estabilidad en el color y la concentración de carotenos en

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XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
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ESTABILIDAD EN EL COLOR Y LA CONCENTRACIÓN DE CAROTENOS EN
ZANAHORIAS ESCALDADAS A DIFERENTES TEMPERATURAS
Hernández R.G. A.a,*, Candelas C. M. G.a, Meza V. J. A.a, Minjares F. R.a
a
Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Juárez del Estado de Durango Gómez
Palacio, Durango, México. Av. Artículo 123 s/n. Fraccionamiento Filadelfia. CP 35010. Tel.
(871) 715 88 10 y 715 29 64
[email protected]
RESUMEN:
Los carotenos son probados antioxidantes naturales, y una de las fuentes principales es la
zanahoria, con alto contenido de βcaroteno. Por otro lado, el escaldado, por ser un tratamiento
térmico, puede tener efectos adversos en la concentración de estos pigmentos y por consecuencia
en el color. En este trabajo se evalúa el porcentaje de retención de carotenos y el cambio de color
cuando las zanahorias en rodajas se escaldan en agua a 60, 70 y 90°C. La medición del contenido
de carotenos se hizo en espectrofotómetro de luz visible a 450 nm y los paramétros de color
usando el colorímetro Minolta CR-300. La zanahoria fresca contiene en promedio 305 µg
carotenos/g zanahoria. Después del escaldado son retenidos entre el 65.4 y 69.1% de los
carotenos presentes, la mayor retención se logró con el tratamiento de 90°C. Con respecto al
cambio de color, el tono, la cromaticidad y la luminosidad disminuyeron ligeramente luego del
escaldado a las tres temperaturas, por lo tanto, el cambio de color total fue estadísticamente
semejante.
Palabras clave: retención de carotenos, zanahoria, cambio de color
ABSTRACT:
Carotenes are natural antioxidants and one of its main sources is carrot with a high βcarotene
content. Blanching, is a heat treatment that can have adverse effects on the concentration of these
pigments and color. This work evaluates the percent of carotene retention and change of color on
o
cut carrots scalded at 60, 70 and 90 C. Carrot determination was made with UV spectrophotometry
at 450nm and color using Minolta CR-300 colorimeter. Fresh carrots contain 305 µg carotene/g.
After the blanchimg the retained carotene is 65.4 and 69.1%, the highest retention was obtained
with 90°C. Color, hue, chroma and luminosity decreased lightly after the blanching at the 3
temperatures, so, the total color change was statistically the same.
Key words: carotenes retention, carrot, color change
INTRODUCCIÓN
La zanahoria es de un alto valor nutritivo que produce efectos benéficos en el
organismo humano y tiene un alto contenido de β caroteno. Es un pigmento
anaranjado que se encuentra en frutas y vegetales. Está relacionado al grupo de
compuestos llamados carotenos que tienen propiedades antioxidantes. El betaFH1481
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caroteno también es una fuente mayor de la vitamina A, el crecimiento de huesos,
y el desarrollo de dientes. Los carotenos se requieren para la visión, actúan como
antioxidantes y como secuestradores de radicales libres y pueden funcionar en la
prevención de enfermedades (Sander y col., 2000).
Los carotenos son hidrofóbicos, lipofílicos y son virtualmente insolubles en agua. Se
disuelven en solventes grasos como acetona, alcohol, éter etílico, tetrahidrofurano y
cloroformo. Los carotenos son fácilmente solubles en éter de petróleo y hexano
(Rodríguez-Amaya, 1999a)
Estas sustancias son los pigmentos responsables de la mayoría de los colores
amarillos, anaranjados y rojos de frutos y verduras, debido a la presencia en su
molécula de un cromóforo consistente, principal o totalmente, en una cadena de
dobles enlaces conjugados. La concentración a la que normalmente se encuentran
es baja, pero varía enormemente de una fuente a otra (Mínguez, 1997).
Clinton (1998) señala que la estructura de cada carotenoide determina el color y
las propiedades fotoquímicas de la molécula. La estructura también contribuye a la
reactividad química de los carotenoides hacia agentes oxidantes o radicales libres,
lo cual puede ser relevante para procesos en vivo en animales que los consumen
en su dieta.
De acuerdo con Moreiras et al. (1995), las zanahorias contienen 7998 (µg/100 g
muestra. Heinonen (1990) determinó el contenido de provitamina A en 19
cultivares de zanahoria color naranja encontrando que el α-caroteno variaba de 22
a 49 µg/g el β-caroteno de 46 a 103 µg/g y el γ-caroteno de 6.3 a 27 µg/g. Simon y
Wolff (1987) estudiaron siete zanahorias típicas y de color naranja intenso; el
contenido total de caroteno que consistía principalmente de β-caroteno y αcaroteno, fluctuó de 63 a 548 µg/g.
Los carotenoides son pigmentos estables en su ambiente natural, pero cuando los
alimentos se calientan, o cuando son extraídos en disoluciones o aceites o en
disolventes orgánicos, se vuelven mucho más lábiles. No todos los tipos de
cocinado afectan en la misma medida a los carotenoides, de forma que la pérdida
de estos pigmentos aumenta en el siguiente orden: cocinado al vapor < hervido <
salteado (Rodríguez-Amaya, 1999b).
En el caso de las zanahorias, cuando se someten a procesos de congelación,
deshidratación o enlatado, previamente son escaldadas con agua a temperaturas
entre 60°C y ebullición, lo que puede disminuir la concentración del βcaroteno que
contienen. La aplicación del escaldado de pulpas permite la inactivación de
enzimas como catalasa, lipasa, lipoxigenasa, peroxidasa y polifenoloxidasa, con
disminución de la pérdida de ácido ascórbico, de aroma, sabor y color, se reduce
la fermentación y se ayuda a la estabilización de la textura (Savas et al., 2005).
Sin embargo, este tratamiento térmico debe ser debidamente controlado con el fin
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de reducir la generación de sabor a cocido, degradación de ácido ascórbico, daño
en la textura y una posible degradación de los cromóforos de la célula (Rosenthal,
2001).
Dietz et al. (1988) reportan 60% de retención de βcaroteno en zanahorias
escaldadas en agua hirviendo por 30 minutos y 99% cuando se escaldan con
vapor durante el mismo tiempo. Por su parte Bao y Chang (1994) informan que se
retiene el 45% de β-caroteno y 50% de α-caroteno en zanahoria escaldadas por 5
minutos en agua hirviendo, y que fueron utilizadas para elaborar jugo.
El color de la zanahoria, que está relacionado con el contenido de carotenos,
también puede disminuir después de ser sometidas a escaldado. Para medir el
color, es común utilizar un colorímetro, el cual es capaz de medir los colores que
reflejan las superficies. El color, tal y como lo percibe el ojo humano tiene tres
dimensiones: matiz o tono, cromaticidad y luminosidad. El matiz se calcula h (hue)
= artg (b*/a*) expresado en grados; y la cromaticidad, C* (chroma) = (b2 + a2)1/2.
Para 0° corresponde un tono rojo; a 90°, amarillo, a 180°, verde y a 270° azul.
Pero estas dos coordenadas no pueden describir el color completamente, así que
se incluye el factor luminosidad para cuantificar el color con más precisión (Konica
Minolta Holdings Inc., 2003).
De acuerdo con Aguilera (2009), el cambio de color está dado por la diferencia
aritmética de la luminosidad y los parámetros a* y b* al inicio y al final de un
proceso en particular y se calcula
∆E =
( L1 − L0 ) 2 + ( a1 − a 0 ) 2 + ( b1 − b0 ) 2
Por estas razones, en este trabajo el objetivo fue determinar el cambio de color y
la estabilidad de los carotenos en zanahorias escaldadas con agua a diferentes
temperaturas.
METODOLOGÍA
El trabajo se realizó de abril de 2009 a abril de 2010, en los laboratorios de la
Facultad de Ciencias Químicas de la Universidad Juárez del Estado de Durango.
Las zanahorias, se seleccionaron de islas en un centro comercial, sin control de
calidad ni de humedad. Ya seleccionadas y lavadas con agua potable, se pelaron
manualmente y se cortaron rodajas de 4 mm de espesor. Se utilizaron cuchillos
afilados obteniendo superficies lisas. Cada unidad experimental fue de 45 rodajas,
a 15 de ellas se les midió el color inmediatamente después del rebanado y se
procedió a la extracción y cuantificación de carotenos, como se describe más
adelante. Las otras rodajas fueron sometidas a escaldado en agua durante 7
minutos a 60, 70 y 90°C. Al término del proceso se volvió a registrar el color de las
zanahorias y se les determinó la concentración de carotenos.
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El color se midió 15 veces con el colororímero Minolta CR-300, sobre la superficie
de las zanahorias colocadas en una caja petri y se regristraron los parámetros L,
a* y b*, este procedimiento se realizó antes y después del escaldado. Para
calcular el cambio de color total se utilizó la ecuación mencionada por Aguilera
(2009).
Par la extracción de carotenos, se tomaron 15 rodajas de zanahorias, antes y
después de cada tratamiento de escaldado, y fueron homogenizadas en una
licuadora. Se tomó 1 gramo de éstas, el cual se colocó en un mortero con 80 ml de
acetona a 10°C y se molió hasta lograr extraer todo el pigmento. El extracto
obtenido se filtró al vacio y se lavó el residuo que queda en el papel de filtro con
acetona fría. Se repitió el proceso hasta extraer completamente los pigmentos y
obtener sólidos blancos en el papel filtro. El extracto se llevó al rotavapor a 40°C
para eliminar la mayor cantidad de acetona. Enseguida se sometió a una
atmósfera de nitrógeno y luego se pasó a la estufa de vacio a una temperatura de
45ºC por 24 horas. Se retiró y se dejó enfriar para luego transferir el extracto a un
matraz de 100 ml y se aforó con éter de petróleo. Se registró la absorbancia en el
espectrofotómetro de luz visible a una longitud de onda de 450 nm, por triplicado
para cada muestra. Se utilizó éter de petróleo como blanco.
Previamente se realizó una curva de calibración con un estándar de β caroteno
calidad analítica, del Laboratorio Sigma en solución con éter de petróleo,
preparando las siguientes concentraciones: 0. 0.5, 1.0, 1.5 y 2.0 µg/ml. Los datos
obtenidos de absorbancia y concentración de β caroteno se ajustaron mediante
regresión lineal obteniendo y = 0.182 x; R² = 0,999.
El análisis de datos para la retención de carotenos y el cambio de color se realizó
con ANOVA, y la comparación de medias con la diferencia mínima significativa
(LSD), ambos con 0.05 de nivel de significancia.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Figura 1 se presentan las concentraciones de carotenos en zanahoria fresca
y escaldada a diferentes temperaturas. Se observa que en general existe una
disminución después del tratamiento térmico. La concentración de carotenos (305
µg/g) en zanahoria fresca, coincide con lo reportado por Simon y Wolff (1987) y es
más alto que lo que encontraron Moreiras et al. (1995) y Heinonen (1990).
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Figura 1. Concentración de carotenos en zanahoria fresca y escaldada a
diferentes temperaturas
En general, como se indica en la Tabla 1, el porcentaje de retención de carotenos
cuando la zanahoria se escalda es mayor de 65%, lo cual concuerda con Dietz et
al. (1988) y está por encima de lo que reportan Bao y Chang (1994). Se encontró
diferencia significativa entre los tres tratamientos (p = 0.00002), ocurriendo la
mayor retención a 90°C.
Tabla 1. Porcentaje de retención de carotenos en zanahorias escaldadas a
diferentes temperaturas
Temperatura de % Retención de
escaldado (°C)
carotenos
60
67.8a
70
65.4b
90
69.1c
p= 0.00002
Respecto a los parámetros de color de la zanahoria, se observa en la Figura 2, la
luminosidad es muy similar tanto en la zanahoria fresca como las escaldadas,
entre 51.5 y 56.7. En cuanto al tono, se ubica entre 63.8° y 72.4° que
corresponden al color naranja, cuando las zanahorias se escaldan, aumenta el
ángulo, lo cual significa que el tono disminuyó. La cromaticidad resultó entre 44.9 y
50.4, indicando una alta intensidad de color, pero que disminuye ligeramente
cuando ocurre el tratamiento térmico.
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Figura 2. Luminosidad (L), tono y cromaticidad de la zanahoria fresca y
escaldada a diferentes temperaturas
El cambio total de color fue mínimo y no se encontró diferencia significativa entre
los tratamientos (p = 0.761). Existe discrepancia entre los resultados de cambio de
color y del porcentaje de retención de carotenos, por lo que sería conveniente
hacer un estudio para determinar cuáles son los que se afectan más, α, β o γ
carotenos, y que tal vez no estén relacionados con el color.
Tabla 2. Cambio total de color en zanahorias escaldadas a diferentes
temperaturas
Temperatura
de escaldado
(°C)
60
70
90
Media del cambio
de color
5.84
5.67
10.67
p = 0.761
CONCLUSIONES
La concentración de carotenos en zanahoria fresca coincide con los datos
reportados en la bibliografía.
El porcentaje de retención de carotenos luego de que la zanahoria es escaldada
resultó mayor de 65%.
Los parámetros de color (L, tono y cromaticidad) son similares antes y después del
escaldado, por lo que no se encontró diferencia significativa en el cambio de color
total.
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Se recomienda analizar el tipo de carotenos presentes en la zanahoria fresca y
escaldada, para determinar cuál es el que es más afectado por el escaldado.
REFERENCIAS
Aguilera O. M. 2009. Caracterización y estabilidad de las antocianinas de higo
(Ficus carica variedad Mission) cultivado en Cd. Lerdo, Dgo. México. Tesis
doctoral de la Facultad de Ciencias Biológicas de la Universidad Autónoma de
Nuevo León. San Nicolás de los Garza, N. L.
Bao, B. and K. C. Chang. 1994. Carrot juice color, carotenoids. and nonstarchy
polysaccharides as affected by processing conditions. J. Food Sci. 59:1155 1158.
Clinton S. K. 1998. Lycopene: Chemestry, Biology and Implications for Human
Healt and Disease. Nutr Rev. Vol. 56 No. 2 pp. 35-51
Dietz, J. M., S. S. Kantha and J. W. Erdman, Jr. 1988. Reversed phase HPLC
analysis of α-and β-carotene from selected raw and cooked vegetables. Plant
Foods Human Nutr.38:333-341.
Heinonen, M. I. 1990. Carotenoids and provitamin A activity of carrot (Daucus
carota L.) cultivars. J. Agric. Food Chem. 38:609-612
Konica Minolta Holdings Inc. 2003. Konica Minolta Colour Web. Your Colours.
www.konicaminolta.com/yourcolours/colur_knowledge_seminar
Mínguez Mosquera M. I. 1997. Clorofilas y Carotenoides en Tecnología de
Alimentos. España: Universidad de Sevilla.
Moreiras, O., Carbajal, A. Cabrera, L. 1995. Tablas de Composición de alimentos.
Editorial Pirámide. Madrid.
Rodríguez-Amaya, D. 1999a. Carotenoides y Preparación de Alimentos: La
Retención de los Carotenoides Provitamina A en Alimentos Preparados,
Procesados y Almacenados. Primera Edición. Impreso en Español. Editorial OMNI.
Brasil.
Rodríguez- Amaya D. 1999b. Changes in carotenoids during processing and
storage of foods. Arch Latinoamer Nutr 49(1-s):38-47.
Rosenthal, A.J. 2001. Textura de los alimentos medida y percepción. Editorial
Acribia, Zaragoza. pp. 251-269.
Sander L.C., Sharpless K. E. Pursch M. 2000. C30 Stationary phases for the
analysis of food by liquid chromatography. J. Chromatog A. (880) 189-202.
FH1487
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Savas B.K., A. Serpen, V. Gökmen y J. Akar. 2005. Study of lipoxygenase and
peroxidase as indicator enzymes in green beans: change of enzyme activity,
ascorbic acid and chlorophylls during frozen storage. J. Food Eng. 66, 187-192.
Simon, P. W. and X. Y. Wolff. 1987. Carotenes in typical and dark orange carrots.
J. Agric. Food Chem. 35:1017-1022.
FH1488