Evaluación del efecto de un envase activo en los niveles de MDA como subproducto de la oxidación lipídica del chorizo.
Universidad de Antioquia, facultad de química farmacéutica, Procesos de alimentos I.
Resumen
La actividad antioxidante del extracto de uva y su uso como ingrediente alimentario han sido ampliamente documentados. El objetivo del presente estudio fue evaluar el efecto inhibitorio sobre la peroxidación lipídica, de un extracto de semillas y cascaras de uva Isabel, en un producto cárnico embutido como el chorizo, en comparación con el ascorbato de sodio. Se realizaron cuatro productos diferentes: la mitad de la producción se formuló y embutió de forma convencional, el resto fue formulado sin ascorbato de sodio y se embutió en fundas impregnadas del extracto de uva, facilitando así su migración hacia el interior del producto. En ambos casos se tomó una muestra y se sometió a un proceso de secado, su propósito fue evaluar la influencia del tratamiento térmico sobre la eficacia del extracto. Para medir el grado de oxidación lipídica se utilizó el método de TBARS, y se observó que el extracto de uva fue eficaz al momento de inhibir la oxidación de los lípidos en el chorizo crudo y con secado, resultados que no difieren mucho de las muestras que contenían ascorbato de sodio. A partir de esto se puede concluir que las semillas y cáscara de la uva son subproductos que poseen un potencial efecto sobre la inhibición de la oxidación lipídica, similar al de los ascorbatos.
Palabras clave: Actividad antioxidante, oxidación lipídica, extracto de piel y semillas de uva, compuestos fenólicos.
1. Introducción
A través de la historia, el desarrollo de los alimentos ha sido generado en gran parte por el consumidor, que cada día es más exigente y teme más por la calidad de lo que ingiere, pues ha aumentado la conciencia y el temor por su salud, por ello es de gran importancia el estudio de nuevas tecnologías de conservación de alimentos, evitando en lo posible el uso de compuestos sintéticos y aumentando el de los naturales.1En busca de esa mejora en la calidad alimentaria, es de interés aprovechar las cualidades de las frutas, y en especial de los residuos agroalimentarios, allí podemos encontrar compuestos funcionales y que podrían ser empleados como ingredientes en la industria cárnica. Es el caso de la
uva, usada en la industria vinícola y de jugos, las cuales generan anualmente de 2-3 millones de toneladas de residuos.1
La conservación de un producto embutido como el chorizo, requiere gran atención, debido a su composición y facilidad de deterioro influenciada por la alta manipulación y temperaturas de proceso, que contribuyen principalmente con la oxidación de los lípidos y un aumento en el deterioro microbiano.
Los cambios asociados a la oxidación lipídica constituyen la principal causa de deterioro de la carne y/o productos cárnicos, ya que provocan aparición de olores, sabores desagradables y alteración del color; en general, una reducción de la calidad organoléptica del producto. Así mismo dan lugar a una disminución del valor nutritivo y generación de compuestos potencialmente nocivos para la salud. En este sentido, los radicales lipídicos, hidroperóxidos, malondialdehído (MDA) y productos específicos de la oxidación lipídica juegan un papel importante al promover las reacciones oxidativas in vivo e iniciar reacciones perjudiciales.1 Durante años se han desarrollado diversas estrategias para prevenir este deterioro oxidativo en productos de origen cárnico, como el empleo de antioxidantes sintéticos2 o limitar el acceso del oxígeno a los componentes susceptibles a la oxidación como lípidos y proteínas. Al mismo tiempo se han desarrollado nuevos métodos de almacenamiento como el envasado al vacío o el envasado en atmósferas modificadas, con el fin de prevenir la aparición de fenómenos de oxidación en el producto final.
La capacidad antioxidante de los compuestos fenólicos se debe a su capacidad de eliminar los radicales libres, donar átomos de hidrógeno y quelar cationes metálicos.2 Los extractos de piel y semillas de uva tienen un alto contenido de polifenoles totales y actividad antioxidante.3 Además la piel de la uva es una fuente potencial para la extracción de antocianos y el contenido de polifenoles es tal que su extracción podría ser económicamente viable. Se han realizado numerosos estudios, en donde los autores revelan las propiedades de la uva, se analizaron los extractos de dos diferentes variedades de uva y su efecto sobre la calidad de carne de cerdo (pH, deterioro microbiano, oxidación de los lípidos y las características de color), este estudio demostró como usando diferentes métodos de extracción del orujo de la uva y posteriormente aplicándolo a hamburguesas de carne de cerdo, se podría obtener un antioxidante de bajo costo, pues los resultados muestran una disminución de la oxidación lipídica. En otros estudios se mostró la extracción de antioxidantes de la cascara y semillas de uva Isabela y Niágara, su inclusión en carne de pollo crudo y cocido, y la evaluación su comportamiento durante el almacenamiento del producto. Se obtuvieron buenos resultados, ya que los extractos añadidos fueron eficaces en la inhibición de la oxidación de los lípidos de la carne de pollo cruda y cocida, ofreciendo características agradables al consumidor3.
Teniendo como base estudios anteriores, que demuestran la eficacia antioxidante del extracto de semillas y cáscaras de uva como ingrediente en la formulación de productos cárnicos, se propuso aplicar este efecto a un envase activo; alternativa ampliamente explorada en alimentos y que consiste en la adición de una sustancia activa al material del envasado, mejorando de esta forma la funcionalidad del envase, y para este caso, el extracto, con el fin de disminuir los procesos de oxidación lipídica en el producto.4
En consecuencia, el presente trabajo fija su atención en un novedoso envase activo diseñado para un producto cárnico como el chorizo, que implica la impregnación previa de la funda en un extracto de uva obtenido a partir de residuos; cascara y semillas, ricos en compuestos fenólicos y excelentes candidatos como sustituyentes de antioxidantes sintéticos en productos cárnicos, por su fácil obtención, efecto benéfico sobre el producto y su atractivo carácter natural
2. Materiales y Métodos
2.1 Preparación del extracto
2.1.1 En etanol
Las semillas y cáscaras se secaron en un horno con circulación de aire forzado a 40 º C durante 24 h, posteriormente se molieron, obteniendo un diámetro de partícula de menos de 0,5 mm. El residuo seco y molido se maceró con etanol 80% (v / v) bajo agitación constante en un agitador rotatorio a temperatura ambiente y protegido de la luz durante 48 h. El extracto se filtró (papel de filtro cualitativo de 12,5 mm), este extracto de semillas y cáscara, se almacenó en frascos de vidrio ámbar y se almacenaron a 4°C hasta su uso.
2.1.2 En metanol acetona
Las semillas y cáscaras se secaron en un horno con circulación de aire forzado a 40 º C durante 24 h, posteriormente se molieron, obteniendo un diámetro de partícula de menos de 0,5 mm. Se tomaron 2 gr del residuo seco y se agregó 8 ml de Metanol-Agua (50:50). Se llevó al vortex por unos minutos. Luego se llevó al cheaker por 1 hora. Se centrifugó a 5000 RPM 15 min. Se Filtró en balón volumétrico de 25 ml. Al residuo que se obtuvo de la filtración se agregó 8 ml de Acetona-Agua (70:30). Se llevó al vortex por unos minutos. Luego se llevó al cheaker por 1 hora. Se centrifugó a 5000 RPM 15 min. Se Filtró en balón volumétrico de 25 ml y se aforó.
2.2 Determinación de actividad antioxidante en el extracto
Ensayo DPPH
El efecto de los compuestos antioxidantes frente al radical DPPH• fue estimado usando el procedimiento descrito por Sharma (Sharma O.P. et al., 2009) con algunas modificaciones. La solución de DPPH• en metanol. Las muestras y las soluciones de Trolox (Estándar) fueron preparadas en metanol, estas se mezclaron con la solución radical DPPH•, todas las muestras se evaluaron en microplacas, por triplicado y simultáneamente con las soluciones estándar. Se leyó la absorbancia a 517 nm usando un espectrofotómetro de microplatos.
2.3 Preparación de la funda
Antes de elaborar el chorizo se sumergió la funda de celulosa en la solución de extracto de uva en etanol, durante 10 minutos. Posteriormente se dejó secar al ambiente sobre una bandeja durante un tiempo de 30 minutos, asegurando que el etanol presente se evaporara, para posteriormente proceder a embutir.
2.4 preparación del chorizo
2.4.1 Equipos y Utensilios
Cuchillos, balanzas, básculas, molino, embutidora, porcionadora, cava de congelación, mezcladora
2.4.2 Curado por frotamiento
2 g de polvo praga.
1 g de azúcar.
10 g de sal.
2 g de ácido ascórbico ó ascorbatos.
Por cada kg de carne a curar 3.
2.4.3 Elaboración del chorizo
Se elaboró cuatro referencias de chorizo, una de ellas fue el chorizo embutido en la funda “activa” (funda impregnada con extracto de uvas) en cuya formulación se eliminó el ascorbato de sodio, otra fue la muestra control, el producto se embutió en una funda de celulosa sin sumergir y se usó ascorbato de sodio en la formulación, por último, éstas muestras se dividieron en 2 grupos uno al que se le aplicó secado y otro al que no. Se codificó de la siguiente manera:
Cs: Control con secado
Css: Control sin secado
Ms: Muestra con secado
Mss: Muestra sin secado
Flujograma del proceso de elaboración de chorizo
Recepción
Charqueo o limpieza
Pesaje
Curado
Molienda
Disco de 8mm
Adición de ingredientes
Mezcla
Embutido
Porcionado
Secar y/o ahumar
Enfriamiento
Pesaje
Empacado, rotulado y almacenamiento
2.4.4 Formulación de chorizo común
INGREDIENTES %
Carnaza 61.40
Tocino 15.0
Condimento chorizo 1.50
Cebolla junca 3.00
Cebolla puerro 2.00
Pimentón 1.70
Base regal 0.30
Promax 0.50
Harina de trigo 1.00
Wheatex hidratado 1.90
Almidón de papa 3.50
Ajo 0.20
Humo 0.08
Polvo praga 0.30
Paprika 0.30
Monoglutamato 0.10
Accord 0,05
Sal 0.20
Hielo 6.97
Total 100
2.5 Análisis de oxidación de lípidos
2.5.1 Extracción de la grasa
La extracción de la grasa se realizó siguiendo el método descrito por Folch y cols., 1957; Bligh y Dyer, 1959. Utilizando una mezcla de solventes, uno polar y otra apolar. La combinación usada fue cloroformo con metanol, en proporciones 2:1 sobre 10 g de muestra, se sonicó durante 20 minutos y posteriormente se adicionó agua para que el metanol pasará a la fase acuosa y todos los lípidos quedaran disueltos en el cloroformo. Éste se eliminó usando un rotaevaporador con baño digital a 65°C.
2.5.2 TBARS en aceites.
El grado de oxidación de los aceites y extractos lipídicos de las muestras se evaluaron según el método reportado por Pegg R. (1970). Los aceites fueron diluidos en 1-butanol, y su grado de oxidación fue evaluado cuantificando sus niveles de malondialdehído (MDA), el cual es un subproducto de la peroxidación lípidica que forma un complejo coloreado al reaccionar con el ácido tiobarbitúrico. Las muestras fueron mezcladas con ácido tiobarbitúrico, luego incubadas en baño maría a 95°C durante 2 horas, luego se midió su absorbancia en un espectrofotómetro a 532 nm.
2.6 Análisis microbiológico
2.6.1 Recuento de microorganismos mesófilos.
Se prepararon la muestra y las diluciones de la misma, se transfirieron por duplicado alícuotas de 1ml de cada una de las diluciones consecutivas en cajas de Petri estériles, se vertieron sobre las cajas de Petri 15 ml de agar plate count fundido y mantenido a 45°C, se mezcló el inoculo con el medio de cultivo fundido, se agitaron las cajas de arriba hacia abajo 5 veces, se rotaron las cajas cinco veces en el sentido de las agujas del reloj y en sentido contrario haciendo un ángulo recto sobre el movimiento. Una vez solidificado el cultivo, se invirtieron las cajas y se incubaron a 35°C durante 48 horas.
2.6.2 Determinación de coliformes totales (nmp)
Se tomó 1ml de cada una de las diluciones de homogenizado del producto en tubos con caldo lactosado bilis verde brillante al 2%, y se utilizaron tres tubos por cada dilución. Se agitaron suavemente los tubos y se incubaron a 35°C por 24-48 horas. Pasadas las 48 horas se anotaron los tubos que mostraron producción de gas y turbidez.
3. Resultados
3.1 Actividad antioxidante del extracto de semillas y cascaras de uva Isabel.
En la extracción con acetona-metanol se obtuvo una actividad antioxidante de 279,921µmol (Trolox)/g ± 4,1168 y en la extracción con etanol 159,0545µmol (Trolox)/g ± 3,9562.
3.2 Medida de oxidación
Lipídica en muestra y control con y sin secado.
Grafica 1. Valores promedio de TBARS en el chorizo crudo y seco, con
tratamientos antioxidantes diferentes después de once días del almacenamiento
en refrigeración.
3.3 Pruebas microbiológicas (Mesófilos y Coliformes totales)
En ambos ensayos, tanto para Mesofilos como para Coliformes, hubo ausencia.
4. Discusión
Los resultados obtenidos en la evaluación del extracto de uva, mostraron que hubo una mayor actividad antioxidante en el preparado con la mezcla acetona – metanol, sin embargo debido a que la impregnación de la funda se realizó directamente sobre los solventes, fue necesario utilizar el extracto que se preparó en etanol, con el fin de evitar inconvenientes de carácter toxico. En cuanto a la medida de oxidación lipídica, se observó que aunque no se usó en la elaboración del producto el extracto con mayor actividad antioxidante, los resultados obtenidos fueron satisfactorios, ya que el grado de oxidación en la muestra con y sin secado fue muy similar al de la muestra control con y sin secado. Estos resultados se pueden observar en la gráfica 1, donde se ven claramente los niveles de MDA (subproducto de la oxidación lipídica). La muestra y el control sin secado presentan los niveles de MDA más bajos, mientras que en la muestra y control con secado se observan los niveles más altos, siendo este aumento mayor en la muestra control que en aquella con la funda impregnada de extracto, contrario a lo esperado, pues se creía que por el carácter natural del extracto de uva, éste se vería más afectado por el calor que aquellas muestras en cuya formulación se incluyó el antioxidante sintético ascorbato de sodio. Todo esto sugiere sin embargo, que la temperatura es un factor importante ya que podría acelera la oxidación lipídica de los productos cárnicos, aspecto que se refleja en un aumento considerable de los niveles de MDA en aquellas muestras sometidas a secado.
Las pruebas microbiológicas realizadas no son determinantes para concluir acerca de la capacidad antimicrobiana del extracto de uva, por otro lado solo fue posible realizar tales pruebas a la muestra seca, no hubo control para hacer comparaciones.
Finalmente, se puede concluir que el envase activo con extracto de uva cumplió su papel como potencial antioxidante en un producto cárnico embutido, sustituyendo uno de los antioxidantes sintéticos más utilizado. Su acción es más eficaz en muestras sin secar, el desarrollo es viable ya que los subproductos industriales de la uva han sido poco explotados, y la extracción de sus componentes bioactivos puede ser mejorada, re-evaluando la metodología y los solventes utilizados, para obtener un extracto con la máxima capacidad antioxidante posible, llegando así a ser comercialmente competitivos
5. Conclusiones
El uso de antioxidantes naturales, es una buena opción para reducir las reacciones oxidativas en los productos cárnicos, ya que su empleo es bien aceptado por los consumidores y su eficacia se ha documentado ampliamente.
Con el presente trabajo se logró comprobar el potencial antioxidante del extracto de piel y semillas de uva al ser aplicado sobre una funda utilizada durante la elaboración de chorizo.
Se probó de igual forma que los residuos agroindustriales son fuente de una gran cantidad de compuestos de interés bioactivo que deberían ser utilizados y aplicados como ingredientes funcionales en la producción de diversos tipos de alimentos.
Se puede contemplar la utilización de una funda activa, cubierta de extracto de uva como sustituyente de uno de los principales antioxidantes sintéticos de la industria cárnica: el ascorbato de sodio, pues el papel antioxidante desempeñado por el extracto natural es comparable a la acción del sintético sobre un producto cárnico tradicional.
Es de vital importancia que se estudie posteriormente la concentración óptima de extracto que disminuya de forma considerable los niveles de MDA y que al mismo tiempo no altere las características organolépticas de los productos. De igual manera se sugiere un estudio de vida útil y actividad antimicrobiana para explorar a fondo el potencial del extracto de uva.
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