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Asesor: Mtro. Carlos Abraham Reynoso Ocampo creynoso@utvm.edu.mx Biotecnología y ciencias agropecuarias el efecto de las bajas temperaturas como medio de conservación sobre las características fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales del Aguamiel (Agave salmiana Xaminí) Universidad Tecnológica del Valle del Mezquital Ana Lilia Ángeles Hernández1, Blanca Vianet Peña Hernández2, Ángel Ramírez Catalán3 lily_angeles@live.com.mx mailto:lily_angeles@live.com.mx INTRODUCCIÓN El aguamiel es el jugo o savia dulce que se obtiene posterior al raspado de la cavidad central del maguey pulquero una vez que alcanza su etapa de madurez, es un fluido susceptible a la fermentación láctica por microorganismos del género Leuconostoc, Lactobacillus, Sacharomyces, Zymomonas mobilis y Acetobacter debido a su contenido de nutrientes, carbohidratos y pH promedio cercano a la neutralidad (6.8) (Gentry, 1982). La produccion y consumo de esta bebida se ha realizado desde la época prehispánica, sin embargo su uso se limita a la produccion de pulque (aguamiel fermentado), jarabe tipo miel de aguamiel. En el 2013 la SIAP (Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera) dio a conocer que la produccion anual de aguamiel en el estado de Hidalgo es de 53,813 L en una superficie cosechada de 692 Ha cifra que ha disminuido en un 84% en el periodo de 1940 al 2012. La venta y consumo de aguamiel también ha presentado una notable disminución que se atribuye a la baja rentabilidad por precio y tiempo de almacenamiento, se han presentado estudios de las propiedades nutricionales que este producto posee asi como los posibles usos en la industria de alimentos sin embargo, se cuentan con escasos estudios que se avoquen a la conservación del aguamiel fresco, siendo esté en estado en el que más beneficios aporta al ser humano. El desarrollo de un mecanismo de conservación que permita su comercialización en zonas más alejadas sin alterar las características fisicoquímicas y sensoriales del producto podría contribuir a la revalorización del aguamiel mejorando la economía de las zonas productoras. OBJETIVO Evaluar el efecto de las bajas temperaturas (20°C, -3°C, -8°C, -16°C y -20°C) como medio de conservación sobre las características fisicoquímicas, microbiológicas y sensoriales del aguamiel agave salmiana Xaminí. ESTADO DEL ARTE Para los efectos de la NMX-V-022-1972, Aguamiel Hydromel, se define al aguamiel como un líquido traslúcido, de color ambarino, de olor y sabor característicos que se aprecian mediante prueba de catado, la calidad del producto se clasifica en dos tipos como lo muestra la siguiente tabla (tabla 1). Tabla 1 Especificaciones fisicoquímicas de aguamiel Fuente: NMX-V-022-1972. AGUAMIEL HYDROMIEL. Tabla 2 Análisis nutrimental de aguamiel Fuente: Ortiz et al; 2008. De acuerdo con Ortiz 2008, la recolección de aguamiel se debe hacer 12 horas después de haber raspado el tallo del agave, la producción dura en promedio de cuatro a seis meses con un volumen que fluctúa en 0.4 L por planta al inicio pero aumenta de 4 a 6 litros durante los primeros meses y decrece a 0.4 L al final de la producción. Los componentes del aguamiel son: agua, sacarosa, glucosa, fructosa, gomas, proteínas, minerales, vitaminas, azúcares como xilosa, galactosa, arabinosa en proporciones mucho menores que la fructosa y la glucosa, sobre todo se ha caracterizado por su contenido de polifructanos, es decir, inulina. El aguamiel presenta un pH promedio cercano a la neutralidad (6.8) con un porciento de humedad elevado (86%) y una proporción de sólidos solubles de 10.85 ºBrix. El contenido de proteína soluble es Especificaciones Tipo I Tipo II Menor de: Mín. Máx. pH 6.6 7.5 4.5 Densidad en grados Baume(°Be) 5 7 4.5 Índice de refracción de inmersión a 20°C 59 100 27 Solidos totales g/100 ml 13 17 7 Azucares reductores totales (en Glucosa) g/100 ml 8 12 6 Azucares reductores directos (en Glucosa) g/100ml 2 3 3 Gomas (en Glucosa) g/100ml 2 6 0.20 Proteínas mg/100ml 300 600 100 Cenizas mg/100ml 300 430 180 Acidez % ácido láctico 0.90 1.03 4.00 Componente Valor Proteína 0.345 Cenizas 0.380 Acidez (%) 0.30 Fructooligosacáridos 1.173 Solidos solubles totales (°Brix) 11-13 pH 4.5 Potasio (mg/L) 960-161 Calcio (ml/L) 35-126 Hierro 1.1 Zinc 0.8 Ácido ascórbico ND de 5.3%. La sacarosa es el azúcar que está presente en mayor proporción, aunque hay otros polisacáridos compuestos por glucosa y fructosa como los oligofructosacáridos y polifructosacáridos. En diciembre del 2004 Ramos Zablah Claudia Margarita presentó una tesis titulada, “Métodos de conservación para retardar la fermentación de aguamiel”. Donde realizó varios tratamientos en los que se describe el uso de la pasteurización y esterilización combinadas con la adición de conservadores. Ella dedujo que el tratamiento que le dio mejores características fue pasteurizar el aguamiel y agregar conservador. Solo que no comenta cuanto tiempo logró extender la vida útil del aguamiel (Antonio, 2013). La congelación retrasa el deterioro de los alimentos y prolonga su seguridad evitando que los microorganismos se desarrollen y ralentizando la actividad enzimática que hace que los alimentos se desnaturalicen. Cuando el agua de los alimentos se congela, se convierte en cristales de hielo y deja de estar a disposición de los microorganismos que la necesitan para su desarrollo. No obstante, la mayoría de los microorganismos (a excepción de los parásitos) siguen viviendo durante la congelación, la congelación tiene un efecto mínimo en el contenido nutricional de los alimentos (Fellow, 2000). METODOLOGÍA Para el presente estudio se utilizaron 60 litros litros de aguamiel fresco de la variedad Salmiana Xaminí, adquirido en la localidad de Durango Daboxtha, municipio de El Cardonal, Hidalgo. El aguamiel fresco se depositó en bolsas de plástico, para su posterior tratamiento (20,-3,-8,-16 y -20°C) por un periodo de 6-8 hrs, cada tratamiento se realizó por triplicado, transcurrido el tiempo de tratamiento, las muestras se descongelaron a temperatura ambiente (20°C) La caracterización fisicoquímica y bromatológica se efectuaron con las metodologías aprobadas por la AOAC. Proteína por el método Kjeldhal (AOAC Official Method 920.53., 1994), método de pH (AOAC Official Method 945.10, 2000), determinación de acidez (AOAC Official Method 950.07, 2005), determinación de densidad (AOAC Official Method 925.22, 1990), determinación de cenizas (AOAC Official Method 923.03, 1990), y ºBrix en función de la NMX-f-436-SCFI- 2011. El análisis de K y Zn se realizó con la metodología de la PROY-NOM-211-SSA1-2002 Espectrometría de Absorción Atómica (método de flama) para lo cual fue necesario realizar curvas de calibración y una dilución de la muestra hasta 1000 partes por millón para la determinación de potasio, ya que de acuerdo a la literatura contiene en promedio 1600 mg de potasio la curva de calibrado se realizó con las siguientes concentraciones de estándar, 500, 550, 570, 580, 590 y 600; para la determinación de Zinc se realizaron las siguientes diluciones 0.5, 1,2,3,4 y 5 PPM. El contenido en mg de mineral se determinó aplicando una regresión lineal de los valores obtenidos en la medición. Los análisis microbiológicos se efectuaron bajo las normas mexicanas establecidas para cada prueba, con un tiempo de incubación de cuatro días. Hongos y Levaduras NOM-111-SSA1-1994, Método Cuenta Estándar NOM-092-SSA1-1994, coliformes totales y fecales NOM-112-SSA1-1994. Para la evaluación del análisis sensorial se formó un grupo de 10 panelistas previamente seleccionados en una prueba discriminatoria en la que demostraron su capacidad para detectar los sabores básicos (Dulce, salado, ácido y amargo) los resultados de la prueba fueron analizados conla prueba estadística ANOVA a un factor con un nivel de significancia de 0.05. RESULTADOS Tabla 3 UFC (Unidades Formadoras De Colonia) de hongos y levaduras en aguamiel fresco y bajo tratamiento térmico Temperaturas °C Dilución Aguamiel fresco 20°C -3°C -8°C -16°C -20°C 10-1 *1625 *1495 *1235 *1040 *910 *900 10-2 95 90 63 60 54 50 10-3 55 52 35 30 28 25 UFC/mL 591.666 545.666 444.333 376.666 330.666 325 Los valores reportados son la media de tres repeticiones en muestras de aguamiel a 20, -3, -8, -16 y -20° C, analizados en función de la NOM-111-SSA1-1994, determinación de hongos y levaduras en un periodo de incubación de 4 días. Fuente: Equipo 1 PROCBIO/UTVM, 2016. Tabla 4 UFC (Unidades Formadoras De Colonia) de cuenta estándar en aguamiel fresco y bajo tratamiento térmico Los valores reportados son la media de tres repeticiones en muestras de aguamiel a 20, -3, -8, -16 y -20° C, analizados en función de la NOM-092-SSA1-1994 determinación de mesofilos (cuenta estándar) en un periodo de incubación de 4 días. Fuente: Equipo 1 PROCBIO/UTVM, 2016. Temperatura (°C) Dilución Aguamiel fresco 20°C -3°C -8°C -16°C -20°C 10-1 *2210 *2080 *1495 *1300 *1170 *1040 10-2 142 132 163 105 121 44 10-3 40 65 110 57 47 30 UFC/mL 797.333 759 589.333 487.333 446 371. 333 Tabla 5 UFC (Unidades Formadoras De Colonia) de Coliformes Totales y Fecales (presuntiva y confirmativa) en aguamiel fresco y bajo tratamiento Los valores reportados son la media de tres repeticiones en muestras de aguamiel a 20, -3, -8, -16 y -20° C, analizados en función de la NOM-112-SSA1- 1994 determinación de coliformes totales y fecales (prueba presuntiva y confirmativa) en un periodo de incubación de 4 días. Fuente: Equipo 1 PROCBIO/UTVM, 2016. Tabla 6 Cuadro de caracterización f isicoquímica y bromatológica de aguamiel (Agave Salmiana Xaminí) Los valores reportados son la media de tres repeticiones en muestras de aguamiel a 20, -3, -8, -16 y -20° C ± desviación estándar. DHS, Diferencia significativa honesta (Tukey, 0.05). Aguamiel recolectado en la localidad de Durango Daboxtha, El Cardonal, Hgo PROCBIO/ UTVM, 2016. Temperatura (°C) Dilución Aguamiel fresco 20°C -3°C -8°C -16°C -20°C 10-1 #1950 #2015 #1170 #1040 #845 #715 10-2 110 111 57 49 43 34 10-3 20 22 18 15 20 9 UFC/mL 693.333 716 415 368 302.666 252.666 Tratamientos Fisicoquímicos Bromatológicos Acidez (%) Densidad g/mL pH Solidos solubles (°Brix) Azúcares reductores g/mL Mg Zinc Mg de potasio Proteínas (%) Cenizas (%) 20° C 1.16±0 1.004±0 3.66±0 11±0 2.09±0.03 15.34 980 0.35±0.005 0.069±0.028 -3° C 0.46±0 1.078±0 4.29±0 12±0 2.78±0.03 14.47 1613 0.74±0.007 0.056±0.010 -8° C 0.34±0 1.056±0 4.28±0 12±0 3.08±0.02 11.86 1615 0.72±0.020 0.045±0.017 -16° C 0.31±0 1.066±0 4.27±0 12±0. 2.72±0.002 12.73 1614 0.68±0.411 0.115±0.013 -20° C 0.30±0 1.055±0 4.05±0 12±0 2.72±0 14.47 1616 0.65±0.007 0.129±0.036 En el análisis sensorial se registraron diferencias significativas en el tratamiento a 20°C mientras que en los tratamientos a -3, -8, -16 y -20°C las diferencias son poco significativas presentando casi las mismas características sin embargo las bajas temperaturas dieron origen a una especie de sinéresis en el aguamiel, después del tratamiento la fase sólida y liquida se separan ligeramente y el color se torna ligeramente translucido efecto producido por la disminución de melanoidinas. CONCLUSIÓN De acuerdo con los resultados obtenidos en análisis fisicoquímicos (tabla 7) los valores obtenidos en los diferentes tratamientos no muestran una diferencia significativa con relación a los valores obtenidos en la caracterización de aguamiel fresco, lo anterior se debe a que el efecto de las bajas temperaturas inhibe el crecimiento microbiano, reduciendo su actividad metabólica como lo menciona Fellow, 2000, por lo que la fermentación láctica se produce a una velocidad muy lenta en las tablas 4,5 y 6 de análisis de hongos levaduras, cuenta estándar y coliformes respectivamente, se observa una disminución en el número de UFC´S en todos los tratamientos lo que evidencia que la congelación es un método apropiado para la conservación del aguamiel, sin embargo, el efecto de temperaturas muy bajas produjo una sinéresis y ligeros cambios de color y sabor en el tratamiento a -20°C lo anterior fue analizado en la evaluación sensorial, las diferencias no fueron significativas en los tratamientos de -3, -8 y -16°C teniendo mejor aceptación este último. Para efectos de la norma mexicana de aguamiel Hydromel 1972 los parámetros se encuentran dentro de las especificaciones del tipo I. En atención a los resultados obtenidos se concluye que la aplicación de un tratamiento a bajas temperaturas es viable para la conservación de aguamiel, los tratamientos empleados en el presente estudio no mostraron una diferencia significativa en sus propiedades fisicoquímicas, mientras que en el aspecto microbiológico se inhibe la fermentación láctica por la inactivación de microorganismos fermentativos se considera el tratamiento a -16°C como la más recomendable para no afectar las propiedades sensoriales, ya que en este tratamiento no se presentan cambios significativos en parámetros organolépticos . BIBLIOGRAFÍA AOAC Official Method 920.53. (1994). Metodo de proteina. Latinoamérica: Journal AOAC. AOAC Official Method 923.03. (1990). Método de Cenizas Totales. Latinoamérica: Journal AOAC. AOAC Official Method 925.22. (1990). Método de Densidad. Latinoamérica: Journal AOAC. AOAC Official Method 945.10. (2000). Método de pH. Latinoamérica: Journal AOAC. AOAC Official Method 950.07. (2005). Método de acidez total. Latinoamérica: Journal AOAC. Fellow, P. J. (2000). Food Processing Technology. London: Woodhead. Flores. (1995). caracteristicas fisico-quimicas del Aguamiel producido por tres especies Agave SSP que se cultivan en el estado de Tlaxcala. Congreso Nacional de Ciencia y Tecnologia de Alimentos. Puerto Vallarta Jalisco. García, A. (1995). Riqueza y endemismos de la familia Agavaceae en México. Méxio: Limusa. Gentry, H. S. (1982). Agaves of continental North America. The University of Arizona Press, Tucson: Az. U.S.A. 670 p. Hernández Ramos, L. (2014). Valor nutracéutico y nutricional de aguamiel y miel de maguey por tres métodos de deshidratación. Chapingo, Edo de México. Herrera, A. (1879). La conservacion del pulque. México: Filomeno Mata. L.F.Sánchez, N. J. (2009). 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