Efecto de la actividad de agua sobre la degradación de carotenoides en zanahorias deshidratadas

[pic 1][pic 2]

Ingeniería Bioquímica

[pic 3][pic 4][pic 5][pic 6]

“Efecto de la actividad de agua sobre la degradación de carotenoides en zanahorias deshidratadas”

La deficiencia de vitamina A es la causa principal de ceguera en niños particularmente en países en vía de desarrollo. La intervención dietética con productos de alimentación ricos en vitamina A, como zanahorias, ha sido sugerida como una de las soluciones con este problema (Khalil El-árabe, y Hussein, 2002). Además los carotenoides también pueden ser beneficiosos en la prevención de los principales problemas de salud como el cáncer, problemas cardíacos cardiovasculares/coronarios, y otras enfermedades debido a su actividad de antioxidante (Yeum y Russell, 2002).

Las zanahorias son una fuente buena α y β-caroteno, y luteína. Hasta ahora, la β-caroteno ha sido el carotenoide más estudiado. Previos estudios en nuestro laboratorio demostraron que el carotenoide contenido de zanahorias mínimamente procesadas ​​no disminuyó durante el almacenamiento, sin embargo, estos productos se degradan por deterioro microbiano y la actividad metabólica acelerada (Lavelli, Pagliarini, Ambrosoli, Minati, & Zanoni, 2006; Zanoni et al., 2007).

Se ha informado que la reducción de actividad de agua (Aw) da lugar a un mayor tiempo de conservación de las zanahorias, aunque los carotenoides se degradan más rápido en los sistemas deshidratados, a través de la oxidación auto catalítica (Goldman, Horeb, y Saguy, 1983).

El aumento del contenido de agua en matrices secas puede aumentar la velocidad de oxidación por la mejora de la movilidad de los reactivos y catalizadores contenidos en la solución. A medida que los sólidos de la matriz se hinchan, nuevas superficies están expuestas para los catalizadores. Sin embargo, el agua también puede ralentizar el proceso de oxidación mediante la hidratación o la dilución de un metal pesado, catalizadores o precipitar como hidróxidos. El agua también puede contrarrestar la descomposición del peróxido de hidrógeno por la unión con hidroperóxidos, y fomentar la recombinación que podrían interrumpir la reacción de la cadena de oxidación. (Iglesias y Chirife, 1982; Kiranoudis, Maroulis, Tsami, y Marinos-Kouris, 1993).

Este trabajo fue enfocado en zanahorias deshidratadas con el objetivo de estudiar las propiedades de sorción de agua, y la tarifa de degradación carotenoides como una función de Aw.

Al realizar este trabajo de investigación se trabajó con dos lotes de zanahorias que, manualmente, fueron clasificadas, peladas, lavadas con agua fría, goteadas, desechando los extremos y cortadas a la mitad. Una vez listas las zanahorias, fueron cortadas en trozos con forma de “palitos” mediante un cortador de verduras (Mouli Julienne mod. A44506, Moulinex, Milano, Italia). El primer lote (prueba 1 UB) y una parte del segundo lote (prueba 2 UB) de zanahorias pegadas no fueron escaldados mientras que otra parte del segundo lote fue escaldada en el agua hirviendo durante 1 minuto (prueba 2 B). Las zanahorias escaldadas y no escaldadas fueron deshidratadas mediante secado por congelación en un equipo Lyoflex Edwrds (Crawley, Reino Unido).

En cuanto al estudio de almacenaje, se liofilizaron aproximadamente 0.5 g de muestras que fueron colocadas en Placas Petri de 4 cm de diámetro, para permitir una alta área superficial entre el aire y el polvo durante el almacenamiento, y a continuación, en frascos de vidrio herméticos termostátizados con contenidos de soluciones de sal saturadas, se mantuvieron a la temperatura ambiente de un clima cálido que es de 40 oC (Greenspan, 1977). El equilibrio del contenido de humedad se alcanzó en los 2 días próximos.

Se puede decir que antes del equilibrio, el contenido de agua no era homogéneo en las zanahorias a pesar de una gran área de superficie entre las zanahorias y el aire. Los gradientes de agua dentro de las muestras causaron la de degradación de carotenoides a diferentes velocidades, por lo tanto, el período de desequilibrio no fue estudiado. Las muestras fueron analizadas después de dos días de incubación, durante el tiempo cero, y periódicamente durante 30 días. Se hicieron duplicados en Placas Petri utilizando las muestras de los frascos para cada medición.

Por otra parte, el contenido de humedad de zanahorias ( kg de agua/kg de sólidos secos) fue determinado utilizando un horno de vacío en 70 oC y 50 torr para 6 h (AOAC, 1980). La actividad de agua de zanahorias y soluciones saturadas salinas se midió por un punto higrómetro de rocío (Aqualab, Decagon Devices, WA, EE.UU.). Las determinaciones se triplicaron para cada muestra.[pic 7]

Se llegó al modelo de isoterma de sorción mediante la aplicación de la ecuación Guggenheim-Anderson-de Bóer (GAB) para modelar datos experimentales para  como una función de Aw, de acuerdo a Spiess y Lobo (1987). El modelo GAB es expresado como se indica en la ecuación (I):[pic 8]

(I)[pic 9]

Donde  es el contenido de humedad de equilibrio en la base seca;  es el contenido de humedad de monocapa en la base seca; C y la k están relacionados con el efecto de temperaturas.[pic 10][pic 11]

Las zanahorias fueron mezclados un instrumento Braun AG 4261, y se añadieron 0.125 g en peso seco a 10 mL de tetrahidrofurano (THF) estabilizado por la adición de 0.1 % de hidrotolueno butilado (2,6-di-terc-butil-p-cresol) (BHT). La mezcla mantuvo refrigerada en un baño de hielo y mezclada por un homogeneizador Ultra-Turrax (T25 Janke y Kunkel IKA Labortechnik) bajo nitrógeno a una velocidad moderada durante 2 minutos. El extracto se centrifugó (12000 g a 5 oC, durante 10 minutos), y los residuos sólidos fueron extraídos nuevamente con 10 mL de THF estabilizado. El segundo extracto se centrifugó en las mismas condiciones (12000 g en 5 C durante 10 minutos). Los extractos de THF clarificados fueron transferidos cuantitativamente en una matraz volumétrico que se aforo hasta 25 mL de THF estabilizado. Las extracciones se realizaron por duplicado. El contenido de carotenoides fue analizado por HPLC (Lavelli, Peri, y Rizzolo, 2000).

La separación cromatográfica se llevó a cabo con metanol/ THF estabilizado (95:5) como un eluyente en condiciones de isocraticas, 1.0 mL caudal/min, a temperatura ambiente. El detector de UV-VIS se fijó a  454 nm. α- y β- caroteno se cuantificaron mediante una curva de calibración construida con la β- caroteno pura, y expresada como mg β- caroteno mg equivalentes de zanahorias /kg en peso seco. La Luteína fue cuantificada a partir de una curva de calibración construida con el estándar puro y expresado en mg de zanahoria /kg en peso seco.

...