Efecto de la filtración a través de partículas funcionalizadas con compuestos antimicrobianos sobre la calidad y vida útil de zumo de manzana

Abstract

[ES] El objetivo de este trabajo fue la aplicación de un sistema de filtración basado en micropartículas de sílice funcionalizadas con componentes de aceites esenciales (carvacrol, eugenol, timol o vainillina), como método de alternativo al tratamiento térmico convencional de zumo de manzana. Tras la confirmación de la inmovilización de los compuestos antimicrobianos sobre las partículas, se validó la capacidad del proceso de filtración para reducir al menos en 5 órdenes logarítmicos las colonias de Escherichia coli K12. Además, se evaluó la influencia del filtrado sobre los parámetros fisicoquímicos (pH, acidez, sólidos solubles y color) y microbiológicos (crecimiento de microorganismos aerobios mesófilos, psicrófilos y mohos y levaduras) del zumo a lo largo de su almacenamiento en refrigeración, así como el potencial lixiviado de los compuestos bioactivos inmovilizados. Los resultados mostraron la capacidad de las partículas funcionalizadas para eliminar la microflora típica del zumo de manzana fresco y mantener la estabilidad microbiológica del producto a lo largo de su vida útil. La filtración a través de las partículas no funcionalizadas y funcionalizadas con eugenol preservó las propiedades fisicoquímicas del zumo. Por su parte, la filtración a través de carvacrol, timol y vainillina inmovilizados afectó de forma significativa a algunas de las características del producto, probablemente por la liberación parcial de dichos compuestos a la matriz alimentaria. La optimización de la metodología de inmovilización es esencial como paso previo para la aplicación de la tecnología desarrollada en la industria. No obstante, se puede concluir que la inmovilización de estos compuestos bioactivos sobre la superficie de micropartículas de sílice presenta un alto potencial como tecnología de filtración para la pasteurización en frío de zumo de manzana.

[EN] The objective of this work was the application of a filtration system based on silica microparticles functionalized with essential oil components (carvacrol, eugenol, thymol and vanillin), as an alternative method to the conventional thermal treatment of apple juice. After confirming the immobilization of the antimicrobial compounds on the particles, the capacity of the filtration process to reduce at least 5 logarithmic orders of Escherichia coli K12 was validated. In addition, the influence of the filtration on the juice physicochemical (pH, acidity, soluble solids and color) and microbiological (growth of mesophilic aerobic microorganisms, psychrophiles and molds and yeasts) parameters was evaluated throughout its storage in refrigeration, as well as the potential leaching of the immobilized bioactive compounds. The results showed the capability of the functionalized particles to eliminate the typical microflora of the fresh apple juice and to preserve the microbiological stability of the product throughout its shelf life. Filtration through nonfunctionalized and eugenol-functionalized particles preserved the physicochemical properties of the juice. On the other hand, the use of immobilized carvacrol, thymol and vanillin affected significantly some of the characteristics of the food, probably due to the partial release of the compounds to the food matrix. The optimization of the immobilization methodology is essential as a previous step for the application of the developed technology in the industry. Nevertheless, the immobilization of these bioactive compounds on the surface of silica microparticles allows the development of a filtration technology for the cold pasteurization of apple juice that can be used as an alternative to conventional thermal treatment.