Stabilność niepasteryzowanego i chłodzonego soku pomarańczowego
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
Stability of unpasteurized and refrigerated orange juice
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 – Brazylia
IIUniversidade Estadual de Londrina – UEL; [email protected]; C. P.600186051-970; Londrina – PR – Brazylia
ABSTRAKT
Stabilność soku pomarańczowego otrzymanego z małej wyciskarki i przechowywanego w butelce polietylenowej oceniano w izotermicznych i nieizotermicznych warunkach przechowywania w temperaturze 4, 8 i 12oC przez 72 godziny. pH, kwasowość miareczkowa i Brix nie zmieniły się znacząco podczas 72-godzinnego przechowywania. Analiza mikrobiologiczna wykazała wysoką początkową liczbę pleśni i drożdży, która wzrosła w soku przechowywanym przez 72 godziny w warunkach nieizotermicznych z nadużyciem temperatury (12oC/4h). Data oceny sensorycznej wykazała niewielkie obniżenie akceptacji produktu w tych warunkach. Sok w zalecanym okresie ważności (48h) wykazywał ubytki mniejsze niż 20% początkowej zawartości kwasu askorbinowego, niezależnie od sposobu obróbki. Jednak po tym czasie degradacja ulegała zaostrzeniu, osiągając przy 72h przechowywania retencję od 72 do 85%.
Słowa kluczowe: Citrus fruit, shelf life, vitamin C, HPLC, sensory quality, moulds and yeasts
RESUMO
Desenvolvimento microbiano, ação enzimática e reações químicas influenciam a qualidade de suco de laranja natural não-pasteurizado, podendo comprometer características sensoriais e provocar perdas nutricionais. Stabilność sachu, otrzymanego w ekstruderze o dużej porcji i chłodzonego balsamem polietylenowym, zbadano w warunkach izotermicznego i niskoizotermicznego suszenia w temperaturze od 4 do 12oC przez 72 godziny. Wartości pH, kwasowości miareczkowej i ogólnej zawartości substancji stałych nie uległy istotnym zmianom w czasie przechowywania we wszystkich warunkach. Wyniki analizy mikrobiologicznej wykazały wysoką początkową liczbę pleśni i drożdży, która wzrastała w soku przechowywanym przez 72 h w warunkach nieizotermicznych, w których wystąpiło przekroczenie temperatury (12oC przez 4 h). Testy sensoryczne wykazały niewielki spadek akceptacji produktu w tych samych warunkach. Stwierdzono, że sok w okresie zalecanym jako okres przydatności do spożycia (48h) wykazywał straty poniżej 20% początkowej zawartości kwasu askorbinowego, niezależnie od sposobu obróbki. Po tym czasie degradacja stała się bardziej wyraźna, osiągając po 72 godzinach przechowywania poziom retencji od 72 do 85%.
WPROWADZENIE
Soki owocowe są spożywane ze względu na ich charakterystyczny smak, a także są uważane za źródło witamin, składników mineralnych oraz rozpuszczalnych i nierozpuszczalnych włókien (Righetto i in., 1999). Owoce cytrusowe stały się podstawowym produktem codziennego użytku w żywieniu człowieka, a znaczna część ich spożycia wynika z przemysłowego wykorzystania w innych produktach spożywczych i napojach, które wymagają ich aromatu. Istnieje perspektywa wzrostu światowej produkcji pomarańczy i poszukiwania nowych rynków zbytu dla brazylijskiego soku zarówno na rynkach zagranicznych, jak i krajowych (Lima i in., 2000).
Obecnie ilość pomarańczy produkowanych dla przemysłu jest trzykrotnie większa niż do konsumpcji naturalnej (Agrianual, 1999). W poszukiwaniu większej praktyczności, rynek konsumencki wykazuje rosnące zainteresowanie produktami „gotowymi do spożycia” (Lima et al., 2000). Według Pupin et al. (1998), wewnętrzny rynek detaliczny soku pomarańczowego w Brazylii oparty jest głównie na handlu produktem naturalnym, chłodzonym i pakowanym w plastikowe butelki. Jednakże istnieje niewiele badań dotyczących skutecznej kontroli jakości naturalnego niepasteryzowanego soku pomarańczowego (Gusi, 1998).
Naturalne soki, nawet przechowywane w warunkach chłodniczych, mają krótki okres przydatności do spożycia (Charalambous, 1993). Stabilność soku cytrusowego zależy od surowca, warunków przetwarzania, materiału opakowaniowego i warunków przechowywania. Czynniki te powinny powodować zmiany mikrobiologiczne, enzymatyczne, chemiczne i fizyczne, które uszkadzają właściwości sensoryczne i odżywcze (Corrêa Neto i Faria, 1999).
Aspekt sensoryczny jest bezpośrednio związany z zapotrzebowaniem konsumentów na sok w poszukiwaniu podobieństwa do soku niedawno przetworzonego (Nisida i in., 1993). Zmiany w sokach naturalnych nasilają się w sposób ciągły po ekstrakcji, powodując rozwój niepożądanego smaku i koloru (Roig i in., 1996).
Rozwój drobnoustrojów w soku cytrusowym charakteryzuje się wytwarzaniem nieprzyjemnego smaku i pogorszeniem jakości produktu, który jest powszechnie powodowany przez drożdże (Parish, 1991; Lima i in., 2000). Kilku autorów zaobserwowało, że jakość smakowa owoców cytrusowych utrzymywała się tak długo, jak długo stosowano odpowiednią dla produktu higienę i temperaturę przechowywania (Fellers, 1988; Tocchini et al., 1993; Nisida et al., 1993; Pao et al., 1996). Barwa i smak wskazują na dojrzałość owoców (Salunkhe i Kadam, 1995), dlatego kilka oznaczeń fizycznych i chemicznych (pH, całkowita zawartość rozpuszczalnej substancji stałej i całkowita kwasowość miareczkowa) jest ważnych dla charakterystyki i jakości soku pomarańczowego (Nisida i in. 1993). Poza zmianami chemicznymi, utrata witamin spowodowana wzrostem temperatury i/lub utlenianiem zmniejsza akceptację produktu (Charalambous, 1993). Zawartość kwasu askorbinowego stanowi czynnik stymulujący konsumpcję owoców cytrusowych (Lee i Coates, 1987).
W związku z tym niniejsze badanie zostało przeprowadzone w celu zbadania chemicznej, sensorycznej i mikrobiologicznej stabilności niepasteryzowanego soku pomarańczowego podczas przechowywania w warunkach izotermicznych i nieizotermicznych, przy wyższych temperaturach przechowywania niż zwykle stosowane i przy ponownej ocenie zalecanego 48-godzinnego okresu przydatności do spożycia.
MATERIAŁ I METODY
Wyodrębnianie i przechowywanie soku
Użyto próbek komercyjnego niepasteryzowanego naturalnego soku pomarańczowego, odmiana pomarańczowa Pêra Rio, uzyskanego w małej wyciskarce FMC i przechowywanego w 500 ml opakowaniu z polietylenu o wysokiej gęstości. Po ekstrakcji, próbki przechowywano przez 72h w różnych warunkach. W jednym z programów próbki soku przechowywano w trzech warunkach izotermicznych (4oC, 8oC i 12oC). W drugim programie temperatura była zmienna podczas przechowywania, przy czym w warunku nr 2 produkt poddano działaniu temperatury 12oC przez 4 godziny (Tabela 1). Próbki scharakteryzowano pod kątem zawartości kwasu askorbinowego, a uzupełniające analizy fizykochemiczne, sensoryczne i mikrobiologiczne zastosowano tylko do tych przechowywanych w warunkach nieizotermicznych.
Oznaczanie kwasu askorbinowego
Zawartość kwasu askorbinowego wykrywano w chromatografie cieczowym z detektorem spektrofotometrycznym (254nm). Analizę przeprowadzono w temperaturze pokojowej na kolumnie z fazą odwróconą Spherisorb ODS-2, elucja izokratyczna (0,7 ml/min) z roztworem kwasu siarkowego pH 2,5 jako fazą ruchomą. Identyfikację przeprowadzono w chromatografie na podstawie retencji eluowanego rozpuszczalnika w kolumnie w porównaniu z wzorcem oraz z zastosowaniem ko-chromatografii. Kwas askorbinowy oznaczono ilościowo metodą standaryzacji zewnętrznej w dwóch egzemplarzach (Souza, 2001).
Komplementarne analizy fizyko-chemiczne
Kwasowość miareczkową całkowitą (TTA), zawartość stałych substancji rozpuszczalnych całkowitych (TSS) i pH zbadano stosując standardową metodologię AOAC (1995) w dwóch egzemplarzach.
Ocena mikrobiologiczna
Salmonella, najbardziej prawdopodobna liczba bakterii kałowych oraz pleśnie i drożdże zostały policzone, zgodnie z obowiązującymi przepisami (Ministério da Saúde, 1998) dla próbek w nieizotermicznych warunkach przechowywania przy użyciu metodologii Speck (1976).
Ocena sensoryczna
Zastosowano test ogólnej akceptacji, z udziałem 48 panelistów, przy użyciu ustrukturyzowanej dziewięciopunktowej skali hedonicznej, gdzie: 1= nie lubię skrajnie; 5= ani nie lubię, ani nie lubię; 9= lubię skrajnie. Próbki były podawane w przezroczystych plastikowych szklankach w temperaturze około 7oC i 10oC w objętości około 80 ml. Dwie randomizowane próbki były serwowane kolejno na sesję.
WYNIKI I DYSKUSJA
Oznaczanie kwasu askorbinowego
Rys. 1 ilustruje standardowy chromatogram stosowany do oznaczania kwasu askorbinowego w soku pomarańczowym.
Występowała znaczna retencja witaminy C. Nawet kinetyka pierwszego rzędu, powszechnie stosowana do modelowania degradacji kwasu askorbinowego w różnych procesach (Heldman i Lund, 1992), nie wydawała się odpowiednia do opisu tego zjawiska, gdy rozważano przechowywanie w zastosowanych temperaturach (do 12 oC) przez okres 48h (Rys. 2). 2).
Stwierdzono, że produkt w zalecanym okresie ważności (48h) wykazywał straty mniejsze niż 20% początkowej zawartości kwasu askorbinowego, niezależnie od sposobu obróbki. W próbkach przechowywanych w warunkach izotermicznych po 48 h obserwowano retencję kwasu askorbinowego na poziomie 80 i 86%, w zależności od temperatury przechowywania. Po tym czasie degradacja ulegała nasileniu, osiągając retencję 72 i 74% po 72 h przechowywania (rys. 2a). Procent retencji był wyższy dla próbek przechowywanych w warunkach nieizotermicznych, ale zaobserwowano podobne zachowanie: wysoka retencja do 48h (98 do 100%) i szybka degradacja po tym okresie (80 do 85%, w 72h) (Rys. 2b). Takie zachowanie wykazało, że temperatura nie miała decydującego znaczenia tak długo, jak długo pozostawała w badanym zakresie.
Końcowa zawartość kwasu askorbinowego po 72h przechowywania wahała się od 41 do 46 mg/100g. Kiedy dane te zostały porównane z obowiązującymi przepisami (Brasil, 1974), zaobserwowano, że przewyższają one 38mg% określone jako minimum dla soku przemysłowego. Biorąc pod uwagę, że zalecane dzienne spożycie kwasu askorbinowego wynosi 60mg/dzień dla dorosłych (RDA, 1989) i analizując wyniki dla omawianego soku naturalnego, stwierdzono, że spożycie 150 ml, w każdych warunkach przechowywania, przekroczyłoby dzienne zalecane spożycie na osobę.
Komplementarne analizy fizyczne i chemiczne
Podobne wyniki zaobserwowano dla danych w literaturze i przepisach prawnych dotyczących soków komercyjnych (Brasil, 1974; Fellers, 1988; Tocchini et al., 1993; Nisida et al., 1993). Uzyskane wartości TTA były lepsze od wartości referencyjnych, podczas gdy stosunek TSS/TTA był niski, prawdopodobnie z powodu zmienności sezonowości i dojrzałości owoców. Parametry te praktycznie nie ulegały zmianom w trakcie przechowywania, niezależnie od zastosowanych warunków temperaturowych. W tabeli 2 przedstawiono zmiany średnich wartości pH, TSS, TTA i TSS/TTA w okresie 72 h, w warunkach przechowywania izotermicznego i nieizotermicznego.
Ocena mikrobiologiczna
Nie stwierdzono obecności Samonella i zerowej liczby bakterii z grupy colliform kałowych. Początkowo wykryte wartości pleśni i drożdży były wyższe niż zalecane przez obowiązujące przepisy (Ministério da Saúde, 1998) przedstawione w tabeli 3. Przy oddzielnym badaniu pleśni i drożdży stwierdzono wysoką liczbę drożdży, która wzrosła w dwóch badanych warunkach przechowywania. Liczba pleśni w soku przechowywanym w warunkach nr 2 była wyższa niż w warunkach nr 1, prawdopodobnie ze względu na wzrost temperatury, któremu poddano próbki w warunkach nr 2. Wyniki z wysoką początkową liczbą drożdży mogły być spowodowane zanieczyszczeniem owoców podczas zbioru lub ponownym zanieczyszczeniem podczas przetwarzania.
Analiza sensoryczna
Średnie oceny ogólnej akceptacji próbek wahały się od 7,2 (jak umiarkowanie) w czasie początkowym do 6,0 (jak nieznacznie) w warunku nr 2 po 72 godzinach, w którym sok został poddany nadużyciu temperatury, będąc przechowywanym w temperaturze 12 oC przez 4 godziny. Akceptacja próbki w warunku nº 2 po 72 h różniła się istotnie od pozostałych na poziomie 5% testem Tukeya (tab. 4).
Wyniki oceny próbki w czasie zerowym oraz przechowywania w warunkach nieizotermicznych w czasie 24, 48 i 72 godzin i poddane testowi Shapiro-Wilksa (W) (Pimentel Gomes, 1985) na normalność były wszystkie istotne, odrzucając hipotezę o normalności rozkładu (Statsoft, 1995). Po zastosowaniu nieparametrycznego testu Friedmana (Pimentel Gomes, 1985) dane doświadczalne wykazały, że próbki w czasie zerowym i 24 h w warunku nr 1 prezentowały większą akceptację niż próbki w czasie 72 h w warunku nr 2, co można udowodnić poprzez uporządkowanie sumy rzędów R w tabeli 5.
WNIOSKI
W niniejszych badaniach, próbki prezentowały dobrą retencję kwasu askorbinowego (72 do 85%) w warunkach izotermicznych i nieizotermicznych do oceny 72h. Końcowa zawartość wahała się od 41 do 46 mg/100g, przewyższając wartość referencyjną dla soku przemysłowego (38mg/100g). Pozostałe parametry, takie jak pH, kwasowość miareczkowa, ogólna zawartość rozpuszczalnych substancji stałych oraz stosunek TSS/TTA nie wykazywały znaczących zmian. Początkowa liczba pleśni i drożdży przekraczała wartości dopuszczalne przez prawo. Ponieważ początkowe zanieczyszczenie produktu było wyższe w przypadku drożdży, sugeruje to, że surowiec i/lub jego przetwarzanie wymaga lepszej opieki sanitarnej. Sok przechowywany w warunkach nr 1, nawet po 72 godzinach przechowywania, nie różnił się od soku niedawno przetworzonego w zastosowanym teście akceptacji, a akceptacja była obniżona tylko w przypadku nadużycia temperatury (warunki nr 2). Możliwe byłoby zalecenie wydłużenia okresu ważności naturalnego soku pomarańczowego z 48 do 72 godzin, gdyby kontrolowano początkową liczbę drożdży.
Agrianual 99 (1999), Anuario da Agricultura Brasileira. FNP Consultoria i Comércio. Editora Argos Comunicação. 521 stron.
AOAC (1995), Oficjalne metody analizy. Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C. pp. 16-17.
Brazylia. Ministerstwo Rolnictwa (1974), Zarządzenie nr 371 z dnia 19 września 1974 r. Uzupełnia podkładki identyfikacyjne i jakościowe dla sukna lanji. Diário Oficial , Brasilia, 19 września.
Brasil. Ministério da Saúde. (1998), Zarządzenie nr 451 z dnia 19 września 1997 r. Diário Oficial , Brasilia, 22 września.
Charalambous, G. (1993), Shelf life studies of foods and beverages. Amsterdam: Elsevier Science. 253 str.
Corrêa Neto, R. S. i Faria, J. A. F. (1999), Czynniki wpływające na jakość soku pomarańczowego. Food Science and Technology, 19 : (1), 153-160.
Fellers, P. J. (1988), Trwałość i jakość świeżo wyciśniętego, niepasteryzowanego, butelkowanego polietylenem soku cytrusowego. Journal of Food Science, 53, 1699-1702.
Gusi, L. D. (1998), Badanie łańcuchów produkcyjnych agrobiznesu w stanie Parana – pomarańczowy. .
Heldman, D. R. i Lund, D. B. (1992), Handbook of Food Engineering. Nowy Jork : Marcel Dekker. 756 stron.
Lee, H. S. i Coates, G. A. (1987), Oznaczanie witaminy C metodą chromatografii cieczowej w komercyjnym soku cytrusowym z Florydy. Journal of Micronutrient Analysis, 3, 199-209.
Lima, V. L. A. G.; Mélo, E. A. i Santos, L. S. (2000), Avaliação da qualidade de suco de laranja industrializado. Boletim CEPPA, 18, : (1), 95-104.
Nisida, A. L. A.; Tocchini, R. P.; Berbari, S. A. G.; Alves, R. M. V. and Porto, E. (1993), Estabilidade de suco de laranja não-pasteurizado, armazenado a 4oC. Coletânea do ITAL, 23 : (2), 173-180.
Pao, S.; Fellers, P. J.; Brown, G. E. and Chambers, M. W. (1996), Formuła i ocena sensoryczna mieszanki świeżo wyciskanego, niepasteryzowanego soku cytrusowego. Fruit Processing, 7, 268-271.
Parish, M. E. (1991), Problemy mikrobiologiczne w przetwórstwie soków cytrusowych. Technologia żywności, 45 : (4), 128-134.
Pimentel Gomes, F. (1985), Curso de Estatística Experimental. 11. ed. Piracicaba : Nobel. 466 pp.
Pupin, A. M.; Dennis, M. J.; Parker, S.; Kelly, S.; Bigwood, T. and Toledo, M. C. F. (1998), Use of isotopic analyses to determine the authenticity of brazilian orange juice (Citrus sinensis). Journal of Agriculture Food Chemistry, 46, 1369-1373.
RDA (1989), Food and nutrition board, National Research Council, National Academy of Sciences: Recommended Dietary Alowances. 10th ed. Washington, DC : National Academy Press.
Righetto, A. M.; Beleia, A. and Ferreira, S. H. P. (1999), Physicochemical stability of natural or pre-sweetened frozen passion fruit juice. Brazilian Archives of Biology and Technology, 42 : (4), 393-396.
Roig, M. G.; Bello, J. F.; Rivera, Z. S.; Lloyd, L. L. and Kennedy, J. F. (1996), Non-enzymatic browning in single strenght reconstituted citrus juice in tetrabrik cartons. Biotechnology Program, 12, 281-285.
Salunkhe, D. K. i Kadam, S. S. (1995), Handbook of fruit science and technology. New York : Marcel Dekker. 611 pp.
Souza, M. C. C. (2001), Stabilność niepasteryzowanego i chłodzonego soku pomarańczowego: oznaczanie kwasu askorbinowego metodą CLAE, ocena mikrobiologiczna i sensoryczna. Londrina. Dissertation (Master in Food Science) – Department of Food and Drug Technology – Universidade Estadual de Londrina.
Speck, M. L. (1976), Compendium of methods for the microbiological examination of food. Apha Amerykańskie Stowarzyszenie Zdrowia Publicznego. 701 stron.
Statsoft (1995), Inc. Statistica for Windows – podręcznik programu komputerowego, Tulsa, OK.
Tocchini, R. P.; Nisida, A. L. A. i Berbari, S. A. G. (1993), Stability of refrigerated orange juice under defined distribution and marketing conditions. Biuletyn SBCTA, 23, 128-132.