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Revista chilena de nutrición

On-line version ISSN 0717-7518

Rev. chil. nutr. vol.37 no.1 Santiago Mar. 2010

http://dx.doi.org/10.4067/S0717-75182010000100009 

Rev Chil Nutr Vol. 37, N°1, Marzo 2010: págs: 87-96

ARTÍCULOS ORIGINALES

 

ELABORACIÓN DE UNA BEBIDA FUNCIONAL DE ALTO VALOR BIOLÓGICO A BASE DE BOROJO (Borojoa patinoi Cuatrec)

FORMULATION OF A FUNCTIONAL BEVERAGE OF HIGH BIOLOGICAL VALUE BASED ON BOROJO (Borojoa patinoi Cuatrec)

 

Guillermo Salamanca G., Mónica Patricia Osorio T., Leidy Marcela Montoya

Grupo de Investigaciones Mellitopalinológicas y Propiedades Fisicoquímicas de Alimentos, Facultad de Ciencias Universidad del Tolima. Tolima, Colombia

Dirección para correspondencia


ABSTRACT

A functional food of high biological value from Boro jó pulp using honey as a sweetener and supported in a yogurt base has been evaluated and optimized in 16 different formulations in the range of 5-15% pulp; 70-82.5% of yogurt and 5 a 15% of honey from iSabana de Bogotáî. Based on the ratings physicochemical and sensory analysis was found the optimum formulation with 12.5% of pulp, 75.0 base milk yogurt y 12.5% w/w honey. The sensory properties have important differences that contribute to the process of optimization. The stability of the product at 8°C is 30 days. The mixture showed no significant microbial flora due to safety of materials.

Key words: Borojoa patinoi Cuatrec; borojo; functional foods; probiotics; prebiotics.


RESUMEN

Se ha evaluado y optimizado un cremolácteo funcional y de alto valor biológico a partir de pulpa de Borojó usando miel como edulcorante y soportados en una base láctea de yogurt. Se evaluaron 16 formulaciones distintas en el rango 5-15% de pulpa; 70-82.5 de yogurt y 5 a 15%p/p de miel de la "Sabana de Bogotá". A partir de las valoraciones sensoriales y análisis fisicoquímicos se ha encontrado la formulación óptima con 12.5% de pulpa, 75.0 de base láctea de yogurt y 12.5% p/p de miel. Las propiedades sensoriales presentan diferencias importantes, que contribuyen al proceso de la optimización. La estabilidad del producto a 8°C es de 30 días. La mezcla no revela flora microbiana importante y los niveles observados hacen del producto un material seguro.

Palabras clave: Borojoa patinoi Cuatre; borojó; alimentos funcionales; prebióticos; probióticos.


INTRODUCCIÓN

En el diseño de productos y procesos agroalimentarios, es frecuente acudir a las herramientas estadísticas de diseño robusto y experimental para la valoración y optimización de mezclas de varios componentes o ingredientes [ 1,2]. En la elaboración de jugos, néctares, conservas, compotas, mermeladas, cremogenados o yogures, se requiere encontrar la mezcla óptima de ingredientes que permita generar un nuevo producto cuya formulación ofrezca características de producto funcional con alto valor nutricional y en las que se mantengan propiedades organolépticas de aroma y sabor deseables [3,4]. En el desarrollo de nuevos productos generalmente se acude a los diseños mezclas, para optimizar las proporciones de las componentes. La forma como se analizan este tipo de diseño es a través de una superficie de respuesta, que es la que permite encontrar la formulación óptima de una serie de mezcla de prueba [5],

Los frutos de Borojoa patinoi, corresponden a una especie arbórea y endémica de la región biogeográficas del Chocó; es un árbol del sotobosque. Produce un fruto carnoso de alto valor nutricional que lo posicionan como un recurso promisorio [6,7]. Se usa para preparar conservas y vino, pero su principal uso es como bebida refrescante con posibilidades para su transformación usando tecnología de Spray-dryer [8]. La pulpa de este frutal presenta un alto contenido en fósforo, buen nivel de carbohidratos, vitaminas, aminoácidos y elementos básicos para la alimentación humana. Ha sido reconocido como fruto con propiedades [9,10]. El yogurt es un derivado lácteo asociado a procesos biotecnológicos selectivos en los cuales se usan agentes microbianos del género Lactobacillus, Bifidobacterium, Enterococcus o Pediococcus. Es un producto funcional, que actúa como defensa natural de los procesos digestivos, a33porta vitaminas A, B y minerales, su consumo se ha incrementado de manera importante; usado como vehículo para la incorporación de nutrientes, fibra y distintos tipos de frutas que aportan antioxidantes incrementando su funcionalidad [11],

Los trabajos sobre desarrollo de productos funcionales con pulpas de Borojó, hasta ahora se comienzan a considerar. El objetivo de este trabajo ha sido elaborar un cremolácteo de fruta de borojó usando una base de yogurt y miel como fuente de glucosa y fructosa que le confieren el valor energizante en una sola matriz optimizada mediante diseños experimentales de mezclas.

MATERIALES Y MÉTODOS

Materia prima: El estudio se realizó sobre pasta comercial de Borojó, adquirida en un supermercado de cadena de la ciudad de Ibagué (Tolima-Colombia); como edulcorante se uso miel beneficiada en apiarios del sector de la Sabana (Cundinamarca-Colombia) y como base láctea se uso yogur generado de un proceso estandarizado en la planta de lácteos del Servicio Nacional de Aprendizaje SENA La granja Espinal.

Caracterizaciones: Se estimaron las propiedades fisicoquímicas de las muestras de pulpa de Borojó, miel y base de yogur. Los parámetros considerados en la caracterización de la miel se hicieron siguiendo métodos armonizados de la comisión Internacional de la miel [12]. Adicionalmente se realizaron valoraciones polínicas y evaluaciones microbiológicas para aerobios mesófilos, enterobacterias, mohos y levaduras [13]. Así como pruebas sensoriales cuantitativas descriptivas en cada uno de los productos y formulaciones de las mezclas estudiadas usando metodologías de análisis cuantitativo descriptivo, QDA [14,15]. La composición de la pulpa fue determinada mediante análisis proximal y determinaciones específicas siguiendo metodología descrita en el manual de métodos analíticos para alimentos de la AOAC [16]. Las determinaciones de las propiedades térmicas de la pulpa de Borojó se estimaron a partir del análisis proximal a través de relaciones funcionales descritas por Salamanca [12].

Determinación de fenoles: Sobre la pulpa de fruta se determinó el contenido de fenoles totales por maceración con 10 mi de metanol acuoso (80:20), para extraer los fenoles libres sobre una base de 5 g de muestra por 24 h. Luego se realizaron separaciones por centrifugaron a 4000 rpm. Sobre los sólidos generados se procedió con una segunda extracción con la misma cantidad de solución metanólica. Las fracciones resultantes se mezclaron y se analizaron por espectrofotometría UV-Visible a 765 nm usando el reactivo de Folin-Ciocalteau, con preparación previa de la curva de calibración usando ácido gálico como patrón [16].

Diseño experimental: Las variables experimentales estudiadas fueron proporciones de pulpa, yogurt y miel, 16 tratamientos se definieron usando un diseño de mezclas empleando el paquete Minitab 15™. Las formulaciones fueron preparadas utilizando diferentes concentraciones de pulpa de fruta: 5-15%; yogurt 70-85% y miel tipo sabana 5-15%, las fracciones de los componentes se representan en la figura 1.


Análisis flsicoquímico: Las variables de respuesta analizadas fueron pH, acidez titulable, conductividad, sólidos iónicos solubles totales y °Brix, determinadas de acuerdo a metodologías de la AOAC [15]; las propiedades cromáticas (CIElab), se establecieron mediante registros fotográficos continuos siguiendo la metodología descrita por León [17].

Evaluación sensorial: Se realizaron pruebas sensoriales a través de una escala hedónica para cada una de las formulaciones de la base láctea y pulpa de Borojó. La escala técnica es como se indica: 0-2, malo; 3-4, aceptable; 5-6, bueno y 7-9, excelente, sobre los parámetros de aroma, sabor, viscosidad y aceptación global; participaron 16 panelistas entrenados, a quienes se les presentaron cada una de las formulaciones. Las evaluaciones se hicieron en periodos diferentes para evitar saturación y cansancio de los jueces, debido al elevado número de muestras a analizar. En fase de selección de catadores y de manera previa se realizaron pruebas de selección de panelistas aplicando el software Quali-Sense 1.0©. Los resultados globales de las formulaciones se analizaron siguiendo la metodología del

Análisis Cuantitativo Descriptivo QDA. Los parámetros evaluados fueron: aceptación, apariencia, aroma, color, consistencia, sabor global, sabor residual a Borojó y textura bucal.

Análisis microbiológico: En la determinación de aerobios mesófilos y enterobacterias, fue usado el método de recuento estándar en placa por siembra profunda, con incubación a 35°C por 48 horas. El recuento de mohos y levaduras se realizó en agar PDA con inclusión de cloranfenicol a 22°C por 5 días [12].

Modelos de optimización: En el estudio de modelos en los que participan variables respuesta, durante la optimización de los componentes en una formulación, se generan aproximaciones que representen las relaciones funcionales. El modelo evaluado correspondió a un sistema de segundo orden de la forma:

Donde Y es la respuesta evaluada; los términos ß0, es el intercepto; ßij ßii son constantes y representan los coeficientes de ajuste de la regresión cuadrática; las variables Xi Xj, son interacciones de primer orden entre Xi y Xj para (j<1)[5].

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Pulpa de borojó: El fruto presenta un peso medio de 0.70 Kg, constituido por un 88% de pulpa, 12% de semillas; su pulpa es de color café; los parámetros de cromaticidad corresponden a una luminancia de 6.65 (L), 3.58 (a*: rojo/verde) y 4.83 (b*: amarillo/azul) y 6.2 para el croma (C). La pulpa es de carácter ácido (pH 2.7), humedad de 64.8±0.5%, el contenido proteínico es de 0.70±0.03; fibra dietaría 22.7±1.10% y 2.67±0.12% de pectina. Los carbohidratos totales son del orden de 37%, con presencia mayoritaria de fructosa, glucosa y sacarosa.

La pulpa alberga 7.20% p/p de fenoles (ácido gálico), que le confieren potencial antioxidante. Los resultados del análisis proximal, se recogen en la tabla 1. La densidad del material es de 1095.5 (kg/m3). Apesar de ser una fruta poco perecedera y de alta disponibilidad en su medio natural, el borojó es un producto de difícil manejo debido a su consistencia. Las propiedades térmicas de la pulpa están representadas en una capacidad calorífica de 3391.4 (J/kg K); conductividad y difusividad térmica de 0.501 (W/m°K) y 1.35 x107 (m2/s) respectivamente.


Miel: Las propiedades fisicoquímicas observadas en las muestras de miel, son propias de una tipo sabana con 19% de humedad, índice de refracción de 1.487; fracción en azúcares fructosa (38.7), glucosa (31.4); acidez total es de 28.4 (meq/Kg), con un pH de 3.66; conductividad de 3.00x10-4 (µS/cm); 0.140% para cenizas, 0.597 actividad de agua e índice de Tabouret superior a 1.70. Las calorías estimadas son del orden de 0.310 Kcal/100g. El aroma de la miel es intenso y fino, ligeramente acaramelado, presenta baja y alta viscosidad. Su calidad microbiológica es notable, no presentan coliformes y el recuento para aerobios mesófilos a 31°C es inferior a 250(ufc/g), con reducidos niveles en mohos y levaduras <100(ufc/g).

Yogur: La composición de la base láctea utilizada, presenta una humedad de 80.4%; proteína 3.5%, fibra bruta 0.10 y cenizas 0.82% p/p; el aporte energético es equivalente a 12.5 Kcal. La acidez total es de 1.12% (p/p como ácido láctico). En la tabla 2 A, se indica la composición media de la base láctea de yogur.




Análisis de mezclas: En el diseño de mezclas, los factores que intervienen en la formulación son las proporciones de las componentes y las respuestas a optimizar son función de éstas con respecto al total y no dependen de la cantidad de cada componente. Una característica especial de los diseños de mezclas es que la cantidad total de la mezcla normalmente se fija en el diseño y la de cada componentes es proporcional a la total, además la proporción de los componentes no varía de manera independientemente, como si ocurre en los diseños factoriales, que están restringidas a que la suma sea constante (1 ó 100%). En la formulación para la elaboración de la bebida láctea y funcional usando borojó y miel, ésta última actúa como edulcorante natural, provee los azúcares simples glucosa y fructosa que contribuyen a las propiedades palatables de las mezclas generadas.

El aporte energético de los componentes estimados a partir del análisis proximal, indica que la pulpa de fruta aporta 0.09 Kcal/100; la miel 0.31 y la base láctea 85.0 Kcal/100g. En las formulaciones finales el estimado energético es de 10±1 Kcal/100g de bebida (39 a 44 kJ/100g). Teniendo como referencia los requerimientos nutricionales y los valores guía en calorías de las raciones dietéticas diarias recomendadas (RDDR) por edades [18], el consumo de dos raciones de 250 g o una de 500, contribuye con 3.35±0.45% del total de los requerimientos diarios en niños, 1.74±0.23 en adultos, 1.95±0.26 en varones, 2.43±0.32 en mujeres y 2.21 ±0.30% en embarazadas.

Las mezclas evaluadas, presentan carácter ácido (pH 3.70 a 4.01), con una acidez total (% p/p ac. láctico) entre 0.70 a 1.77; la conductividad se incrementa en la medida en que aumentan las proporciones de los componentes en las formulaciones; éstas van desde 2.0 a 4.5 mS/cm. El aporte de electrolitos se hace desde la base láctea dado que en las mezclas finales éste componente está en mayor proporción, el carácter ácido del yogur contribuye a la conductividad del edulcorante y la pulpa de fruta adicionada (figura 2).


Caracterización de formulaciones: Los parámetros fisicoquímicos de las mezclas presentan diferencias en el contenido de humedad desde 51 a 61%; el pH fluctúa entre 5,00 y 5.98 a 25°C. Las propiedades cromáticas L (luminosidad), a* (rojo/verde), b* (amarillo/azul), C (croma) y h (ángulo de tono), varían ligeramente dentro de rangos estrechos. Con 10% de fruta, 75% de base láctea y 15% de miel, se logra un contenido de 24 °Brix. El contenido de antioxidantes como ácido gálico está en función de la pulpa con 36 mg/Kg, cuando las proporciones de fruta, base láctea y miel son 5%, 85% y 10% en su orden y de 108 mg/Kg para las proporciones 15:80:5 (tabla 2 B); los parámetros cromáticos en las muestras evaluadas presentan variaciones principalmente sobre la cromaticidad rojo/verde (a*), amarillo/azul (b*) y el croma (C) tabla 3.


Los coeficientes asociados a los parámetros fisicoquímicos de mezclas generadas se presentan en la tabla 4. En todos los casos se presentan interacciones entre los componentes como aporte a la variabilidad de los parámetros, pero sin una mayor significancia estadística (Pv > 0.05); las principales significancias estadísticas se observaron en el caso de la acidez en la interacción Borojo*Yogur (Pv 0.002) así como en el pH para borojo* yogurt, borojo* miel y yogurt *miel. La varianza explicada en cada uno de los modelos es mayor en el caso del pH y los sólidos solubles. Las figuras 3 a 5, muestran los promedios asociados a la significancia de los parámetros de acidez, pH y sólidos solubles.








Valoraciones microbiológicas: La flora microbiana de los óptimos del diseño en las formulaciones, respecto de los aerobios mesófilos fue < 102 ufc/g; para mohos y levaduras < 10 ufc/g y ausencia de coliformes fecales. No existe diferencia significativa dentro de las valoraciones realizadas a todas las formulaciones de cremolácteos de borojó.

Evaluación sensorial: El análisis sensorial no revela diferencia significativas dentro las muestras con relación al aroma, observándose aceptabilidad por parte de los jueces; el modelo que las explica es lineal (Pv<0.05); En cuanto al dulzor y acidez existe inconformidad, principalmente, por muestras que poseen niveles bajos de miel y altos de fruta. La sensación del color y la palatabidad se ajustan a modelos cuadráticos significativos (Pv<0.05), la luminancia a* y b* a modelos lineales. Las mezclas con mayor aceptación son aquellas que presentan niveles elevados de borojó y miel, permitiendo percibir un equilibrio dulzor-ácido-palatabilidad. En la figura 6, se muestra en una escala hedónica de 0 a 9 los valores medios de la formulación mejor valoradas en el panel sensorial.


Optimización: Teniendo en cuenta la influencia de los parámetros con aporte significativo dentro de las variables experimentales y de acuerdo a la región óptima de aceptación sensorial de las mezclas (figura 3), las proporciones indicadas de los componentes corresponden a 12.5% de borojó, 12.5 de miel y 75% de yogurt.

CONCLUSIONES

El trabajo permitió desarrollar y optimizar una nueva forma de consumo de borojó (Borojoa patinoi Cua-trec), en un cremolácteo endulzado con miel, a través de herramientas de diseño por superficie de respuesta. El producto optimizado mantiene las propiedades de la fruta, provee antioxidantes, minerales y vitaminas, aportados por sus componentes; la adición de miel resalta los sabores y el aroma de la mezcla final; el valor calórico y los componentes en general del producto final lo clasifican como un alimento energético y funcional, que aporta calorías y puede ser consumido por un amplio grupo de personas. El aroma y flavor proveen al producto aceptabilidad sensorial, que a su vez está es influenciada por las variables °Brix y pH. La respuesta sensorial optimizada corresponde a una mezcla sobre la cual no revela actividad microbiológica importante. Dada la presencia de fenoles en la matriz de la fruta y el efecto de las bifidobacterias, el producto generado se presenta con un importante acierto que puede ser proyectado a un estudio de mercado.

 

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Este trabajo fue recibido el 20 de Mayo de 2009 y aceptado para ser publicado el 17 de Diciembre de 2009.

 

Dirigir la correspondencia a:

Profesor Guillermo Salamanca G.
Barrio Santa Helena parte alta.
Ibagué Tolima Colombia A.A 546
salamancagrosso@gmail.com

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