Caracterización fisicoquímica, análisis sensorial y composición bioactiva de una
bebida funcional elaborada a base de aguaymanto, soya y estevia
Physicochemical
characterization, sensory analysis and bioactive composition of a functional
drink made from golden gooseberry, soybean and stevia
Caracterização
físico-química, análise sensorial e composição bioativa de bebida funcional à
base de groselha dourada, soja e estévia2022
Fredy Roland Sopla Huaman
, Hada María Guevara-Alvarado, Elías Enrique Guevara–Mestanza,Veronica Zuta– Chamoli2
DOI: https://doi.org/10.55996/dekamuagropec.v4i1.141
RESUMEN
En los últimos años el consumo de bebidas se ha
incrementado, sin embargo, el excesivo consumo de alimentos procesados y
envasados con un alto contenido de azúcares resulta perjudicial para la salud
humana ya que han originado un aumento de diversas enfermedades metabólicas,
razón por la cual resulta indispensable introducir a la cadena alimenticia
nuevas opciones de bebidas enriquecidas con pulpa de frutas, ricas en
compuestos polifenólicos y antioxidantes. Esta investigación buscó desarrollar
una bebida funcional a base de jugo de soya y pulpa de aguaymanto endulzada con
estevia, para lo cual se formuló nueve tratamientos constituidos por 70,80 y
90% de jugo de soya, 30,20 y 10% de pulpa de aguaymanto y 0.08,0.10 y 0.12% de
estevia, se evaluaron sus características fisicoquímicas, su aceptabilidad
sensorial y su composición bioactiva. Obteniendo como resultados que el
tratamiento 3, presentó la mayor aceptabilidad sensorial por los panelistas con
una puntuación de 3.39 y presentó un poder antioxidante = 51.4% y un contenido
polifenólico total = 7.35 mg GAE/g. Concluyendo que la bebida elaborada puede
ser considerada como una bebida funcional con atributos nutraceuticos.
Palabras clave: Bebida
funcional, aguaymanto, nutracéutico, bioactiva.
ABSTRACT
In recent years, the consumption of beverages has
increased; however, the excessive consumption of processed and packaged foods
with a high sugar content is detrimental to human health as it has led to an
increase in various metabolic diseases, which is why it is essential to
introduce into the food chain new options of beverages enriched with fruit
pulp, rich in polyphenolic compounds and antioxidants. This research sought to
develop a functional beverage based on soybean juice and aguaymanto pulp sweetened
with stevia, for which nine treatments were formulated consisting of 70, 80 and
90% soybean juice, 30, 20 and 10% aguaymanto pulp and 0.08, 0.10 and 0.12%
stevia, and their physicochemical characteristics, sensory acceptability and
bioactive composition were evaluated. The results showed that treatment 3
presented the highest sensory acceptability by the panelists with a score of
3.39 and presented an antioxidant power = 51.4% and a total polyphenolic
content = 7.35 mg GAE/g. Concluding that the beverage elaborated can be
considered as a functional beverage with nutraceutical attributes. Keywords: Functional beverage, aguaymanto, nutraceutical, bioactive.
RESUMO
Nos últimos anos o consumo de bebidas
tem aumentado, no entanto, o consumo excessivo de alimentos processados e
embalados com alto teor de açúcar é prejudicial à saúde humana, pois tem levado
ao aumento de diversas doenças metabólicas, por isso é fundamental a introdução
na cadeia alimentar de novas opções de bebidas enriquecidas com polpa de
frutas, ricas em compostos polifenólicos e antioxidantes. Esta pesquisa buscou
desenvolver uma bebida funcional à base de suco de soja e polpa de aguaymanto
adoçada com estévia, para a qual foram formulados nove tratamentos compostos
por 70, 80 e 90% de suco de soja, 30, 20 e 10% de polpa de aguaymanto e 0,08,
0,10 e 0,12% de estévia, sendo avaliadas suas características físico-químicas,
aceitabilidade sensorial e composição bioativa. Os resultados mostraram que o
tratamento 3 foi o que apresentou a maior aceitabilidade sensorial pelo painel
de avaliadores, com um escore de 3,39 e apresentou um poder antioxidante =
51,4% e um teor de polifenólicos totais = 7,35 mg GAE/g. Concluindo que a
bebida produzida pode ser considerada como uma bebida funcional com atributos
nutracêuticos.
Palavras-chave: Bebida
funcional, goldenberry, nutracêutico, bioativo.
INTRODUCCIÓN
Durante los últimos años el consumo
de bebidas se ha incrementado, debido a los hábitos alimenticios desarrollados,
sin embargo, el excesivo consumo de alimentos procesados y envasados con un
alto contenido de azúcares resulta perjudicial para la salud humada ya que han
originado un aumento en la prevalencia de diversas enfermedades metabólicas
(Popkin, 2012), tales como la diabetes, el sobrepeso, la hipertensión, las
enfermedades cardiovasculares, entre otras (Salar et al., 2022), razón por la
cual es sumamente importante introducir a la cadena alimentaria nuevas opciones
de bebidas nutracéuticas enriquecidas con pulpa de frutas y vegetales, ricas en
compuestos polifenólicos, atioxidantes y vitaminas (Hernández-Prieto et al.,
2023).
El aguaymanto ( Physalis peruviana
L.), es una fruta exótica, originaria de sudamérica, cultivada con fines
comerciales en diferentes países del mundo incluyendo Perú (Yildiz et al.,
2015), en especial la Región Cajamarca y Amazonas, contiene un altos niveles de
vitamina C, fósforo, potasio, carotenoides y compuestos fenólicos que pueden
contribuir con las propiedades antiinflamatorias, antimicrobianas y
antioxidantes que presenta el aguaymanto (Embaby & Mokhtar, 2019; Puente et
al., 2011).
La soya (Glycine max), pertenece a la
familia de las leguminosas, su composición de macronutrintes difiere de otras
legumbres ya que ésta presenta mayor contenido de grasas, proteínas y menor
cantidad de carbohidratos (Messina, 2016), razón por la cual los alimentos
derivados de la soya son considerados fuentes de proteínas de alta calidad y
grasas saludables coadyuvantes en la prevención y tratamiento de enfermedades
cardiovasculares y el cáncer de mama, de próstata y osteoporosis (Milani et
al., 2023).
La estevia es un edulcorante natural
cuyo principal componente es el glucósido, responsable de producir un sabor
dulce y sin calorías, este edulcorante fue reconocido como un suplemento seguro
mediante la Administración de Medicamentos y Alimentos (FDA) (Chowdhury et al.,
2022), es cultivado con fines comerciales en varios Países del mundo, presenta
propiedades nutracéuticas y es empleado para tratar diversas patologías tales
como el cáncer, la diabetes, la hipertensión, enfermedades renales, la obesidad
y el estrés oxidativo (Stamataki et al., 2020; Talevi, 2022).
La mezcla de soya y jugo de frutas
para la formulación de bebidas resulta una nueva generación de productos ricos
en proteína vegetal, los cuales presentan gran aceptabilidad por los
consumidores (Potter et al., 2007), razón por la cual en el presente estudio se
buscó caracterizar fisicoquímicamente, sensorialmente y bioactivamente a una
bebida elaborada a base de zumo de aguaymanto y jugo de soya edulcorado con
estevia, con la finalidad de lograr tal objetivo, primero se realizó un
análisis biométrico de la soya y el aguaymanto, luego se realizó el análisis
fisicoquímico de ambas materias primas y la bebida funcional, seguidamente se
realizó un análisis sensorial a la bebida elaborada y por último, al
tratamiento con mayor aceptabilidad, se hizo un análisis de contenido de
antioxidantes y compuesto fenólicos.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización del estudio
La
presente investigación fue realizada en los laboratorios de Ingeniería,
Tecnología y Biotecnología Agroindustrial de la Universidad Nacional Toribio
Rodríguez de Mendoza de Amazonas.
Caracterización fisicoquímica
de las materias primas y la bebida funcional
La
determinación de humedad se realizó mediante el método 934.06 (37.1.10) de la
Asociación Científica Dedicada a la Excelencia Analítica (AOAC) (2016), el
contenido de sólidos solubles totales, se efectuó mediante el método
refractométrico 932.12 del AOAC, 2016, la determinación de la acidez titulable
se realizó mediante el método 947.05 de la (AOAC, 2016), la determinación del
pH se realizó directamente con la ayuda de un pH-metro (PC1100-S, Laqua).
Elaboración de la bebida
funcional
Para la
elaboración de la bebida funcional primero se recepcionó las materias primas,
seguidamente mediante una balanza de precisión (Eurotech, Europa), se procedió
con su pesaje, luego el aguaymanto fue seleccionado manualmente, eligiendo los
frutos exentos de cualquier daño físico, químico o microbiológico, en el caso
de la soya, durante el proceso de selección se realizó una limpieza manual de
los materiales extraños y las impurezas, seguidamente se procedió a lavar ambas
materias primas con abundante agua. La soya fue remojada por 12 horas y
seguidamente, al igual que el aguaymanto se procedió con su licuado, luego la
pulpa de aguaymanto fue tamizada y el jugo de soya pasteurizado a una
temperatura de 90°C, revolviendo ocasionalmente en intervalos de 10 minutos,
seguidamente se procedió con el estandarizado, donde se adiciono
carboximetilcelulosa (CMC) al 0.08% (p/v); sorbato de potasio al 0.04% (p/v) y
ácido cítrico al 0.1% (p/v), para luego continuar con el homogenizado, donde
mezclamos todas las materias primas y los insumos empleados. Consecutivamente
al proceso de homogenizado se realizó la pasteurización de la bebida a 90°C por
3 minutos, con la finalidad de incrementar su tiempo de vida útil debido a la
inactivación de bacterias patógenas a estas condiciones. Luego se procedió con
el envasado en botellas de 200mL, se dejó enfriar y se almacenaron a una
temperatura de 10°C.
Análisis sensorial de la
bebida elaborada
El
análisis sensorial de la bebida elaborada se realizó según la metodología
empleada por Tahsiri et al., 2017, con algunas modificaciones, donde se
evaluaron el olor, el color, la textura y el sabor, para tal fin intervinieron
20 panelistas semi entrenados de la Universidad Nacional Toribio Rodríguez de
Mendoza de Amazonas, las bebidas fueron evaluadas bajo una escala hedónica de
cinco puntos donde la puntuación 1 hizo referencia al atributo me disgusta
mucho, la puntuación 2 hizo referencia al atributo me disgusta poco, la
puntuación 3 (ni me gusta ni me disgusta), la puntuación 4 a me gusta un poco y
la puntuación 5 al atributo me gusta mucho. Durante la evaluación sensorial se
les proporcionó a los panelistas 20mL de bebida funcional y se les pidió que se
enjugaran la boca con agua desionizada al momento de evaluar cada tratamiento.
Determinación de compuestos
bioactivos
El
contenido de polifenoles totales en la bebida funcional se determinó mediante
el método colimétrico de Folin – Ciocalteu, donde 1g de muestra y 9mL de una
solución de etanol y agua (50:50 v/v) fueron colocados en un ultrasonido por 30
minutos a una temperatura de 20°C, luego de transcurrido este tiempo se
procedió a centrifugar la mezcla a 4500 rpm por minuto. Una vez separado el
sobrenadante, se extrajo 0.5 mL de este extracto, se mezcló con 0.45mL de agua
ultrapura, 2.5mL de reactivo Folin-Ciocalteu y 2.5 mL de carbonato de sodio y
se dejó reaccionar por 3 minutos, luego se dejó reposar en una estufa a 50°C
por 5 min, para luego ser llevado al espectofotómetro para su lectura a 765 nm,
teniendo como blanco agua destilada. El contenido de compuestos fenólicos
totales se expresó como mg GAE/ g muestra.
El
contenido de antioxidante en la bebida funcional fue determinando mediante el
método del DPPH, donde se mezclaron 9mL de una solución de agua y etanol (50:50
v/v) y 1 g de muestra; esta mezcla fue colocada en un ultrasonido por 30 min a
una temperatura de 20°C. La preparación de la solución madre consistió en pesar
0.4mg de DPPH y 20 ml de una solución metanólica al 0.2% (v/v), seguidamente
mediante un vórtex se procedió a mezclar homogéneamente la solución madre y a
continuación se colocó soluciones constituidas por 750uL de agua ultrapura y
1.5 mL de solución madre; 750uL de muestra y 1.5 mL de metanol y 750uL de
muestra y 1.5 mL de DPPH en tubos de ensayo, para posteriormente realizar su
lectura correspondiente a una longitud de onda de 517 nm.
Análisis de los datos
Se
procesaron los resultados mediante un análisis de varianza (ANOVA), la
información de cada una de las variables se obtuvo por triplicado, para evaluar
la significancia se aplicó un test de media mediante la prueba de Tukey (95%),
las diferencias en p < 0,05 fueron consideradas significativas. Para
procesar la información se utilizó el programa InfoStat V17.
RESULTADOS
Análisis Biométrico de las
materias primas
En la
Tabla 1, se observan los resultados de la cuantificación biométrica de las
muestras de soya y las muestras de aguaymanto, la variable peso fue mayor para
el aguaymanto.
Tabla 1. Análisis biométrico de
la soya y el aguaymanto
|
Muestras
|
Peso (g)
|
Diámetro (mm)
|
|
Soya
|
0.161 ± 0.078
|
5.7 ± 1.15
|
|
Aguaymanto
|
5.81 ± 0.81
|
20.9 ± 0.23
|
Caracterización fisicoquímica
de las materias primas
En la
Tabla 2, se observan los resultados de la composición fisicoquímica de la soya
y el aguaymanto, donde la variable acidez titulable y la variable humedad se
expresaron en (%) y la variable sólidos solubles totales en (°Brix). El número
de repeticiones por muestra fue igual a 3.
Caracterización química de la
bebida funcional
En la
Figura 1A-B, se observa el comportamiento de la acidez titulable y el pH en los
diferentes tratamientos, donde la variable acidez fue expresada en %. Siendo el
tratamiento 3 (T3) el que presentó mayor acidez y el tratamiento 7 (T7) mayor
pH.
En la
Figura 2, se observa el comportamiento de los sólidos solubles totales en los
diferentes tratamientos expresado en grados °Brix, donde el tratamiento 2 (T2),
contuvo el mayor contenido de grados brix.
En la
Figura 3A-D, se observa la evaluación sensorial brindada por los panelistas con
respecto a los atributos sensoriales de las bebidas funcionales; donde, con
respecto al color y al sabor, el tratamiento 3 tuvo la más alta aceptabilidad,
con respecto al color el tratamiento 1 (T1) presentó la más alta puntuación y
con respecto a la consistencia, el tratamiento 2 (T2) presentó la mayor
aceptabilidad.
Evaluación bioactiva de la
bebida funcional con mayor aceptabilidad.
En la
Tabla 3, se observan los resultados del poder antioxidante del tratamiento 3
(T3), el cual estuvo formulado por 70% de jugo de soya, 30% de pulpa de
aguaymanto y 0.12% de estevia; bebida funcional que presentó la mayor
aceptabilidad por los panelistas
Tabla 3. Poder antioxidante por
el método DPPH
|
Extracto
|
|
DPPH en % de actividad antioxidante
|
|
Bebida funcional
|
51.4
|
Los valores muestran la media ± la desviación
estándar (n = 3)
En la
Tabla 4, se observan los resultados del poder antioxidante del tratamiento 3
(T3), el cual estuvo formulado por 70% de jugo de soya, 30% de pulpa de
aguaymanto y 0.12% de estevia; bebida funcional que presentó la mayor
aceptabilidad por los panelistas.
Tabla 4. Contenido de
compuestos fenólicos totales del extracto de bebida funcional (mg GAE/ g
muestra).
|
Extracto
|
|
Fenoles totales (mg GAE/g)
|
|
Bebida funcional
|
7.35
|
Los valores muestran la media ± la
desviación estándar (n = 3)
DISCUSIÓN
En la investigación realizada,
durante la evaluación biométrica, se determinó que el diámetro del aguaymanto
fue igual a 2.09±0.23 cm, resultados similares fueron reportados por Avendaño
et al. (2022); quienes en su investigación buscaron caracterizar fisicoquímicamente
frutos de aguaymanto, obteniendo como resultado diámetros que oscilaron entre
2.2 a 2.5 cm, del mismo modo Yildiz et al., 2015, reportaron valores del
diámetro del aguaymanto iguales a 1.731cm; asimismo Muñoz et al., 2021,
caracterizaron físicamente el aguaymanto cultivado en la Región Andina del
Desierto de Atacama en el norte de chile reportando un diámetro igual a 1.7 cm.
Con respecto al contenido de sólidos
solubles totales de la soya; este fue igual a 5±1.05,
resultados similares fueron reportados por Sharma et al., 2014; quienes al
evaluar las características físicas y la composición nutricional de diversos
genotipos de soya determinaron que el contenido de sólidos solubles totales
oscilaba entre 5,6–7,9 %. Al evaluar la composición fisicoquímica del
aguaymanto se determinó un pH igual a 4.23 ± 0.41, un contenido de acidez
titulable igual a 0.16 ± 0.02%, sólidos solubles totales igual a 15.26 ± 1.41 y
un % de humedad igual a 74.88 ± 5.25; en cuanto al contenido de sólidos
solubles totales valores similares fueron reportados por Avendaño et al.
(2022), quienes al caracterizar el aguaymanto encontraron un contenido de sólidos
solubles totales igual a 14.9%, sin embargo, con respecto al contenido de
acidez titulable discrepamos con los autores debido a que los valores que
reportaron fueron igual a 2,2%; esto posiblemente pueda deberse al diferente
estadío de madurez en el que se encontraba el fruto del aguaymanto al momento
de la cosecha; así como a las diferentes características edafoclimáticas al que
fue cultivado.
En lo referente a la caracterización
química de la bebida, en la Figura 1A-B se puede apreciar que la bebida del
tratamiento 3, la cual estuvo constituido por 70% de jugo de soya, 30% de pulpa
de aguaymanto y 0.12% de estevia presentó la mayor acidez titulable; esto puede
deberse al mayor contenido de pulpa de aguaymanto que presentó la bebida,
asimismo en lo referente al contenido de sólidos solubles totales. En la Figura
2 se puede observar que el tratamiento 2, presentó el mayor contenido de
solidos solubles totales; sin embargo, no presentó diferencia significativa
(p>0.05) con respecto al tratamiento 3.
Por otra parte, el tratamiento 3 que
estuvo constituido por 70% de jugo de soya, 30% de pulpa de aguaymanto y 0.12%
de estevia, presentó la mayor aceptabilidad en cuanto al atributo olor y sabor
en la investigación realizada; con un puntaje de aceptación de 3.29 ± 1.15 y
3.53± 1.12 respectivamente; sin embargo, todos los tratamientos fueron
aceptados; no representaron diferencia significativa (p>0.05) entre ellos.
Con respecto al atributo color, según la Figura 3B, el tratamiento 1 que estuvo
constituido por 70% de jugo de soya, 30% de pulpa de aguaymanto y 0.08% de
estevia, presentó la mayor aceptabilidad; con un puntaje de 2.95± 1.15; sin
embargo, todos los tratamientos fueron aceptados no representaron diferencia
significativa (p>0.05) entre ellos. Para el atributo textura, según la
Figura 3D, el tratamiento 2, presentó la mayor aceptabilidad; con un puntaje de
aceptación de 3.19± 0.93; sin embargo, todos los tratamientos fueron aceptados;
no representaron diferencia significativa (p>0.05) entre ellos, asumiendo
según los resultados encontrados que el tratamiento que tuvo la mayor
aceptabilidad por los panelistas fue el tratamiento 3, el cual estuvo
constituido por mayor contenido de pulpa de aguaymanto y estevia. Resultados
similares fueron reportados por Andrés et al., 2015; quienes formularon bebidas
a base de leche, jugo de soya y jugo de frutas obteniendo como resultado, en
cuanto al atributo color, que las bebidas que contuvieron papaya o durazno;
presentaron mayor aceptabilidad que las que contuvieron naranja o manzana;
evidenciando que el aumento de color significa indispensable para la mayor
aceptabilidad de las bebidas; coincidimos con este autor ya que las bebidas que
tuvieron mayor aceptabilidad en el color fueron aquellas que contuvieron mayor cantidad
de aguaymanto lo que significa un color naranja más intenso. Por otra parte,
Bedani et al. (2014) formularon una bebida a base de yogurt de soya y jugo de
frutas obteniendo como resultado que existió una diferencia significativa
(p<0.05) durante la evaluación sensorial de dichas bebidas; ya que las
bebidas que estuvieron formuladas por yogurt de soya y pulpa de mango tuvieron
mayor aceptabilidad que la bebida formulada con yogurt de soya y pulpa de
guayaba. Del mismo modo Koonyosying et al. (2022), formularon una bebida a base
de jugo de soya con aceite de fruta de perilla; obteniendo puntajes muy altos
de aceptación general en cuanto al color, sabor, olor, sabor, textura y
dulzura.
Con respecto a la capacidad bioactiva
de la bebida funcional se determinó un % de actividad antioxidante igual a 51.4
y un contenido de compuestos fenólicos totales igual a 7.35 mg GAE/g. Rosiana
et al. (2021) elaboraron una bebida funcional a base de soya y pitahaya;
obteniendo un % de actividad antioxidante que oscilaba entre 17.61± 0.73 a 18.60±1.35;
según la cantidad de cada materia prima en la formulación, y un contenido de
compuestos fenólicos totales que oscilaron entre 2.50± 4,04 mg GAE/g a 9.08±4.00
mg GAE/g; siendo el tratamiento que estuvo constituido por 100% de harina en
polvo de cascara de pitahaya el que presentó el mayor contenido fenólico y el
tratamiento que estuvo constituido por 100% de jugo de soya en polvo el que
presentó el mayor % de actividad antioxidante, evidenciando que a mayor
contenido de jugo de soya en una bebida funcional mayor será la capacidad
antioxidante y a mayor contenido de pulpa de frutas mayor será su contenido
fenólico.
CONCLUSIONES
La mezcla de soya y pulpa de
aguaymanto ideó una bebida funcional con alto contenido de antioxidantes y
polifenoles totales y la adición de estevia mejoró sus características
sensoriales por lo que todos los tratamientos fueron aceptados por los consumidores;
sin embargo los tratamientos que presentaron mayor aceptabilidad fueron
aquellos que contuvieron una mayor concentración de pulpa de aguaymanto y
estevia; asumiendo que las características fisicoquímicas del aguaymanto
influyen positivamente en la aceptabilidad sensorial de la bebida, asimismo el
alto contenido de antioxidantes y polifenoles en la bebida; sugieren que ésta
podría ser reconocida como bebida nutraceútica y podría ser incluida en la
cadena alimentaria con la finalidad de mejorar la dieta alimentaria de las
personas y la calidad de vida saludable.
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