-Mysore, 47:15-26.(5) Muir y col. (2006). ). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 57: 554-565. (6) USDA (2012). (7) Hecke y col (2006). ). European Journal of Clinical Nutrition, 60: 1136-1140. (8) Sanz y col. (2004). Food Chemistry, 87: 325–328.

CARACTERIZACIÓN DE MUESTRAS

ANÁLISIS DE CARBOHIDRATOS

MUESTRAS COMERCIALES

CARACTERIZACIÓN

VITAMINA C

CAPACIDAD REHIDRATACIÓN (RR)

HUMEDAD

a)

OBJETIVOS

CONTENIDO PROTEINA

ACTIVIDAD AGUA

FUROSINA

Pomelo Coco Piña Plátano Mango Kiwi Cereza Manzana Papaya

Todas las muestras fueron adquiridas en comercios de Madrid y Barcelona

PÉRDIDA SÓLIDOS LIXIVIADO (LL)

1%: g/100 g MS

1. Extracción con ácido oxálico 0,4% (1 g muestra/12,5 mL ácido oxálico).

2. Homogenización: ultraturrax 13500 rpm, 1 min, adición de 2,5 mL DTT (0,5%) y oscuridad a 0 ºC, 30 min.

3. Dilución hasta 25 mL con agua Milli-Q y centrifugación a 3200g, 5 min. Filtración (pvd 0,45 µm).

4. RP-HPLC-UV: Columna C18. Condiciones isocráticas: 1 ml/min (KH2PO4, 5mM, pH 3).Detección UV: 245 nm.

CARBOHIDRATOS/CG-FID DETERMINACIÓN DE FUROSINA Y VITAMINA C1. Doble extracción a temperatura ambiente y con agitación en

solución de etanol al 80% con ß-fenil-glucósido como patrón interno.

2. Análisis de las trimetil-silil oximas de los carbohidratos por CG-FID. 3. GC-FID: columna HP-5MS, metil-silicona (30 m x 0,250 mm x 0,25

μm). Perfil de temperaturas: T1: 200 ºC, 11 min; 15 ºC/min T2 315 ºC, 3min. N2 1 mL/min. Split: 1:40.

1. Hidrólisis ácida: HCl 8 N, 110ºC, 23 h.

2. RP-HPLC-UV: Columna C8 (250 mm x 4,6 mm d.i.) a 37 ºC. Detección UV: 280 nm Fase A: 4 g/L ácido acético

Fase B: 3 g/L KCl en fase A.

Método Kjeldahl (factor 6,25).

Novasina Sprint TH-500.

Gravimetría 48 h, 102 ºC.

RR = mr/ md

mr: masa muestra rehidratadamd: masa muestra deshidratada

Gravimetría 72 h, 102 ºC.

PROPIEDADES DE REHIDRATACIÓN

.

• El contenido en humedad (5,7-22,5%) y la aw (0,281-0,561) de las muestras analizadas indica su adecuada calidad microbiológica3,4.

• Los valores muy bajos de proteína (0,06-1,34% en MS) y muy altos de azúcares totales (76,8-91,5 % en MS) de estas muestras (excepto plátano, cereza-2 y coco-1), podrían deberse a un tratamiento de deshidratación osmótica, previo al secado convectivo.

• Los valores elevados de furosina (manzana, pomelo, mango, papaya, coco-2 y piña) indican un tratamiento enérgico o unas condiciones de almacenamiento inadecuadas.• La ausencia de vitamina C o su bajo contenido en estas muestras (0,3-1,5 mg/100 g MS) pone de manifiesto la pérdida de este compuesto bioactivo cuando las muestras son procesadas o almacenadas de forma inadecuada.• La cereza-2, presumiblemente liofilizada, es la muestra que presentaba unos parámetros de calidad químicos y físicos más adecuados.

• Los bajos valores de la RR (1,0-1,8) encontrados en estas muestras, a excepción de manzana (3,6) y cereza-2 (3,1) indican, probablemente, un recubrimiento previo a la deshidratación con algún ingrediente con efecto protector.

•A excepción del plátano (37,4 g/100 g) (bajo contenido en azúcares totales) y coco-2 (38,1 g/100 g MS) (geometría laminar espesor <1 mm) las pérdidas por lixiviado durante la rehidratación fueron elevadas (54,6 - 87,3 g/100 g MS).

• En la mayor parte de las muestras analizadas, los azúcares mayoritarios fueron glucosa, fructosa y/o sacarosa.

• Según el contenido y la relación de estos azúcares en comparación con la fruta fresca5,6 se puede tentativamente suponer si ha habido una deshidratación osmótica previa y el tipo de disolución empleada (glucosa, sacarosa o azúcar invertido) (Fig. 1).

• La kestosa (trisacárido prebiótico) se encontró en todas las muestras analizadas, en un intervalo de 0,11-1,29 g/100 g MS.

• El contenido en manitol (edulcorante sin efecto glucémico), presente en el 50% de las frutas analizadas, fue elevado en cereza-2 y papaya (7,8 y 4,0 g/100 g MS).

•Otros carbohidratos minoritarios detectados fueron el ácido málico (manzana, plátano y cereza-1), y el myo-inositol (coco-1 y cereza-2), aunque su contenido era menor que el de la fruta fresca o zumo7,8.

SACAROSA

DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA

DESHIDRATACIÓN

LIOFILIZACIÓNGLUCOSAAZÚCAR

INVERTIDO

Muestra Humedad (%) aw Proteína (%)1 Az-T (%)1 RR LL (%)1

Plátano 6,8 ± 0,7 0,508 ± 0,009 2,01 ± 0,01 19,0 ± 0,8 1,8 ± 0,2 37,4 ± 1,5

Manzana 17,4 ± 0,8 0,513 ± 0,018 0,16 ± 0,00 88,3 ± 1,2 3,6 ± 0,1 54,6 ± 5,3

Cereza-1 22,5 ± 0,2 0,494 ± 0,028 0,63 ± 0,00 91,5 ± 4,6 1,5 ± 0,0 84,9 ± 4,6

Cereza-2 21,4 ± 1,5 0,281 ± 0,002 8,59 ± 0,30 62,9 ±0,8 3,1 ± 0,3 80,4 ± 3,1

Pomelo 11,2 ± 0,5 0,414 ± 0,015 0,32 ± 0,02 81,4 ± 1,8 1,0 ± 0,1 87,0 ± 2,5

Mango 21,1 ± 0,2 0,557 ± 0,062 0,27 ± 0,01 86,1 ± 1,2 1,2 ± 0,1 84,1 ± 8,2

Kiwi-1 19,9 ± 0,3 0,497 ± 0,035 0,54 ± 0,01 81,2 ± 4,8 1,5 ± 0,0 73,8 ± 0,5

Kiwi-2 13,0 ± 0,0 0,514 ± 0,010 0,43 ± 0,01 75,5 ± 2,6 1,3 ± 0,0 76,1 ± 1,2

Papaya 13,7 ± 0,6 0,560 ± 0,013 0,06 ± 0,01 86,3 ± 0,6 1,0 ± 0,1 59,2 ± 2,0

Coco-1 5,7 ± 1,0 0,486 ± 0,013 7,13 ± 0,37 12,8 ± 0,2 1,8 ± 0,1 68,2 ± 6,7

Coco-2 11,0 ± 0,0 0,561 ± 0,008 1,34 ± 0,24 52,0 ± 1,1 1,3 ± 0,0 38,1 ± 3,8

Piña 10,4 ± 0,3 0,532 ± 0,015 0,13 ± 0,00 76,8 ± 0,9 1,0 ± 0,1 87,3 ± 6,2

Fig. 1. Composición en carbohidratos a) mayoritarios y b) minoritarios, en las frutas deshidratadas comerciales. Valores expresados como medias ± desviación estándar.

Fig. 2. Contenido de furosina y vitamina C en frutas deshidratadas comerciales. Valores expresados como medias ± desviación estándar.

a b

CONCLUSIONES