CARACTERIZACIÓN DE MUESTRAS ANÁLISIS DE CARBOHIDRATOS 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). INTRODUCCIÓN RESULTADOS Y DISCUSIÓN 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. CARACTERIZACIÓN DE MUESTRAS 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 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 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 38,1 ± 3,8 Piña 10,4 ± 0,3 0,532 ± 0,015 0,13 ± 0,00 76,8 ± 0,9 87,3 ± 6,2 1%: g/100 g MS 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 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). OBJETIVOS ANÁLISIS DE CARBOHIDRATOS 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. a b SACAROSA DESHIDRATACIÓN OSMÓTICA DESHIDRATACIÓN LIOFILIZACIÓN GLUCOSA AZÚCAR INVERTIDO MATERIALES Y MÉTODOS MUESTRAS COMERCIALES a) Pomelo Coco Piña Plátano Mango Kiwi Cereza Manzana Papaya Fig. 1. Composición en carbohidratos a) mayoritarios y b) minoritarios, en las frutas deshidratadas comerciales. Valores expresados como medias ± desviación estándar. Todas las muestras fueron adquiridas en comercios de Madrid y Barcelona CARACTERIZACIÓN 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. Gravimetría 48 h, 102 ºC. HUMEDAD Novasina Sprint TH-500. ACTIVIDAD AGUA Método Kjeldahl (factor 6,25). CONTENIDO PROTEINA CARBOHIDRATOS/CG-FID DETERMINACIÓN DE FUROSINA Y VITAMINA C Doble extracción a temperatura ambiente y con agitación en solución de etanol al 80% con ß-fenil-glucósido como patrón interno. 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. Fig. 2. Contenido de furosina y vitamina C en frutas deshidratadas comerciales. Valores expresados como medias ± desviación estándar. VITAMINA C FUROSINA 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). 1. Hidrólisis ácida: HCl 8 N, 110ºC, 23 h. 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. 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. 4. RP-HPLC-UV: Columna C18. Condiciones isocráticas: 1 ml/min (KH2PO4, 5mM, pH 3). Detección UV: 245 nm. CONCLUSIONES 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. PROPIEDADES DE REHIDRATACIÓN RR = mr/ md mr: masa muestra rehidratada md: masa muestra deshidratada CAPACIDAD REHIDRATACIÓN (RR) Gravimetría 72 h, 102 ºC. PÉRDIDA SÓLIDOS LIXIVIADO (LL) 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.