¹ Ingeniera Agroindustrial. Universidad de Nariño. Facultad Ingeniería Agroindustrial. Pasto, Colombia.

²Ingeniero Agroindustrial. MSc. Ciencias Agrarias. Docente Investigador Universidad de Nariño.

³Ingeniero Agroindustrial. PhD. Ciencia y Tecnología de Alimentos. Docente Investigador Universidad de Nariño.

⁴Ingeniero Agroindustrial. Universidad de Nariño.Grupo de Investigación Tecnologías Emergentes en Agroindustria (TEA).Pasto, Colombia.

Recibido para evaluación: 30/10/2011. Aprobado para publicación: 23/04/2013.

RESUMEN

En esta investigaciónse evaluó el efecto de distintos tratamientos de pasteurización sobre las características sensoriales y el contenido de vitamina C de cuatro jugos de fruta: mora de castilla (MC), mango costeño (MAC), naranja Valencia (NV)y tomate de árbol tamarillo (TA).Los resultados mostraron que el proceso de pasteurización adecuado, definido como aquel que mostrara ausencia de actividad de peroxidasa (POD) medida cualitativamentepara cada jugo fue 80ºC por 120 segundos (MC), 80ºC por 90 segundos (MAC), 75ºC por 90 segundos (NV) y 80°C por 90 segundos (TA); el efecto del procesamiento sobre el color, olor y sabor de los jugos se evaluó mediante análisis sensorial por un panel entrenado y reveló que no hubo diferencias significativas (p<0,05) entre las características evaluadas antes y después del tratamiento térmico. Las pérdidas de vitamina C provocadas por el tratamiento de pasteurización, se cuantificaron mediante el método de Mohr encontrándose valores de 84,67% (MC), 89,82% (MAC), 99,43% (NV) y 87,72% (TA). El tratamiento aplicado prolongó la vida útil de los jugos de 10 a 12 días a temperatura de refrigeración, sin cambios apreciables en sus características sensoriales.

PALABRAS CLAVES: Peroxidasa,Refrigeración, Análisis Sensorial.

ABSTRACT

This study evaluated the effect of different pasteurization treatments on sensory characteristics and content of vitamin C of four fruit juices: Blackberry cv. Castilla (MC), Mango cv. Costeño (MAC), Orange cv. Valencia (NV) and Tree tomato cv. Tamarillo (TA). The results showed that the suitable pasteurization process, defined as that who showed lack of peroxidase (POD) activity, measured qualitatively for each juice, was 80°C for 120 seconds (MC), 80°C for 90 seconds (MAC), 75°C for 90 seconds (NV), and 80°C for 90 seconds (TA); the effect of processing on the color, smell and taste of juices was assessed using sensory analysis by a trained panel and revealed that there were no significant differences (p<0,05) among characteristics evaluated before and after heat treatment. The pasteurization treatment-induced losses of vitamin C, were quantified using Mohr method, exhibited values of 84,67% (MC), 89,82% (MAC), 99,43% (NV) and 87,72% (TA). The treatment applied, prolonged the shelf life of the juice from 10 to 12 days at refrigeration temperature, without appreciable changes in sensory characteristics.

KEYWORDS: Peroxidase, Cooling, Sensory analysis

RESUMO

Neste estudo avaliou o efeito de diferentes tratamentos de pasteurização sobre as características sensoriais e teor de vitamina C quatro sucos de frutas: Mora de Castilla (MC), Manga cv. costeira (MAC), Valencia laranja (NV) e tomate de árvore tamarillo (TA). Os resultados mostraram que o processo de pasteurização apropriada, definida como uma que não mostrou nenhuma actividade da peroxidase (POD), como qualitativamente para cada sumo era de 80°C durante 120 segundos (MC), a 80°C durante 90 segundos (MAC) e 75°C durante 90 segundos (NV) e 80°C durante 90 segundos (TA), o efeito do processamento sobre a cor, cheiro e sabor dos sucos foram avaliados por análise sensorial por um painel treinado não revelou diferenças significativas (p<0,05) entre as características avaliadas antes e após o tratamento térmico . Vitamina C perdas causadas pelo tratamento de pasteurização, foram medidas pelo método de Mohr encontrar os valores de 84,67% (MC), 89,82% (MAC), 99,43% (NV) e 87,72% (TA). O tratamento foi prolongado a vida do suco durante 10 a 12 dias a temperaturas de refrigeração, sem alterações significativas nas suas características sensoriais.

INTRODUCCIÓN

Según el Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural [1] el Departamento de Nariño por su ubicación y heterogeneidad climática, presenta condiciones adecuadas para el desarrollo de frutales tanto de clima cálido como de clima frío.El volumen total de producción de frutas para los años 2009 y 2010 fue de 267843,5 y 296736,5 toneladas, respectivamente[2].

La producción de frutas objeto de este estudio se encuentra distribuida así: cítricos 29,5%, tomate de árbol 5,2%, mora 4,6%, y mango 1,0%[2].

Estas frutas tienen aplicaciones en la transformación agroindustrial, obtención depulpas[3] yjugos naturales,muy apreciados por los nuevos consumidores que prefieren productos con aromas y sabores innovadores y al mismo tiempo saludables[4, 5].

Actualmente se considera como relevantes las características fisicoquímicas, nutricionales y funcionales de los alimentos por contribuir directamente al bienestar y calidad de vida; se han encontrado diversidad de compuestos con capacidad antioxidante en los derivados de frutas, que al ser consumidos en forma regular sin ser indispensables para el desarrollo, crecimiento y mantenimiento del organismo humano influyen en uno o más procesos fisiológicos según sea su interacción con otros constituyentes [6].

Según Valero et al.,[7], el aumento en el consumo de frutas y vegetales ha sido asociado con la disminución deenfermedades crónico-degenerativas como obesidad,cáncer y aquellas relacionadas con el envejecimiento;Sánchez et al.,[8]afirma que las bebidas de frutas poseen muchos componentes bioactivos como el ácido ascórbico, los tocoferoles, carotenoides y polifenoles, que ejercen efectos antioxidantes y anticancerígenos.

Salamanca et al., [9] mencionan que para la obtención de jugos, néctares, conservas, compotas y mermeladas se requiere encontrar la mezcla óptima de ingredientes que permita generar un producto con características funcionalesy alto valor nutricional, en los que se mantengan propiedades organolépticas de aroma y sabor deseables.

Zuleta et al.,[10]afirman que el principal desafío en la elaboración de una bebida es preservar sus nutrientes y hacerlo atractivo desde el punto de vista sensorial, razón por la cual se busca conocer y estudiar la composición química, enzimática y nutricional de las frutas con el fin de encontrarel mejor proceso [11].

Los tratamientos térmicos son los métodos más utilizados para estabilizar productos porque tienen la capacidad de destruir microorganismos e inactivar enzimas[12]. Entre estos tratamientos el más comúnmente usado es la pasteurización; considerado como un procedimiento relativamente suave, quecontribuye con el aumento de la vida útil del alimento sobre el que se aplica[13].

La POD es de gran interés en la tecnología de alimentos, debido a su influencia sobre la calidad de frutas y vegetales crudos y procesados[14]; la facilidad con la que se determina su actividad y por su estabilidad al calor comparada con otras enzimas, la POD es usada como indicador de la calidad de los tratamientos térmicos[15].

Asimismo los estudios de retención de vitaminas, para evaluar los efectos de los tratamientos son de gran importancia.

El contenido de vitamina C, resulta ser muy variable tanto por causas genotípicas como de manejo pre y poscosecha[16], por lo cual se ha utilizado como indicador de calidad [17], debido a que es un compuesto bioactivo sensible, actuando como un criterio válido para otros componentes nutricionales u organolépticos.

En este contexto se planteó una investigación cuyo objetivo general fue determinar el efecto de lapasterización sobre las características sensoriales y el contenido de vitamina Cen jugos naturales de frutas.

MÉTODO

Localización

La investigación se llevó a cabo en la Planta Piloto de la Facultad de Ingeniería Agroindustrial (Universidad de Nariño) sede Torobajo Pasto (Nariño), localizada a 2527 msnm., con temperatura promedio de 14°C y una humedad relativa de 70%.

Materia prima

Las frutas fueron proporcionadas por la empresa INPADENA, dedicada a la obtención de pulpas en el municipio de Pasto, Departamento de Nariño, la cual suministrófrutas en grado óptimo de madurez.

Los parámetros de calidad para la selección de las frutas de calidad extra se establecieron de acuerdo a las normas técnicas colombianascorrespondientes para mango (NTC 1266)[18], Tomate de árbol (NTC 4105)[19],Mora de Castilla (NTC 4106)[20], y Naranja Valencia (NTC 4086)[21].

Posteriormente, las frutas fueron lavadas con agua potable y desinfectadas con hipoclorito de sodio en concentración de 30 ppm por 5 minutos; enseguida se trocearon antes de ser homogenizadas en forma de puréen una despulpadora JAVAR.El puré obtenido se recolectó en un tanque de acero inoxidable.

Formulación de los jugos

El porcentaje de pulpa y la cantidad de edulcorante (sacarosa), para cada jugo se determinó con base en un estudio de preferencia hecho con un panel de degustación entrenado (resultados no mostrados).

Se mezcló cada una de las pulpas con agua potable, en relación pulpa:agua16:84, a excepción del zumo de naranja que no se diluyó. Se adicionó sacarosa hasta alcanzar 11°Brix para los jugos de mora y mango, 15°Brix para zumo de naranja y 10°Brix para el jugo de tomate de árbol.

Tratamiento térmico

Se construyó un pasteurizador de laboratorio (figura 1) utilizando un baño termostatadoEyela OSB 2000, con precisión de ±0,1°C, seguido de enfriamiento en un baño de agua hielo a 5ºC, con el fin de someterlas a un brusco choque térmico[22].La temperatura se registró utilizando un Datalogger.

Figura 1

Se utilizó un diseño multi nivel factorial en cuatro niveles 42 completamente aleatorizado; las pruebas se hicieron por triplicado, con el fin de determinar el efecto de la temperatura y el tiempo sobre las variables de respuesta:Actividad enzimáticade POD, propiedades sensoriales(color, olor y sabor) y contenido de vitamina C, comparando los resultados antes y después de los tratamientos térmicos seleccionados.

El diseño experimental y el análisis de resultados se realizaron con ayuda del programa Statgraphics Centurion©Plus versión XVII. Mediante el cual se realizó el análisis de varianza yuna prueba de comparación mediante la LSD de Fisher a un nivel de significancia del 5%.

Determinación de actividad enzimática

La presencia de la enzima POD se determinó de manera cualitativa en los zumos pasterizados según el diseño experimental, mediante la metodología descrita por Talcott[23].

El buffer de reacción se preparó de acuerdo al método propuesta por Latorre et al.,[14]; a 99,8 ml de buffer fosfato (pH 6,5; 0,1M), se adicionó 0,1 mL guayacol y 0,1 mLde peróxido de hidrógeno y se mezcló con 120 mL de jugo tratado térmicamente.

Evaluación sensorial

Se realizó con la participación de un panel entrenadode 14 personas de ambos sexos, según la metodología descrita por Anzaldúa[24], siguiendo el método de Escala Hedónica.

Se hicieron 3 valoraciones;en la primera se evaluaron jugos sin edulcorante para determinar el porcentaje de pulpa en la preparación de jugos; en la segunda se determinó el porcentaje de sacarosa a adicionar y en la tercera se compararon las características sensoriales de los jugos frescos frente a los pasteurizados.

Cada juez eligió entre las siguientes opciones y puntajes: me gusta mucho (5), me gusta (4), me es indiferente (3), me disgusta (2) y me disgusta mucho (1).

Los jugos pasteurizados se almacenaron a 4°C y se hizo un seguimiento durante 15 días midiendo la reactivación de POD. Al cabo del tiempo máximo de almacenamiento para cada jugo, definido por el cambio de sus propiedades sensoriales, se midió el contenido de Vitamina C.

Cuantificaciónde vitamina C

Se evaluó la concentración final de Vitamina C, por el método de Mohr, utilizando un espectrofotómetro Thermo Genesys UV VIS con escaneo de 6 celdas.

RESULTADOS

En el cuadro 1 se muestran los resultados obtenidos de las pruebas de pasteurización para cada jugo. El signo (+), muestra presencia residual de la enzima POD, e indica que el tratamiento fue insuficiente para inactivarla, por lo tanto los tratamientos así marcados fueron descartados.

Según Shafiur, [25] los jugos con acidez elevada (pH<4,0) pueden pasteurizarse a temperaturas bajas, dado que las bacterias patógenas no proliferan a estos valores de pH. Por lo tanto, el objetivo del tratamiento térmico es solamente la destrucción de microorganismos causantes de alteraciones y la inactivación de enzimas deteriorativas.

Cuadro 1

En el cuadro 2 se muestran las temperaturas y tiempos adecuados para la pasteurización de cada jugo.Se seleccionó aquellos que presentaron menor temperatura y mayor tiempo de conservación luego del proceso.

Cuadro 2

Los tratamientos aplicados se encuentran dentro del rango de otros reportados en literatura para jugos de naranja (85°C por 25 s[26]; 90°C por 15 s [27]; 85°C por 66 s[28]; y 98°C por 21 s [29].

En pulpa de tomate de árbol se han reportado tratamientos de 81,5°C por 91s [30], que brindan estabilidad al producto durante 30 y 42 días de almacenamiento refrigerado, respectivamente.

El calentamiento con microondas se ha utilizado en jugo de mango procesado a temperaturas entre 40ºC y 52°C, durante 224s logrando una reducción del 89% en la carga microbiana [31]en la preparación de una bebida a partir de mango inmaduro se utilizó un tratamiento de 75±2°C por 15 min, adicionado con 100 ppm de benzoato de sodio, y fue almacenado durante 30 días bajo refrigeración [32]. Rodajas de mango se procesaron durante 3 min con vapor logrando un 91,67% de inactivación de la POD al cabo de 20 días de almacenamiento [33].

Los resultados de la determinación de vida útil del producto en almacenamiento refrigerado (4ºC) se muestran en el cuadro3. El análisis permite concluir que la vida útil de los jugos es diferente para cada fruta, así: 10 días (MAC), 12 días (MC); 12 días (TA) y 10 días (NV). Como se pude observar estos periodos son inferiores a los reportados en literatura.

Reactivación de la enzima

Los jugos con las condiciones adecuadas de pasterización, fueron sometidos a refrigeración durante 15 días, para observar los cambios de color, olor, sabor ydeterminar la vida útil. Si la reactivación se presenta en los jugos, no se logrará el efecto deseado tras la aplicación del tratamiento térmico aplicado [28].

A partir de esta información, se determinó la vida útil, a temperatura de refrigeración 4ºC (Cuadro 3).Jugo de mango: 10 días; Jugo de mora: 12 días; jugo de tomate de árbol: 12 días; jugo de naranja: 10 días.

Evaluación sensorial

En el cuadro 4 se observan los resultados obtenidos de la evaluación sensorial de los jugos, los cuales evidencian que no hay cambios significativos (α=0,05), en las características sensoriales (color, olor y sabor) de los jugos pasterizados frente a los jugos frescos. Según los coeficientes de variación, la mayoría de las calificaciones de los jueces para los jugos con y sin tratamiento se encuentran dentro del rango de homogéneos, permitiendo afirmar la veracidad de los resultados.

Sin embargo se evidenció mayor dificultad por parte del panel de catación en la variable de respuesta olor, presentando coeficientes de variación superiores al 15%.

Cuadro 4

Otras investigaciones concluyeron que el color de rodajas de mango no cambió significativamente al aplicar un tratamiento de calentamiento con vapor por 3, 5 y 7 minutos después de 20 días [33].Similares resultados se reportan en jugo de mango inmaduro [32].Sin embargo, al procesar jugo de mango de las variedades Keitt y Tommy Atkins, se observó un cambio apreciable en la composición de los carotenoides[34], responsables del color en este jugo [35],

En jugo de tomate de árbol los jueces entrenados no observaron diferencias significativas en la intensidad de los atributos, color, sabor, olory acidez entre jugo fresco y pasteurizado[36].

Con respecto al jugo de naranja, la evaluación sensorial de la intensidad de sabor fresco no mostró diferencias apreciables entre el jugo procesado térmicamente 60°C por 15s y el jugo fresco. La fracción de pulpa se pasteurizó a 85°C durante 15 s y a 90°C por 30s y no se encontraron diferencias entre el jugo no pasteurizado y la mezcla de jugo y pulpa pasteurizados. Ambas muestras presentaron un sabor más fresco que el del jugo tratado a 90°C por 30s[37].

Iguales resultados se reportaron en jugo de naranja con zanahoria, el cual no presentó diferencias en color y características sensoriales entre un jugo pasteurizado térmicamente y un jugo procesado mediante pulsos eléctricos (PEF). Además, el jugo pasteurizado mostró mayor porcentaje de inactivación de microorganismos que el jugo procesado por PEF[29].En contraste, en jugo de naranja y leche si se observó que el jugo procesado por PEF, retenía mejor el color que el procesado térmicamente, aunque ambos jugos tuvieron una vida útil similar de 2,5 y 2 semanas, respectivamente [28].En purés de fresa y mora, se obtuvo menores pérdidas de color rojo utilizando un proceso de Altas Presiones (AP) en comparación con un tratamiento térmico de 70°C durante 2 min [38].

Evaluación vitamina C, en jugos pasterizados

Se determinó el contenido de vitamina C al cabo de la vida útil de cada jugo. En el cuadro 5 se indica el porcentaje de retención y pérdida.

En jugo de naranja con leche se compararon los cambios de calidad y parámetros nutricionales procesado mediante tres métodos: térmicamente (90°C por 15 s); alta presión (400MPa a 42°C por 5 min) y pulsos eléctricos (25 kV/cm a 57°C por 280 μs) y almacenados a 4°C. Los autores concluyeron que las diferencias significativas observadas en la disminución de Ácido Ascórbico (Vitamina C) en el jugo procesado, se debió al tiempo de almacenamiento y no al tratamiento aplicado, pues no hubo diferencias significativas entre ellos[27].

La retención de ácido ascórbico fue mayor en muestras con menor tratamiento térmico pero disminuyó significativamente su vida útil. El efecto se atribuye a que la vitamina C puede degradarse fácilmente por exposición al calor y por oxidación[32, 39],

La degradación de vitamina C en purés de fresa, mora y tomate procesados a altas presiones (400 a 600 MPa/10 a 30°C por 15 min) se comparó con un tratamiento térmico (70°C por 2 min). En todos los casos, la pérdida fue menor (entre 5 y 9%) para los purés tratados por AP comparado con el tratamiento térmico (22%)[38,40].

Cuadro 5

Estudios afirman, que durante las primeras siete horas de preparado el jugo, la cantidad de ácido ascórbico permanece inalterable. Tomando en cuenta factores como: temperatura, ausencia de aire, adecuada inactivación de la enzima, ausencia de trazas de cobre en el equipo de proceso y buen diseño de la línea, puede lograrse condiciones bajo las cuales se reducela perdida­[41];sin embargo, según Domínguezet al.,[42], operaciones como elcortado, pelado o la desestructuración de las frutas, implican pérdidas considerables de vitamina C, por acción de la temperatura, el oxígeno, la luz, la presión, los iones metálicos, losazucares reductores y el pH[43].

CONCLUSIONES

Con la inactivación de la enzima peroxidasa, se pueden llegar a conservar los zumos de 10 a 12 días a temperatura de refrigeración, la perdida de vitamina C en los zumos al cabo de este tiempo fue:jugo de tomate de árbol 87,72%, jugo de mango 89,82%, jugo de naranja 99,43% y jugo de mora 84,67%.

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