Browsing by Subject "Zumos de frutas"

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    Aplicación combinada de sonicación y aceites esenciales en la conservación de zumos naturales de fruta
    (2017-03-01) Sánchez Rubio, Marta; Marín Iniesta, Fulgencio; Taboada Rodríguez, Amaury; Facultad de Veterinaria
    Objetivos: Estudiar el efecto de la sonicación combinada con temperaturas moderadas y con antimicrobianos naturales sobre la inactivación de Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli O157:H7 5297 y Listeria monocytogenes LM82, en zumos naturales (ZNs) y su posterior supervivencia en condiciones de refrigeración. Estudiar el efecto de estos tratamientos sobre las propiedades físico-químicas, el contenido en compuestos bioactivos, la actividad antioxidante y la microflora natural de ZNs y la posterior estabilidad de algunos parámetros de calidad y compuestos bioactivos en condiciones de refrigeración. Metodología: Se ha determinado la concentración mínima inhibitoria (CMI) de S. cerevisiae frente al aceite esencial de hoja de canela (AEC) mediante el seguimiento en el tiempo de la densidad óptica (DO) del cultivo en placa de microtitulación (microtiter). Se ha estudiado la inactivación de S. cerevisiae en caldo de Tristona-Soja (TSB) tratado por termosonicación (24 kHz; 105 m; 33,31 W/mL; 30 minutos; 30º, 40º, 50ºC) combinado con AEC para optimizar los parámetros y se ha comparado con la supervivencia de S. cerevisiae en zumo natural de naranja (ZnN). Los tratamientos de termosonicación se aplicaron con un procesador de ultrasonidos UP200H (Hielscher Ultrasound Technology) usando una sonda S3. Se ha modelado matemáticamente la supervivencia de S. cerevisiae en TSB y en ZnN ajustando los datos experimentales usando los modelos "Shoulder+log-linear" y “Weibull” (GInaFiT). Se ha determinado por análisis sensorial la concentración máxima de AEC aceptada por los consumidores en ZnN y zumo natural de granada (ZnG). Se ha estudiado la inactivación de S. cerevisiae en los ZNs con termosonicación (24 KHz; 33,31 W/mL; 30 minutos; 50ºC) y la concentración de AEC aceptada por los panelistas así como su supervivencia bajo condiciones de refrigeración (5ºC, 28 días). Se sometió a sonicación (24 kHz; 105 m; 33,31 W/mL; 1, 10, 20 y 30 minutos; <46ºC) ZnN recién exprimido para evaluar su impacto sobre las propiedades físico-químicas, los compuestos bioactivos, la actividad antioxidante y la microflora natural, así como sobre los atributos sensoriales y la vida útil. Se utilizó la metodología de superficie de respuesta (MSR), en base a un diseño experimental de Box-Behnken de tres factores y tres niveles, para estudiar el efecto de la termosonicación y el AEC sobre los parámetros de calidad del ZnN y del ZnG. Se midieron los parámetros de color, pH, ºBrix, se determinó el contenido en fenoles totales, flavonoides totales, carotenoides totales y antocianinas monoméricas totales (FT, FvT, CT, AMT, respectivamente), además de la actividad antioxidante después de los tratamientos. También se determinaron los parámetros de color de ambos zumos, los FT de ambos zumos, los CT del ZnN y las AMT del ZnG de las muestras conservadas a 5ºC durante 30 días. Se determinó la CMI de varios antimicrobianos naturales contra E. coli O157:H7 5297 y L. monocytogenes LM82 mediante el seguimiento en el tiempo de la DO del cultivo en placa de microtitulación (microtiter). Se estudió la inactivación de E. coli O157:H7 5297 y L. monocytogenes LM82 en zumo natural de manzana (ZnM) tratado por termosonicación (24 KHz; 33,31 W/mL; 5 minutos; 40ºC) y AEC (20 mg/L), y su posterior supervivencia bajo condiciones de refrigeración (8ºC, 28 días). Conclusiones: Los resultados muestran que la sonicación combinada con temperatura moderada y AEC puede emplearse como una técnica adecuada para el procesamiento de ZNs, y se pueden aplicar para mejorar su seguridad microbiológica y su calidad nutricional. El diseño Box-Behnken y la MSR han demostrado ser una técnica eficaz para modelar el efecto de la termosonicación en la calidad de los zumos naturales de fruta y en reducir al mínimo el número de experimentos requeridos. ABSTRACT Objectives: To study the effect of sonication combined with moderate temperatures and natural antimicrobials on the inactivation of Saccharomyces cerevisiae, Escherichia coli O157: H7 5297 and Listeria monocytogenes LM82, in natural juices and their survival under refrigeration conditions. To study the effect of these treatments on the physical-chemical properties, the content of bioactive compounds, the antioxidant activity and the natural microflora of natural juices and the stability of some quality parameters and bioactive compounds under refrigeration conditions. Methodology: Minimal inhibitory concentration of cinnamon leaf essential oil against S. cerevisiae was determined using absorbance measurements based on the microtiter plate assay. It has been evaluated and modelled the survival of S. cerevisiae in Trypticase Soy Broth (TSB) and natural orange juice processed by combined use of thermo-ultrasound (24 kHz; 105 mm; 33,31 W/mL; 30 minutos; 30º, 40º, 50ºC) and cinnamon leaf essential oil. Thermo-ultrasound treatments were applied with a UP200H ultrasonic processor (Hielscher Ultrasound Technology) using a S3 probe. It were selected the best conditions of inactivation in TSB to study the inactivation of S. cerevisiae in natural orange juice. Experimental data were fitted by using the “Shoulder+log-linear” and “Weibull” models (GInaFiT). The maximum concentration of cinnamon leaf essential oil accepted by consumers in natural orange and pomegranate juices was determined by sensory analysis. The inactivation of S. cerevisiae in natural orange and pomegranate juices untreated (control) and treated with mild temperature (50ºC), cinnamon leaf essential oil, thermo-ultrasound (24 KHz; 33.31 W/mL; 30 minutes; 50ºC), or thermo-ultrasound plus cinnamon leaf essential oil and its survival under refrigerated conditions (5ºC, 28 days) were studied. Freshly squeezed orange juice was sonicated (for 1, 10, 20 and 30 minutes at 24 kHz frequency) to evaluate its impact on selected physico-chemical characteristics and bioactive compounds, such as total phenols, flavonoids, DPPH radical scavenging activity, total carotenoids, ascorbic acid, pH, °Brix and color parameters. Additionally, the effects of sonication treatments on the microbial load were also evaluated. It has been used response surface methodology to study the effect of thermo-sonication and essential oil on orange and pomegranate juice quality parameters. Natural fresh orange and pomegranate juice samples were continuously sonicated at a constant frequency of 24 kHz for a range of processing temperatures (50–60°C), amplitude levels (0–100%) and CLEO (0–320 mg/L). Color parameters (CI, TINT, %YE, %BLUE, %RED), pH, ºBrix, total phenols, flavonoids, carotenoides, anthocyanins content were measured. Response surface methodology (RSM) based upon a three-factor, three-level Box–Behnken experimental design was used to determine the effect of independent variables. Minimal inhibitory concentration of essential oils against L. monocytogenes LM82 and E. coli O157:H7 5297 was determined using absorbance measurements based on the microtiter plate assay. It has been evaluated the survival of L. monocytogenes LM82 and E. coli O157:H7 5297 in natural apple juice processed by combined use of thermo-ultrasound and essential oils. The resistance of L. monocytogenes LM82 and E. coli O157:H7 5297 cells to the combined action of thermal treatment and ultrasound, was analyzed in natural apple juice with cinnamon leaf essential oil at 40ºC. Conclusions: Results of the present study indicate that sonication coupled with mild temperatures and natural antimicrobial may be employed as a suitable technique for fruit juice processing, and may be applied to improve their safety and nutritional quality. Box–Behnken design and RSM was demonstrated to be an effective technique to model the effect of sonication on juice quality while minimising the number of experiments required.
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    Calidad y estabilidad de smoothies de fruta y/o verdura procesados mediante altas presiones hidrostáticas
    (2016-03-02) Hurtado Gómez, Adriana; Ros García, José María; Bañón Arias, Sancho José; Guárdia Gasull, María Dolors; Facultad de Veterinaria
    La presente Tesis Doctoral aborda el procesado mediante altas presiones hidrostáticas (HPP), como método alternativo al tratamiento térmico (TP), para la pasteurización de smoothies de fruta y verdura. El objetivo fue obtener smoothies con propiedades sensoriales similares a las de un producto no tratado y con una vida comercial parecida a la de un producto tratado por el calor. Para ello, se realizaron cuatro ensayos. En el primer ensayo se compararon tres tratamientos HPP (350 MPa/10 ºC/5 min, 450 MPa/10 ºC/5 min, 600 MPa/10 ºC/2 min) y un tratamiento TP (85 ºC/7 min) en un smoothie de fruta elaborado a base de naranja, fresa, manzana, plátano y zumo de manzana. La calidad de los smoothies fue evaluada a las 48 horas (a 4 ºC) tras el procesado. Se determinó la calidad microbiológica (Salmonella spp, L. monocytogenes, E. coli y coliformes, bacterias mesófilas y psicrófilas totales, mohos y levaduras), actividad enzimática (pectin metil esterasa, polifenoloxidasa y peroxidasa), capacidad antioxidante (DPPH, FRAP), estabilidad física (densidad, pH, ácidez, sólidos solubles, viscosidad, turbidez, color CIELab, trasmitancia e índice de pardeamiento), calidad nutricional (vitamina C, azúcares, flavonoides y fenoles totales) y el flavor (test discriminatorio). Adicionalmente, se testó la calidad microbiológica de los smoothies a los 30 días de almacenamiento (4 ºC e iluminación con luz fluorescente). Tras la evaluación de los smoothies, el tratamiento óptimo se estableció en 350 MPa/10 ºC/5 min, ya que permite obtener smoothies con características similares a las del producto no tratado y microbiológicamente estables. En el segundo ensayo, se realizó un estudio de vida comercial (21 días) en el mismo smoothie de fruta. El tercer ensayo consistió en repetir el experimento anterior (28 días) en un smoothie elaborado con fresa, naranja, manzana, banana, mora, uva tinta y blanca, grosella y zumo de lima. El cuarto y último ensayo consistió en un estudio de vida comercial (28 días) en un smoothie elaborado con zanahoria, calabacín, manzana, pectina cítrica, calabaza y puerro. La aplicación de 350 MPa permite conseguir una adecuada inhibición microbiológica durante la vida comercial de los smoothies. La pasteurización térmica es ligeramente más eficaz pero, en la práctica, no aporta ningún beneficio adicional en lo que respecta al control microbiológico. Por el contrario, los smoothies presurizados retienen mejor las propiedades sensoriales de la fruta y verdura fresca y carecen de sabores anómalos a mermelada o verdura cocida, lo que supone un importante rasgo diferencial frente al producto tratado por calor. La principal limitación de la pasteurización mediante alta presión es que no inactiva los enzimas pécticos y oxidasas de la fruta y verdura. Los smoothies presurizados presentan una mayor tendencia a clarificar y sufrir oxidación, lo que puede ir en detrimento de su calidad sensorial y nutricional. Los efectos negativos de los enzimas alterantes dependen, en general, de parámetros tales como la intensidad de color, turbidez, viscosidad o capacidad antioxidante propios de cada matriz vegetal. La pasteurización mediante alta presión permite obtener smoothies con un tiempo de vida comercial, en refrigeración, adecuado, similar al obtenido en un producto pasteurizado térmicamente, aunque los smoothies presurizados sufren un marcado deterioro sensorial, como corresponde a un producto fresco. El procesado mediante alta presión podría sustituir al tratamiento térmico para conservar los smoothies frescos, aunque será necesario desarrollar estrategias adicionales para conseguir una mejor estabilización enzimática de los mismos. The present thesis addresses the use of High Pressure Processing (HPP) as an alternative method to the Thermal Treatment (TP) used for pasteurizing fruit and vegetable smoothies. The objective was to obtain processed smoothies with sensory properties similar to those showed by an untreated product and with a shelf life period similar to those reached in a thermally-treated product. Four experiments were performed. In the first experiment, three HPP treatments (350 MPa / 10 °C / 5 min, 450 MPa / 10 °C / 5 min, 600 MPa / 10 °C / 2 min) and one TP treatment (85 °C / 7 min) were compared in a fruit smoothie made with orange, strawberry, apple, banana and apple juice. Smoothie quality was assessed at 48 hours (4 °C) after processing. The microbial quality (Salmonella spp, L. monocytogenes, E. coli and coliform, total psychrophilic and mesophilic bacteria, moulds and yeasts), enzymatic activities (pectin methyl esterase, peroxidase and polyphenol oxidase), antioxidant status (DPPH, FRAP), physical stability (density, pH, acidity, soluble solids, viscosity, turbidity, CIELab colour, transmittance and browning index), nutritional value (vitamin C, sugars, flavonoids and total phenols) and flavour (discriminatory test) were determined. In addition, the microbial quality was checked in smoothies at 30 days of storage (4 °C and fluorescent lighting). The obtained results indicated that the most suitable HPP treatment was 350 MPa / 10 °C / 5 min, a level of pressurizing able to provide microbiologically stable and “like-fresh” smoothies. The second experiment consisted of a shelf life study (21 days) performed in the same type of fruit smoothie. In the third experiment, a shelf life study (28 days) was carried out in a red-fruit based smoothie made with strawberry, orange, apple, banana, blackberry, black and white grape, gooseberry and lime juice. The fourth and final experiment consisted of a shelf life study (28 days) performed in a vegetable smoothie made with carrots, zucchini, apple, citrus pectin, pumpkin and leek. The application of 350 MPa achieved a suitable degree of microbial inhibition during smoothie shelf life. The TP-treatment was slightly more effective than the HPP-treatment but, in practice, the first did not provide practical benefits regarding microbial control. On the contrary, the HPP-smoothies maintained the sensory properties of fresh fruit and vegetables and were free of cooked-fruit/vegetable flavours, a differential trait with respect to the thermally-treated product. The use of HPP in smoothies was mainly limited by its low effectiveness for inactivating the pectic and oxidase enzymes present in the fruit and vegetables. The HPP-smoothies had a higher tendency towards clarification and oxidation during chill storage, which may be in detriment of their sensory and nutritional quality. These negative effects of the spoiling enzymes depend on some properties, such as colour intensity, turbidity, viscosity or antioxidant capacity, provided by the different fruit or vegetable matrices. In any case, the pasteurization by HPP allowed obtaining smoothies with a shelf life time period similar to those obtained by thermal pasteurization, although the shelf life of HPP-smoothies would be particularly limited by its sensory alteration, as corresponds to a fresh product. HPP could replace to TP for preserving “like-fresh” smoothies, although additional strategies should be performed for achieving an enzymatic stabilization of smoothies.
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    Desamargado de zumos cítricos mediante Rhodococcus fascians / Lidia García Cases ; directores Iborra Pastor, Manuel Cánovas Díaz.
    (Murcia : Universidad, Departamento de Bioquímica y Biología Molecular e Inmunología,, 1998) García Cases, Lidia
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    Desarrollo de métodos rápidos para la detección de alicyclobacillus spp. en materia prima destinada a la elaboración de bebidas y zumos de frutas
    (2016-02-11) Fernández Fernández, María Pilar; Periago Castón, María Jesús; Gabaldón Hernández, José Antonio; Departamento de Tecnología de Alimentos, Nutrición y Bromatología
    Alicyclobacillus acidoterrestris es una bacteria termoacidófila, formadora de esporas que crece a una temperatura entre 26 y 60 ºC (con un rango óptimo de temperatura 42-53 ºC) y en un rango de pH de 2,0 a 6,0 con valores óptimos entre 3,5 y 5,0. Es una bacteria termorresistente que puede crecer en alimentos ácidos, incluyendo zumos y bebidas de frutas, y supone un gran problema para la industria de este sector, ya que el deterioro del zumo por este microorganismo no es perceptible en el producto final al crecer sin formación de gas, pero origina sabores desagradables que alteran el producto, como un “sabor a medicina”. Su detección, plantea dificultades en los departamentos de calidad ya que son necesarios varios días para la obtención de resultados por los métodos microbiológicos clásicos tradicionales. Por ello, es de gran importancia el desarrollo de métodos rápidos que permitan el control de Alicyclobacillus en las materias primas empleadas en la industria alimentaria garantizando así la ausencia de este microorganismo en los productos finales, zumos y bebidas de frutas. En la presente Tesis Doctoral el objetivo general ha sido estudiar la aplicación de dos métodos rápidos (impedancia eléctrica y PCR) para la detección de Alicyclobacillus spp. en distintas materias primas empleadas en la industria de zumos. Para ello se inocularon las materias primas (zumo concentrado de uva, zumo concentrado de manzana, zumo concentrado de piña, zumo concentrado de naranja, cremogenado de melocotón-nectarina, cremogenado de pera y zumo puro de naranja) con esporas Alicyclobacillus acidoterrestris aisladas a partir de un zumo de melocotón y uva, y con una cepa de referencia del mismo. En la primera experiencia se ensayaron distintos tratamientos térmicos (80 ºC/10 minutos, 70 ºC/20 minutos y 60 ºC/30 minutos) para la germinación de esporas a formas vegetativas, no existiendo diferencias significativas en los recuentos de Alicyclobacillus a las distintas concentraciones de inóculos, ni en los porcentajes de recuperación. Es por ello que se seleccionó el tratamiento térmico de 80 ºC/10 minutos para emplear así menos tiempo de análisis. La técnica de impedancia eléctrica válida para la detección de Alicyclobacillus acidoterrestris fue el método indirecto, que registró los cambios en la impedancia del medio (%M) a través de la formación de CO2 derivado de la ruta metabólica del guayacol por Alicyclobacillus, siendo el medio de cultivo más adecuado para la determinación de este microorganismo el caldo BAT. Por el contrario, no detectamos crecimiento por impedancia eléctrica directa. Para cada una de las materias primas, zumo concentrado de uva, zumo concentrado de manzana, zumo concentrado de naranja, cremogenado de melocotón-nectarina, cremogenado de pera y zumo puro de naranja, se desarrolló un método valido para la detección y cuantificación de Alicyclobacillus acidoterrestris por impedancia eléctrica indirecta para un valor de %M= -10, logrando unos coeficientes de correlación y varianza corregida elevados, superiores al 0,8 tanto para el experimento realizado con una cepa aislada de un zumo de melocotón y uva comercial e identificada como Alicyclobacillus acidoterrestris, como el efectuado con una cepa de referencia de Alicyclobacillus acidoterrestris. La validación de este método comparando con el método de microbiología clásica con BAM Agar resultó satisfactoria con valores de R2 > 0,9 para cada una de las matrices mencionadas. Sin embargo, para el zumo concentrado de piña este método no permitió una adecuada cuantificación, ya que se obtuvo baja correlación entre las variables tiempo de detección por impedancia y logaritmo de las unidades formadoras de colonias cuantificadas por siembra tradicional en placa con BAM Agar, tanto para el estudio realizado con la cepa aislada como en el realizado con la cepa de referencia. Además, este método tampoco pudo ser validado con el método clásico de microbiología con BAM Agar por obtener un valor muy bajo de varianza explicada, R2= 0,366. Con la técnica de RTi-PCR es posible determinar la concentración de Alicyclobacillus acidoterrestris en todas las materias primas utilizadas en este estudio destinadas a la elaboración de zumos y bebidas de frutas, obteniendo unos valores de coeficientes de correlación y varianza corregida superiores a 0,9; y estableciendo un límite de detección, cuantificado por fluorescencia, de CT < 40 que corresponde a límite de detección de 200 ufc/mL en recuento en placa, para todos los casos, incluso en el zumo concentrado de piña a diferencia de la técnica por impedancia eléctrica. Las características intrínsecas de composición química analizadas en las muestras: ºBrix, pH, glucosa, fructosa, sacarosa, pectinas solubles en agua, ácidos orgánicos, compuestos fenólicos y flavonoides no influyeron en el crecimiento de Alicyclobacillus spp., al no observar diferencias en el crecimiento del microorganismo entre las muestras, a excepción del zumo concentrado de piña. En el caso del zumo de piña, los resultados obtenidos en el método de impedancia eléctrica indirecta, pueden estar relacionados con la composición fenólica de este zumo que se caracteriza por un alto contenido en lignanos, compuestos considerados como antimicrobianos de hongos y algunas bacterias patógenas, que pudiera inhibir el crecimiento de Alicyclobacillus y por consiguiente la síntesis de guayacol y formación de CO2. Summary Alicyclobacillus acidoterrestris is a thermoacidophilic, spore-forming bacterium that grows to a temperature between 26 and 60 ºC (with an optimal rank of temperature 42-53 ºC) and in a pH rank of 2,0 to 6,0 with optimal values between 3,5 and 5,0. It is a thermoresistant bacterium that can grow in acidic food, including fruit juices and drinks, and it means a great problem for the industry of this sector, since the deterioration in the juices by this microorganism is not noticeable on the final product as it grows without gas formation but it originates unpleasant tastes modifying the product, like "a taste of medicine". Its detection gives rise to difficulties at the quality departments, given that several days are necessary for the obtaining of results by the traditional microbiological methods. For that reason, it is highly important the development of quick methods which allow to control Alicyclobacillus in the raw materials used in the food industry, guaranteeing in this way the absence of this microorganism on the final products, fruit juices and drinks. At the present Doctoral Thesis the general aim has been to study the application of two quick methods (electrical impedance and RTi-PCR) for the detection of Alicyclobacillus spp. in different raw materials used in the juice industry. For that, the raw materials (concentrated grape juice, concentrated apple juice, concentrated pineapple juice, concentrated orange juice, peach-nectarine purée, pear purée and orange pure juice) were inoculated with spores Alicyclobacillus acidoterrestris isolated from a peach and grape juice, and with a reference strain of the same. At the first experience, different heat treatments were tried out (80 ºC/10 minutes, 70 ºC/20 minutes and 60 ºC/30 minutes) for the spore germination to vegetative forms, with no significant differences in the Alicyclobacillus counts to the different concentrations of inocula nor in the recovery percentages. It is for that reason that it was selected the heat treatment of 80 ºC/10 minutes in order to employ in this way less time of analysis. The electrical impedance technique valid for Alicyclobacillus acidoterrestris detection was the indirect method, which registered the changes in the impedance of the environ (%M) via the transformation of CO2 derived from the metabolic pathway of the guaiacol by Alicyclobacillus, being the BAT broth the most adequate culture medium for the determination of this microorganism. On the contrary, it was not detected growth by direct electrical impedance. For each one of the raw materials, concentrated grape juice, concentrated apple juice, concentrated orange juice, peach-nectarine purée, pear purée and orange pure juice, it was developed a valid method for the detection and quantification of Alicyclobacillus acidoterrestris by indirect electrical impedance for a value of %M = -10, achieving high correlation coefficients and corrected variance, higher to the 0,8, not only for the experiment carried out with an isolated strain from a commercial peach and grape juice and identified as Alicyclobacillus acidoterrestris, but also for that one carried out with a reference strain of Alicyclobacillus acidoterrestris. The validation of this method compared to the method of classical microbiology with BAM Agar resulted satisfactory with values of R2 > 0,9 for each one of the matrixes mentioned. However, for the concentrated pineapple juice this method didn’t allow an adequate quantification, as it was obtained low correlation between the variables detection time by impedance and logarithm of the colony-forming units quantified by traditional plating with BAM Agar, as for the study carried out with the isolated strain as in that one carried out with the reference strain. In addition to this, this method either could be validated with the classical method of microbiology with BAM Agar for obtaining a very low value of variance, R2 =0,366. With the RTi-PCR technique is possible to determine the concentration of Alicyclobacillus acidoterrestris in all the raw materials used in this study and destined to the manufacturing of fruit juices and drinks, obtaining values of R2 > 0,9 with an established value of CT < 40 and with a detection limit of 200 ufc/mL in all the cases, even in that of the concentrated pineapple juice, as opposed to the technique by electrical impedance. The intrinsic characteristics of chemical composition analysed in the samples: ºBrix, pH, glucose, fructose, sacarose, water soluble pectins, organic acids, phenolic compounds and flavonoids, had no influence in the growth of Alicyclobacillus spp., not observing differences in the growth of the microorganism among the samples, with the exception of the concentrated pineapple juice. In the case of the pineapple juice, the results obtained in the indirect electrical impedance method could be related to the phenolic composition of this juice that is characterized by a high content in lignans, compound considered as fungi antimicrobial and some pathogenic bacteria, which could inhibit the growth of Alicyclobacillus and, therefore, the synthesis of guaiacol and the CO2 formation.