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Procesos Biotecnológicos de acetificación para producir vinagre de arándanos y naranja

Argentina Ingredientes

En la República Argentina, la provincia de Entre Ríos, se caracteriza desde hace décadas por la producción citrícola y más recientemente, por el cultivo de arándanos. En los últimos cinco años, un elevado porcentaje de la producción nacional de naranjas (15-25 %), muy similar al destinado a exportación, fue derivado a la industria por su dificultad para ser comercializado en mercados más rentables. Por otro lado, el incremento del volumen de arándanos no exportables, con baja presencia en el mercado interno de consumo en fresco, y las escasas posibilidades de industrialización, han provocado impactos socioeconómicos y ambientales desfavorables.


La industria vinagrera en Argentina se dedica a la elaboración de vinagres a partir de alcohol, vino blanco o tinto y manzana, mientras que no se tienen referencias de vinagres elaborados a partir de cítricos o de arándanos. A nivel mundial, hay algunos antecedentes bibliográficos respecto de vinagres de arándanos, sin embargo, no se halló información referente a vinagre de naranjas. Dada la elevada concentración de azúcares presente en ambos frutos (8-15 %), se planteó la posibilidad de obtener vinagres utilizando como sustratos, los productos de la fermentación alcohólica de naranjas y de arándanos. Además, considerando que estas materias primas son ricas en compuestos antioxidantes, se trataría del desarrollo de nuevos productos con características funcionales.

Cristina Verónica Davies de la universidad Politecnica de Valencia realizó un estudio que muestra los ensayos de acetificación en sistema sumergido, utilizando un sustrato alcohólico de naranjas y un sustrato alcohólico de arándanos, respectivamente. En todos los casos se usó como cultivo iniciador una especie del género Acetobacter, previamente aislada e identificada en el laboratorio de Biotecnología y Microbiología (Facultad de Ciencias de la Alimentación, Universidad Nacional de Entre Ríos, Argentina), en el cual se llevó a cabo esta investigación.

Las condiciones iniciales fijadas en cada tratamiento fueron: pH, volumen del sustrato, concentración de alcohol y ácido acético. La temperatura se mantuvo constante en 30±1°C durante todo el proceso.
Luego de un estudio preliminar acerca de la influencia de factores externos en la elaboración de vinagres, tales como velocidad de agitación (Vag) y caudal de aire (Qa), se redefinió la región experimental de trabajo con el fin de determinar las condiciones que maximicen la velocidad de acetificación (rA) y el rendimiento GK (RGK), en sistema discontinuo. Para ello se elaboró un diseño central compuesto, en el que se evaluaron Vag, en los niveles 400 rpm y 800 rpm, y Qa, en los niveles 0,6 L/min (0,3 vvm) y 1,2 L/min (0,6 vvm). El diseño se analizó mediante la metodología de superficie de respuesta (MSR).

Los resultados de los ensayos de obtención de ambos tipos de vinagres indicaron que, Vag y Qa tuvieron influencia significativa sobre rA, y Vag presentó un efecto significativo sobre RGK. Para vinagre de naranja, la combinación de variables de proceso que maximizaron ambas respuestas simultáneamente fue: 701 rpm y 0,36 vvm y, en estas condiciones, rA=2,28g/L/h y RGK=89,63 %. El proceso de acetificación desarrollado según esos parámetros, presentó valores muy similares a los predichos: rA=2,29±0,17 g/L/h y RGK=88,19±5,00 %. Para vinagre de arándanos, la combinación de variables que maximizó ambas respuestas fue: 677 rpm y 0,38 vvm, en la que rA=1,53 g/L/h y RGK=87,04 %. El proceso de acetificación desarrollado según esos parámetros, presentó una rA=1,52±0,06 g/L/h y un RGK=85,16±2,45 %, también muy similares a los predichos.

Para ambos procesos biooxidativos se registró una disminución en rA a elevados niveles de Vag y Qa (alrededor de 700 rpm y 0,4-0,6 vvm). Puesto que se verificó una elevada correlación lineal entre la velocidad de crecimiento microbiano (rX) y rA, la reducción detectada en esta última pudo ser consecuencia de la inhibición ejercida por una elevada concentración de oxígeno disuelto en el caldo de fermentación, sobre la velocidad de crecimiento específico de las bacterias del ácido acético (BAA).

De las diferencias halladas entre los procesos de obtención de ambos productos, se pueden mencionar una mayor rA, mayor velocidad específica máxima de crecimiento (µM) y menor extensión de la fase lag durante la obtención de vinagres de naranjas, respecto de los registrados para vinagres de arándanos. Este comportamiento se puede atribuir, en primer lugar, a que la especie de Acetobacter inoculada fue aislada a partir de naranjas por lo que
pudo haber presentado mayor dificultad para adaptarse a un sustrato diferente.
Por otro lado, las mayores concentraciones de compuestos fenólicos en los arándanos, podrían haber ejercido algún tipo de actividad inhibitoria hacia el crecimiento bacteriano.

En este caso, la evaluación de la proporción de carga (C/D) indicó que no hubo diferencias estadísticas significativas en las variables respuestas, rA y RGK, para los dos niveles evaluados, 40 % y 60 %.

El desarrollo de un segundo ciclo oxidativo posibilitó el incremento de la velocidad de acetificación entre 2,2 y 2,9 veces respecto de la calculada en el primer ciclo. Este comportamiento seguramente se debió a la adaptación del cultivo bacteriano a las condiciones ambientales de elevada acidez predominantes al iniciar un nuevo ciclo oxidativo. No se determinaron diferencias estadísticas significativas en los rendimientos GK, lo que indicó que las pérdidas por evaporación se mantuvieron constantes durante el proceso.

Los vinagres de naranjas y de arándanos obtenidos en las mejores condiciones experimentales detalladas previamente, fueron embotellados y almacenados a temperaturas entre 20-25 °C, simulando condiciones de comercialización o alacena. La caracterización de estos vinagres se encuadró dentro de los estándares de calidad especificados para vinagres de frutas en las legislaciones argentina y española, incluso después de un período de maduración de seis meses.
Dada la importancia de los componentes antioxidantes presentes en las frutas de origen, se evaluaron las modificaciones que experimentaron a lo largo del proceso productivo. En general, se registró una disminución de estos compuestos y de su actividad antioxidante. La mayor contribución a la actividad antioxidante en vinagre de naranjas se debió al ácido ascórbico y compuestos fenólicos, mientras que en vinagres de arándanos, se debió a antocianinas y fenoles totales.

Le acercamos el link con la investigacion completa aquí.

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