Carotenoides y parámetros CIELAB

Color del concentrado de tomate

M. Lozano,V. Montero de Espinosa,M.T. Hernández,E. Sabio,F.J. Castro,M.J. Bernalte24/04/2002

Un grupo de investigadores científicos de Extremadura (España) han realizado un estudio sobre la correlación entre el contenido en carotenoides (licopeno y b-caroteno) y los parámetros CIELAB.



Resumen

El tomate de industria es un cultivo esencial para Extremadura (España) por el volumen de producción y porque su transformación industrial, fundamentalmente para la elaboración de concentrado, también se realiza en la región, representando el 85% de la producción nacional de tomate concentrado.

Por su contenido en licopeno, el tomate ayuda a prevenir diversas enfermedades por lo que su consumo está indicado por los beneficios de salud que se le atribuyen. El licopeno es un carotenoide de 40 átomos de carbono responsable del color rojo de numerosas frutas y verduras, siendo mayoritario en el tomate. Este compuesto se caracteriza por su elevado poder colorante y su actividad biológica y antioxidante que le confieren capacidad anticancerígena y preventiva de enfermedades cardiovasculares.

En este trabajo se evalúa el color del concentrado de tomate tanto cold-break, como hot-break, mediante la determinación de su contenido en licopeno y la de sus parámetros CIELAB (L*, a* y b*). Se observa una elevada correlación entre el contenido en licopeno y b-caroteno con el parámetro b* (p<0.01). Además el contenido en licopeno del tomate concentrado hot-break (510 ppm) es significativamente superior al encontrado en cold-break (392 ppm).

Abstract

Processing tomato is an essential crop in Extremadura (Spain) due to the high production and because its transformation, mainly for tomato paste, is carried out in the region, counting for 85% of national production.

Tomato helps to prevent certain illnesses due to its lycopene content, and its consumption is recommended. Lycopene is a 40 carbons carotenoid responsible for red color in many fruits and vegetables, being the most important in tomato. This compound is characterized by its high coloring power and its biological and antioxidant activity which confers anti-carcinogenic activity and prevents cardivovascular diseases.

In this paper the color of tomato paste, prepared either by cold-break or by hot-break, is evaluated. This color has been measured as the content in lycopene and b-carotene and by direct measurement with a tristimulus colorimeter (L*, a* and b*).

Introducción

En Extremadura la producción de tomate para industria en el año 1999 alcanzó la cifra de 1.12 millones de toneladas, con una superficie dedicada a este cultivo de 18500 ha, representando el 13.5 % del valor de la producción vegetal (Díaz, 2000). La transformación industrial, principalmente para la obtención de  concentrado de tomate también se realiza en la región, por lo que se considera este cultivo esencial para la economía de esta comunidad.

El color es un atributo muy importante en la calidad de frutas y hortalizas, siendo el factor que primero evalúa el consumidor. El atractivo color rojo del tomate y sus productos derivados se debe principalmente al licopeno, un carotenoide de 40 átomos de carbono con once dobles enlaces en su molécula, que junto a otros carotenoides, se considera un importante nutriente, puesto que proporciona protección contra diversos tipos de cáncer (Sharma y Le Maguer, 1996; Giovannucci, 1999).

La concentración de licopeno puede ser determinada con precisión en el laboratorio mediante HPLC. Sin embargo, se trata de un procedimiento destructivo y laborioso, además de exigir un material de laboratorio caro y sofisticado. Un método no destructivo alternativo en la medida del color sería la medida con un colorímetro triestímulo, empleando los parámetros cromáticos.

El color de los productos derivados del tomate puede variar debido a la concentración de carotenoides, especialmente el licopeno, y al método de procesado empleado (Sharma and Le Maguer, 1996). En la elaboración del concentrado de tomate se pueden obtener productos diferentes según la temperatura de tratamiento inmediatamente después del triturado del fruto, para la inactivación o no de enzimas pécticas. Si el tratamiento se lleva a cabo a temperatura ambiente el proceso se denomina cold-break, obteniéndose  zumo de tomate con menor consistencia, mientras que en el proceso hot-break los tomates se calientan rápidamente por encima de los 82ºC inmediatamente después del triturado para inactivar las enzimas pécticas, y obteniéndose un producto de mayor consistencia (Wu, J.S. and Nelson, P.E., 1997).

En este trabajo se pretende encontrar una relación entre los parámetros cromáticos y las concentraciones de licopeno y b-caroteno en tomate concentrado cold-break y hot-break.

2. Materiales y métodos

2.1. Muestras

Se utilizaron muestras de concentrado de tomate cold-break y hot-break elaboradas por Conservas Vegetales de Extremadura S.A. (CONESA), en su factoría de Villafranco del Guadiana (Badajoz) durante la campaña de 1999. Se utilizaron 30 muestras de cada uno de los procesos, recogidas a lo largo de toda la campaña.

2.2. Determinación de la concentración de los carotenoides por HPLC.

Se pesa 1 g de muestra seca y se extrae con 50 ml de una mezcla hexano:acetona:etanol (2:1:1), hasta la decoloración de la muestra. Todos los extractos se recogen en un embudo de decantación, se lava repetidas veces con una disolución acuosa de NaCl 10% (p/v) y se seca pasándolo a través de un lecho de Na2 SO4 anhidro.

Se elimina el disolvente y el residuo se redisuelve en 5 ml de n-hexano (HPLC) y se inyectan 5 µl de la disolución en una columna cromatográfica Lichrosorb RP-18, de 200*4,6 mm y con un tamaño de partícula de 10 µm, termostatizada a 40ºC. El flujo de la fase móvil fue 1ml/min de acetona-agua. El detector utilizado fue un UV-Vis y se seleccionó la longitud de onda de 472 nm. La cuantificación se realizó mediante la técnica de patrón externo (Castro, 1999).

2.3. Determinación del color Minolta

Se tomaron 3 medidas de los parámetros de color L*, a* y b* en cada muestra de tomate concentrado. Esta determinación se llevó a cabo mediante un colorímetro triestímulo Minolta CR-231 (45º iluminación, 0º observador), provisto de una placa blanca para calibrado.

2.4. Análisis estadístico

Para el análisis estadístico de los datos se ha utilizado el paquete estadístico SPSS 10.0. de SPSS Inc.

3. Resultados y Discusión

En la tabla 1 se presentan los valores medios de los parámetros analizados para las muestras de tomate hot-break y cold-break. Se realizó un análisis varianza y test de comparación de medias para todos los parámetros estudiados.

La concentración de licopeno fue significativamente mayor (p<0,05) para el tomate hot-break (510 µg/g) que para el cold-break (391 µg/g), que representa un 23.4% menos. En cuanto al b-caroteno se observa el mismo comportamiento, encontrándose también valores significativamente superiores (p<0,05) para el primer grupo (28.5 µg/g frente a 24.3 µg/g), que supone una diferencia del 14.7%. En el proceso hot-break que utiliza la empresa CONESA, los tomates se calientan a temperaturas cercanas a los 100ºC, inmediatamente después del triturado. El calor inactiva rápidamente la pectinesterasa y mejora la extracción de pectina. En consecuencia, mediante el proceso hot-break se puede lograr un mayor rendimiento del producto que tiene mayor consistencia, con menor tendencia a separarse en dos fases (Wu, J.S. and Nelson, P.E., 1997). Este tratamiento también afecta al contenido en licopeno y b-caroteno, ya que la inactivación enzimática no solo afecta a las enzimas pécticas sino también a otras del grupo oxidasas que interfieren en la oxidación de los carotenoides durante el resto del proceso de elaboración de concentrado de tomate, manteniendo mejor su color rojo característico.

En cuanto a los parámetros de color triestímulo también se muestran en la tabla 1, así como la relación a*/b*. Existe una homogeneidad en los resultados de los parámetros luminosidad (L*) y componente rojo-verde (a*), no existiendo diferencias significativas entre los dos tipos de concentrado de tomate analizados. Es la componente amarilla-azul (b*) la única que es capaz de distinguir significativamente ambos grupos de muestras.

Los coeficientes de correlación de Pearson entre las diferentes variables se muestran en la tabla 2. A la vista de estos resultados se encuentran correlaciones positivas entre la componente b* del diagrama CIELAB y los contenidos en licopeno y b-caroteno y correlación negativa entre a*/b* y licopeno.

Agradecimientos

Los autores desean expresar su agradecimiento a CONESA por las facilidades y las muestras proporcionadas para llevar a cabo este estudio. Asimismo desean agradecer a CICYT por la concesión del proyecto FEDER 1FD97-0755-CO2-O2

Referencias

Castro F.J. 1999. Estudio de la extracción del licopeno procedente de los residuos industriales del tomate mediante el empleo de disolventes. Proyecto Fin de Carrera. Escuela de Ingenierías Industriales. Universidad de Extremadura.

Díaz Mariño A. 2000. Las cuentas económicas de la agricultura en 1999 y algunas evoluciones durante el último decenio. En: La Agricultura y la Ganadería Extremeña en 1999. Caja de Ahorros de Badajoz. 67-88.

Giovannucci E. 1999. Tomatoes, tomato-based products, lycopene and cancer: Review of the epidemiologic literature. J. Natl Cancer Inst 91(4):317-331.

Hayes W.A., Smith  P.G. and Morris A.E.J. 1998. The production and quality of tomato concentrates. Crit. Rev. Food Sci. Nutr. 38(7):537-564.

Sharma S.K. and Le Maguer M. 1996. Lycopene in tomatoes and tomato pulp fractions. Ital. J. Food Sci. 2:107-113.

Wu J.S. and Nelson P.E., 1997. Tomato Products. In: D.S. Smith, J.N. Cash, W.K. Nip, Y.H. Hui. Editors. Processing Vegetables. Science and Tecnhology. Technomic Publishing Co., INC. 389-415


Autores

M. Lozano, Instituto Tecnológico Agroalimentario. Finca Sta Engracia
V. Montero de Espinosa, Instituto Tecnológico Agroalimentario. Finca Sta Engracia
M.T. Hernández, Instituto Tecnológico Agroalimentario. Finca Sta Engracia
E. Sabio, Escuela de Ingenierías Industriales. UEX
F.J. Castro, Escuela de Ingenierías Industriales. UEX
M.J. Bernalte, Escuela de Ingeniería Agraria. UEX

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