Evaluación de la funcionalidad tecnológica y nutricional del zumo de lima (Citrus latifolia tanaka) encapsulado en pulverizado de mesocarpo de pomelos (Citrus paradisi macf)

Abstract

Al zumo de lima persa (Citrus latifolia Tanaka) se atribuyen propiedades nutritivas, curativas y medicinales dadas sus características funcionales, las cuales pueden ser conservadas mediante secado por aspersión; no obstante, este método presenta desafíos como: tipo y concentración del material de recubrimiento, operaciones de proceso, material de empaque y condiciones de almacenamiento. Por otro lado, el mesocarpio del pomelo (Citrus paradisi Macf), es un residuo industrial nutritivo que tras ser deshidratado podría convertirse en un agente encapsulante. Buscando aprovechar este subproducto, agregarle valor y posibilitar su industrialización, conservar al máximo las propiedades del zumo y mitigar los desafíos del secado por aspersión, en esta investigación se realizaron cinco estudios. El objetivo del primero fue obtener y caracterizar un encapsulante a partir del mesocarpio de pomelo. Se evaluaron dos métodos de deshidratación (deshidratador de bandejas y horno microondas) y dos grosores de lámina de mesocarpio (2 y 4 mm) sobre el rendimiento, deshidratación y características fisicoquímicas; determinando que: el grosor de la lámina afecta el rendimiento, deshidratación y viscosidad del encapsulante, el método de deshidratación y la interacción de los factores afectaron al pH, viscosidad, densidad aparente, temperatura de gelatinización, índice de absorción de agua y poder de hinchamiento. La finalidad del segundo estudio fue evaluar cinco concentraciones del encapsulante de pomelo: 0,4; 0,8; 1,2; 1,6 y 2,0% (p/p), y un testigo: maltodextrina 10 DE (1,2%, p/p), sobre el rendimiento y características bromatológicas del zumo de lima persa atomizado: pH, actividad de agua (aw), acidez titulable (AT), sólidos solubles (SS), humedad, cenizas, carbohidratos, proteínas, compuestos fenólicos totales (CFT), flavonoides totales (FT), ácido ascórbico (AA), diferencias en sabor, color y olor, temperatura de transición vítrea (Tg) y morfología de partículas. Se observó que las concentraciones de encapsulantes afectan las características fisicoquímicas, organolépticas y nutricionales evaluadas, a excepción de las proteínas; los componentes bioactivos fueron menores en el testigo, y el mayor rendimiento se obtuvo con 1,2% de mesocarpio de pomelo; la cantidad de encapsulante no modificó la Tg de los polvos, presentando partículas de distintos tamaños y formas. En el tercer estudio se evaluó el efecto de la temperatura de entrada (125, 135 y 145 °C), presión de atomización (4,00; 4,21 y 4,42 kg/cm2) y la alimentación (0,80; 0,85 y 0,90 L/h) sobre el rendimiento, pH, aw, SS, humedad, proteínas, cenizas, carbohidratos, AA, CFT, FT, Tg, diferencias de color, olor y sabor y la morfología de las partículas del polvo del zumo de lima persa. La temperatura de entrada no afecta los SS, humedad ni cenizas. La alimentación no influye en los SS, proteínas, cenizas ni Tg y la atomización afectó todas las variables de respuesta; los zumos encapsulados mostraron formas y estructuras variadas e irregulares, con diferencias en sabor, color y olor. En el cuarto estudio se evaluó la estabilidad de los zumos de lima persa encapsulados en pulverizado de mesocarpio de pomelo, durante 4 meses de almacenamiento a diferentes temperaturas (25ºC, 30ºC y ambiental), en términos de: pH, aw, carbohidratos, AA, CFT y FT. El pH y aw de los zumos atomizados aumentaron con el tiempo. Los carbohidratos, AA, CFT y FT mostraron comportamientos inestables, siendo las pérdidas más acusadas durante el almacenamiento a temperatura ambiente y 30ºC. El propósito del quinto estudio fue evaluar el efecto de cinco concentraciones del zumo de lima persa encapsulado en pulverizado de mesocarpio de pomelo (0,01; 0,02; 0,03; 0,04 y 0,05%), sobre el pH, aw, SS, humedad y parámetros de color de un néctar de lechosa, usando como testigo 0,03% de ácido cítrico. La inclusión de zumo de lima atomizado afecta el pH, a* y Hue.

The juice of Persian lime (Citrus latifolia Tanaka) is attributed nutritional, healing and medicinal properties given its functional characteristics, which can be preserved by spray drying; however, this method presents challenges such as: type and concentration of coating material, process operations, packaging material and storage conditions. On the other hand, the grapefruit mesocarp (Citrus paradisi Macf), is a nutritive industrial waste that after being dehydrated could become an encapsulating agent. Looking to take advantage of this by-product, add value and enable its industrialization, preserve the juice properties to the maximum and mitigate the challenges of spray drying, in this research five studies were carried out. The objective of the first study was to obtain and characterize an encapsulant from the grapefruit mesocarp. Two dehydration methods (trays dehydrator and microwave oven) and two thicknesses of mesocarp sheet (2 and 4 mm) were evaluated on yield, dehydration and physicochemical characteristics; determining that: the sheet thickness affects the performance, dehydration and viscosity of the encapsulant; the dehydration method and the interaction of the factors affected the pH, viscosity, bulk density, gelatinization temperature, water absorption index and swelling power. The purpose of the second study was to evaluate five concentrations of grapefruit encapsulant: 0.4; 0.8; 1.2; 1.6 and 2.0% (w/w), and a control: maltodextrin 10 DE (1.2%, w/w), on the yield and bromatological characteristics of the atomized Persian lime juice: pH, water activity (aw), titratable acidity (AT), soluble solids (SS), humidity, ash, carbohydrates, proteins, total phenolic compounds (CFT), total flavonoids (FT), ascorbic acid (AA), differences in taste, color and smell, glass transition temperature (Tg) and particle morphology. It was observed that the concentrations of encapsulants affect the physicochemical, organoleptic and nutritional characteristics evaluated, with the exception of proteins; the bioactive components were lower in the control, and the highest yield was obtained with 1.2% grapefruit mesocarp; the amount of encapsulant did not modify the Tg of the powders, presenting particles of different sizes and shapes. In the third study was evaluated the effect of the inlet temperature (125, 135 and 145 °C), spray pressure (4.00; 4.21 y 4.42 kg/cm2) and feeding (0.80; 0.85 y 0.90 L/h) on the yield, pH, aw, SS, humidity, proteins, ashes, carbohydrates, AA, CFT, FT, Tg, color differences, odor and taste and the morphology of the particles of powder Persian lime juice. The inlet temperature does not affect the SS, humidity or ash. The feeding does not influence the SS, proteins, ashes or Tg, and the atomization affected all the response variables; the encapsulated juices showed varied and irregular shapes and structures, with differences in taste, color and smell. In the fourth study the stability of the Persian lime juices encapsulated in grapefruit mesocarp pulverized was evaluated, during 4 months of storage at different temperatures (25 °C, 30 °C and room), in terms of: pH, aw, carbohydrates, AA, CFT and FT. The pH and aw of the sprayed juices increased with time. Carbohydrates, AA, CFT and FT showed unstable behavior, being the most pronounced losses during storage at room temperature and 30 °C. The purpose of the fifth study was to evaluate the effect of five concentrations of Persian lime juice encapsulated in pulverized grapefruit mesocarp (0.01, 0.02, 0.03, 0.04 and 0.05%), on the pH, aw, SS, humidity and parameters of color of a papaya nectar, using as a control 0.03% of citric acid. The inclusion of atomized lime juice affects pH, a* and Hue.