Colorantes Para Yogurt.

IX CONGRESO DE CIENCIA DE LOS ALIMENTOS y V FORO DE CIENCIA Y TECNOLOGÍA DE ALIMENTOS

XXV Aniversario de la Carrera de Ingeniería en Alimentos en el Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad de Guanajuato

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Extracción y Uso de Pigmentos de Cáscara de Higo (Ficus carica) como Colorantes en Yogur

Aguilera Ortiz Miguel1, Alanis Guzmán María Guadalupe2, Reza Vargas María del Carmen1 y María Guadalupe Candelas Cadillo1. 1Facultad de Ciencias Químicas-UJED. 2Facultad de Ciencias Biológicas-UANL. Av. Artículo 123 s/n, Fracc. Filadelfia. Gómez Palacio, Dgo. E-mail: [email protected] Resumen El objetivo del presente trabajo fue determinar el uso potencial de las antocianinas extraídas de cáscara de higo, como colorantes en yogur. Se empleó la variedad misión, que posee alta concentración de antocianinas en la cáscara. Extractos acuosos de antocianinas se secaron por aspersión y liofilización, comparándose los métodos. Las antocianinas extraídas de la cáscara fueron añadidas a un yogur natural comercial, en concentración de 0.8, 1.0 y 1.2 g/50 g de yogur. Las muestras de yogur coloreadas se almacenaron bajo condiciones de refrigeración (4ºC ± 2) durante 25 días y se les midió color y pH cada 5 días. El color del yogur obtenido con los dos métodos fue diferente. Los coloreados con los extractos por aspersión mostraron un tono rojizo más profundo que los obtenidos por liofilización. El color de los yogures se mantuvo sin cambios durante los primeros 10 días, pero entre los días 10 y 15 de almacenamiento, cambio a una tonalidad rojiza menos profunda, al incrementarse ligeramente los valores de Hue. Sin embargo, estos cambios no fueron visualmente evidentes, por lo que es posible el uso de los pigmentos de la cáscara de higo para colorear alimentos de acidez intermedia como el yogur. Palabras clave: antocianinas, higo, colorante, yogur. Abstract Extraction and Use of Pigments from Skin Fig (Ficus carica) as Colorants in Yogurt The aim of the present work was to determine the potential use of anthocyanins from skin fig as colorants in yogurt. Pigments were extracted from a mission variety, which possess a high anthocyanins concentration in the skin. Aqueous extracts of skin-fig pigments were dehydrated by spray drying and freeze drying. 0.8, 1.0 and 1.2 g of anthocyanins extracts from the skin were added to 50 g of a commercial plain yogurt. Yogurt samples were kept under refrigerated conditions and color and pH were monitored every 5 days interval during three weeks. The color of yogurts dyed with each of the methods was different. Yogurts dyed with spray drying extracts showed a more intense reddish tone than those dyed with freeze drying. After 10 to 15 days under refrigerated storage, the color of all yogurt samples



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changed to a less intense reddish tone according to the Hue values, nevertheless, these changes were not visually evident. Key words: anthocyanins, fig, colorant, yogurt. Introducción Actualmente, el uso de colorantes sintéticos en alimentos ha sido severamente cuestionado en los países desarrollados, ya que algunos reportes indican que el consumo indiscriminado de estos pigmentos está ligado con el desarrollo de enfermedades degenerativas como algunos tipos de cáncer (Wang et al, 1997). De los colorantes que han sido prohibidos destacan los rojos, por lo que las antocianinas son el grupo más importante de compuestos hidrosolubles, responsables de los colores rojos, púrpura y azul que se aprecian en flores, frutos y otras partes de las plantas (Harborne, 1967). Por años estos compuestos han sido consumidos por el hombre sin ningún efecto perjudicial evidente. Su incorporación en alimentos tiene la ventaja no sólo de impartir color, sino que por las propiedades antioxidantes que las antocianinas poseen (Wang et al, 1999), se pueden considerar como alimentos funcionales. La utilización de estos compuestos como pigmentos en alimentos ha estado limitada por su susceptibilidad, entre otros factores, al pH y a la temperatura (Markakis, 1982). De acuerdo al valor del pH, se presenta una variación en el color que adquieren las antocianinas cuando están en solución. Por consiguiente, Nollet (1996), reporta que en medios fuertemente ácidos (a valores por debajo de 2) las antocianinas existen en su forma coloreada roja como cationes de flavilium y que a valores de pH débilmente ácidos, neutros y básicos, el carbinol y las formas de la base quinonoidal dominan al catión flavilium, tanto que el color decrece y cambia de rojo a azul. El descubrimiento de las antocianinas de tipo acilado, que son más estables a cambios de temperatura y pH que los no aciladas, ha venido a reactivar nuevamente la búsqueda de fuentes naturales de estos compuestos para su uso como pigmentos en alimentos (Rodríguez et al, 1998). La mayor estabilidad que muestran las antocianinas aciladas a cambios de pH y temperatura se considera que se debe a que los radicales acilo interactúan con los núcleos de flavilium y logran así dar mayor estabilidad a la copigmentación intramolecular, además de prevenir la reacción de hidratación del C2 de la molécula (Dougall et al, 1997). En la Región de la Comarca Lagunera de Durango, específicamente en el Municipio de Lerdo, se encuentra un área de cultivo de higo de 10 a 25 hectáreas con un aproximado de 4000 árboles, los cuáles dan una producción anual de 40 toneladas de higo



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por temporada. Como se sabe el higo posee pigmentos como las antocianinas que se encuentran en la cáscara cuyo contenido llega a ser de hasta 532.5 g/Kg de muestra. En base a lo anterior, los objetivos del presente trabajo fueron: obtener extractos acuosos de antocianinas, producir el pigmento en polvo por un método de secado industrial y adicionar estos pigmentos como colorante natural a un yogur natural comercial. Materiales y Métodos El proceso se basó en obtener extractos acuosos a partir de la cáscara de higo congelada, donde posteriormente se ajustó el por ciento de sólidos (20%) con maltodextrina 30 DE para encapsular el extracto y estabilizar el pigmento por medio de secado por aspersión y liofilización. El extracto acuoso y el encapsulante se alimentaron al secador por aspersión experimental marca Buchi modelo B-191, donde se seleccionó la temperatura del aire de entrada, cuyo valor fue de 180 ±2 ºC. La velocidad de alimentación se ajustó de manera que la temperatura máxima del aire a la salida fuera de 92-96°C. Para el liofilizado de los extractos, estos previamente se precongelaron en un ultracongelador y después se introdujeron en el portamuestras del liofilizador. La temperatura de la cámara de congelamiento fue de -44ºC y el vacío del sistema fue de 596 x 10-3 Mbar. Una vez obtenido el polvo de cáscara de higo en cada proceso, se colocó en frascos de vidrio y posteriormente se cubrieron con papel aluminio adentro de una bolsa de polietileno. Luego se almacenaron en un lugar fresco y seco, debidamente etiquetados. Previamente, se caracterizaron en cuanto a color y pH, tres marcas comerciales de yogur sabor fresa para tener una referencia en cuanto al color de estos productos. Una vez estabilizado el pigmento (secado por aspersión y liofilizado) se adicionó a un yogur natural en diferentes concentraciones (0.8, 1.0 y 1.2 g/50 g de yogur, respectivamente). Primero se pesaron las cantidades correspondientes del polvo obtenido de cada proceso, luego se midieron 10 mL de una solución de ácido láctico 3% y se mezcló junto con el polvo hasta su incorporación total (color rojo). Después, esta mezcla se adicionó a los 50 g de yogur natural y se agitó manualmente hasta su disolución. Finalmente, se evaluó la estabilidad del pigmento midiendo el color (Luminosidad, Hue y cromaticidad) y el pH cada 5 días durante 25 días de almacenamiento bajo refrigeración a 4ºC ±2 en oscuridad. Resultados y Discusión



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El pigmento se incorporó fácilmente y en forma homogénea en el yogur, sin que se observara la formación de puntos de color, durante los 25 días de evaluación. Tampoco se observó sinéresis (separación de fases) del color o migración del colorante hacia el suero del yogur. El color de los yogures adicionados con pigmento en polvo obtenido por aspersión y liofilizado fue diferente desde el tiempo cero, a pesar que las concentraciones usadas fueron las mismas para los dos métodos, como se puede observar en la Tabla 1. La luminosidad es más alta tanto en el control como en el yogur adicionado con polvo obtenido por aspersión con respecto al liofilizado, parecido a los valores que arrojaron los yogures comerciales. Tabla 1. Color de los yogures sin y Adicionados con Pigmento de Higo Obtenido por Aspersión y Liofilizado, al Inicio y al Final de la Evaluación.

Valores iniciales Valores finales TRAT L Hue Chroma L Hue Chroma Control 42.7 119.2 3.8 45.8 118.1 4.2 ASP 0.8 42.3 10.4 5.5 41.8 18.3 4.5 ASP1.0 40.4 8.0 6.0 38.3 14.1 5.1 ASP 1.2 44.2 7.2 6.8 40.0 12.1 5.6 LIO O.8 37.9 22.8 3.2 39.0 32.0 2.8 LIO1.0 38.6 17.1 3.9 37.9 25.5 3.3 LIO 1.2 38.2 13.9 4.2 35.9 21.0 3.6 MARCA

“A” 43.8 24.8 12.4 43.8 24.8 12.4

MARCA “B”

46.1 28.0 12.2 46.1 28.0 12.2

MARCA “C”

49.1 17.1 10.9 49.1 17.1 10.9

Los valores de tono o matiz para los yogures adicionados con polvo obtenido por aspersión fueron menores de 11º, que corresponden a un color rojo con tonalidad violeta. En el caso del yogur coloreado con el polvo obtenido por liofilización, los valores del tono o matiz fueron 22.8, 17.1 y 13.9º, respectivamente, y el color se observó que conforme se aumentó la concentración la tonalidad se fue haciendo más intensa. Para el caso de los valores de chroma, se observaron colores más vivos para el caso de los yogures adicionados con



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pigmento en polvo obtenido por aspersión conforme se aumentó la concentración, no así para el caso de los yogures adicionados con pigmento en polvo obtenido por liofilización. El tono o matiz presentó un ligero incremento entre los días 10 y 15, que se acentuó entre los días 20 y 25 de almacenamiento, como se puede observar en la Figura 1. Durante el tiempo de almacenamiento evaluado, los valores de chroma decrecieron ligeramente tanto en los yogures adicionados con pigmento en polvo obtenido por aspersión como por liofilización. Se compararon los dos métodos para ver cuál de ellos fue mejor mediante una prueba de t student, como se puede observar en las Tablas 2 y 3. Tabla 2. Prueba de t Student para la Estabilidad del Pigmento Obtenido por Aspersión y Liofilizado, Valorando Hue.

Hue TRATAMIENTO 0 25 ASPERSIÓN 8.552667a 14.82611a

LIOFILIZACIÓN 17.92764b 26.14471b

p = 0.000033 p = 0.000351 Tabla 3. Prueba de t Student para la Estabilidad del Pigmento Obtenido por Aspersión y Liofilizado, Valorando Chroma.

Hue TRATAMIENTO 0 25 ASPERSIÓN 6.106043a 5.095020a

LIOFILIZACIÓN 3.748196b 3.234544b

p = 0.000006 p = 0.000005 Con todo lo anterior, podemos afirmar que el pigmento en polvo obtenido por aspersión presentó los valores más parecidos a los yogures comerciales, sobre todo al de la marca “C”.



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Figura 1. Estabilidad de Yogur sin y Adicionado con Pigmento en Polvo de Cáscara de

Higo Obtenido por dos Métodos Diferentes, Valorando Tono o Matiz. Ninguno de los yogures coloreados con los extractos de antocianinas igualó los estándares de color del yogur comercial de fresa usado como referencia, ya que la industria emplea mezclas de colorantes para lograr los colores que desea, por lo que sería muy difícil con un solo extracto alcanzar tales valores. El incremento en el valor de tono indica que el color de los yogures cambió hacia un tono rojizo menos profundo. Se monitoreo el color en el yogur base empleado para los diferentes tratamientos, encontrando que el valor de tono se ligeramente modificó durante el período de evaluación, manteniendo un tono amarillento, por lo que los cambios observados en los yogures coloreados se atribuyen a la degradación de las antocianinas del extracto. Es posible obtener extractos acuosos de antocianinas a partir de cáscara de higo congelada. Los extractos acuosos pueden ser secados por aspersión mediante la técnica de encapsulación. El polvo de pigmento de cáscara de higo se adiciona a un yogur comercial natural para impartirle un color similar al de los yogures de fresa. La cáscara de higo puede ser recomendada como posible fuente de colorante natural.

0

20

40

60

80

100

120

140

0 5 10 15 20 25Almacenamiento, días

ºHue

TRAT0%ASP 0.8ASP1.0ASP1.2LIO 0.8LIO 1.0LIO 1.2MARCA "A"MARCA "B"MARCA "C"



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Bibliografía Dougall DK, Baker DC, Gakh E, Redus M. 1997. Biosynthesis and Stability of Monoacylated

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