Hidrocoloides de opuntia ficusindica: extracción con ultrasonidos y aplicación como recubrimiento comestible a piña mínimamente procesada
Tutor / Supervisor
Student
Palacios Duchicela, Ronald Hendry
Document type
Master thesis
Date
2022
rights
Open Access
Publisher
Universitat Politècnica de Catalunya
UPCommons
Abstract
Opuntia ficus-indica mucilage has great potential in various industries due to its properties as a hydrocolloid. The use of mucilage as an edible coating can increase the shelf life of cut fruits, reducing the use of plastic polymers and food waste. The difficulty of its use lies in extraction, since organic solvents are usually used and prolonged processes are required. For this reason, the extraction method must be improved. In this work, the extraction of mucilage from cladodes was carried out by conventional extraction (maceration + ethanol precipitate + filtration), incorporation of ultrasound in the maceration and only ultrasound, to compare the effects of this technique in the extraction process. For the ultrasound technique, two systems were used, the probe and the bath. Providing a better extraction quality, the ultrasound bath technique (40 kHz, 200 W) for 20 min, without subsequent maceration, because a better agglomeration of the mucilage clots was obtained during the rest and facilitated the filtration process. A slightly higher yield was obtained compared to extraction with maceration (1,20 ± 0,06 %), although not significant (P > 0,05). It should be noted that the application of ultrasound reduces the maceration time by 4,5 times. In addition, an edible coating was prepared using the extracted mucilage and applied to cut pineapple (minimally processed) by immersion, to evaluate the effects on physicochemical and microbiological parameters in this fruit, stored for 12 days refrigerated at 2 ± 1 °C. The mucilage coating on pineapple reduced weight loss during storage and improved appearance compared to control pineapple. Significant differences (P < 0,05) were also observed in the parameters of O2 and CO2 concentration inside the tray, respiration rate, luminosity (L*), chroma (C*), hue angle (Hue), whiteness index (WI), browning index (BI) and pH compared to control samples. While no significant differences (P > 0,05) were observed in the parameters of total soluble solids (TSS) and titratable acidity. On the other hand, it was determined that the mucilage coating is not effective in reducing the microbial load of total mesophilic aerobes, molds and yeasts during the storage period.
El mucílago de Opuntia ficus-indica posee un gran potencial en diversas industrias por sus propiedades como hidrocoloide. La utilización del mucílago como recubrimiento comestible puede aumentar la vida útil en frutas cortadas, reduciendo la utilización de polímeros plásticos, así como el desperdicio alimentario. La dificultad de su aprovechamiento radica en la extracción, ya que se suele utilizar solventes orgánicos y requiere de procesos prolongados. Por esta razón el método de extracción debe ser mejorado. En este trabajo, la extracción de mucílago de los cladodios se realizó mediante extracción convencional (macerado + precipitado con etanol + filtración), incorporación de ultrasonidos en la maceración y sólo ultrasonidos, para comparar los efectos que tiene esta técnica en el proceso de extracción. Para la técnica de ultrasonidos se emplearon dos sistemas como fue la sonda y el baño. Proporcionando una mejor calidad de extracción la técnica de baño de ultrasonido (40 kHz, 200 W) durante 20 min, sin posterior maceración, debido a que se obtuvo una mejor aglomeración de los coágulos de mucílago durante el reposo y facilitó el proceso de filtración. Obteniendo un rendimiento ligeramente superior en comparación a la extracción con macerado (1,20 ± 0,06 %), aunque no significativo (P > 0,05). Cabe destacar que la aplicación de ultrasonido reduce en 4,5 veces el tiempo de la maceración. Además, se preparó un recubrimiento comestible utilizando el mucílago extraído y se aplicó a piña cortada (mínimamente procesada) mediante inmersión, para evaluar los efectos sobre los parámetros fisicoquímicos y microbiológicos en esta fruta, almacenada durante 12 días en refrigeración a 2 ± 1 °C. El recubrimiento de mucílago en la piña redujo la pérdida de peso durante el almacenamiento y mejoró el aspecto en comparación a la piña de control. También se observaron diferencias significativas (P < 0,05) en los parámetros de concentración de O2 y CO2 en el interior de la barqueta, tasa de respiración, luminosidad (L*), croma (C*), ángulo de tonalidad (Hue), índice de blancura (WI), índice de pardeamiento (BI) y pH en comparación a las muestras de control. Mientras que no se observaron diferencias significativas (P > 0,05) en los parámetros de sólidos solubles totales (SST) y acidez titulable. Por otra parte, se determinó que el recubrimiento de mucílago no es efectivo para reducir la carga microbiana de aerobios mesófilos totales, mohos y levaduras durante el periodo de almacenamiento.
