Variación de compuestos bioactivos y con capacidad antioxidante en una bebida de zumo y leche al aplicar tecnologías no térmicas de conservación

Abstract

En los últimos años han aparecido en el mercado nuevas bebidas, combinación de zumos de fruta y leche con una buena aceptación por parte de los consumidores. Tradicionalmente, los alimentos líquidos como zumos de fruta y/o vegetales, así como la leche han sido conservados mediante técnicas por calor como la pasterización o esterilización. Sin embargo, los procesos térmicos de conservación dañan tanto a microorganismos y enzimas, como a nutrientes y otros compuestos químicos responsables de la calidad nutricional y organoléptica de los alimentos. En la última década, investigadores y tecnólogos, demandado por la industria alimentaria, han estudiado la aplicación de tecnologías de conservación alternativas al calor como los pulsos eléctricos de alta intensidad (PEAI). La aplicación de los PEAI es una técnica desarrollada para la conservación de alimentos líquidos a través de la exposición de éstos a un campo eléctrico de determinada intensidad durante un tiempo del orden de microsegundos, basándose en la propiedad que tienen los alimentos líquidos (principalmente, compuestos por agua y nutrientes) de ser buenos conductores eléctricos. La tecnología de PEAI es capaz de destruir microorganismos e inactivar enzimas preservando en mayor grado las características nutricionales y organolépticas de los alimentos tratados. En la presente tesis doctoral, se estudian los efectos de la aplicación de los PEAI sobre los compuestos bioactivos (ácido ascórbico, carotenoides, compuestos fenólicos), la capacidad antioxidante total (ORAC y TEAC) y otros parámetros físico-químicos y de calidad (pH, ºBrix y color) de una bebida mezcla de zumo de naranja y leche (50:20, v/v). Durante el estudio se ensayan cuatro intensidades de campo eléctrico (15, 25, 35 y 40 kV/cm) y seis tiempos de tratamiento para cada uno de dichos campos (desde 40 hasta 700 μs). Los resultados obtenidos tras la aplicación de los pulsos se comparan con los obtenidos tras la aplicación de un tratamiento tradicional por pasterización (90ºC, 20 s). Posteriormente, se evalúa la variación de las características nutricionales y organolépticas durante el almacenamiento de la bebida en refrigeración (4 y 10ºC) y se calcula la vida útil. Además, para evaluar el efecto de los PEAI sobre el perfil de ácidos grasos se realizan también ensayos con los dos campos eléctricos más intensos (35 y 40 kV/cm) en una bebida de zumo de naranja y leche enriquecida con ácidos grasos omega 3 y oléico. Por otro lado, debido a la falta de métodos oficiales para la determinación de la capacidad antioxidante total, en el trabajo se presenta una comparativa de dos de los métodos más utilizados (ORAC y TEAC) para la determinación de dicha capacidad antioxidante en la bebida de zumo y leche. La bebida tratada por PEAI presenta una mayor retención de compuestos bioactivos y mayor semejanza al producto fresco respecto a las tratadas por pasterización. Sin embargo, durante el almacenamiento, las bebidas tratadas por pulsos muestran una mayor inestabilidad según indican los parámetros físico-químicos (ºBrix, pH y densidad).

New ready-to-drink beverages combination of fruit juices and milk have been appeared in the market based on consumer claims for convenience and health. Traditionally, liquid foods such as fruit juices, vegetables soups or milk, has been treated by thermal treatments such as pasteurization or sterilization in order to prolong their shelf-life. The application of these treatments causes a reduction on microorganisms and enzymes, but also a reduction of nutrients and other substances related to product quality. In the last decades, owing to consumer demands for safe but high-quality natural foods (with minimal or no chemical preservatives), producers have been exploring innovative processing methods with minimal heat treatment such as pulsed electric fields (PEF). PEF is a novel and innovative non-thermal minimal processing technology which has the potential to pasteurize several foods via exposure to high-voltage short pulses (μs). PEF technology is able to destroy microorganisms and enzymes preserving the nutritional and quality characteristics of the product treated. The main objective of this doctoral thesis was to study the effect of PEF on bioactive compounds (ascorbic acid, carotenoids, phenolic compounds), total antioxidant capacity (ORAC and TEAC) and physico-chemical characteristics (colour, pH and ºBrix) of an orange juice-milk beverage. Results were compared with that obtained after pasteurization (90ºC, 20 s). Additionally, the shelf-life of this beverage treated by PEF was evaluated during storage at 4 and 10ºC. In order to evaluate the effect of PEF on fatty acids, a study of the application of 35 kV/cm and 40 kV/cm was carried out in a beverage added with omega-3 and oleic acid. On the other hand, due to the lack of an oficial method to determinate total antioxidante capacity, the current work presents a comparision about ORAC and TEAC methods to determinate this capacity in the orange-milk beverage. Immediately after treatment, PEF-treated beverages showed a major retention of bioactive compounds compared with pasteurized ones. However, during storage, fermentation signs appeared for PEF-treated beverages stored at 10ºC.