OPTIMIZACIÓN DE LA FORMULACIÓN Y TEMPERATURA DE ATOMIZACIÓN DE UN LICUADO DE POMELO PARA LA OBTENCIÓN DE UN POLVO DE ALTA CALIDAD Y ESTABILIDAD

Abstract

[ES] La tendencia alimentaria actual indica que el consumo diario de frutas y verduras es parte fundamental de una dieta saludable. El formato de fruta deshidratada en polvo aumenta la vida u'til del producto, adema's de ofrecer otras ventajas relacionadas con el menor espacio necesario para su transporte y almacenamiento. En la medida en que el proceso utilizado para la obtencio'n del polvo mantenga estable la calidad de la fruta, incluido su valor funcional, e'sta podri'a ser otra forma de ofrecer al consumidor. En este trabajo se ha estudiado el impacto de la incorporacio'n de distintos biopoli'meros en algunas propiedades de un polvo de pomelo obtenido por atomizacio'n, con el fin de seleccionar el mejor de ellos, asi' como su estabilidad y viabilidad como nutrace'utico.

Para ello, se ha trabajado con diferentes mezclas de goma ara'biga (GA), carboximetilcelulosa (CMC), maltodextrina (MD), un asilado de protei'na de suelo de leche (WPI) y almido'n modificado con anhi'drido octenil succi'nico (OSA). A todos los productos atomizados obtenidos se les ha estudiado, adema's del rendimiento del proceso, la humedad, porosidad y color del polvo obtenido. Adema's, en algunos casos, se ha analizado tambie'n la actividad antioxidante, el contenido de vitamina C y en fenoles totales. Los resultados obtenidos de esta parte del estudio no recomiendan el uso de CMC, ni sola ni combinada con GA pues, si bien mejora las propiedades del producto obtenido, disminuye el rendimiento del proceso. Por otra parte, la utilizacio'n de OSA en la formulacio'n del pomelo en polvo, aunque parece interesante porque permite obtener polvos ma's porosos, ma's secos y con mayor contenido en vitamina C, disminuye el rendimiento y el contenido en compuestos feno'licos con respecto a las formulaciones preparadas con los otros biopoli'meros. Los resultados de esta parte del estudio permiten proponer, como condiciones para la obtencio'n del mejor producto, preparar el licuado de pomelo an¿adiendo, sin dilucio'n previa, 9.4 g GA + 1.25 g MD + 1.4 g WPI/100 g licuado y atomizar a 148 ºC. Con el producto en polvo obtenido se programo' un estudio de almacenamiento para comprobar su estabilidad. Se estudio' la evolucio'n con el tiempo de la vitamina C, fenoles y licopeno, actividad antioxidante, color y propiedades meca'nicas del polvo, expuesto o no a la luz y a diferentes humedades relativas. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto la gran inestabilidad de los carotenoides y recomiendan, para asegurar la fluidez del polvo y la estabilidad del color, de la vitamina C y de la capacidad antioxidante durante al menos 6 meses, almacenar el producto a una humedad relativa ¿ 23.1% si la temperatura es de 20 ºC. Finalmente, para estudiar la viabilidad del producto en polvo obtenido como nutraceu'tico, se realizo' un estudio de biodisponibilidad de los compuestos bioactivos a trave's de un modelo intestinal 3D con la combinacio'n de li'neas celulares Caco-2 y HT29-MTX. Los compuestos bioactivos asimilados teo'ricamente por el sistema digestivo fueron identificados por cromatografi'a li'quida, electro-espray, ionizacio'n de espectrometri'a de masas (LC-ESI-MS). La delfinidina-3-gluco'sido y la hesperitina-7-O-gluco'sido presentaron una permeacio'n superior al 50%, seguida de la hesperidina que se aproximo' al 30%. Este trabajo permitio' establecer que la formulacio'n del polvo de pomelo propuesta tiene un gran potencial como nutraceu'tico.

[CA] La tende¿ncia alimenta¿ria actual indica que el consum diari de fruites i verdures e's part fonamental d'una dieta saludable. El format de fruita deshidratada en pols augmenta la vida u'til del producte, a me's d'oferir altres avantatges relacionades amb el menor espai necessari per al seu transport i emmagatzemament. En la mesura que el proce's utilitzat per a l'obtencio' de la pols mantinga estable la qualitat de la fruita, inclo¿s el seu valor funcional, esta podria ser una altra forma d'oferir fruita al consumidor. En este treball s'ha estudiat l'impacte de la incorporacio' de distints biopoli'mers en algunes propietats d'una pols de pomelo obtingut per atomizacio', a fi de seleccionar el millor d'ells, aixi' com l'estabilitat i la viabilitat del producte com nutraceu'tic.

Per ac¿o¿, s'ha treballat amb diferents mescles de goma ara¿biga (GA), carboximetilcel¿lulosa (CMC), maltodextrina (MD), un ai¿llat de protei'na de se¿rum de llet (WPI) i almido' modificat amb anhi'drid octenil succi'nic (OSA). Amb tots els productes atomitzats obtinguts s'ha estudiat, a me's del rendiment del proce's, la humitat, porositat i color de la pols obtinguda. A me's a me's, en alguns casos, s'ha analitzat tambe' l'activitat antioxidant, el contingut en vitamina C i en fenols totals. Els resultats obtinguts d'aquesta part de l'estudi no recomanen l'u's de CMC, ni sola ni combinada amb GA doncs, si be' millora les propietats del producte obtingut, disminueix el rendiment del proce's. D'altra banda, la utilizacio'n d'OSA en la formulacio' del pomelo en pols, encara que sembla interessant perque¿ permet obtenir pols me's porosos, me's secs i amb un major contingut en vitamina C, disminueix el rendiment i el contingut en compostos feno¿lics pel que fa a les formulacions preparades amb els altres biopoli'mers. Els resultats d'aquesta part de l'estudi permeten proposar, com a condicions per a la obtencio' del millor producte, preparar el liquat de pomelo afegint, sense dilucio' pre¿via, 9.4 g GA + 1.25 g MD + 1.4 g WPI/100 g liquat i atomitzar a 148 ºC. Amb el producte en pols obtingut es programa¿ un estudi d'emmagatzematge per a comprovar la seua estabilitat. S'estudia¿ la evolucio', amb el temps, de la vitamina C, fenols, licopen, activitat antioxidant, color i propietats meca¿niques de la pols, exposat o no a la llum i a diferents humitats relatives. Els resultats obtinguts posen de manifest la gran inestabilitat del licopen i recomanen, per a assegurar la flotabilitat de la pols i l'estabilitat del color, de la vitamina C i de la capacitat antioxidant durant almenys 6 mesos, emmagatzemar el producte a una humitat relativa ¿ 23.1% si la temperatura e's de 20 ºC.

Finalment, per a estudiar la viabilitat del producte en pols com nutraceu'tic, s'analitza¿ la biodisponibilidad dels compostos bioactivos a trave's d'un model intestinal 3D amb la combinacio' de li'nies cel¿lulars Caco-2 i HT29-MTX. Els compostos bioactivos assimilats teo¿ricament pel sistema digestiu van ser identificats per cromatografia liquida electro- sprai, ionitzacio' d'espectro-materia de masses. El delphinidin-3-glucoside i el hesperetin- 7-O-glucoside mostren una permeabilitat superior al 50%, seguit de la hesperidina que s'aproxima¿ al 30%. Aquest treball va permetre establir que la formulacio' de la pols de pomelo proposada te' un gran potencial com a nutraceu'tic.

[EN] The current food trend indicates that the daily consumption of fruits and vegetables is a fundamental part of a healthy diet. The dried fruit powder format increases the product's shelf-life, in addition to offering other advantages related to the lower volume and easier handle required for its transport and storage. To the extent that the process used to obtain the powder retains the quality of the fruits, including its functional value, this could be another way of offer fruit to the consumer. In this study, the impact of the incorporation of different biopolymers on some properties of a powdered grapefruit obtained by spray- drying, in order to select the best of them, as well as the powder stability and viability as a nutraceutical, has been considered.

To this end, different mixtures of gum Arabic (GA), carboxymethylcellulose (CMC), maltodextrin (MD), whey protein isolate (WPI) and octenyl succinic anhydride modified- starch (OSA) have been tested. To all the obtained spray dried products, besides the process yield, the water content, porosity and color were analyzed. In addition, in some cases, antioxidant activity, vitamin C and total phenols content have also been analyzed. The results obtained from this part of the study do not recommend the use of CMC, either alone or combined with GA, because, although it improves the properties of the obtained product, the process yield decreases. On the other hand, the use of OSA in the grapefruit powder formulation, although it seems interesting because it allows to obtain more porous and dried powders, with a higher vitamin C content, it decreases the yield and the content of phenolic compounds with respect to the formulations prepared with the other biopolymers. The results of this part of the study allow us to propose, in order to obtain the best product, to prepare the liquidized grapefruit by adding, without previous dilution, 9.4 g GA + 1.25 g MD + 1.4 g WPI/100 g liquidized and spray-drying at 148 ºC. Whit the obtained powdered product, a storage study was scheduled to check its stability. The evolution over time of vitamin C, total phenols, lycopene, antioxidant activity, color and mechanical properties of the powder, exposed or not to light and at different relative humidities, were studied. The obtained results showed the great instability of the lycopene and recommend, to ensure the powder flowability and the color, vitamin C and antioxidant capacity stability for at least six months, to store the product at a relative humidity ¿ 23.1 % if the temperature is 20 ºC.

Finally, to study the viability of the powdered product as a nutraceutical, the bioavailability of the bioactive compounds was analyzed through a 3D intestinal model with the combination of cell lines Caco-2 and HT29-MTX. The bioactive compounds assimilated theoretically by the digestive system were identified by liquid chromatography- electrospray ionization-mass spectrometry (LC-ESI-MS). Delphinidin-3-glucoside and hesperetin-7-O-glucoside showed a permeation greater than 50%, followed by hesperidin that approached to 30%. This study allowed to establish that the proposed grapefruit powder formulation has a great potential as a nutraceutical.