ESTABILIDAD FÍSICA DE ADEREZOS EMULSIONADOS CON ADICIÓN DE UCHUVA (Physalis peruviana L.)/PHYSICAL STABILITY OF EMULSIFIED DRESSINGS WITH THE ADDITION OF CAPE GOOSEBERRY (Physalis peruviana L.)

Headnote

RESUMEN

Antecedentes: El desarrollo de nuevos productos a partir de los frutos de uchuva representa una alternativa para su explotación y promoción de nuevos canales de exportación teniendo en cuenta sus propiedades nutricionales y el aumento de la producción en Colombia. Las salsas y aderezos son una alternativa para el uso de la uchuva debido a su alto consumo en diferentes preparaciones alimenticias y a la tendencia de alimentación saludable. Objetivos: Estudiar la estabilidad física de un aderezo emulsionado con adición de jugo de uchuva, yema de huevo deshidratada, aceite vegetal y goma xantan en función del índice de cremado y microscopía. Métodos: Para la preparación de los aderezos se utilizó jugo de uchuva con 14,5°Brix, aceite vegetal, goma xantan, yema de huevo deshidratada y vinagre comercial. Las muestras se almacenaron durante 28 días a 8°C. Se desarrollaron 19 tratamientos usando un diseño de mezclas con vértices extremos y tres repeticiones en puntos centrales. Se utilizó un análisis de varianza con niveles de significancia mayores del 95% para determinar la influencia de las concentraciones de los ingredientes y se planteó un modelo de segundo orden para predecir el punto óptimo. El índice de cremado se utilizó para determinar la estabilidad de los aderezos y con la microscopía se observó la distribución de las gotas de aceite durante el almacenamiento. Resultados: Con el índice de cremado se descartaron las muestras que presentaron separación de fases, el análisis de varianza mostró influencia significativa de las interacciones de la goma xantan y yema de huevo con los demás componentes en la estabilidad de los aderezos. En el análisis de distribución de las gotas de aceite se identificó el fenómeno de coalescencia. Conclusiones: La goma xantan influyó significativamente en la estabilidad de los aderezos, inhibiendo la separación de fases. El mecanismo de desestabilización física predominante fue el cremado, ocasionado principalmente por la coalescencia de las gotas de aceite.

Palabras clave: Uchuva, estabilidad, microscopía, emulsión, aderezo

ABSTRACT

Background: The development of new products from the cape gooseberry fruit is an alternative to exportation, considering its nutritional properties and increased production in Colombia. Sauces and dressings are an option for adding cape gooseberry due to its high consumption in various food preparations and the healthy eating trend. Objectives: The study focuses on the physical stability of an emulsified dressing with the addition of cape gooseberry juice, vegetable oil and xanthan gum based in the creaming index and microscopy. Methods: Cape gooseberry juice with 14.5 ° Brix, vegetable oil, xanthan gum, dehydrated egg yolk and vinegar was used for the preparation of dressings. Samples were stored for 28 days at 8 °C. An extreme vertices mix design with 19 trials and three replications at central points were developed. An analysis of variance with higher significance levels of 95% was used to determine the influence of the concentrations of the ingredients and a second order model was proposed to predict the optimum point. The creaming index was used to determine which samples exhibited showing the phenomenon of destabilization, and microscopy was used to observe the distribution of the oil droplets during storage. Results: Using the creaming index, the samples presenting phase separation were discarded. Analysis of variance showed a significant influence of the interactions of xanthan gum and egg yolk with the other components in the stability of the dressings. Coalescence of the oil droplets was identified in the microscopy analysis. Conclusions: Xanthan gum influenced the stability of dressings significantly which inhibited inhibiting phase separation. The predominant mechanism of physical destabilization was creaming, and was caused principally by the coalescence of the oil droplets.

Keywords: Cape gooseberry, stability, emulsion, microscopy, dressing

(ProQuest: ... denotes formulae omitted)

INTRODUCCIÓN

Actualmente Colombia es uno de los principales productores de uchuva a nivel mundial con exportaciones mayormente hacia el mercado Europeo. Sin embargo, el excedente de la fruta no destinada a la exportación puede alcanzar hasta el 50 % del total de la producción debido principalmente a la vida útil y a las características de calidad del fruto, lo que dificulta su comercialización como fruta fresca (1) . Esto ha generado el desarrollo de nuevos productos a partir de la uchuva, como "snacks", mermeladas, salsas y aderezos (2).

Se han realizado diferentes estudios relacionados con la adición de ingredientes derivados de frutas a los aderezos emulsionados con el propósito de modificar su sabor o disminuir contenido de aceite. Entre los ingredientes se encuentran la incorporación de fibra de pulpa de naranja para la fortificación de los aderezos con fibra dietaria (3); la adición de pulpa de banano verde como estabilizante en una emulsión tipo mayonesa (4) o la incorporación de estabilizantes naturales como la harina de lenteja tratada térmicamente (5).

Estos aderezos presentan comportamiento pseudoplástico y por su carácter de emulsión de aceite en agua son inestables en el almacenamiento, siendo propicios a la separación de fases mediante cremado, sedimentación o coalescencia de las gotas de aceite. El objetivo de este proyecto es estudiar la estabilidad física de un aderezo emulsionado con adición de uchuva en función del índice de cremado y microscopía para determinar la influencia de las concentraciones de jugo de uchuva, aceite vegetal, goma xantan y yema de huevo en la estabilidad física del aderezo.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se utilizaron frutos de uchuvas (Physalis peruviana L.) con un estado de madurez grado 4 según NTC 4530 (6). Los demás ingredientes, aceite vegetal de girasol, goma xantan y yema de huevo deshidratada se obtuvieron de proveedores locales. Se utilizó vinagre comercial (5% de ácido acético) para controlar el pH el cual fue de 3,45- 3,50 para todos los aderezos. Las uchuvas se lavaron con agua y se realizó un lavado adicional con solución de hidróxido de sodio aplicando acción mecánica con el propósito de retirar la capa de cera que tiene la fruta. Posteriormente se pasaron por una despulpadora (ESSEN D-50-KH, Colombia) para obtener un jugo libre de semillas y piel con una concentración de 13°Brix y un pH de 3,36 a 20°C. Finalmente el jugo se concentró hasta 14,5°Brix a una temperatura controlada de 65°C.

Para la elaboración de las emulsiones inicialmente se realizó la preparación de la fase acuosa con un equipo Ultra turrax (IKA+18, Alemania) basic para la mezcla de jugo de uchuva, vinagre y goma xantan, con agitación a una velocidad de 15500 rpm durante 2 min. Posteriormente se adicionó la yema de huevo previamente hidratada y se agitó durante 2 min a la misma velocidad. Una vez obtenida la fase acuosa se adicionó gradualmente el aceite durante 6 min. Finalmente la mezcla se agitó a 20.000 rpm durante 1 min para garantizar la homogeneidad de la emulsión. Los aderezos obtenidos se almacenaron en recipientes plásticos a 8°C durante 28 días.

La estabilidad física de los aderezos se determinó mediante el índice de cremado para lo cual se tomaron 10 ml de cada aderezo y se pasaron a tubos de ensayo según procedimiento descrito por Chatsisvilly (3), expresado mediante la Ecuación 1.

... Ecuación (1)

Donde H (%) es el índice de cremado, Ht es la altura visible de la capa separada y H0 es la altura inicial de la emulsión. Las mediciones se realizaron cada 7 días durante 28 días.

Para el análisis del tamaño de gota, se utilizó un microscopio óptico (Olympus CX-31, Japón) y una cámara digital (Nikon One Coolpix, Japón). Se tomaron muestras de 0,5 ml de los aderezos cada 7 días durante 28 días y se observaron utilizando el objetivo de 40X.

Para la selección del aderezo físicamente más estable se tuvo en cuenta un índice de cremado de 0% y una distribución uniforme de las gotas de aceite durante el almacenamiento sin aparición de los fenómenos de coalescencia o floculación.

Los valores máximos y mínimos de cada componente se seleccionaron de acuerdo a la norma NTC 4580 (7). Mediante el programa Minitab 16 se realizó un diseño de mezclas de vértices extremos y 3 repeticiones en puntos centrales, para un total de 19 tratamientos con combinaciones de fracciones altas, medias y bajas (Tabla 1). Los pseudocomponentes mostrados en la tabla se convirtieron a los pesos correspondientes.

Se utilizó un análisis de varianza con significancia mayor al 95% (p<0,05). Adicionalmente se planteó un modelo de segundo orden, Ecuación 2, para predecir el punto óptimo.

... Ecuación (2)

Donde Y es la variable de respuesta, ??i son los coeficientes de estimación y A, B, C y D son los componentes estudiados.

RESULTADOS

En la Figura 1 se observan los aderezos que presentaron cremado y que son considerados inestables. La Tabla 2 muestra el análisis de varianza para la selección del modelo.

La Ecuación 3 muestra el modelo para el índice de cremado (H) para los componentes aceite (A), jugo de uchuva ( J), yema de huevo (Y) y goma xantan (G)

... Ecuación (3)

La Figura 2 muestra el análisis de microscopía para dos aderezos. Los círculos en las imágenes representan las gotas de aceite y los espacios vacíos representan la fase acuosa de los aderezos.

DISCUSIÓN

En la Figura 1 se observa que los aderezos sin yema de huevo y sin goma xantan (M5 y M17) fueron inestables desde el inicio del almacenamiento. Los aderezos que no presentaron cremado se consideran físicamente estables. Esta estabilidad se atribuye a las concentraciones adecuadas de yema de huevo y al aumento de la viscosidad de la fase acuosa debido a la goma xantan, lo cual impide el movimiento de las gotas de aceite disminuyendo la posibilidad de floculación o coalescencia (8).

El análisis de varianza muestra que el modelo cuadrático planteado presentó efecto significativo, así como la interacción Jugo*Aceite. En la ecuación 5 se observa que la yema de huevo y las interacciones jugo*goma y aceite*goma ejercen un efecto negativo en el índice de cremado H (%), contribuyendo a la disminución de este parámetro.

En el análisis de microscopía de la Figura 2 se muestra el aderezo M2 como el más estable físicamente, debido a que no presenta separación de fases y mantiene una distribución uniforme de las gotas de aceite en el almacenamiento. También se observa que los espacios vacíos (sin gotas) tienden a ser más grandes en M13 que para M2, por tanto es posible sugerir un debilitamiento de los vínculos en el sistema emulsionado (5). Un aumento en el tamaño de las gotas de aceite en la muestra M13 indica la aparición del fenómeno de coalescencia.

Debido a la inestabilidad de los aderezos emulsionados, además de la estabilidad física también es necesario realizar estudios de estabilidad química y de comportamiento de flujo de este tipo de productos.

CONCLUSIONES

El mecanismo de desestabilización predominante en los aderezos fue el cremado, el cual fue auspiciado principalmente por la coalescencia de las gotas de aceite durante el almacenamiento. Esta inestabilidad fue de origen físico, debida a las proporciones de los ingredientes en la emulsión.

El aumento de la proporción de goma xantan por encima de 0,002 genera emulsiones físicamente estables debido al aumento de la viscosidad de la fase acuosa lo que ocasiona disminución en el movimiento de las gotas de aceite.

El aderezo más estable físicamente en el almacenamiento fue el M2 con proporciones de jugo de uchuva 0.628, aceite 0.362, goma xantan 0.0040 y yema de huevo 0.0060.

References

REFERENCIAS

1. Castro A, Rodriguez L, Vargas E. Secado de uchuva (Physalis peruviana L) por aire caliente con pretratamiento de osmodehidratación. Vitae. 2008;15(2):226-31.

2. Puente L a., Pinto-Muñoz C a., Castro ES, Cortés M. Physalis peruviana Linnaeus, the multiple properties of a highly functional fruit: A review. Food Res Int. Elsevier Ltd; 2011;44(7):1733-40.

3. Chatsisvili NT, Amvrosiadis I, Kiosseoglou V. Physicochemical properties of a dressing-type o/w emulsion as influenced by orange pulp fiber incorporation. LWT - Food Sci Technol. Elsevier Ltd; 2012 Apr ;46(1):335-40.

4. Izidoro DR, Scheer AP, Sierakowski M-R, Haminiuk CWI. Influence of green banana pulp on the rheological behaviour and chemical characteristics of emulsions (mayonnaises). LWT - Food Sci Technol. 2008;41(6):1018-28.

5. Ma Z, Boye JI, Fortin J, Simpson BK, Prasher SO. Rheological, physical stability, microstructural and sensory properties of salad dressings supplemented with raw and thermally treated lentil flours. J Food Eng. 2013;116(4):862-72.

6. NTC 4530. Norma Técnica Colombiana. Industrias alimentarias. Salsas o aderezos para ensaladas.

7. NTC 4580. Norma Ténica Colombiana. Frutas frescas. Uchuva. Especificaciones.

8. Arancibia C, Jublot L, Costell E, Bayarri S. Flavor release and sensory characteristics of o/w emulsions. Influence of composition, microstructure and rheological behavior. Food Res Int. Elsevier Ltd; 2011;44(6):1632-41.