DESARROLLO DE GOLOSINAS SALUDABLES EN BASE A FRUTAS Y HORTALIZAS. Dra. Ing. Alicia Gallo

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Vicente Salazar Montoya
hace 7 años
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1 DESARROLLO DE GOLOSINAS SALUDABLES EN BASE A FRUTAS Y HORTALIZAS Dra. Ing. Alicia Gallo

2 Proyecto de investigación y desarrollo tecnológico multidisciplinario e interdepartamental: Desarrollo de golosinas nutracéuticas con acción antioxidante, a partir de pulpas de frutas y vegetales Director: Dra. Ing. Alicia Gallo (Departamento de Tecnología) Co-director: Dra. Nancy Apóstolo (Departamento de Ciencias Básicas)

3 Estudios epidemiológicos Consumo de frutas, vegetales, y granos la dieta desempeña un rol crucial en la prevención de enfermedades crónicas Asociado a la reducción de riesgo de enfermedades cardiovasculares, cáncer, diabetes, cataratas y declinación funcional relacionada con el envejecimiento FAO propicia acciones para el mayor consumo de frutas y verduras Programa 5-a-Day (cinco por día) (FAO/WHO Workshop on Fruit and Vegetables for Health, 2004, Kobe, Japan). Estas acciones también han surgido con la necesidad de reducir la incidencia del cáncer y de enfermedades cardíacas (National Academy of Sciences, Committee on Diet and Health, National Research Council. Diet and Health, 1989 )

4 El problema de la obesidad en los niños ha aumentado considerablemente durante los años recientes. Las horas de ocio de la población infantil y adolescente, se dedican en gran medida, a permanecer frente a la televisión o a los videojuegos, con una disminución drástica de la actividad física al aire libre. Por otro lado, los adultos inmersos en actividades laborales estresantes, también descuidan la ingesta de vegetales y frutas.

5 Esta conducta inapropiada, conlleva a la ingestión de comidas de preparación rápida, alto consumo de snacks y golosinas, y un inminente riesgo al sobrepeso y posterior obesidad, asociada a aumento de enfermedades cardíacas, presión sanguínea elevada, entre otros desórdenes. El desafío de la industria alimenticia es: Hacer frente a estas necesidades del consumidor, con una oferta de productos con perfil saludable!!!

6 Particularmente, las frutas y hortalizas son valiosas materias primas que pueden incorporarse a las formulaciones de alimentos que satisfagan estos nuevos conceptos de alimentación.

7 Fuentes vegetales de antioxidantes La naturaleza provee una gran variedad de sustancias fitoquímicas de alto poder antioxidante, y en particular, aquellas fuentes de coloración distintiva y atractiva Los pigmentos asociados a esta coloración natural son una excelente alternativa para diseñar alimentos compuestos que los contengan. Frutillas Ciruelas Arándanos Frambuesas Sauco Grosella Zanahorias Remolachas Sandía Pomelo rosado Los pigmentos asociados a esta coloración natural son una excelente alternativa para diseñar alimentos compuestos que los contengan.

8 Selección de materias primas frutales Sauco Un despliegue de imaginación?? O un análisis de costo/ beneficio? Grosella Acidez natural

9 OBJETIVOS Desarrollar golosinas nutraceúticas derivadas de frutas y vegetales, que provean fitoquímicos de probada acción antioxidante. Estudiar la efectividad de distintos azúcares y compuestos relacionados (oligo y polisacáridos o derivados) en la estabilización de mezclas de pigmentos naturales. Investigar los mecanismos involucrados en la cinética del deterioro y su relación con la humedad de almacenamiento y las propiedades físicas del medio (transición vítrea, porosidad). Investigar las alternativas de formulación que contemplen las producciones frutihortícolas de la región.

10 FASES PARA EL DISEÑO DE PRODUCTOS DEFINICIÓN ESTRATÉGICA DISEÑO DE CONCEPTO DISEÑO EN DETALLE VERIFICACIÓN Y TESTEO PRODUCCIÓN MERCADO DISPOSICIÓN FINAL

11 PREPARACIÓN DE PULPAS (con o sin tratamiento enzimático) FRAMBUESAS ZANAHORIAS LAVADO LAVADO PELADO Cáscaras SELECCIÓN TROZADO Colas y puntas PROCESADO MECÁNICO PROCESADO MECÁNICO ESCALDADO ESCALDADO TRATAMIENTO ENZIMÁTICO TRATAMIENTO ENZIMÁTICO Varias enzimas pectolíticas (actividad hemicelulasa y pectinasa predominantes)

12 Diagrama de flujo LAVADO PROCESAMIENTO MECANICO Enzima 0% ESCALDADO Enzima 0,05% Enzima 0,01% Enzima 0,005% TRATAMIENTO ENZIMATICO Tiempo 1,5 hs Temp: 45 C INACTIVACION Temp: 71 C Alícuotas: cada 15 min CENTRIFUGACION Tiempo: 20 min Veloc: rpm JUGO SEDIMENTO

13 Rendimiento (%) Rendimientos obtenidos vs [enzimas] 76,00 Decisión!! 74,00 72,00 70,00 68,00 66,00 64,00 0,005 Bco 0,01 0,05 62,00 60, Tiempo (min) Los rendimientos se calcularon como: peso de jugo / peso de muestra *100 Las concentraciones de enzima utilizados fueron: 0, 0,005, 0,01 y 0,05 % (vol de enzima/peso muestra).

14 Rendimiento de jugo (%) Efecto del tratamiento enzimático de pulpas: Sandía 90,00 85,00 80,00 75,00 70,00 65,00 60,00 55,00 Blanco 0,10% 0,25% 0,50% Preparado comercial: hemicelulasas y pectinasas 50, Tiempo (minutos)

15 Efecto del tratamiento enzimático de pulpas: zanahoria

16 Verificación del tratamiento enzimático: Test de pectina Pulpas de Frutillas Muñoz y Gallo, 2013

17 ESTUDIO DEL COLOR DE LAS PULPAS FRESCAS con tratamiento enzimático. Sandía Luminosidad a* b* Sandía fresca S + 0,1% S + 0,25% S + 0,50% Parámetros L, a* y b* en pulpas de sandía con tratamiento enzimático

18 b/a ESTUDIO DEL COLOR DE LAS PULPAS FRESCAS- Zanahoria. 60,0 50,0 Control 40,0 30,0 0,05% 0,10% 0,25% 20,0 0,50% 10,0 0,0 L ₁ a*₁ b*₁ L₂ a*₂ b*₂ 3,60 3,40 3,20 3,00 2,80 2,60 2,40 2,20 2,00 0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 Concentración de enzima (%) Lote 1 Lote 2

19 ASPECTOS ESTRUCTURALES DE SISTEMAS FRESCOS Microscopía óptica de pulpas frescas Caracterizar las materias primas Evaluar la acción del tratamiento enzimático Proveer datos para asegurar la genuinidad

20 ASPECTOS ESTRUCTURALES DE SISTEMAS DE SANDÍA Microscopía óptica de pulpas frescas Células turgentes y tejido conductivo vacuola grande, núcleo, cromopl astos en la periferia Cromoplastos cristalinos Tejido xilemático

21 OBSERVACIÓN DE MATERIAL FRESCO FRAMBUESA La observación del material fresco, muestra la epidermis en vista superficial con células poligonales con bordes rectos. Algunas de ellas tienen coloración rosada debido a la presencia de antocianinas en sus vacuolas. Se observan numerosos pelos unicelulares no glandulares. La pared celular de los mismos es gruesa y, al igual que las células epidérmicas propiamente dichas, exhiben antocianinas.

22 Frambuesa Las células de la pulpa han sido afectadas por la pectinasa produciendo su ruptura o disgregación. Asimismo, la pared celular se observa lábil, producto de la degradación de las pectinas. El contenido celular está plasmolizado, y se produce una concentración del contenido de antocianinas.

23 Microscopía óptica de arándano fresco Poster Células epiteliales Células de la pulpa

24 SISTEMAS GOLOSINAS SISTEMAS DESHIDRATADOS SISTEMAS GELIFICADOS

25 ENCAPSULACIÓN DE PIGMENTOS Beta-caroteno Licopeno Antocianinas Betalaínas

26 Encapsulación y liofilización Pulpas Mezclado con excipientes protectores Liofilización Rehumidificación Almacenamiento

27 La encapsulación ofrece mejoras en términos de: una mejor protección contra, la humedad y el oxígeno, liberación controlada de ingredientes y suplementos, enmascaramiento de flavour y de gustos, mejoramiento de la dispersabilidad de ingredientes y aditivos.

28 SISTEMAS DESHIDRATADOS SECADO SPRAY LIOFILIZACIÓN Algunos ejemplos: Formula Componentes % BM Zanahoria : Pomelo rosado : Frutilla +MD 20:20:20:40 CM Zanahoria : Frutilla +MD 30:30:40 DM Pomelo rosado : Frutilla +MD 30:30:40 B Zanahoria : Pomelo rosado : Frutilla 33:33:33 C Zanahoria : Frutilla: Naranja 50:45:5 D Pomelo rosado : Frutilla: Frambuesa: Zanahoria 10:20:20:50 E Frambuesa:Arándano: Zanahoria: Kiwi 30:30:35:5

29 Comportamiento en almacenamiento a diferentes aw C CE Maltosa MCa MD40 MD150

30 Pérdida de pigmento (%) CINÉTICAS DE DETERIORO DE PIGMENTOS EN SISTEMAS DESHIDRATADOS C 0,11 MD150 0,11 C 0,43 MD150 0,43 C 0,75 MD150 0, Tiempo (días) Figura III.41: Comparación del comportamiento en el almacenamiento de los sistemas deshidratados de sandía a a w : 0,11 y 0,75

32 MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA (MEB) Sistemas deshidratados de sandía encapsulados con maltodextrina (etapa final del almacenamiento) a w : 0,11 a w : 0,43 a w : 0,75

33 k d (días -1 ) Evolución de las constantes de deterioro del pigmento licopeno en sistemas liofilizados almacenados en función de la aw y del peso molecular de la matriz. 0,05 0,04 Control Maltosa (343) 0,03 MD150 (1100) 0,02 MD100 (1800) MD50 (2500) 0,01 MD40 (3600) 0 0,11 0,43 0,75 aw

34 CUBOS LIOFILIZADOS FORMULACIONES DE FRUTAS Y HORTALIZAS

35 Selección de pigmentos según las formulaciones

36 GOLOSINAS DEL TIPO DEPOSITADAS Algunos ejemplos Formula Componentes % A Zanahoria : Pomelo rosado : Frutilla B Zanahoria : Frutilla: Remolacha C Pomelo rosado : Frutilla:Arándano D Zanahoria : Pomelo rosado : Frutilla E Zanahoria : Frutilla: Naranja F Zanahoria: Pomelo rosado : Frutilla: Frambuesa G Frambuesa: Arándano: Zanahoria: Kiwi Ingredientes: gelificantes, estabilizantes, agentes de volumen,

41 Beca de Perfeccionamiento: Ing. Ma. Luján Muñoz

42 Jugos pulposos de frutas o mezclas: Ensayos preliminares de formulación (arándano) Se ensayaron diferentes porcentajes de pulpa 0 % 5 % 10 % 15 % Porcentaje de sedimentación (Sedimento/total de jugo*100) 0% 5% 10% 15% S/E 0% 45% 64% 77% C/E 0% 35% 48% 71%

43 Ensayos preliminares de estabilidad físico-química Pasteurización: 90 C-10 min Estabilizantes: combinación de pectina y goma xántica. Diferentes condiciones de almacenamiento: temperatura ambiente estufa (38-40 C) Esta etapa se encuentra en desarrollo

44 Ingeniería Física Tecnología de los alim Biología Nutrición Química Microbiología Legislación bromatológica GOLOSINAS Ciencia de los materiales

46 Y AÚN QUEDA MUCHO POR HACER!!!!

47 Muchas gracias a los organizadores por invitarme y a ustedes por su atención Alicia Gallo aligsgo@gmail.com

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