CDyT 31 - Pag 219-239 - Caracterización fisicoquímica

Ciencias Exactas y Naturales - Ingenierías y Tecnologías
Investigación
Caracterización fisicoquímica y microbiológica
de jugos de naranja destinados a vinificación*
Roque A. Hours**, María M.Ferreyra, María del C. Schvab, Liliana M. Gerard,
Luz M. Zapata, Cristina V. Davies
Se caracterizaron jugos de naranjas de diferentes variedades y grados de
madurez. El pH osciló entre 3,40±0,18 (Valencia) y 3,77±0,31 (Navelina).
Las variedades tempranas rindieron menos jugo (43 y 41%) que las restantes (50, 47 y 50%). Los sólidos solubles variaron entre 9,75 y 13,61ºBrix.
La acidez disminuyó, particularmente para Navelina y New Hall, que mostraron el mayor aumento del ratio. La relación azúcares reductores/totales
fue ≅ 0,5. El ácido ascórbico aumentó en Navelina y W. Navel y disminuyó
en las demás. No se observaron diferencias entre los promedios de N
amínico, y el total osciló entre 68 y 94 mg/100 ml. Las variedades tempranas mostraron mayores contenidos en hesperidina (Navelina, 108,91 mg/
100 ml). Los aceites esenciales disminuyeron con el tiempo de cosecha.
De la flora levaduriforme se aislaron 9 especies de Candida, Cryptococcus,
Kloeckera, Trichosporum y Rhodotorula. Del jugo fermentado se aisló un
Saccharomyces cerevisiae con adecuadas propiedades enológicas.
Palabras clave: vino de naranja - jugo de naranja - levaduras
*Articulo que expone resultados parciales del proyecto “Estudio sobre la elaboración de
vinos cítricos”, realizado durante 2001-2003, en la Facultad de Ciencias de la Alimentación, financiado por la SICTFRH, UNER; recibido en mayo de 2005 y aceptado en julio.
**)Dr. en Ciencias Bioquímicas, Director del referido proyecto, Departamento de Ciencia de los Alimentos, Facultad de Ciencias de la Alimentación, UNER; CINDEFI, Facultad
de Ciencias Exactas, UNLP (Argentina). E-mail: [email protected]
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
219
Natural and Exact Sciences - Engineering and Techonology
Research
Physicochemical and Microbiological Characterization of Orange Juices for Orange Wine Production*
Roque A. Hours**, María M.Ferreyra, María del C. Schvab, Liliana M. Gerard,
Luz M. Zapata, Cristina V. Davies
Juices from oranges of different varieties and maturity were characterized.
pH oscillated between 3.40±0.18 (Valencia) and 3.77±0.31 (Navelina).
Early-season varieties yielded less juice (43 and 41%) than the others (50,
47 and 50%). Soluble solids varied between 9.75 y 13.61 ºBrix. Acidity
decreased, particularly for Navelina and New Hall, which showed the greatest increase of the ratio. The reducing/total sugars ratio was @ 0.5. Ascorbic acid increased in Navelina and W. Navel, and decreased in the others.
No differences were observed among the amino nitrogen averages, and
total nitrogen oscillated between 68 y 94 mg/100 ml. Early-season varieties showed a higher hesperidin content (Navelina, 108.91 mg/100 ml). Essential oils decreased with the harvesting time. Nine species of Candida,
Cryptococcus, Kloeckera, Trichosporum and Rhodotorula were isolated form
the yeast-like flora A Saccharomyces cerevisiae with adequate enological
properties was isolated from the fermented juice.
Keywords: orange wine - orange juice - yeasts
*) This article exposes partial results of a Study on the Elaboration of Citric Wines made
in 2001-2003 in the Faculty of Sciences of Feeding, supported by the SICTFRH, UNER;
submitted in May 2005 and accepted in July.
**)Doctor in Biochemical Sciences, Director of the research team, Department of Sciences
of Feeding, Faculty of Sciences of Feeding, UNER; CINDEFI, Faculty of Exact Sciences,
National University of La Plata (Argentina). E-mail: [email protected]
220
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
I. Introducción
La citricultura de Entre Ríos se localiza en la franja de suelos arenosos
existente sobre la margen occidental del Río Uruguay, en los
departamentos Concordia, Federación y norte de Colón. Esta zona se
continúa por el norte en el departamento Monte Caseros, provincia de
Corrientes. Las principales variedades de naranja que se cultivan en la zona
de Concordia son: Navelina, Salustiana, Washington Navel, Valencia y New
may. Esta última está siendo cultivada en pequeña escala para determinar
su performance en el mercado. En la zafra 2001, el 16 % de la producción
local (alrededor de 50.000 ton) se destinó al mercado internacional; el 64%,
a mercado interno; en ambos casos para consumo en fresco; y el
remanente a la industria (Larocca, 2000). Por lo expuesto, se comprende
la importancia de la producción de estas frutas en nuestra región y la
necesidad de estudiar nuevas alternativas posibles para su industrialización,
permitiendo la oferta de productos novedosos que impliquen la creación
de nuevos mercados.
Del estudio de la composición de la naranja se desprende que, al ser
un fruto carnoso, tiene un elevado contenido en agua; más del 85% de la
parte comestible de la naranja es agua. Del 15% restante correspondiente
a la materia seca, aproximadamente el 10% está constituido por azúcares
(principalmente sacarosa y azúcares reductores directos), 1% por ácidos
orgánicos, 1% por sustancias nitrogenadas, 0,3% por lípidos y 0,35% por
cenizas (Guardiola Barcena, 1995). Por lo antedicho, es factible la
utilización del jugo de naranja para obtener una bebida alcohólica producto
de la fermentación por microorganismos. Los jugos cítricos, en general,
poseen una relativamente elevada aw, mediano porcentaje de azúcares y
alto de ácidos orgánicos lo cual redunda en un bajo pH. Todos estos
factores combinados conducen a que se desarrollen fundamentalmente
levaduras (especialmente de los géneros Candida, Zigosaccharomyces,
Hanseniaspora, Saccharomyces y Pichia) y microorganismos acidófilos tales
como bacterias acidolácticas (Lactobacillus, Leuconostoc y Pediococcus)
y bacterias acéticas (Acetobacter y Gluconobacter) (ICMSF, 1990).
En Argentina no hay estudios previos reportados en cuanto a la
elaboración de vinos cítricos. La poca información disponible proviene de
Japón y China (escrita en el idioma de origen) y de algunos países
europeos.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
221
HOURS R. y col.
La calidad de los vinos elaborados a partir de frutas cítricas dependerá
de las características del jugo de naranja utilizado, de las levaduras puras
seleccionadas y del proceso de elaboración. No se han reportado datos
de la evolución en la composición química de los jugos con la maduración
de las distintas variedades de naranjas cultivadas en la zona. Esta
información es de fundamental importancia para la formulación del “mosto”
más adecuado para elaborar “vino de naranja”.
Los objetivos del trabajo cuyos resultados se exponen en este artículo
fueron: estudiar la evolución de los parámetros fisicoquímicos de jugos de
distintas variedades de naranja cultivadas en la zona para determinar
diferencias y similitudes que faciliten la selección de la variedad y el estado
de madurez más adecuado para el proceso fermentativo, y aislar, analizar
y caracterizar la flora epifítica levaduriforme en jugos de distintas variedades
de naranjas de la zona, para ser potencialmente utilizada como inóculo
en la elaboración del producto.
II. Materiales y métodos
III.1. Análisis físicos y químicos
Materia prima: Las naranjas se obtuvieron de un empaque de la zona,
a razón de una muestra semanal de cada variedad, según el calendario
indicado en la Tabla 1. El muestreo se comenzó cuando el ratio de la fruta
alcanzó valores de alrededor de 8, que es el mínimo aceptado para
comenzar la comercialización. De este modo, el muestreo para la variedad
Navelina se prolongó por 8 semanas; para la New Hall, 6 semanas; para
la Salustiana y la W. Navel, 9 semanas y para la Valencia, 12 semanas.
A los efectos de minimizar las múltiples variaciones debidas a la zona
Tabla 1: Calendario de muestreo de las 5 variedades de naranjas estudiadas
Mes
Variedad
Navelina
New Hall
Salustiana
W. Navel
Valencia
222
Mar.
(219-239)
Abr.
May.
Jun.
Jul.
Ago.
Sept.
Oct.
Nov.
Dic.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
de cultivo, ubicación de las plantas, etc., se tomaron las muestras al azar
de los bines correspondiente a las mismas quintas previamente
seleccionadas.
Para todos los ensayos se utilizó jugo de naranjas recién exprimidas
en el laboratorio con un procesador de mesa de piñas rotatorias y
recogido en vaso colector con base perforada con orificios de φ = 2,5
mm y distribución triangular. Se procesaron 5 kg de fruta por muestra.
En cuanto al jugo pasteurizado y concentrado, se trabajó con una
muestra obtenida durante el mes de noviembre/2001, de una industria de
la zona que utiliza para la extracción tecnología FMC. Debido a que la
industria no tipifica el jugo concentrado por variedad, no se pueden
precisar la/s variedade/s de naranjas utilizadas para la obtención de la
muestra. Sin embargo, considerando la época del año en que fue
procesada, se presupone que corresponde mayoritariamente a la variedad
Valencia. El tratamiento térmico efectuado en la pasteurización fue de 9496 °C durante 30 seg. El jugo concentrado alcanzó los 65 °Brix, pero para
los ensayos fue reconstituido a 11 °Brix según lo establecido por el CAA
(1999).
Los ensayos fisicoquímicos, que se realizaron por triplicado, fueron:
pH: Potenciométricamente (pHmetroTOA HM-30V).
Rendimiento en Jugo: Expresado como % referido al peso de la fruta.
Sólidos solubles: Con refractómetro ATAGO modelo DTM-1.
Expresados en °Brix (se corrigió por temperatura y acidez usando tabla
de Ting, S.V. and Rouseff, R.L. (1986).
Acidez: Expresada como % de ácido cítrico anhidro (AOAC 9.135,
1984).
Azúcares reductores directos y totales: Expresados en g/100 ml jugo
(AOAC 31.034, 1984).
Ácido Ascórbico: Expresado en mg/100 ml jugo (AOAC 43.064, 1984).
Nitrógeno Amínico: Expresado en mg/100 ml jugo (Ting, S.V. and
Rouseff, R.L., 1986).
Nitrógeno total: Expresado en mg/100 ml de jugo (método Kjeldahl,
AOAC 2055, 1984).
Flavonoides: Expresados como Hesperidina en mg/100 ml jugo
(método de Davis; Ting, S.V. and Rouseff, R.L., 1986).
Aceites esenciales: Expresado en ml/100 ml jugo (método de ScottVeldhuis, AOAC 22088, 1984).
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
223
HOURS R. y col.
Los resultados se analizaron con el paquete estadístico Statgraphics
Plus versión 2.0, para un grado de significación de 0.05, mediante un
ANOVA y las medias fueron comparadas por el Test de Múltiple Rango de
Duncan.
II.2. Aislamiento, caracterización y selección de levaduras autóctonas
Se estudiaron las microfloras de naranjas de variedades New Hall,
Salustiana y W. Navel obtenidas de siete quintas de la zona, distribuidas
de la siguiente manera: la variedad New Hall se obtuvo de dos quintas del
departamento Concordia, la Salustiana se obtuvo siempre de una quinta
del departamento Federación y la W. Navel de una quinta del departamento
Federación y de cuatro del departamento Concordia. El período de
muestreo correspondió al período de maduración de las distintas
variedades. Cabe acotar que el número de muestras de la variedad New
Hall fue menor ya que ésta es una variedad nueva y escasa que recién se
está plantando en la región estudiada.
Las naranjas, previamente lavadas con agua potable, se cortaron y
exprimieron manualmente, con exprimidor de piña, procesándose de a una
variedad por vez. El jugo recién obtenido se recibió en recipientes estériles,
en condiciones asépticas. Los análisis se realizaron transcurridas 2 hs de
obtenida la muestra de jugo a fin de adaptar la flora epifítica de la cáscara
al nuevo ecosistema. Se tomaron alícuotas de 1 ml de cada jugo
examinado y se sembraron por triplicado por el método de cultivo
extendido en placa. Los medios de cultivos utilizados fueron MEA (Agar
extracto de malta), YGC (Agar extracto de levadura-glucosa-cloranfenicol)
y ASG (Agar glucosado de Sabouroud). Las placas se incubaron a 27 ±
2ºC durante 3 días. Finalizado este período se procedió a examinar las
colonias desarrolladas macro y microscópicamente y de aquellas colonias
formadas por levaduras se aislaron las diferentes cepas para su posterior
clasificación. Como medio de aislamiento se utilizó Agar Sabouroud con
4% de glucosa (Difco). Paralelamente, las cepas aisladas se sembraron en
tubos con Agar extracto de malta (Merck) para su conservación a 4ºC.
La identificación taxonómica de las levaduras aisladas se hizo mediante
la utilización de un kit comercial (ID 32 C, Bio Merieux) y los resultados
fueron procesados con el programa APILAB PLUS (Deak y Beuchat, 1993).
Este kit se fundamenta en la asimilación (o no) de 32 fuentes diferentes de
carbono. El estudio taxonómico se completó siguiendo el método de la
224
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
escuela holandesa de Kreger van Rij (Campbell y Duffus, 1988). También
se realizaron las pruebas complementarias recomendadas por el programa
de identificación antedicho, a saber:
a) Crecimiento en MEA, 3 días a 25ºC, para la observación de la
macro-micromorfología de las colonias.
b) Crecimiento en Caldo extracto de malta, 3 días a 25ºC, para la
observación del método de multiplicación.
c) Crecimiento en Agar de Gorodkowa y Agar con 0,5 % de acetato
de sodio, 2 semanas a 25ºC, para el examen de esporas.
d) Crecimiento sobre portaobjetos en Corn Meal Agar (BBL), 3 días a
25ºC, para la observación de micelio, pseudomicelio y/o artrosporos.
e) Crecimiento en Agar glucosa-nitrato, 3 días a 25ºC, para medir la
habilidad de utilizar nitrato como única fuente de nitrógeno.
f) Fermentación de azúcares con formación de gas en caldo con 0,1
% de fosfato de amonio adicionado de los azúcares: glucosa, fructosa,
sacarosa, maltosa, galactosa, lactosa o rafinosa, 3 días a 25ºC.
Finalmente, se ensayaron las siguientes propiedades funcionales de
las levaduras aisladas mediante el estudio de:
a) Poder fermentativo del mosto elaborado a partir de jugo de naranjas
(mosto de naranja). El mosto fue preparado a partir de jugo de naranjas
de 12ºBe. Incubación: 30 días a 20 ± 1ºC.
b) Desarrollo en presencia de etanol, de acuerdo a la técnica de
Stelling Deker (Suarez Lepe e Iñigo Leal, 1992). Crecimiento en medio
sintético, adicionado de 3% de alcohol etílico como única fuente de
carbono. Incubación: 30 días a 27ºC.
Aunque estas últimas pruebas tienen escaso valor taxonómico, en
general, para las levaduras “vínicas” sí lo tienen y, sobre todo, constituyen
un recurso de una gran importancia y significado biotecnológico.
Por otra parte, se hicieron ensayos sobre jugo de naranja fermentado
espontáneamente sin y con el agregado de sacarosa (hasta alcanzar 16
ºBrix), a fin de recuperar las levaduras responsables de la fermentación.
Las levaduras aisladas en estos ensayos fueron sometidas a las pruebas
de identificación con las 32 fuentes diferentes de carbono (ID 32 C), las
pruebas recomendadas por Kreger van Rij y los ensayos tecnológicos.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
225
HOURS R. y col.
III. Resultados y discusión
III.1. Ensayos fisicoquímicos
II.1.1. Jugo natural de naranja
pH: Los valores promedio de pH para las distintas variedades fueron:
Navelina 3.77±0.31, New Hall 3.44±0.18, Salustiana 3.74±0.11, W. Navel
3.61±0.26 y Valencia 3.40±0.18.
Rendimiento de Jugo: Las naranjas tempranas (Navelina y New Hall)
presentaron, en general, un porcentaje de jugo menor que las restantes
variedades. Estadísticamente revelaron diferencias significativas, según
puede observarse en la Tabla 2.
Tabla 2: Promedio y desviación estándar de porcentaje de jugo
Variedades
Promedio (%)
Desv. Estándar
± 5,14
Navelina
43,47
a
New Hall
41,67
a
Salustiana
50,70
W. Navel
47,04
Valencia
50,76
b
± 5,26
b
c
± 2,36
c
± 2,97
c
± 4,70
* Valores con distinta letra indican diferencias significativas según test de Duncan
(p<0.05).
Sólidos solubles: Los sólidos solubles en función de las semanas
consideradas presentaron, en las 5 variedades, pocas variaciones (Figs. 1
y 2).
Los valores mínimo y máximo obtenidos fueron 9,75 y 13,61 ºBrix. El
CAA (art. 1050) establece que los jugos de naranjas deberán presentar un
mínimo de 11 ºBrix corregidos. La CEE ha pactado 10 ºBrix (Ashurst, P.R.,
1996) y los autores Redd y Praschan (1996) al analizar la composición
química del jugo de las naranjas de Florida obtuvieron un mínimo de 8,1
y un máximo de 17,7 ºBrix. El valor mínimo determinado en las naranjas
de nuestra zona correspondió a la Navelina para un ratio de 16,90 con
“sabor francamente pasado”.
226
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
16,0
16,0
14,0
12,0
14,0
12,0
ºBrix
ºBrix
Figs. 1 y 2: Evolución de los sólidos solubles con el tiempo de cosecha
10,0
8,0
6,0
10,0
8,0
6,0
4,0
4,0
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 101112 13
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
Semana
Navelina
New Hall
W. Navel
Salustiana
Semana
Valencia
Acidez: La disminución de la acidez a lo largo de las semanas fue
mayor para la Navelina y la New Hall que para las restantes variedades
(Figs. 3 y 4).
Del total de sólidos solubles presentes en los jugos de las variedades
Navelina, New Hall, Salustiana, W. Navel y Valencia el 7,89, 9,70, 8,95, 10,40
y 11,55 %, respectivamente, son ácidos. Estos valores son comparables
con los de la bibliografía en los que se reporta alrededor de un 10% (Ting,
1980).
El mínimo alcanzado fue de 0,58 y el máximo de 1,67
correspondientes a las naranjas Navelina y Valencia respectivamente. El
CAA no señala especificación para este parámetro de calidad, mientras que
Figs. 3 y 4: Evolución de la acidez titulable con el tiempo de cosecha
2,0
Acidez ( %P/P)
Acidez (%P/P)
2,0
1,6
1,2
0,8
0,4
0,0
1,6
1,2
0,8
0,4
0,0
0
1
Navelina
2
3
4 5 6
Semana
New Hall
7
8
9
Salustiana
10
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
Semana
W. Navel
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
Valencia
(219-239)
227
HOURS R. y col.
Redd y Praschan (1996) registraron valores comprendidos entre 0,58 y
1,73 % para los jugos de naranja de Florida.
Según Lombard (1996) el jugo de naranjas presenta características
sápido-aromáticas agradables cuando la acidez alcanza valores del 1% y
el pH 3,5.
Ratio: El ratio o índice de madurez es la relación entre los sólidos
solubles y la acidez. Como era de esperar, este parámetro aumentó con
el tiempo (Fig. 5).
Ácido Ascórbico (mg/100 ml jugo)
Fig. 5: Evolución del índice de madurez con el tiempo de cosecha
220,0
190,0
160,0
130,0
100,0
70,0
40,0
10,0
Navelina
New Hall
Salustiana
W. Navel
V alencia
Máximo
133,50
160,92
205,66
85,13
179,81
Mínimo
90,92
33,03
64,58
62,38
53,49
Promedio
114,37
101,74
92,59
72,97
112,94
Las pendientes de las curvas fueron para las naranjas Navelina 1,16,
New Hall 1,20, Salustiana 0.62, W. Navel 0,59 y Valencia 0,38; lo que indica
que las dos primeras variedades presentaron mayor velocidad de
maduración, marcada sobre todo por la disminución de la acidez, más
que por el aumento de los sólidos solubles.
Azúcares reductores directos y totales: Como puede observarse en
la Tabla 3, la relación azúcares reductores/azúcares totales es
aproximadamente 1:2, tal como lo indica la bibliografía para las naranjas
de Florida, Texas y México y las Navel Californianas (Ashurst, 1996).
Del total de sólidos solubles, los azúcares totales alcanzaron en la
Navelina el 76,1 %; en la New Hall el 66,9 %, en la Salustiana el 69,5 %,
en la W. Navel el 68,8 % y en la Valencia el 75,9 %, todos ellos valores
228
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
Tabla 3: Promedio y desviación estándar de azúcares reductores,
azúcares totales y sólidos solubles
Naranja
Azúcares reductores Azúcares totales
Sólidos solubles
(g/100ml)
(g/100ml)
(%)
Navelina
4,29 ± 2,10
8,76 ± 2,87
11,51 ± 1,20
New Hall
4,10 ± 0,72
7,59 ± 1,11
11,34 ± 1,28
Salustiana
4,11 ± 0,54
7,58 ± 0,86
10,92 ± 0,76
W. Navel
3,88 ± 0,82
7,30 ± 0,64
10,61 ± 0,68
Valencia
3,84 ± 0,35
7,89 ± 0,43
10,39 ± 0,44
inferiores a los reportados por autores como Kimball (1991) que señalan
que los azúcares totales comprenden entre el 80 y 90 % de los sólidos
solubles.
Los ensayos estadísticos para los azúcares reductores y totales no
mostraron diferencias significativas entre las distintas variedades.
Ácido Ascórbico: La tendencia del ácido ascórbico con el tiempo
de cosecha fue descendente en la New Hall, Salustiana y Valencia, en tanto
que en la Navelina y W. Navel fue en aumento.
Las variedades invernales (Salustiana y W. Navel) presentaron menor
contenido promedio de vitamina C (Fig. 6).
Ácido Ascórbic o (mg/100 ml jugo)
Fig. 6: Contenido de ácido ascórbico en las diferentes variedades
220,0
190,0
160,0
130,0
100,0
70,0
40,0
10,0
Navelina
New Hall
Salustiana
W. Navel
Valencia
Máximo
133,50
160,92
205,66
85,13
179,81
Mínimo
90,92
33,03
64,58
62,38
53,49
Promedio
114,37
101,74
92,59
72,97
112,94
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
229
HOURS R. y col.
Los análisis estadísticos revelaron que la W. Navel es significativamente
diferente con la Navelina y Valencia.
El CAA establece un mínimo de 30 mg/100 ml de jugo para este
parámetro. Redd y Praschan (1996), en sus análisis, obtuvieron un máximo
de 84 mg/100 g, mientras que Kale y Adsule (1995) hasta 0,6 mg/ml de
jugo. Las variaciones en el contenido de ácido ascórbico pueden deberse
a diversos factores, tales como variedades, prácticas de cultivo y
maduración (Ting, 1980). Los resultados obtenidos indican que, en nuestro
caso, el contenido de ácido ascórbico podría estar influenciado, entre
otros factores, por la evolución (disminución - aumento) de la temperatura
ambiente durante el período de cosecha de la fruta. De este modo, las
variedades que maduran durante el otoño-invierno presentaron menor
contenido promedio en ácido ascórbico que las que lo hicieron durante
primavera-verano.
Nitrógeno Amínico y Total: Los mayores valores en Nitrógeno amínico
se registraron en las variedades tempranas (Tabla 4), sin embargo, no
existen diferencias significativas entre los promedios.
El valor mínimo correspondió a la naranja Salustiana y fue de 12,60
mg/100 ml de jugo, mientras que el máximo, a la Navelina que alcanzó
los 32,76 mg/100 ml de jugo.
El CAA reglamenta un mínimo de 16 mg/100 ml de jugo, mientras que
la bibliografía (Beilig y col., 1986) reporta datos para las naranjas de
Florida entre 21,0 y 36,4 mg/100 ml (número de formol: 15 y 26, resp.).
En cuanto al Nitrógeno Total, los valores obtenidos para las variedades
de naranjas estudiadas oscilaron entre 68 y 94 mg/100 ml de jugo, valores
Tabla 4: Promedio y desviación estándar de nitrógeno amínico
Variedades
230
Promedio (mg/100 ml)
Desv. Estándar (mg/100 ml)
Navelina
25,33
± 5,33
New Hall
25,52
± 4,62
Salustiana
22,81
± 5,18
W. Navel
20,40
± 3,71
Valencia
23,30
± 3,97
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
comprendidos entre 0,068 y 0,12 g/100 ml reportados en la bibliografía
(Ting, 1980).
Flavonoides (Hesperidina): Las variedades tempranas presentaron un
mayor contenido de hesperidina (Tabla 5). La Navelina muestra valores de
alrededor del máximo señalado por la bibliografía para las naranjas de
Florida, que dice que el contenido en hesperidina oscila entre 50 y 100
mg/100 ml jugo (Ting y Rouseff, 1986).
Aceites esenciales: Con el avance de la época invernal las diferentes
variedades fueron disminuyendo su contenido promedio en aceites
Tabla 5: Promedio y desviación estándar de hesperidina
Variedades
Promedio (mg/100 ml)
Navelina
106,91
a
New Hall
90,69
a
Salustiana
73,46
W. Navel
87,73
Valencia
60,72
a
Desv. Estándar (mg/100 ml)
± 22,82
b
± 31,63
b
± 30,23
b
± 36,81
b
± 18,75
* Valores con distinta letra indican diferencias significativas según test de Duncan
(p<0.05).
esenciales. Así, para la Navelina el promedio fue de 0,024 ml/100 ml jugo;
para la New Hall 0,011, para la Salustiana 0,009, para la W. Navel 0,008 y
para la Valencia 0,004. Estos valores no superan el máximo señalado por
el CAA (0,03 % v/v) y tampoco a los valores reportados para las naranjas
de Florida que es de 0,3 g/l (Ting, S.V.; Rouseff, 1986) equivalentes a
aproximadamente 0,035 ml/100 ml de jugo. Los bajos valores observados
en nuestro caso pueden deberse al método de obtención de jugo en el
laboratorio que provoca una escasa ruptura de las glándulas de esencia
del flavedo.
II.1.2. Jugos pasteurizado y concentrado reconstituido
En la Tabla 6 se muestran las determinaciones analíticas efectuadas
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
231
HOURS R. y col.
en los jugos pasteurizado y concentrado reconstituido. Debe notarse que
los valores obtenidos en el caso del jugo concentrado reconstituido no
pueden ser comparados directamente con los demás jugos debido al
origen incierto respecto de la variedad de naranja utilizada en su
elaboración.
Tabla 6: Determinaciones efectuadas en jugos pasteurizado y concentrado
Parámetros fisicoquímicos
Jugo pasteurizado
a 94-96 °C
durante 30 seg.
3,84
Jugo concentrado
reconstituido
a 11ºBrix
3,70
Sólidos solubles (ºBrix)
11,2
11,00
Acidez (% ácido cítrico anhidro)
0,86
0,90
Ácido Ascórbico (mg/100 ml jugo)
60,96
56,58
pH
Azúcares reductores directos
(g/100 ml jugo)
4,38
5,73
Azúcares totales (g/100 ml jugo)
8,92
9,36
30,50
25,33
Nitrógeno Amínico (mg/100 ml jugo)
Flavonoides(hesperidina)(mg/100 ml jugo)
100,94
110
Aceites esenciales (ml/100 ml jugo)
0,0006
0,0062
III.1.3. Ensayos Microbiológicos
El screening en placas de Petri sobre MEA, YGC y ASG de jugo fresco
demostró la presencia de los microorganismos que conforman la flora
primaria de la fruta, con recuentos que en ningún caso superaron los 3 ´
102 UFC/ml.
Del estudio macroscópico de las colonias crecidas en estos medios
y de su posterior examen microscópico se demostró la presencia de
cocos, bacilos y levaduras. Los mohos se hicieron visibles en muy raras
ocasiones, probablemente debido al corto período de incubación, lo cual
favoreció el posterior aislamiento de las levaduras.
Del total de muestras analizadas, se aislaron 58 cultivos puros de
levaduras. De éstos, 5 provinieron de la variedad New Hall, 24 de la
variedad Salustiana y 29 de la W. Navel.
232
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
El estudio taxonómico se realizó sobre 2 cultivos puros de los 5
provenientes de New Hall, 13 de los 24 de Salustiana y 15 de los 29 de
W. Navel.
Todas las cepas estudiadas, salvo 2 que no se lograron identificar;
fueron clasificadas como pertenecientes a 5 géneros (Candida,
Cryptococcus, Kloeckera, Trichosporum y Rhodotorula) y, dentro de ellos,
a 9 especies. En la Tabla 7 se observan los resultados obtenidos mediante
el kit ID 32 C, que permitieron identificar las especies; con sus
correspondientes valores de porcentaje de identificación. Las características
de tales especies (Kreger van Rij, 1984) se presentan en la Tabla 8.
La distribución de las especies en las distintas variedades de naranjas
se consigna en la Tabla 9.
Si bien en este primer estudio no se logró aislar una levadura “vínica”
verdadera, todas las cepas que fermentaron glucosa y/o fructosa y/o
sacarosa fueron sometidas a 2 ensayos tecnológicos: a) fermentación de
mosto de naranjas y b) crecimiento en alcohol como única fuente de
carbono.
La mayoría de las levaduras recuperadas de jugo fermentado, tanto
sin y con el agregado de sacarosa, se identificaron como Saccharomyces
cerevisiae.
IV. Conclusiones
De las características químicas analizadas, en principio, consideramos
que las de mayor influencia en el proceso de fermentación son:
• Azúcares totales: como fuente de carbono y energía para las
levaduras,
• Acidez: parámetro que influye en el desarrollo microbiano, y
• Nitrógeno amínico: como principal fuente de nitrógeno.
Además:
- Los aceites esenciales, por poseer propiedades antisépticas, podrían
limitar el desarrollo de las levaduras vínicas.
- Desde el punto de vista nutricional, el ácido ascórbico es el factor
de calidad más relevante.
- El ensayo estadístico para los jugos de las 5 variedades de naranjas
no reveló diferencias significativas, como así tampoco entre los jugos
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
233
234
(219-239)
+
+
+
+
-
2-cetogluconato
a-metil-D-glucósido
Sorbitol
Xilosa
Ribosa
+
-
Glucuronato
Melezitosa
Gluconato
Levulinato
Eritritol
Melibiosa
-
Palatinosa
-
+
Trehalosa
+
+
Maltosa
Ramnosa
+
Rafinosa
Glicerol
+
-
Celobiosa
+
N-acetilglucosamina
DL-lactato
Arabinosa
+
+
Sacarosa
C.
intermedia
Galactosa
Asimilación de:
-
-
+
-
-
-
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
C.
famata
-
+
+
-
-
-
+
+
+
-
+
+
+
+
+
+
-
+
-
-
+
+
+
C.
lusitaniae
-
-
+
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
-
-
+
+
+
C.
pulcherrima
-
-
+
-
-
-
+
-
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
+
+
+
C.
guillermondii
+
-
-
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
+
-
-
+
+
C.
humicolus
+
+
T.
mucoide
-
-
K.
apiculata
Tabla 7. Identificación de levaduras según sistema ID 32 C
-
-
+
+
-
-
+
-
-
-
+
+
-
+
+
+
+
+
+
-
-
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
+
-
+
+
R.
S.
mucilaginosa cerevisiae
HOURS R. y col.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
91,1
-
Tiamina
% identificación
+
+
-
+
+
+
-
-
+
C.
lusitaniae
Esculina
88,0
-
+
+
+
-
+
+
C.
famata
Crecimiento a 37ºC
complementarias:
99,7
-
Resistencia a actidiona
Pruebas
+
+
Glucosa
+
-
Inositol
Glucosamina
+
Sorbosa
+
Lactosa
C.
intermedia
Manitol
Asimilación de:
96,8
+
-
-
+
+
+
-
-
+
C.
pulcherrima
92,2
-
-
+
+
+
+
+
-
-
+
C.
guillermondii
99,9
-
+
-
-
+
-
-
-
K.
apiculata
99,0
+
+
-
+
+
+
+
T.
mucoide
99,2
-
+
+
+
+
+
+
C.
humicolus
Tabla 7. (Continuación) Identificación de levaduras según sistema ID 32 C
90,0
-
-
-
+
-
-
-
99,9
-
-
-
+
-
-
-
R.
S.
mucilaginosa cerevisiae
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
235
236
(219-239)
-
Pseudomicelio
-
Rafinosa
Gemación
d (7)
-
-
-
-
+
+
+
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+
+
-
-
-
multipolar.
Gemación
irregular.
4 μm (2).
4 μm (2) .
Esféricas, φ: Esféricas, φ:
-
-
-
-
-
-
+
+
+
-
-
racimos.
Ovales en
aisladas.
Ovales
(1)
-
-
-
-
-
-
d (7)
d (7)
+ (4)
-
-
turgentes.
Gemantes
μm × 4 μm (2)
Gemantes, 5
T (1)
cremosas.
Blancas
C.
guillermondii
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
+ (6)
-
-
-
-
-
-
-
-
-
-
turgentes.
Gemantes
μm × 6 μm (2)
-
+
-
(1)
Esféricas, 5
V
cremosas.
Blancas
C.
humicolus
-
Artrosporas.
gemantes
Ovales
V, S (1)
pálido.
Opacas rosa
T.
mucoide
+
+ (5)
-+ (3)
-
terminal.
Germinación
Apiculadas.
S (1)
opacas.
Pardas
K.
apiculata
(1)
-
-
-
-
-
-
-
-
+
-
-
De a pares.
aisladas.
Elipsoidales
S
brillantes.
Rojas
R.
mucilaginosa
-
-
-
+
+
+
+
+
+
+
+
gemantes.
Esféricas
V, S (1)
Cremosas
Blancas,
S.
cerevisiae
objetivo. (3) Asca
(1)
V: velo; S: sedimento; T: turbidez; s: sedimento escaso. (2) Medidas obtenidas con micrómetro con una ascospora. (4) Pseudomicelio con blastosporos. (5) Pseudomicelio.
(6)
Micelio verdadero. (7) Escasa fermentación.
nitrato
-
-
Lactosa
Asimilación
-
+
Sacarosa
Galactosa
+
Maltosa
+
Glucosa
Fructosa
Fermentación
C.M.A.
-
A.G.
Gemantes.
Esféricas.
T, S (1)
V, S
(1)
V
V, S (1)
lobuladas.
Blancas
Blancas
C.
pulcherrima
brillantes.
Blancas
C.
lusitaniae
Blancas
C.
famata
cremosas.
C.
intermedia
A.A.
Esporas
M.E.C.
M.E.A.
(células):
Morfología
M.E.C.
M.E.A. (colonias)
Crecimiento:
Claves
Tabla 8. Identificación de levaduras aisladas de jugo de naranja según Kreger-van Rij
HOURS R. y col.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
Tabla 9: Distribución de las distintas especies de levaduras
en tres variedades de naranjas
Salustiana
W. Navel
Candida intermedia
Candida famata
1
1
Candida lusitaniae
1
Candida pulcherrima
4
2
Candida guillermondii
5
5
Kloeckera apiculata
1
1
Trichosporum mucoide
1
Cryptococcus humicolus
1
1
Rodotorula mucilaginosa
No identificadas
New Hall
3
1
1
1
Tabla 10: Características tecnológicas de levaduras fermentativas
Crecimiento
Fermentación
en alcohol
de mosto
Kloeckera apiculata
Negativo
Débil
Candida pulcherrima
Débil
Muy débil
Candida guillermondii
Débil
Débil
Candida intermedia
Negativo
Buena
Candida famata
Negativo
Buena
Candida lusitaniae
Negativo
Buena
Positivo
Muy buena
Saccharomyces cerevisiae
tratados térmicamente. Sin embargo, se observaron diferencias significativas
entre los jugos naturales y los que sufrieron tratamiento térmico.
Las diferencias más marcadas se encontraron en el contenido de
aceites esenciales de los jugos naturales (0,004-0,024 ml/100 ml jugo) y el
pasteurizado (0,0006 ml/100 ml jugo); no así con el jugo concentrado, cuyo
aceite se pierde en el primer efecto del evaporador pero la industria lo
recupera y restituye al alcanzar los 65 ºBrix.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
237
HOURS R. y col.
El contenido en ácido ascórbico también sufrió importantes
variaciones, ya que de valores promedios cercanos a los 100 mg/100 ml
para los jugos naturales se redujo en casi un 40 % en los jugos procesados
térmicamente.
- La mayor recuperación de levaduras se obtuvo cuando se usó como
medio de aislamiento el YGC, seguido por el Agar Sabouroud y, en último
lugar, el MEA. En este último se obtuvieron la mayoría de las veces, mezclas
de bacterias, levaduras y mohos.
En las variedades Salustiana y W. Navel se observa que las levaduras
del género Candida son las que se han encontrado en mayor proporción
con respecto a las de los otros géneros.
Resultó sumamente difícil inducir la esporulación de los cultivos
estudiados, por lo cual se adoptó el criterio de nombrar las especies con
el nombre correspondiente a su estado imperfecto (anamorfo), a pesar de
que muchas de ellas poseen un teleomorfo o estado perfecto conocido.
Así Candida famata anamorfo de Debaryomyces hansenii, Candida lusitaniae
anamorfo de Clavispora lusitaniae, Candida guillermondii anamorfo de
Picchia guillermondii, Kloeckera apiculata anamorfo de Hanseniaspora
uvarum (Pitt y Hocking, 1984).
- Los resultados obtenidos (Tabla 10) en los ensayos tecnológicos
muestran que a priori ninguna de las levaduras aisladas del jugo fresco
podría ser utilizadas en forma pura en la elaboración de vino de naranja.
Sin embargo, esta posibilidad no descarta su uso en forma asociada con
cepas inoculadas artificialmente con propiedades vínicas reconocidas.
La especie Saccharomyces cerevisiae aislada de jugo fermentado
posee buenas propiedades vínicas por si misma, por lo tanto se realizarán
con ella ensayos de microvinificación sobre mosto de naranja.
Referencias bibliográficas
ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMISTS (AOAC) (1984). Official Methods
of Analysis. Arlington.
ASHURST, P.R. (1996). Fruit and human nutrition. En: D. Arthey and P.R. Ashurst. Fruit
Processing. Academic Press, London, pp. 28-39.
BEILIG, H.J.; FAETHE, W.; KOCH, J.; WALLRAUCH, S.; WUCHERPFENNIG, K. (1985).
Standard values and ranges of specific reference numbers for orange juice and grapefruit juice. Confructa 29, pp. 191-207.
CÓDIGO ALIMENTARIO ARGENTINO (CAA). (1999). Art. 1050. Cap. XIII: Bebidas
Fermentadas. De La Canal y Asociados SRL, Buenos Aires.
238
(219-239)
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
CARACTERIZACION FISICOQUIMICA Y MICROBIOLOGICA DE JUGOS DE NARANJA...
CAMPBELL, J.; DUFFUS, J.H. (1988). Yeast: A Practical Approach. IRL Press Ltd. Oxford.
DEAK, T.; BEUCHAT, L.R. (1993). Comparison of the SIM, API 20 C and ID 32 C System
for Identification of Yeasts isolated from fruit juices concentrates and beverages. J. Food
Prot. 56, 7, pp. 585-592.
GUARDIOLA BARCENA, J.L. (1995). Componentes nutritivos de la naranja. En: Simposio
Naranja y Salud. Generalitat Valenciana Conselleria de Agricultura y Medio Ambiente.
Fundación Valenciana de Estudios Avanzados. Valencia, pp. 143-162.
ICMSF. (1990). Ecología Microbiana de los Alimentos. Vol. II. Acribia, Zaragoza.
KALE, P.N.; ADSULE, P.G. (1995). Citrus. En: D.K. Salunkhe and S.S. Kadam, Handbook
of Fruit Science and Technology. Production, Composition, Storage and Processing.
Marcel Dekker, New York, pp. 39-65.
KIMBALL, D.A. (1991). Citrus Processing Quality Control and Technology. Avi Book, New
York.
KREGER VAN RIJ, M.J.W. (1984). The yeasts. A taxonomy study. Elsevier, Amsterdam.
LAROCCA, L. (2000). Informe de la Provincia de Entre Ríos. EEA INTA Concordia.
LOMBARD, L. (1996). Storage, ripening and handling of fruit. En: D. Arthey and P.R.
Ashurst. Fruit Processing. Academic Press. London, pp. 40-52.
PITT, J.I.; HOCKING, A.D. (1984). Fungi and Food Spoilage. Academic Press. Australia.
REDD, R.; PRASCHAN, P. (1996). Chemistry and technology of citrus juices. En: D. Arthey
and P.R. Ashurst. Fruit Processing. Academic Press. London, pp. 53-65.
SUAREZ LEPE, J.A.; IÑIGO LEAL, B. (1992). Microbiología Enológica. Fundamentos de
vinificación. Mundiprensa. Madrid.
TING, S.V.; ROUSEFF, R.L. (1986). Citrus Fruits and their Products: Analysis and Technology. Dekker, New York.
TING, S.V. IN: NAGY, S.; ATTAWAY, J.A. (1980). Citrus Nutrition and Quality. American
Chemical Society, Washington.
Ciencia, Docencia y Tecnología Nº 31, Año XVI, noviembre de 2005
(219-239)
239