Desarrollo de una bebida a base de permeado de ultrafiltración de lactosuero dulce enriquecida con pulpa de uchuva (Physalis peruviana L) y agraz (Vaccinium meridionale Swartz)

Abstract

La producción de lactosuero, un coproducto de la industria de quesería ha sido considerado tradicionalmente como un problema para el sector lechero, siendo este un componente altamente contaminante para el medio ambiente donde de forma tradicional es vertido generalmente a las diversas fuentes hídricas y suelos sin ningún tratamiento, aun cuando posee nutrientes importantes como proteínas, lactosa y minerales con alto grado de aprovechamiento. Con el objetivo de minimizar el impacto ambiental de este co-producto (lactosuero), la industria ha propiciado el uso, desarrollo, innovación y optimización de tecnologías que permiten el aprovechamiento del lactosuero (dulce o ácido) a partir del uso de técnicas de procesamiento como lo son los sistemas de separación por membranas, particularmente ultrafiltración, con la cual se puede obtener o recuperar componentes interesantes para diversas aplicaciones a nivel alimentario, cosmético y farmacéutico, entre otros sectores. En el proceso de ultrafiltración aplicado a lactosueros se genera un concentrado rico en proteínas (WPC) y un permeado o remanente con significativa participación de lactosa, sales, minerales y agua, el cual si no es aprovechado o tratado de forma tecnológica sigue siendo un problema por su alta carga orgánica. Por lo tanto, el permeado posee características nutricionales sobresalientes para su aprovechamiento y uso en el desarrollo de un producto de naturaleza liquida destinado para el consumo humano, siendo las bebidas una opción viable. El objetivo de este trabajo fue desarrollar una bebida tipo refresco de frutas, empleando el permeado ultrafiltrado e hidrolizado de lactosuero dulce, con la adición de pulpas de uchuva (Physalis peruviana L) y agraz (Vaccinium meridionale Swartz), productos que son ricos en antioxidantes con propiedades nutraceúticas reconocidas, así como determinar sus atributos fisicoquímicos, fenoles totales, carotenos y capacidad antioxidante durante 40 días en condiciones de almacenamiento a 4°C. Así mismo, se realizaron estudios de estabilidad coloidal mediante la incorporación de hidrocoloides como el CMC (carboxil metil celulosa) y la pectina en diferentes tratamientos para determinar la combinación óptima que permita potencializar la estabilidad de la suspensión. A la formulación seleccionada con una adición de 15% p/p de pulpa de fruta (50/50), se le realizaron análisis fisicoquímicos, de metabolitos (polifenoles y carotenoides totales), actividad antioxidante (DPPH y ABTS), microbiológicos y prueba de aceptación sensorial por medio de encuesta a 72 consumidores. Los resultados obtenidos permitieron definir una formulación idónea con 79.8 % (p/p) de permeado de lactosuero hidrolizado al 80%, 15% (p/p) de pulpas de uchuva (Physalis peruviana L) y agraz (Vaccinium meridionale Swartz) en proporción 50/50, azúcar (5%), CMC (0.1%) y pectina (0.1%), tras la evaluación de su estabilidad fisicoquímica y coloidal. Las determinaciones mostraron para la bebida con hidrocoloides valores de pH 3.65 ± 0.01, sólidos solubles en 11.9 ± 0.05°Bx, acidez titulable de 0.415 ± 0.004 % de ácido cítrico, viscosidad de 27.6 ± 1.9 mPa.s, densidad de 1.0387 ± 0.0012 g/ml, humedad de 87.34 ± 0.124 %b.h, cenizas 0.49 g/100g, proteína <2.5 g/100g, fenoles totales en 38.14 ± 1.52 mg ácido gálico/100g, carotenoides totales 292.99 ± 6.72 μg -caroteno/100 g, capacidad antioxidante por ABTS 452.42 ± 12 µg trolox/ml y DPPH 219.4 ± 13.34 µg trolox/ml; la mayoría de estos atributos se mantuvieron estables en los 32 días de seguimiento. La evaluación de estabilidad coloidal permitió establecer como mejor tratamiento la mezcla con incorporación de pectina en 0.1% y CMC en 0.1% alcanzando un incremento significativo en los valores de viscosidad y consistencia. Los parámetros microbiológicos determinaron recuentos bajos de mesófilos, coliformes fecales, hongos y levaduras (<10 UFC/ml), acordes a los requisitos para este tipo de productos. Las pruebas sensoriales por consumidores manifestaron una aceptación general de atributos por encima del 80%, permitiendo concluir que la bebida desarrollada presenta estabilidad en sus características fisicoquímicas y funcionales dentro del período evaluado. (Texto tomado de la fuente)

The production of whey, a by-product of the cheese industry, has traditionally been considered a problem for the dairy sector, this being a highly polluting component for the environment where it is traditionally discharged into the various water sources without any treatment. Even when it has important nutrients such as proteins, lactose, and minerals with a high degree of use. To minimize the environmental impact of this co-product (whey), the industry has promoted the use, development, innovation, and optimization of technologies that allow the use of whey (sweet or acid) from the use of processing techniques such as membrane separation systems, particularly ultrafiltration, where interesting components can be obtained or recovered for various applications at the food, cosmetic, pharmaceutical level, among other sectors. In the ultrafiltration process applied to whey, a protein-rich concentrate (WPC) and a permeate or remnant with a significant participation of lactose, salts, minerals, and water, which, if not used or treated in a technological way, remains a problem due to its high organic load. Therefore, the permeate has outstanding nutritional characteristics for its benefit and use in the development of a liquid product intended for human consumption, with beverages being a viable option. The objective of this work was to develop a fruit soft drink type, using the ultrafiltered and hydrolyzed permeate of sweet whey, with the addition of cape gooseberry (Physalis peruviana L) and andean blueberry (Vaccinium meridionale Swartz) pulps, products that are rich in antioxidants with recognized nutraceutical properties, as well as establishing its physicochemical attributes, total phenols, carotenes and antioxidant capacity for 40 days in storage conditions at 4 °C. Likewise, colloidal stability studies were carried out through the incorporation of hydrocolloids such as CMC (carboxyl methyl cellulose) and pectin in different treatments to be able to determine the optimal combination to enhance the stability of the suspension. To the selected formulation with an addition of 15% w/w of fruit pulp (50/50), physicochemical analyzes, metabolites (polyphenols and total carotenes), antioxidant activity (DPPH and ABTS), microbiological and test of sensory acceptance through a survey of 72 consumers. The results obtained allowed to define an ideal formulation with 79.8% (w/w) of 80% hydrolyzed whey permeate, 15% (w/w) of cape gooseberry (Physalis peruviana) and andean blueberry (agraz) (Vaccinium meridionale Swartz) pulps in 50/50 proportion, sugar (5%), CMC (0.1%) and pectin (0.1%) after evaluating their physicochemical and colloidal stability. The determinations showed for the drink with hydrocolloids pH values 3.65 ± 0.01, soluble solids at 11.9 ± 0.05 ° Bx, titratable acidity of 0.415 ± 0.004 % citric acid, viscosity of 27.6 ± 1.9 mPa.s, density of 1.0387 ± 0.0012 g/ml, humidity of 87.34 ± 0.124% w.b, ash 0.49 g /100g, protein <2.5 g /100g, total phenols in 38.14 ± 1.52 mg gallic acid/100g, total carotenoids of 292.99 ± 6.72 μg -carotene/100 g, antioxidant capacity by ABTS 452.42 ± 12 µg trolox/ml and DPPH 219.4 ± 13.34 µg trolox/ml; most of these attributes were stable within the 32 days of follow-up. The colloidal stability evaluation allowed to establish as the best treatment the mixture with incorporation of pectin in 0.1% and CMC in 0.1%, achieving a significant increase in the viscosity and consistency values. The microbiological parameters determined a low counts of mesophiles, fecal coliforms, fungi and yeasts (<10 CFU/ml), according to the requirements for this type of products. Sensory tests by consumers showed a general acceptance of attributes above 80%, allowing to conclude that the developed beverage exhibits stability in its physicochemical and functional characteristics within the evaluated period.