Stabiliteit van ongepasteuriseerd en gekoeld sinaasappelsap
FOOD SCIENCE AND TECHNOLOGY
Stabiliteit van ongepasteuriseerd en gekoeld sinaasappelsap
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 – Brazilië
IIUniversidade Estadual de Londrina – UEL; [email protected]; C. P.600186051-970; Londrina – PR – Brazil
ABSTRACT
De stabiliteit van sinaasappelsap verkregen uit een kleine extractor en opgeslagen in een polyethyleen fles werd beoordeeld onder isothermische en niet-isothermische opslagcondities bij 4, 8 en 12oC gedurende 72 uur. pH, titreerbare zuurgraad en Brix veranderden niet significant gedurende de 72 uur opslag. Microbiologische analyse toonde hoge initiële tellingen voor schimmels en gisten die toenamen in het sap dat 72 uur bewaard werd onder de niet-isothermische omstandigheden met temperatuursverschillen (12oC/4u). De sensorische evaluatie toonde een kleine vermindering van de productacceptatie in deze conditie. Het sap vertoonde in de aanbevolen houdbaarheidsperiode (48 uur) een verlies van minder dan 20% van het oorspronkelijke ascorbinezuurgehalte, ongeacht de behandeling. Na deze tijd werd de afbraak echter geaccentueerd, waarbij bij 72 uur opslag retenties van 72 tot 85% werden bereikt.
Key words: Citrusvruchten, houdbaarheid, vitamine C, HPLC, sensorische kwaliteit, schimmels en gisten
RESUMO
Desenvolvimento microbiano, ação enimática e reações químicas influencem a qualidade de suco de laranja natural não-pasteurizado, podendo comprometer características sensoriais e provocar perdas nutricionais. De houdbaarheid van het suco, verkregen in een extrator van kleine porties en geacondicioneerd in een embalagem van polietileno, werd beoordeeld in isotérmicas en não-isotérmicas de armazenamento bij temperaturen tussen 4 en 12oC gedurende 72 uur. De pH, de titreerbare zuurgraad en het totaal aan oplosbare vaste stoffen veranderden niet significant tijdens de opslag in alle omstandigheden. De resultaten van de microbiologische analyse toonden hoge initiële schimmel- en gisttellingen, die toenamen in het sap dat gedurende 72 uur werd bewaard in de niet-isothermische toestand waarbij temperatuurmisbruik plaatsvond (12oC gedurende 4 uur). De sensorische proeven toonden een kleine vermindering van de productaanvaarding in deze zelfde toestand. Geconstateerd werd dat het sap in de als houdbaarheidsperiode aanbevolen periode (48 uur) een verlies vertoonde van minder dan 20% van het oorspronkelijke ascorbinezuurgehalte, onafhankelijk van de behandeling. Na dit moment werd de degradatie meer geaccentueerd, en bereikte, na 72 uur opslag, retentieniveaus van 72 tot 85%.
INLEIDING
Fruitsappen worden geconsumeerd om hun karakteristieke smaak en worden ook beschouwd als bronnen van vitaminen, mineralen en oplosbare en onoplosbare vezels (Righetto et al., 1999). Citrusvruchten zijn een dagelijks basisproduct geworden in de menselijke voeding en veel consumptie wordt toegeschreven aan het industriële gebruik van andere voedingsmiddelen en dranken die hun smaak nodig hebben. Er is uitzicht op een toename van de wereldproductie van sinaasappels en een zoektocht naar nieuwe markten voor Braziliaans sap op zowel de buitenlandse als de binnenlandse markten (Lima et al., 2000).
Huidig is de sinaasappelproductie voor de industrie drie keer zo groot als voor in-natuur consumptie (Agrianual, 1999). Op zoek naar meer praktische bruikbaarheid heeft de consumentenmarkt een groeiende belangstelling getoond voor producten die “klaar zijn voor consumptie” (Lima et al., 2000). Volgens Pupin et al. (1998) is de interne detailhandelsmarkt voor sinaasappelsap in Brazilië voornamelijk gebaseerd op de handel in het natuurlijke product, gekoeld en verpakt in plastic flessen. Er zijn echter weinig studies over een effectieve kwaliteitscontrole voor natuurlijk ongepasteuriseerd sinaasappelsap (Gusi, 1998).
Natuurlijke sappen, zelfs gekoeld bewaard, hebben een korte houdbaarheid (Charalambous, 1993). De stabiliteit van citrussappen hangt af van de grondstof, de verwerkingsomstandigheden, het verpakkingsmateriaal en de opslagomstandigheden. Deze factoren veroorzaken microbiologische, enzymatische, chemische en fysische veranderingen die de sensorische en nutritionele kenmerken aantasten (Corrêa Neto en Faria, 1999).
Het sensorische aspect houdt rechtstreeks verband met de vraag van de consument naar het sap in zijn zoektocht naar gelijkenis met recent verwerkt sap (Nisida et al., 1993). De verandering in natuurlijke sappen intensiveert voortdurend na extractie, wat resulteert in de ontwikkeling van ongewenste smaak en kleur (Roig et al., 1996).
Microbiële groei in citrussap wordt gekarakteriseerd door de productie van onaangename smaken en productbederf die gewoonlijk wordt veroorzaakt door gisten (Parish, 1991; Lima et al., 2000). Verscheidene auteurs hebben opgemerkt dat de kwaliteit van de smaak van citrusvruchten behouden bleef zolang er gebruik werd gemaakt van sanitaire voorzieningen en opslagtemperaturen die geschikt waren voor het product (Fellers, 1988; Tocchini et al., 1993; Nisida et al., 1993; Pao et al., 1996). De kleur en de smaak wijzen op de rijpheid van het fruit (Salunkhe en Kadam, 1995), zodat verschillende fysische en chemische bepalingen (pH, totaal gehalte aan oplosbare vaste stoffen en totaal titreerbare zuurtegraad) belangrijk zijn voor de karakterisering en de kwaliteit van sinaasappelsap (Nisida et al. 1993). Naast de chemische veranderingen vermindert vitamineverlies, veroorzaakt door temperatuurverhoging en/of oxidatie, de acceptatie van het product (Charalambous, 1993). Het ascorbinezuurgehalte is een stimulerende factor voor de consumptie van citrusvruchten (Lee en Coates, 1987).
Daarom werd de huidige studie uitgevoerd om de chemische, sensoriële en microbiologische stabiliteit van ongepasteuriseerd sinaasappelsap in isothermische en niet-isothermische opslag te bestuderen, waarbij hogere opslagtemperaturen werden bestudeerd dan die welke gewoonlijk worden gebruikt en de aanbevolen houdbaarheid van 48 uur opnieuw werd geëvalueerd.
MATERIAAL EN METHODEN
Extractie en opslag
Extractie van ongepasteuriseerd natuurlijk sinaasappelsap, Pêra Rio variëteit, verkregen in een kleine FMC extractor en opgeslagen in 500mL polyethyleen verpakking met hoge dichtheid, werd gebruikt. Na extractie werden de monsters gedurende 72 uur onder verschillende omstandigheden bewaard. In één van de programma’s werden de sapmonsters opgeslagen onder drie isothermische omstandigheden (4oC, 8oC en 12oC). In het andere werden de temperaturen tijdens de opslag gevarieerd met twee verschillende programma’s, en onder conditie nr. 2 werd het product gedurende 4 uur blootgesteld aan 12oC (tabel 1). De monsters werden gekarakteriseerd op ascorbinezuurgehalte en aanvullende fysische en chemische analyses, sensorische en microbiële analyses werden alleen toegepast op de monsters die onder niet-isothermische omstandigheden waren opgeslagen.
Ascorbinezuurbepaling
Het ascorbinezuurgehalte werd gedetecteerd in een vloeistofchromatograaf met een spectrofotometrische detector (254nm). De analyse werd uitgevoerd bij kamertemperatuur op een omgekeerde fase Spherisorb ODS-2 kolom, isocratische elutie (0,7 mL/min) met zwavelzuuroplossing pH 2,5 als mobiele fase. Identificatie vond plaats in de chromatograaf op basis van de retentie van de geëlueerde opgeloste stof in de kolom in vergelijking met de standaard en met behulp van co-chromatografie. Het ascorbinezuur werd gekwantificeerd door externe standaardisatie in duplo (Souza, 2001).
Aanvullende fysisch-chemische analyses
De totale titreerbare zuurgraad (TTA), het totale gehalte aan oplosbare vaste stof (TSS) en de pH werden getest volgens de standaard AOAC-methodologie (1995) in duplo.
Microbiologische beoordeling
Salmonella, het meest waarschijnlijke aantal fecale colliformen en de schimmels en gisten werden geteld, volgens de huidige wetgeving (Ministério da Saúde, 1998) voor de monsters onder niet-isotherme opslagomstandigheden met de Speck-methodologie (1976).
Sensoriële beoordeling
De algemene acceptatietest werd toegepast, met 48 panelleden, met behulp van de gestructureerde negen-punts hedonische schaal waarbij: 1= zeer slecht vinden; 5= noch goed noch slecht vinden; 9= zeer goed vinden. De monsters werden geserveerd in transparante plastic glazen bij een temperatuur van ongeveer 7oC en 10oC in volumes van ongeveer 80 ml. Per sessie werden achtereenvolgens twee willekeurige monsters geserveerd.
RESULTATEN EN DISCUSSIE
Ascorbinezuurbepaling
Fig. 1 illustreert een standaard chromatogram dat is gebruikt om ascorbinezuur in sinaasappelsap te bepalen.
Er was sprake van een aanzienlijke vitamine C-retentie. Zelfs de eerste-ordekinetiek die gewoonlijk wordt gebruikt om de afbraak van ascorbinezuur tijdens diverse processen te modelleren (Heldman en Lund, 1992), leek niet geschikt om het verschijnsel te beschrijven, wanneer rekening werd gehouden met opslag bij de gebruikte temperaturen (tot 12 oC) gedurende de periode van 48 uur (Fig.
Het product bleek tijdens de aanbevolen houdbaarheidsperiode (48 uur) een verlies te vertonen van minder dan 20% van het oorspronkelijke ascorbinezuurgehalte, ongeacht de behandeling. In de monsters die onder isothermische omstandigheden werden bewaard, werden ascorbinezuur-retenties van 80 en 86% waargenomen na 48 uur, afhankelijk van de bewaartemperatuur. Na deze tijd werd de afbraak versneld tot retenties van 72 en 74% na 72 uur opslag (Fig. 2a). Het retentiepercentage was hoger voor monsters onder niet-isothermische omstandigheden, maar er werd een vergelijkbaar gedrag waargenomen: hoge retentie tot 48 uur (98 tot 100%) en snelle degradatie na deze periode (80 tot 85%, in 72 uur) (Fig. 2b). Dit gedrag toonde aan dat de temperatuur niet bepalend leek te zijn zolang deze binnen het bestudeerde bereik bleef.
Het uiteindelijke ascorbinezuurgehalte na 72 uur opslag varieerde van 41 tot 46 mg/100g. Bij vergelijking van deze gegevens met de huidige wetgeving (Brazilië, 1974) werd vastgesteld dat zij hoger waren dan de 38mg% die als minimum voor geïndustrialiseerd sap wordt genoemd. Rekening houdend met het feit dat de aanbevolen dagelijkse hoeveelheid voor ascorbinezuur 60mg/dag voor volwassenen bedraagt (RDA, 1989) en de resultaten van het natuurlijk sap in kwestie bestuderend, werd vastgesteld dat de inname van 150mL, onder om het even welke opslagtoestand, de dagelijkse aanbevolen hoeveelheid per inwoner zou overschrijden.
Aanvullende Fysische en Chemische Analyses
Dergelijke resultaten werden waargenomen voor de gegevens in de literatuur en de wetgeving voor commercieel sap (Brasil, 1974; Fellers, 1988; Tocchini et al, 1993; Nisida et al., 1993). De verkregen TTA-waarden waren beter dan de referentiewaarden, terwijl de TSS/TTA-verhouding laag was, mogelijk als gevolg van de variatie in seizoensgebondenheid en rijpheid van de vruchten. Deze parameters veranderden vrijwel niet gedurende de gehele opslagperiode, ongeacht de gehanteerde temperatuursomstandigheden. Tabel 2 toont de variaties in de gemiddelden voor pH, TSS, TTA en TSS/TTA gedurende de 72-uursperiode, onder isothermische en niet-isothermische opslagomstandigheden.
Microbiologische beoordeling
Er was geen Samonella- en nulgetal voor de fecale colliformgroep. De aanvankelijk gedetecteerde waarden voor schimmels en gisten waren hoger dan de door de huidige wetgeving (Ministério da Saúde, 1998) aanbevolen waarden, zoals blijkt uit tabel 3. Wanneer de schimmels en gisten afzonderlijk werden onderzocht, was er een hoog gistgetal dat toenam onder de twee onderzochte opslagomstandigheden. Het schimmelaantal in sap dat was opgeslagen onder toestand nr. 2 was hoger dan in toestand nr. 1, waarschijnlijk als gevolg van de temperatuurstijging waaraan de monsters onder toestand nr. 2 waren blootgesteld. De resultaten, met hoge initiële gisttellingen, kunnen te wijten zijn aan contaminatie van het fruit tijdens de oogst of herbesmetting tijdens de verwerking.
Sensoriële analyse
De gemiddelde scores van algemene acceptatie van de monsters varieerden van 7,2 (als matig) in de initiële tijd tot 6,0 (als licht) onder conditie nº 2 na 72 uur, deze conditie waarbij het sap werd blootgesteld aan temperatuurmisbruik na gedurende 4 uur te zijn bewaard bij 12 oC. De acceptatie van het monster in conditie nº 2 bij 72 uur verschilde significant van de andere op het niveau van 5% door de Tukey test (Tabel 4).
De resultaten van de beoordeling van het monster op tijdstip nul en de opslag onder de niet-isotherme conditie op de tijdstippen 24, 48 en 72 uur en onderworpen aan de Shapiro-Wilks (W) test (Pimentel Gomes, 1985) voor normaliteit waren alle significant, waarmee de hypothese van normale verdeling werd verworpen (Statsoft, 1995). Bij toepassing van de niet parametrische Friedman-test (Pimentel Gomes, 1985) bleek uit de experimentele gegevens dat de monsters op tijdstip nul en 24 uur onder conditie nr. 1 een grotere acceptatie vertoonden dan de monsters op tijdstip 72 uur onder conditie nr. 2, hetgeen kon worden bewezen door de rangschikking van de som van de R-orden in tabel 5.
CONCLUSIES
In de huidige studie vertoonden de monsters een goede ascorbinezuurretentie (72 tot 85%) onder isothermische en niet-isothermische omstandigheden tot aan de beoordeling van 72 uur. De eindgehalten varieerden van 41 tot 46 mg/100g, hoger dan de referentie voor geïndustrialiseerd sap (38 mg/100g). Andere parameters zoals pH, totale titreerbare zuurtegraad, totaal oplosbare vaste stoffen en de TSS/TTA verhouding vertoonden geen significante variatie. Het aanvankelijke schimmel- en gistgehalte overschreed de door de wetgeving toegestane waarden. Aangezien de initiële verontreiniging van het product hoger was voor gist, suggereerde dit dat de grondstof en/of de verwerking ervan een betere sanitaire verzorging vereiste. Het sap dat onder toestand nr. 1 werd bewaard, zelfs na 72 uur opslag, verschilde niet van het onlangs verwerkte sap in de gebruikte acceptatietest, en de acceptatie werd alleen verminderd wanneer er sprake was van temperatuurmisbruik (toestand nr. 2). Het zou mogelijk zijn een verhoging van de geldigheidsduur van natuurlijk sinaasappelsap van 48 tot 72 uur aan te bevelen, indien het aanvankelijke gistgetal onder controle werd gehouden.
Agrianual 99 (1999), Anuario da Agricultura Brasileira. FNP Consultoria en Comércio. Editora Argos Comunicação. 521 pp.
AOAC (1995), Officiële analysemethoden. Association of Official Analytical Chemists, Washington, D.C., blz. 16-17.
Brazil. Ministerie van Landbouw (1974), Verordening nr. 371 van 19 september 1974. Aanvulling van de identificatie- en kwaliteitskaarten van de suco de laranja. Diário Oficial , Brasilia, 19 september.
Brazilië. Ministério da Saúde. (1998), Verordening nr. 451 van 19 september 1997. Diário Oficial , Brasilia, 22 september.
Charalambous, G. (1993), Shelf life studies of foods and beverages (Onderzoek naar de houdbaarheid van voedingsmiddelen en dranken). Amsterdam : Elsevier Science. 253 pp.
Corrêa Neto, R. S. en Faria, J. A. F. (1999), Factoren die de kwaliteit van sinaasappelsap beïnvloeden. Food Science and Technology, 19 : (1), 153-160.
Fellers, P. J. (1988), Houdbaarheid en kwaliteit van vers geperst, ongepasteuriseerd, uit polyethyleen gebotteld citrussap. Journal of Food Science, 53, 1699-1702.
Gusi, L. D. (1998), Studie van de productieketens van de agro-industrie in Paraná – sinaasappel. .
Heldman, D. R. en Lund, D. B. (1992), Handbook of Food Engineering. New York : Marcel Dekker. 756 pp.
Lee, H. S. en Coates, G. A. (1987), Vloeistofchromatografische bepaling van vitamine C in commercieel citrussap uit Florida. Journal of Micronutrient Analysis, 3, 199-209.
Lima, V. L. A. G.; Mélo, E. A. and 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), Formulation and sensory evaluation of fresh-squeezed, unpasteurized citrus juice blend. Fruit Processing, 7, 268-271.
Parish, M. E. (1991), Microbial concerns in citrus juice processing. Levensmiddelentechnologie, 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). Tijdschrift voor Landbouw Levensmiddelenchemie, 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-sweeted 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. and Kadam, S. S. (1995), Handbook of fruit science and technology. New York : Marcel Dekker. 611 pp.
Souza, M. C. C. (2001), Stabiliteit van ongepasteuriseerd en gekoeld sinaasappelsap: bepaling van ascorbinezuur door CLAE, microbiologische en sensorische evaluatie. Londrina. Dissertatie (Master in Voedingswetenschappen) – Afdeling Voedings- en Geneesmiddelentechnologie – Universidade Estadual de Londrina.
Speck, M. L. (1976), Compendium van de methoden voor het microbiologisch onderzoek van levensmiddelen. Apha American Public Health Association. 701 pp.
Statsoft (1995), Inc. Statistica voor Windows – Handleiding voor computerprogramma’s, Tulsa, OK.
Tocchini, R. P.; Nisida, A. L. A. en Berbari, S. A. G. (1993), Stabiliteit van gekoeld sinaasappelsap onder bepaalde distributie- en afzetvoorwaarden. SBCTA Bulletin, 23, 128-132.