Operaciones para el desarrollo de la bebida proteica a base de lactosuero y pulpa de copoazú

El proceso se inició con una limpieza y desinfección de todos los equipos y materiales. Se seleccionaron las frutas sin daños físicos aparentes, se lavaron y pelaron. Luego, se realizó un despulpado manual con un mazo de madera, para separar la masa del fruto de las semillas. Posteriormente, el lactosuero se filtró con papel filtro Whatman No 4, y se mezcló con la pulpa de copoazú. Después, la mezcla se homogenizó en una licuadora industrial durante 30-60 seg. Una vez distribuidos uniformemente todos los ingredientes se procedió a la pasteurización, esta operación se llevó a cabo en una marmita a 75°C por un tiempo de 10 min. Inmediatamente, se realizó un proceso de enfriado para causar golpe térmico, se llevó acabo con baño en agua a 6°C, hasta alcanzar 20 °C. Posteriormente, se adicionó gelatina sin sabor (0,01%) (estabilizante) y sorbato de potasio (0,05%) (conservante). El producto pasteurizado se envasó manualmente a una temperatura de 20°C en botellas de plástico de 250 mL. Finalmente, el producto se almacenó en condiciones normales de refrigeración (4°C), con la finalidad de mantener las propiedades organolépticas de la bebida.

Evaluación físico-químico y microbiológica del suero y de las bebidas a base de suero de leche y copoazú

Análisis físico-químico. Los parámetros determinados fueron: pH, acidez, °Brix, proteína, y grasa. En el caso del pH, se siguieron los procedimientos descritos en la Norma Técnica (NTE INEN 389) y se empleó un pHMetro Marca Thermo Scientific, modelo Orion Versa Star Pro. La acidez se midió como acidez titulable, expresada como ácido láctico. Se colocaron 20,0 mL de lactosuero en un Erlenmeyer y se le adicionó 40,0 mL de agua destilada. Luego se añadieron 2 cm³ de solución indicadora de fenolftaleína y con agitación se tituló con una solución de hidróxido de sodio (0,1 N), una vez visualizado el color rosado, se continuó añadiendo solución durante 30 segundos. Se tomó lectura del consumo de la solución y se obtuvo el % de acidez titulable como ácido láctico. Para la determinación de °Brix, se pesaron 5 g de muestra y se diluyó con 50 mL de agua destilada, se colocó una gota de la muestra en el prisma del refractómetro abierto, y se realizó la lectura del porcentaje en peso de azúcar para las soluciones azucaradas o el porciento de sólidos solubles en el caso de tratarse de otras sustancias (puré o pasta de tomate, vinagres, etc.). Por su parte, el contenido de proteína se determinó según los procedimientos descritos en la norma NTE INEN 0016. En el equipo de Kjeldahl, para digestión y destilación se procesaron 5 g de muestra con ácido sulfúrico concentrado y se realizó la valoración del exceso de ácido, con hidróxido de sodio (0,1N), en presencia de rojo de metilo y se empleó el factor de conversión de 6,38. Los principales equipos empleados fueron refractómetro marca Hanna Instruments, Balanza analítica marca Ohaus Pioneer y baño de maría ultrasónico, modelo SONICA. Mientras, los reactivos empleados fueron de grado analítico: Hidróxido de sodio, Sigma aldrich, Grado Reactivo Acs. ≥98%, Ácido sulfúrico 98%, Loba Chemie, Rojo de metilo (Acros Organics) y Fenolftaleina Acs.

Análisis microbiológico. Se realizó el análisis microbiológico de las tres bebidas, aplicando el Método Británico en placas Petrifilm y los resultados fueron comparados con los límites establecidos en la norma (NTE INEN 2609:2012), para bebidas de suero de leche.

En el análisis microbiológico se analizó principalmente la presencia de los siguientes microrganismos: aerobios Mesófilos, Staphylococcus aureus, Escherichia coli. En el caso, de los tres primeros se utilizó el método de recuento en siembra en placas de películas secas rehidratables Mientras, para la E. coli se realizó en un medio de cultivo líquido por el método de determinación del número más probable (NMP) por la técnica de dilución en tubos de acuerdo a las normas NTE INEN 1529-6 y NTE INEN 1529-8.

Evaluación sensorial de las bebidas

Para conocer el grado de aceptación de la bebida frente a los consumidores se realizó una encuesta organoléptica a un panel no entrenado, compuesto por 30 personas con edades comprendidas entre 18 a 21 años. El modelo empleado, se basó en el color, olor, sabor y textura y estuvo en función de la escala hedónica con base en 5 puntos: Me gusta mucho (5), Me gusta (4), No me gusta ni me disgusta (3), Me disgusta (2), Me disgusta mucho (1). Criterios que también han sido considerados en otras investigaciones [^16,17].

Tratamiento de los datos

Los datos de los diferentes análisis (físico-químico, microbiológico y organoléptico de las pruebas de preferencia y aceptación) fueron analizados estadísticamente utilizando el programa Statistica Versión 8. Se realizó estadística descriptiva para conocer los valores medios, mínimos, máximos y la desviación estándar. En el caso de distribución normal, se aplicó el análisis de varianza (ANOVA) y la prueba de comparación de tratamientos de Tukey (p<0,05), o la Prueba no paramétrica de Friedman para realizar comparaciones entre las muestras o formulaciones. En los casos que el estadístico Friedman resultó significativo, se analizaron las diferencias entre las variables a través de la prueba de los rangos con signo de Wilcoxon para dos muestras relacionadas.

Características físico-químicas y microbiológicas de las bebidas a base de suero de leche y copoazú

Como se puede apreciar en el Cuadro 4, las bebidas pasteurizadas F1, F2 y F3, cumplen con los parámetros físico-químicos y microbiológicos que establece la norma NTE INEN 2609:2012, para bebidas de base suero lácteo. En el análisis estadístico de comparación de medias, la formulación 1 muestra diferencias significativas con las formulaciones 2 y 3 en los parámetros proteína láctea y grasa entre el primer tratamiento con el tratamiento 2 y 3, esto está asociado a que es el tratamiento que contiene mayor cantidad de lactosuero. Sin embargo, en la grasa total no existen diferencias significativas, entre las tres bebidas elaboradas, por lo que la adición de la fruta infiere en el contenido proteico lácteo, pero no en el contenido proteico total de la bebida.

Cuadro 4 Resultados de la caracterización físico-química y microbiológica de las bebidas. 

*Requisitos NTE INEN 2609:2012 ^{a b} Letras diferentes indican diferencias significativas entre las medias de los tratamientos para la prueba ANOVA, Tukey (0,05)

Adicionalmente, todas las formulaciones cumplen con los requerimientos de proteína láctea, según la Normativa Técnica Ecuatoriana que establece un valor mínimo de 0,4%, y en los tres casos evaluados los resultados son superiores a 0,82%, lo que muestra que las bebidas presentan buenos valores proteicos y por tanto pueden ser alimentos adecuados.

También, fueron encontradas diferencias en los °Brix, entre las formulaciones 1 y 2 con la formulación de 30% de pulpa de fruta, este último tiene un valor superior que los demás, y esto está asociado a que es la bebida que contiene mayor cantidad de pulpa de fruta y la fruta tiene 61% de azúcares totales en base seca, por lo que la bebida elaborada contendrá mayor cantidad de azúcares en su composición [¹⁰].

Por su parte, el resto de los parámetros, lactosa en el producto parcialmente deslactosado, latosa en el producto bajo en lactosa y acidez no difieren estadísticamente entre las formulaciones elaboradas. Los criterios de porcentajes de lactosa (tanto en el producto parcialmente deslactosado, como en producto bajo en lactosa) de las tres bebidas presentan valores que cumplen con la norma, pues en todos los casos los resultados obtenidos son inferiores a los límites máximos de lactosa de la norma NTE INEN 2609:2012.

Es importante resaltar que, las tres bebidas cumplen todos los parámetros físicos-químicos, pero en el caso de la bebida F3 presentan los mayores valores proteicos a pesar de presentar en su composición, menores cantidades de suero lácteo (70%), por lo que parte de este valor está asociado a la fruta añadida que como plantean [¹⁵], posee elevados valores nutricionales (20,6 mg/g en peso seco). Así mismo, la bebida F3 posee los valores menores en cuanto a % de Lactosa (para producto parcialmente deslactosado, como en producto bajo en lactosa), lo que también puede ser un factor importante para la asimilación de la misma.

Al comparar estos resultados con estudios similares se encuentran diferencias principalmente en la acidez, pues los análisis físico-químicos realizados en otros estudios, como Montesdeoca et al. obtienen una acidez superior (0,8%) y Brix de 15% en las bebidas elaboradas. Por su parte, ^{Thakkar et al. (2018}), obtiene 1,71, pero en este caso se trata de una bebida fermentada y además presenta un 60% de jugo de naranja añadido que también incide en el nivel de acidez (1,42%) [¹⁹].

Mientras, ^{Skryplonek et al. (2019}) en una bebida fermentada elaborada con 50% de lactosuero y 50% de leche y la cepa Bifidobacterium animalis ssp. lactis BB-12, la acidez se mantiene en valores cercanos a 0,5 [⁵].

Por su parte, los criterios microbiológicos evaluados también muestran resultados positivos, pues en todos los casos y parámetros evaluados (Aerobios mesófilos, Escherichia coli, Staphylococcus aureus, Salmonella/25 g, Detección de Listeria monocytogenes/ 25 g) se encuentran muy por debajo de los límites permisibles. En el caso de los dos últimos, con ausencia de los mismos como rige la norma técnica nacional, para este tipo de bebida.

Los resultados obtenidos están asociados a la calidad de las materias primas empleadas, pues como se mencionó anteriormente, en la evaluación microbiológica el suero de leche cumplía los parámetros. Otro aspecto importante fue que la elaboración se realizó siguiendo las Buenas Prácticas de Manufactura (BPM) y cumpliendo las medidas de higiene e inocuidad necesarias para la elaboración de alimentos.

El análisis microbiológico determina el grado de contaminación al que está expuesto el producto en sus diferentes etapas. Al multiplicarse los microorganismos en el alimento, pueden producir cambios en sus características organolépticas y en su pH, lo que se traduce en alteraciones fáciles de constatar, como rancidez, acidez o alcalinización, putrefacción y aparición de manchas en la superficie. Pero puede ser también que el alimento no presente alteración apreciable, y sin embargo estar contaminado, representando así un riesgo para el consumidor.

Evaluación sensorial

Los resultados de la evaluación de la bebida, sobre el color, olor, sabor y textura fueron obtenidos siguiendo la escala hedónica con base en cinco (5) puntos. El Cuadro 5 muestra los resultados obtenidos de las diferentes características organolépticas del producto y las diferencias estadísticas.

Cuadro 5 Estadísticos descriptivos y resultados de la prueba de Friedman para los atributos sensoriales de las tres formulaciones de la bebida de suero lácteo y pulpa de copoazú. 

En el Cuadro 5 se observan los resultados de la calificación para cada atributo, sobresaliendo la formulación 3 (70% de suero lácteo y 30% de pulpa de copoazú), pues en todos los atributos presenta los valores superiores (entre 4,63-4,93/5), también presenta los mayores rangos con el color (2,90), olor (2,88), sabor (2,98) y textura (2,82). Al analizar las diferencias de los atributos entre las formulaciones, todos (color, olor, sabor y textura) presentan diferencias significativas (Valores de p=0,00). También, los coeficientes de concordancia de Kendall son altos, lo que indica que existe concordancia entre los evaluadores, sobresale el atributo sabor que presenta el valor mayor (0,975), muy cercano a la unidad.

Por su parte, en el Cuadro 6 aparecen los valores de la prueba de los rangos con signo de Wilcoxon, que se realizó para conocer las diferencias del análisis sensorial, entre las formulaciones evaluadas, donde existen diferencias significativas en todos los parámetros analizados, excepto en la textura de las formulaciones 1 y 2 (p=0,17 y z=1,37). La información de las pruebas estadísticas no permite excluir ninguno de los factores en los criterios sensoriales, aunque el sabor muestra los mayores valores de z, y también en las escalas de valoración, anteriormente abordada.

Cuadro 6 Resultados de la Prueba no paramétrica de los rangos con signo de Wilcoxon para los aspectos sensoriales evaluados de las tres formulaciones (p <0,05) 

Este resultado concuerda con otros resultados de análisis organolépticos de bebidas a base de lacto suero. En el caso de ^{Rodríguez et al. (2013}), la bebida elaborada con cultivo para yogurt y Lactococcus lactis sub. lactis y pulpa de Maracuyá el panel evaluador le confirió una excelente calificación [²⁰]. Mientras, en el estudio de Molero-Méndez et al. (2017), las bebidas elaboradas fueron fermentadas y también tuvieron buena aceptación, en todos los parámetros evaluados, y la esencia de coco fue la de mejor valoración [¹⁷].

Resultados similares obtuvieron Thakkar et al. (2018) con una bebida probiótica funcional formulada (60% Jugo de naranja y 40% suero lácteo), donde la evaluación sensorial del color, sabor y aceptabilidad general fue superior a 8 de 9 puntos posibles en la valoración de la escala hedónica [¹⁹]. Igualmente, Montesdeoca et al. (2017) evaluaron el grado de aceptación de una bebida láctea fermentada utilizando lactosuero como sustituto parcial de leche y los atributos: apariencia, aroma, sabor, textura y calidad general obtuvieron resultados aceptables (superiores a 5, en una escala de clasificación del 1 al 9) [¹⁸].

Adicionalmente, como plantean Ramírez-Navas and Castro [²¹], discriminar entre un atributo u otro, a partir de pruebas sensoriales no es adecuado, pues las sensaciones que puede experimentar un consumidor al ingerir un producto no se producen por un solo sentido, sino que están involucrados distintos estímulos que actúan como respuesta a la estimulación compleja.