Proceso de obtención de mango biofortificado con microorganismos probióticos mediante la técnica de impregnación a vacío

Abstract

El consumidor moderno, cada día muestra más preferencia por alimentos sanos y aquellos que pueden contribuir a la prevención de enfermedades. La Ingeniería de Matrices representa una metodología efectiva en el desarrollo de esta gama de alimentos, conocidos como alimentos funcionales. El objetivo de este trabajo fue desarrollar un producto de mango mínimamente procesado biofortificado con microorganismos probióticos Lactobacillus casei (L. casei), utilizando la Ingeniería de Matrices. Inicialmente se evaluó la viabilidad de crecimiento del L. casei en soluciones isotónicas de concentración 5 en escala MacFarland: 1) 25% p/p Inulina (I), 2) 14% p/p Glucosa (G), 3) 25% p/p I + 14% p/p G y 4) pulpa de mango (PM), almacenadas a 37 °C bajo condiciones anaeróbicas y con tiempos de control 0, 5, 10 y 15 días. Posteriormente, muestras rectangulares de mango variedad Tommy Atkins (Mangifera indica, L), fueron tratadas por impregnación a vacío (IV) con la solución de mayor crecimiento del microorganismo. El proceso IV fue optimizado utilizando la metodología de superficie de respuesta con un diseño experimental tipo D-optima, considerando las variables independientes: [McFarland] (3 – 7) y espesor de lámina (3–7 mm); y las variables dependientes o de respuesta: fracción volumétrica de impregnación en la etapa de vacío y global (X1 y X m3 solución impregnada/m3 muestra inicial), deformación volumétrica de impregnación en la etapa de vacío y global (γ1 y γ m3 deformación muestra/m3 muestra inicial), porosidad eficaz del proceso IV (εe: m3 gas/m3 muestra) y recuento de microorganismos (UFC/g). Un estudio de almacenamiento del mango impregnado con la solución seleccionada empacado a presión atmosférica, se realizó a 4±2 ºC durante 15 días, verificando el cumplimiento como fuente de probióticos según los requisitos exigidos en la Resolución 333 de 2011. Los resultados mostraron que las soluciones evaluadas, presentaron una buena viabilidad de la cepa de L. casei, con recuentos por encima de 108 UFC/mL, siendo la solución G+I la que presentó el mejor comportamiento al final de los 15 días almacenamiento: 11,6±0,2 x 108 UFC/mL. La optimización del proceso IV se alcanzó con una solución 3,0 escala McFarland y un espesor de lámina de 7 mm, siendo la respuesta a la IV: γ1 (5,79±0,03), γ (4,76±0,03), X1 (-7,23±0,01), X (3,23±0,02), εe (4,10±0,04) y UFC/g (8,02±0,07x108). El mango mínimamente procesado biofortificado con L. casei, alcanzó durante 15 días de almacenamiento un recuento microbiológico de 6,4±0,1 ciclos Log UFC/ 150 g mango fresco, lo cual cumple con la declaración de etiquetado nutricional, identificándolo como un producto con probiótico. Por otro lado, el ANOVA reportó diferencias estadísticas significativas (p0,05) en la acidez, pH, fuerza de ruptura, L*, a* y b* del mango biofortificado con respecto al factor tiempo de almacenamiento; mientras que no hubo diferencia (p0,05) en aw, y °Brix, siendo los resultados a los 15 días así: acidez (1,39±0,09), pH (3,13±0,006), aw (0,98±0,002), °Brix (11,57±0,40), fuerza de ruptura (3,27±0,97), L* (68,65±2,73), a* (5,04±1,67), b*(46,64±3,49). La ingeniería de Matrices, utilizando la técnica IV representa una metodología efectiva para el desarrollo de alimentos funcionales, siendo la matriz del mango Tommy Atkins, una estructura apropiada para la fortificación con compuestos fisiológicamente activos, como lo son los probióticos.

Abstract: Every day, the modern consumer, shows preference for healthy foods and those who can contribute to the prevention of disease. Matrices Engineering represents an effective methodology to develop this range of foods, known as functional foods. The aim of this work was to develop a product of minimally processed mango biofortified with probiotic microorganisms Lactobacillus casei (L. casei) using the Engineering Matrices. Initially the viability of growth of L. casei in isotonic solutions of concentration 5 MacFarland scale was assessed: 1) 25% w / w Inulin (I), 2) 14% w / w Glucose (G), 3) 25% w: / p I + 14% w / w G and 4) mango pulp (MP), stored at 37 °C under anaerobic conditions with control times 0, 5, 10 and 15 days. Subsequently, rectangular mango samples variety Tommy Atkins (Mangifera indica L) were treated by vacuum impregnation (IV) using the solution with greater growth of the microorganism. The process IV was optimized using response surface methodology with D-optimal experimental design type, considering the independent variables: [McFarland] (3-7) and film thickness (3-7 mm); and the dependent or response variable: impregnation volumetric fraction of both overall and vacuum stage (X1 and X m3 impregnated solution / m3 initial sample), impregnation volumetric deformation of vacuum and overall stage (γ1 and γ m3 sample deformation / m3 initial sample), effective porosity of the process IV (εe: m3 gas / m3 sample) and microbial counts (CFU / g). A study of storage mango impregnated with the selected solution packed at atmospheric pressure was performed at 4 ± 2 ° C for 15 days, verifying compliance as a source of probiotics according to the requirements of Resolution 333 of 2011. The results showed that evaluated solutions showed good viability of the strain of L. casei, with counts above 108 CFU / mL, being G + R solution the one that presented the best performance at the end of the 15 days storage: 11.6 ± 0.2 x 108 CFU / mL. Process IV optimization is achieved with a 3.0 McFarland scale solution and a film thickness of 7 mm, being the response to the IV: γ1 (5.79 ± 0.03), γ (4.76 ± 0 03), X1 (-7.23 ± 0.01), X (3.23 ± 0.02), εe (4.10 ± 0.04) and CFU / g (8.02 ± 0,07x108). The minimally processed biofortified mango with L. casei, reached during 15 days of storage a microbiological count 6.4 ± 0.1 cycles log CFU / 150 g fresh mango, which fulfills the declaration of nutrition labeling, identifying it as a probiotic product. Furthermore, ANOVA reported statistical differences (p 0.05) in acidity, pH, shear force, L*, a* and b* of biofortified mango versus time of storage factor; while there was no difference (p 0.05) in aw, and °Brix, with results at 15 days as well: acidity (1.39 ± 0.09), pH (3.13 ± 0.006), aw ( 0.98 ± 0.002), °Brix (11.57 ± 0.40), shear force (3,27±0,97), L* (68,65±2,73), a* (5.04±1,67), b* (46,64±3,49). Matrices engineering, using the technique IV represents an effective methodology for developing functional foods, being the Tommy Atkins mango matrix, an appropriate structure for fortification with physiologically active compounds, such as probiotics.