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Almacenabilidad del caroteno vegetal severamente afectado por el oxígeno en el aire


La vida útil de los carotenoides vegetales cuando se almacenan en forma de polvo se ve gravemente afectada por el oxígeno en el entorno de almacenamiento, un efecto que tiene un gran impacto en la industria alimentaria, pero que se puede reducir drásticamente mediante la implementación de procesos de producción optimizados.


por EQ-BOKU


Este es el claro hallazgo de un estudio elaborado que utiliza los conocimientos y el equipo de EQ BOKU, una instalación que proporciona instrumentación científica de precisión y experiencia a los miembros de la Universidad de

Recursos Naturales y Ciencias de la Vida, Viena, así como a clientes externos. La investigación, apoyada por el fabricante líder mundial de concentrados de plantas colorantes, comparó diferentes procesos y formulaciones en la producción de polvo de concentrado de zanahoria rico en pigmentos, y probó sus efectos sobre la capacidad de almacenamiento. Los resultados son de gran importancia para la industria alimentaria, ya que los concentrados colorantes de frutas y verduras se utilizan cada vez más como una alternativa a los colorantes artificiales. Los resultados del estudio ahora se han publicado en Food Research International .

Concentrados vegetales en lugar de colorantes artificiales.

Los concentrados de zanahoria son ricos en valiosos carotenoides (pigmentos especiales con efectos antioxidantes) y muy buscados en la industria alimentaria para su uso como colorantes. Pero para que el rico color naranja de las zanahorias se transfiera a las preparaciones de alimentos y bebidas, se debe preservar la estructura de los pigmentos naturales y evitar el contacto con el oxígeno hasta que se usen. Un equipo dirigido por el profesor Henry Jäger del Instituto de Tecnología de Alimentos de la Universidad de Recursos Naturales y Ciencias de la Vida, Viena (BOKU), ha investigado cómo esto se puede lograr ahora mejor para productos en polvo a través de procesos de producción optimizados. Para la investigación, utilizaron el equipo de vanguardia disponible en EQ BOKU, que permite el análisis de los pasos del proceso de tecnología alimentaria a lo largo de ciclos de producción completos.

El equipo hizo nuevos descubrimientos sobre la forma en que el oxígeno puede infiltrarse en ellos. Estas ideas permitirán aumentar considerablemente la vida útil de los carotenoides en los productos finales almacenados. Pero es importante aprovechar las oportunidades para influir en la estructura del material para el almacenamiento justo al comienzo del proceso de producción de polvos concentrados vegetales. «La infiltración de oxígeno presente en el aire en partículas de polvo ricas en pigmentos es en realidad el factor más importante que influye en la vida útil de la coloración que identificamos», explicó Klara Haas, investigadora del grupo de trabajo. «Pero con una gestión delicada del proceso de secado en la producción, se puede determinar la forma de las partículas de polvo para reducir en gran medida la difusión de oxígeno en los productos almacenados».

Aquí se desempeña un papel clave en los denominados «materiales de soporte», que se utilizan en la producción para garantizar que los polvos tengan una estructura estable. En el estudio, que ahora se ha publicado, la maltodextrina, que a menudo se emplea como material portador, fue reemplazada por goma arábiga o almidón modificado. Había buenas razones para esto, como lo mostraron los resultados de la investigación: «El material portador puede encerrar una gran proporción de caroteno y protegerlo del oxígeno, pero una cierta cantidad permanece en la superficie y está expuesta al oxígeno», explicó el profesor Jäger . «Descubrimos que cuando se usa maltodextrina, después de una etapa de secado, más de un tercio del caroteno sensible se encuentra en la superficie de las partículas de polvo, sin protección. Esto se reduce a solo un cuarto o un quinto cuando se usa almidón modificado o goma arábiga Esto significa que ambos son materiales transportadores que proporcionan una mejor protección contra el oxígeno «. El método de fabricación en polvo también tiene una enorme influencia en la capacidad de almacenamiento, y las barreras físicas al oxígeno vuelven a ser decisivas. Si el polvo se produce mediante liofilización, las partículas de polvo contienen microporos y nanoporos que permiten que el oxígeno penetre rápidamente. Pero al utilizar un proceso de secado por pulverización optimizado, que produce partículas más densas con un área superficial más baja, se reduce la difusión de oxígeno durante el almacenamiento y se aumenta enormemente la estabilidad del concentrado colorante a base de plantas. El tamaño ideal para las partículas es de un poco más de 90 micrómetros. «» Las partículas más grandes significan que hay una mayor proporción de carotenoides dentro de las partículas en comparación con la superficie, por lo que hay una mayor protección contra el oxígeno «, explicó el profesor Jäger.

Hasta cierto punto, la oxidación de los carotenoides vegetales también se puede reducir mediante la adición de antioxidantes como el tocoferol, el palmitato de ascorbilo y el ascorbato de sodio. Sin embargo, los nuevos hallazgos revelan las limitaciones de estas costosas medidas, como afirmó Klara Haas: «Por supuesto, los antioxidantes ayudan, pero si las partículas de polvo no tienen una microestructura apropiada, su efecto es limitado. Estos aditivos solo pueden desarrollar su protección completa capacidades cuando la estructura obstruye físicamente la difusión de oxígeno a través del polvo.
partícula con la estructura correcta, los antioxidantes que ya están presentes en la zanahoria son suficientes para proteger los carotenoides «.

En resumen, los resultados muestran que la vida útil de los concentrados de colorantes vegetales cuando se almacenan en forma de polvo puede aumentarse notablemente si se utiliza un proceso de secado optimizado en la producción y se emplea almidón modificado o goma arábiga. Sin estas medidas, en casos extremos, casi el 90 por ciento del caroteno se pierde en tres meses; Con una producción optimizada, esto se redujo a menos del 10 por ciento. La amplia gama de equipos de EQ BOKU hizo posible el análisis preciso de la capacidad de almacenamiento de los carotenoides naturales y las diferentes variantes de producción. Esto permite que se realicen procesos de producción alternativos a escala piloto y que los resultados se evalúen directamente utilizando equipos de análisis de última generación.


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