Evaluación de la estabilidad del jugo de uva (Vitis rotundifolia) fortificado con extractos fenólicos, ácido ascórbico y procesado por alta presión hidrostática

Abstract

En la actualidad el consumo de alimentos que conserven sus propiedades nutracéuticas durante y después del procesado ha tenido un gran impulso. Esto ha estimulado al área científica a desarrollar nuevas tecnologías de procesado y nuevas estrategias de estabilización de fitonutrientes. De especial atención para la industria de alimentos es el desarrollo de pigmentos naturales estables al procesado por tecnologías emergentes y con aplicaciones potenciales en ciertos procesos convencionales. La conservación del color en un alimento tiene mucha importancia ya que es la primera característica que se observa por parte de los consumidores y tiene gran impacto en la percepción del sabor y la calidad global del producto. De interés particular para esta tesis es un grupo de compuestos fenólicos llamados antocianinas, que se encuentran principalmente en frutas y vegetales. Estos compuestos están siendo estudiados por diversos grupos de investigación, ya que han demostrado tener propiedades multifuncionales y nutracéuticas. A pesar de las ventajas potenciales para la salud de los consumidores, la aplicación de éstos pigmentos como colorantes naturales, en muchos casos se ve limitada por su alto costo y su baja estabilidad a algunos procesados. La nueva tecnología que se utilizó en este proyecto es la aplicación de una alta presión hidrostática (HHP). A pesar de los múltiples reportes positivos existentes en la literatura sobre las ventajas de esta nueva tecnología, su principal limitación es la actividad residual de enzimas oxidorreductasas. Dicha actividad residual, en combinación con el daño y ruptura que sufren los tejidos a causa de las altas presiones tiene el potencial de causar cambios no deseables en el sabor, color y calidad nutrimental del alimento durante su vida útil. La estrategia de estabilización que se utilizó en este proyecto se basa en la propiedad de interacción en solución acuosa de las antocianinas con otras moléculas, denominadas copigmentos. Esta reacción se lleva a cabo mediante la interacción por fuerzas intermoleculares. Además del potencial de estabilización, la reacción de copigmentación provoca cambios espectrales en el pigmento que resultan en incrementos en su poder de coloración. Este proyecto tuvo como objetivo evaluar la estabilidad de las antocianinas presentes en el jugo de uva muscadina copigmentadas con extractos fenólicos, fortificado con ácido ascórbico y procesados por alta presión hidrostática. El objetivo del primer estudio fue el de caracterizar los cambios espectrales y fisicoquímicos de las antocianinas presentes en el jugo de uva, producidos por la copigmentación intermolecular con extractos fenólicos acuosos de romero y tomillo. El estudio permitió concluir que tanto el extracto acuoso de romero como el de tomillo son buenos agentes para la copigmentación intermolecular de las antocianinas de jugo de uva muscadina y que la composición química individual de cada uno de los extractos así como los tipos de sustituyentes tienen una marcada influencia sobre la copigmentación intermolecular. Esta influencia es más evidente en los cambios colorimétricos y espectrales; siendo en general mayores para el extracto de tomillo. El segundo estudio tuvo la finalidad de evaluar bajo diferentes condiciones de procesado por HHP la estabilidad de las antocianinas presentes en el jugo de uva muscadina fortificado con ácido ascórbico y copigmentadas con extractos fenólicos de romero y tomillo. Se concluyó que la copigmentación no sólo sirvió para proteger a los fitonutrientes bajo condiciones altamente oxidativas después del procesado por HHP, además de incrementar el color y la capacidad antioxidante. Las pérdidas más grandes de fitonutrientes se observaron en los jugos procesados a 400 MPa, debido a una alta actividad de polifenoloxidasa (PPO) resultado de la activación enzimática bajo esas condiciones. En general, la fortificación con ácido ascórbico ofreció una protección inicial antioxidante desminuyendo las pérdidas por degradación de las antocianinas y la capacidad antioxidante, las cuales se vieron aumentadas con la adición de los copigmentos. El almacenamiento de los jugos copigmentados presentó pérdidas considerables en el contenido de fitoquímicos. La copigmentación sirvió parcialmente para lograr una mayor retención, sin embargo no logró disminuir de manera contrastante las pérdidas de antocianinas y de ácido ascórbico. A pesar de las pérdidas obtenidas, visualmente la copigmentación logró aumentar y enmascarar parcialmente las pérdidas de color por efectos del tratamiento y el almacenado de los jugos. El tercer estudio se llevó a cabo con el objetivo de caracterizar, evaluar y determinar la actividad de la enzima PPO en jugo de uva muscadina extraído bajo diferentes condiciones de prensado en caliente. Así como la optimización de dicha etapa de extracción para determinar las condiciones de proceso necesarias para obtener una actividad enzimática específica, minimizando el oscurecimiento enzimático y térmico del producto en etapas preliminares al procesado por HHP. El estudio permitió generar modelos matemáticos eficientes para la caracterización de la actividad enzimática de PPO y el oscurecimiento de los sistemas. Así mismo permitió la identificación de diversas zonas de interés en donde la actividad enzimática fue máxima, así como las zonas donde se presentó una inactivación casi total de la enzima. De la misma forma se identificaron regiones en donde el oscurecimiento fue mínimo así como las regiones donde fue máximo. Con los resultados obtenidos de este trabajo se pudo demostrar que el uso de de extractos fenólicos como copigmentos puede ser una alternativa para mejorar la estabilidad de pigmentos naturales como las antocianinas en los alimentos principalmente en jugos y bebidas. Así como el uso de de HHP como proceso alternativo para el procesado no térmico de jugos con el potencial de mejorar sus propiedades nutrimentales, organolépticas y antioxidantes.