Stabilität von unpasteurisiertem und gekühltem Orangensaft
Lebensmittelwissenschaft und -technologie
Stabilität von unpasteurisiertem und gekühltem Orangensaft
Maria Cristina Corrêa de SouzaI, *; Marta de Toledo BenassiII; Renata Fraxino de Almeida MeneghelII; Rui Sérgio dos Santos Ferreira da SilvaII
IUniversidade Paranaense – UNIPAR; C. P. 224; 87502-210; Umuarama – PR – Brasilien
IIUniversidade Estadual de Londrina – UEL; [email protected]; C. P.6001; 86051-970; Londrina – PR – Brasilien
ABSTRACT
Die Stabilität von Orangensaft, der aus einer kleinen Extraktionsanlage gewonnen und in einer Polyethylenflasche gelagert wurde, wurde unter isothermen und nicht-isothermen Lagerungsbedingungen bei 4, 8 und 12oC für 72 Stunden untersucht. pH-Wert, titrierbare Säure und Brix veränderten sich während der 72-stündigen Lagerung nicht signifikant. Die mikrobiologische Analyse zeigte hohe Ausgangszahlen für Schimmelpilze und Hefen, die im Saft, der 72 Stunden lang unter nicht-isothermen Bedingungen mit Temperaturmissbrauch (12oC/4h) gelagert wurde, zunahmen. Die Daten der sensorischen Bewertung zeigten eine geringe Verringerung der Produktakzeptanz unter diesen Bedingungen. Während der empfohlenen Gültigkeitsdauer (48 Stunden) wies der Saft unabhängig von der Behandlung Verluste von weniger als 20 % des ursprünglichen Ascorbinsäuregehalts auf. Nach dieser Zeit verstärkte sich der Abbau jedoch und erreichte bei einer 72-stündigen Lagerung Rückstände von 72 bis 85 %.
Schlüsselwörter: Zitrusfrüchte, Haltbarkeit, Vitamin C, HPLC, sensorische Qualität, Schimmelpilze und Hefen
RESUMO
Desvolvimento microbiano, ação enzimática e reações químicas influenciam a qualidade de suco de laranja natural não-pasteurizado, podendo comprometer características sensoriais e provocar perdas nutricionais. Die Stabilität des Kakaos, der in einem Extrator mit kleinem Durchlass und einer Klimaanlage in einer Polietileneinbettung gewonnen wurde, wurde unter isotérmischen und nicht-isotérmischen Armazenierungsbedingungen bei Temperaturen zwischen 4 und 12oC über 72 Stunden geprüft. Die Werte des pH-Werts, der titrierbaren Säure und der gesamten löslichen Feststoffe änderten sich während der Lagerung unter allen Bedingungen nicht signifikant. Die Ergebnisse der mikrobiologischen Analyse zeigten hohe anfängliche Schimmel- und Hefezahlen, die im Saft, der 72 Stunden lang unter nicht-isothermen Bedingungen gelagert wurde, bei denen es zu einem Temperaturmissbrauch kam (12 °C für 4 Stunden), zunahmen. Die sensorischen Tests ergaben eine geringfügige Verringerung der Produktakzeptanz unter denselben Bedingungen. Es wurde festgestellt, dass der Saft in dem als Haltbarkeitsdauer empfohlenen Zeitraum (48 Stunden) unabhängig von der Behandlung weniger als 20 % des ursprünglichen Ascorbinsäuregehalts verlor. Danach verstärkte sich der Abbau und erreichte nach 72 Stunden Lagerung ein Retentionsniveau von 72 bis 85 %.
EINFÜHRUNG
Fruchtsäfte werden wegen ihres charakteristischen Geschmacks konsumiert und gelten auch als Quelle von Vitaminen, Mineralien und löslichen und unlöslichen Fasern (Righetto et al., 1999). Zitrusfrüchte sind zu einem grundlegenden täglichen Produkt in der menschlichen Ernährung geworden, und ein großer Teil des Verbrauchs ist auf die industrielle Verwendung in anderen Lebensmitteln und Getränken zurückzuführen, die ihren Geschmack benötigen. Es besteht die Aussicht auf eine Steigerung der weltweiten Orangenproduktion und eine Suche nach neuen Märkten für brasilianischen Saft sowohl im Ausland als auch im Inland (Lima et al., 2000).
Zurzeit ist die für die Industrie produzierte Orangenmenge dreimal so groß wie die für den natürlichen Verbrauch (Agrianual, 1999). Auf der Suche nach mehr Praktikabilität hat der Verbrauchermarkt ein wachsendes Interesse an verbrauchsfertigen Produkten gezeigt (Lima et al., 2000). Nach Pupin et al. (1998) basiert der interne Einzelhandelsmarkt für Orangensaft in Brasilien hauptsächlich auf dem Handel mit dem Naturprodukt, gekühlt und in Plastikflaschen verpackt. Es gibt jedoch nur wenige Studien über eine wirksame Qualitätskontrolle für natürlichen, unpasteurisierten Orangensaft (Gusi, 1998).
Natürliche Säfte haben, selbst wenn sie gekühlt aufbewahrt werden, eine kurze Haltbarkeit (Charalambous, 1993). Die Stabilität von Zitrussäften hängt von den Rohstoffen, den Verarbeitungsbedingungen, dem Verpackungsmaterial und den Lagerbedingungen ab. Diese Faktoren sollten mikrobiologische, enzymatische, chemische und physikalische Veränderungen verursachen, die die sensorischen und ernährungsphysiologischen Eigenschaften beeinträchtigen (Corrêa Neto und Faria, 1999).
Der sensorische Aspekt steht in direktem Zusammenhang mit der Nachfrage des Verbrauchers nach dem Saft, der nach Ähnlichkeit mit kürzlich verarbeitetem Saft sucht (Nisida et al., 1993). Die Veränderung in natürlichen Säften verstärkt sich nach der Extraktion kontinuierlich, was zur Entwicklung von unerwünschtem Geschmack und Farbe führt (Roig et al., 1996).
Mikrobielles Wachstum in Zitrussaft ist durch die Produktion von unangenehmen Aromen und Produktverschlechterung gekennzeichnet, die häufig durch Hefen verursacht wird (Parish, 1991; Lima et al., 2000). Mehrere Autoren haben beobachtet, dass die Geschmacksqualität von Zitrusfrüchten erhalten bleibt, solange eine für das Produkt geeignete Desinfektion und Lagertemperatur angewendet wird (Fellers, 1988; Tocchini et al., 1993; Nisida et al., 1993; Pao et al., 1996). Farbe und Geschmack zeigen den Reifegrad der Früchte an (Salunkhe und Kadam, 1995), daher sind verschiedene physikalische und chemische Bestimmungen (pH-Wert, Gesamtgehalt an löslichen Feststoffen und titrierbare Gesamtsäure) für die Charakterisierung und Qualität von Orangensaft wichtig (Nisida et al. 1993). Neben den chemischen Veränderungen beeinträchtigt der durch Temperaturerhöhung und/oder Oxidation verursachte Vitaminverlust die Produktakzeptanz (Charalambous, 1993). Der Ascorbinsäuregehalt stellt einen stimulierenden Faktor für den Verzehr von Zitrusfrüchten dar (Lee und Coates, 1987).
Die vorliegende Studie wurde daher durchgeführt, um die chemische, sensorische und mikrobiologische Stabilität von unpasteurisiertem Orangensaft bei isothermer und nicht-isothermer Lagerung zu untersuchen, wobei höhere Lagertemperaturen als die üblicherweise verwendeten untersucht und die empfohlene Haltbarkeit von 48 Stunden neu bewertet wurden.
MATERIAL UND METHODEN
Extraktion und Lagerung des Saftes
Es wurden Proben von handelsüblichem, unpasteurisiertem, natürlichem Orangensaft der Sorte Pêra Rio verwendet, die in einem kleinen FMC-Extraktor gewonnen und in einer 500mL-Polyethylenverpackung mit hoher Dichte gelagert wurden. Nach der Extraktion wurden die Proben 72 Stunden lang unter verschiedenen Bedingungen gelagert. In einem der Programme wurden die Saftproben unter drei isothermen Bedingungen (4oC, 8oC und 12oC) gelagert. In einem anderen Programm wurden die Temperaturen während der Lagerung mit zwei verschiedenen Programmen variiert, und unter Bedingung Nr. 2 wurde das Produkt 4 Stunden lang einer Temperatur von 12 °C ausgesetzt (Tabelle 1). Die Proben wurden hinsichtlich des Ascorbinsäuregehalts und ergänzender physikalischer und chemischer Analysen charakterisiert, sensorische und mikrobielle Analysen wurden nur bei den Proben durchgeführt, die unter nicht-isothermen Bedingungen gelagert wurden.
Der Ascorbinsäuregehalt wurde in einem Flüssigchromatographen mit einem spektrophotometrischen Detektor (254nm) bestimmt. Die Analyse erfolgte bei Raumtemperatur auf einer Umkehrphasen-Säule Spherisorb ODS-2, isokratische Elution (0,7mL/min) mit Schwefelsäurelösung pH 2,5 als mobile Phase. Die Identifizierung erfolgte im Chromatographen auf der Grundlage der Retention des eluierten gelösten Stoffes in der Säule im Vergleich zum Standard und unter Verwendung der Co-Chromatographie. Die Ascorbinsäure wurde durch externe Standardisierung in zweifacher Ausführung quantifiziert (Souza, 2001).
Ergänzende physikalisch-chemische Analysen
Die titrierbare Gesamtsäure (TTA), der Gesamtgehalt an löslichen Feststoffen (TSS) und der pH-Wert wurden nach der Standardmethode der AOAC (1995) in zweifacher Ausführung getestet.
Mikrobiologische Bewertung
Salmonellen, die wahrscheinlichste Anzahl an fäkalen Kolliformen und die Schimmel- und Hefepilze wurden gemäß der aktuellen Gesetzgebung (Ministério da Saúde, 1998) für die Proben unter nicht-isothermen Lagerungsbedingungen mit der Speck-Methode (1976) gezählt.
Sensorische Bewertung
Der allgemeine Akzeptanztest wurde mit 48 Panelisten unter Verwendung der strukturierten hedonischen Neun-Punkte-Skala durchgeführt, wobei: 1= extrem ablehnen; 5= weder mögen noch ablehnen; 9= extrem mögen. Die Proben wurden in durchsichtigen Plastikgläsern bei einer Temperatur von 7oC und 10oC in Volumina von ca. 80mL serviert. Pro Sitzung wurden zwei Proben nach dem Zufallsprinzip nacheinander serviert.
Ergebnisse und Diskussion
Ascorbinsäurebestimmung
Abbildung 1 zeigt ein Standardchromatogramm zur Bestimmung von Ascorbinsäure in Orangensaft.
Es gab eine beträchtliche Vitamin-C-Retention. Selbst die Kinetik erster Ordnung, die üblicherweise zur Modellierung des Ascorbinsäureabbaus bei verschiedenen Prozessen verwendet wird (Heldman und Lund, 1992), schien nicht geeignet zu sein, um das Phänomen zu beschreiben, wenn die Lagerung bei den verwendeten Temperaturen (bis zu 12 oC) über einen Zeitraum von 48 Stunden berücksichtigt wurde (Abb. 2). 2).
Es wurde festgestellt, dass das Produkt während der empfohlenen Gültigkeitsdauer (48h) unabhängig von der Behandlung Verluste von weniger als 20% des ursprünglichen Ascorbinsäuregehalts aufwies. Bei den unter isothermen Bedingungen gelagerten Proben wurden nach 48 Stunden je nach Lagertemperatur Ascorbinsäure-Retentionen von 80 und 86 % festgestellt. Nach dieser Zeit verstärkte sich der Abbau und erreichte nach 72 Stunden Lagerung einen Gehalt von 72 und 74 % (Abb. 2a). Der prozentuale Anteil der Retention war bei den Proben unter nicht-isothermen Bedingungen höher, aber es wurde ein ähnliches Verhalten beobachtet: hohe Retention bis 48 Stunden (98 bis 100 %) und schneller Abbau nach diesem Zeitraum (80 bis 85 % in 72 Stunden) (Abb. 2b). Dieses Verhalten zeigt, dass die Temperatur nicht ausschlaggebend zu sein scheint, solange sie im untersuchten Bereich bleibt.
Der endgültige Ascorbinsäuregehalt nach 72h Lagerung schwankte zwischen 41 und 46 mg/100g. Beim Vergleich dieser Daten mit der geltenden Gesetzgebung (Brasilien, 1974) wurde festgestellt, dass sie über den 38 mg% liegen, die als Minimum für industriell hergestellten Saft angegeben werden. In Anbetracht der Tatsache, dass die empfohlene Tagesdosis für Ascorbinsäure 60 mg/Tag für Erwachsene beträgt (RDA, 1989), und der Untersuchung der Ergebnisse des fraglichen natürlichen Saftes wurde festgestellt, dass der Verzehr von 150 ml unter allen Lagerungsbedingungen die empfohlene Tagesdosis pro Kopf überschreiten würde.
Ergänzende physikalische und chemische Analysen
Ähnliche Ergebnisse wurden für die Daten in der Literatur und die Gesetzgebung für kommerziellen Saft beobachtet (Brasil, 1974; Fellers, 1988; Tocchini et al., 1993; Nisida et al., 1993). Die ermittelten TTA-Werte lagen über den Referenzwerten, während das TSS/TTA-Verhältnis niedrig war, was möglicherweise auf die jahreszeitlichen Schwankungen und den Reifegrad der Früchte zurückzuführen ist. Diese Parameter änderten sich während der Lagerung praktisch nicht, unabhängig von den verwendeten Temperaturbedingungen. Tabelle 2 zeigt die Schwankungen der Mittelwerte für pH, TSS, TTA und TSS/TTA während des 72-Stunden-Zeitraums unter isothermen und nicht-isothermen Lagerungsbedingungen.
Mikrobiologische Bewertung
Bei der fäkalen kolliformen Gruppe wurden keine Samonellen und null Zählungen festgestellt. Die anfänglich festgestellten Schimmelpilz- und Hefewerte waren höher als die in der geltenden Gesetzgebung (Ministério da Saúde, 1998) empfohlenen Werte (siehe Tabelle 3). Bei der getrennten Untersuchung der Schimmel- und Hefepilze wurde eine hohe Hefezahl festgestellt, die unter den beiden untersuchten Lagerungsbedingungen anstieg. Die Anzahl der Schimmelpilze im Saft, der unter der Bedingung Nr. 2 gelagert wurde, war höher als unter der Bedingung Nr. 1, was wahrscheinlich auf den Temperaturanstieg zurückzuführen ist, dem die Proben unter der Bedingung Nr. 2 ausgesetzt waren. Die Ergebnisse mit einer hohen anfänglichen Hefezahl könnten auf eine Verunreinigung der Früchte während der Ernte oder eine erneute Verunreinigung während der Verarbeitung zurückzuführen sein.
Die mittleren Werte der allgemeinen Akzeptanz der Proben variierten von 7,2 (wie mäßig) in der Anfangszeit bis 6,0 (wie leicht) unter der Bedingung Nr. 2 nach 72 Stunden, dieser Bedingung, bei der der Saft einem Temperaturmissbrauch ausgesetzt wurde, indem er 4 Stunden lang bei 12 oC gelagert wurde. Die Akzeptanz der Probe unter der Bedingung Nr. 2 nach 72 Stunden unterschied sich signifikant von den anderen auf dem Niveau von 5% durch den Tukey-Test (Tabelle 4).
Die Ergebnisse der Probenbewertung zum Zeitpunkt Null und der Lagerung unter der nicht-isothermen Bedingung zu den Zeitpunkten 24, 48 und 72 Stunden, die dem Shapiro-Wilks (W)-Test (Pimentel Gomes, 1985) auf Normalität unterzogen wurden, waren alle signifikant und verwarfen die Hypothese der Normalverteilung (Statsoft, 1995). Bei Anwendung des nichtparametrischen Friedman-Tests (Pimentel Gomes, 1985) zeigten die Versuchsdaten, dass die Proben zum Zeitpunkt Null und 24 Stunden unter der Bedingung Nr. 1 eine höhere Akzeptanz aufwiesen als die Proben zum Zeitpunkt 72 Stunden unter der Bedingung Nr. 2, was durch die Reihenfolge der Summe der R-Orden in Tabelle 5 belegt werden konnte.
ZUSAMMENFASSUNG
In der vorliegenden Studie zeigten die Proben unter isothermen und nicht-isothermen Bedingungen bis zur 72h-Bewertung eine gute Ascorbinsäure-Retention (72 bis 85%). Die Endgehalte schwankten zwischen 41 und 46 mg/100g und lagen damit über dem Referenzwert für industriell hergestellten Saft (38mg/100g). Andere Parameter wie der pH-Wert, die titrierbare Gesamtsäure, die gesamten löslichen Feststoffe und das TSS/TTA-Verhältnis wiesen keine signifikanten Schwankungen auf. Die anfängliche Schimmel- und Hefezahl lag über dem gesetzlich zulässigen Wert. Da die anfängliche Verunreinigung des Produkts durch Hefe höher war, deutet dies darauf hin, dass der Rohstoff und/oder seine Verarbeitung einer besseren hygienischen Pflege bedürfen. Der Saft, der unter der Bedingung Nr. 1 aufbewahrt wurde, unterschied sich auch nach 72 Stunden Lagerung nicht von dem frisch verarbeiteten Saft in dem verwendeten Akzeptanztest, und die Akzeptanz war nur bei Temperaturmissbrauch (Bedingung Nr. 2) reduziert. Es wäre möglich, eine Verlängerung der Haltbarkeit von natürlichem Orangensaft von 48 auf 72 Stunden zu empfehlen, wenn die anfängliche Hefezahl kontrolliert würde.
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