Thermal processing of raspberry pulp: Effect on the color and bioactive compounds

The effect of heating on color degradation and the bioactive compounds, such as total monomeric anthocyanins (TMA), L-ascorbic acid (AA) and total polyphenols (TP), of raspberry pulp were investigated at 70, 80, 90 and 100 °C for 2 h. The changes in a* (redness-greenness), chroma (C*) and browning index (BI) color parameters followed a first-order reaction with activation energies of 39.39, 35.60 and 51.17 kJ mol−1, respectively. The degradation of TMA and AA also followed first order kinetics while TP did not show significant variations with thermal treatment. The activation energies of the TMA and AA changes were 28.36 and 29.47 kJ mol−1, respectively. In addition, the activation energies revealed that BI was the most sensitive parameter towards temperature changes, while the reaction rate constants (k) showed that AA had the highest degradation rate in comparison with the other parameters studied. The degradation of TMA showed a strong positive correlation with a*. The results obtained in this study may be useful to food processors for designing and optimizing thermal treatment conditions in order to obtain high quality raspberry pulp products.Fil: Badin, Emiliano Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Rossi, Yanina Estefanía. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Montenegro, Mariana Angélica. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Ibarz, A.. Universidad de Lleida; EspañaFil: Ribotta, Pablo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba; ArgentinaFil: Lespinard, Alejandro Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; Argentin

Estudio cinético de parámetros de calidad nutricional y sensorial en leche tratada térmicamente

En este trabajo se estudiaron las cinéticas de degradación térmica del color, vitamina C y proteínas en leche para un rango de temperaturas de 70 a 100°C. El color fue cuantificado midiendo los parámetros colorimétricos CIELAB, con un colorímetro Kónica-Minolta CR400 (Japón), y determinado a partir de ellos el índice de Pardeamiento (BI) y cambio total de color (ΔE). La vitamina C fue determinada por HPLC, mientras que para la cuantificación de las proteínas séricas se utilizó la técnica de Bradford. Todos los parámetros estudiados siguieron una cinética de primer orden, a excepción del cambio de color, que siguió una cinética de orden cero. En todos los casos, la dependencia de la constante de velocidad (K) con la temperatura fue modelada mediante la Ecuación de Arrhenius, obteniéndose energías de activación de 148,09, 138,57, 13,04 y 60,03 kJ/mol para BI, ΔE, vitamina C y proteínas, respectivamente. Las energías de activación revelaron que BI es el parámetro más sensible a los cambios de temperatura, mientras que los valores de las constantes de velocidad (K) mostraron que la desnaturalización térmica de proteínas presentó la mayor velocidad de degradación en comparación con los demás parámetros estudiados.Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimento

Computational fluid dynamics analysis on natural convective heating of bottled liquid food during pasteurization: Effect of container orientation

The aim of this work was to determine natural convective heat transfer rates in bottled liquid food pasteurized using different container orientations; conventional vertical, inverted vertical, and horizontal bottle positions. For this purpose, a computational fluid dynamic (CFD) model was applied to predict the temperature distribution, flow pattern, and quality changes in non-Newtonian fluid foods for three orientations. The numerically predicted temperatures were successfully validated against experimental data and the model allowed to identify the critical point during the thermal process. Results showed that the fluid flow developed in a horizontal orientation provided a better mixing of liquid food and, hence, a more rapid heating of the slowest heating zone compared to a vertical position. Moreover, the horizontal orientation achieved a 47.2% reduction of processing time and quality losses decreased (45.5–46.4%) with respect to a vertical position. These results suggest that a horizontal position could be considered as an interesting alternative for food processors since processing times can be reduced improving the final quality of the product. Practical Applications: Pasteurization is a heat treatment process applied to a food product with the purpose of destroying disease-producing microorganisms, inactivating spoilage-causing enzymes, and reducing spoilage microorganisms. Overcooking causes detrimental effects in terms of the final product quality. Therefore, providing an adequate process with a desired sterility is one of the challenges to canning industry. In this work, we investigate how to improve, through container orientation modification, the natural convective heat transfer rates during pasteurization of fluid food. These results were obtained by the numerical simulation of the thermal process using CFD analysis which allowed to determine the temperature history and velocity field in the bottled liquid food. From the numerical results, the set of operating conditions that enhance the quality and the safety of the final product was determined, thus minimizing expensive and time-consuming pilot test-runs.Fil: Lespinard, Alejandro Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Badin, Emiliano Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Santos, María V.. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; ArgentinaFil: Mascheroni, Rodolfo Horacio. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentin

Comparative Study between Conventional and Microwave-assisted Pasteurization of Packaged Milk by Finite Element Modeling

In this study a comprehensive computer simulation model was developed to evaluate and compare temperature distribution, flow pattern, slowest heating zone (SHZ) location and processing time in pre-packaged milk duringmicrowave-assisted pasteurization (MWP) and conventional pasteurization (CNP). Temperatures predicted by simulations were successfully validated against experimental data. C-value, color and thiamine kinetics coupled totemperatures predicted by simulation model were used to assess the impact of the process on product quality. Considering an equivalent microbial safety between both processes, MWP achieves a more uniform heating and,consequently, reductions of 28.6% in processing time and 14.8% in overall quality losses. Color changes were 35.5 and 37.0% for MWP and CNP, respectively; while thiamine losses were lower than 1% in both cases.Additionally, container orientation was evaluated for MWP, showing that horizontal orientation provided better temperature distribution and reduced quality losses.Fil: Lespinard, Alejandro Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Arballo, Javier Ramiro. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentina. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingenierí­a. Departamento de Ingeniería Química; ArgentinaFil: Badin, Emiliano Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Mascheroni, Rodolfo Horacio. Universidad Nacional de La Plata. Facultad de Ingenierí­a. Departamento de Ingeniería Química; Argentina. Provincia de Buenos Aires. Gobernación. Comisión de Investigaciones Científicas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - La Plata. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos. Universidad Nacional de la Plata. Facultad de Ciencias Exactas. Centro de Investigación y Desarrollo en Criotecnología de Alimentos; Argentin

Kinetic modeling of thermal degradation of color, Lycopene, and ascorbic acid in crushed tomato

The kinetics of the thermal degradation of color (L*, a*, and b* coordinates), lycopene (L), and L-ascorbic acid (AA) in crushed tomato were studied over a temperature range of 70 to 100 °C. These results showed that the changes in a*, L, and AA followed a first-order kinetic model (R2 > 0.91), while those for L* and b* did not fit any suitable kinetic models. The temperature effects on degradation rates were adequately compatible with the Arrhenius equation (R2 > 0.96) with the following activation energy values (Ea, kJ mol−1): a* (64.54), L (45.96) and AA (25.69). These Ea values indicated that a* was the most sensitive parameter towards temperature changes, while the reaction rate constants (k) showed that L had the highest degradation rate compared with the other parameters studied. A linear relationship between a* and L content was found, suggesting that a* measured instantaneously by tristimulus colorimeters can be used for the online determination of L degradation in crushed tomatoes during heat treatment. The knowledge gained from this study could be useful for improving the design and optimization of the thermal process of crushed tomato in order to preserve its nutritional value and sensory quality.Fil: Badin, Emiliano Emanuel. Universidad Nacional de Villa María; ArgentinaFil: Quevedo Leon, R.. Universidad de Los Lagos; ChileFil: Ibarz, A.. Universidad de Lleida; EspañaFil: Ribotta, Pablo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba; ArgentinaFil: Lespinard, Alejandro Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; Argentin

Raspberry pulp pasteurization: Computational fluid dynamics modeling and experimental validation of color and bioactive compound retention

This work evaluated the heat transfer, fluid flow, and different reactions that occur during the pasteurization of raspberry pulp. The pulp was packed in glass jars and thermal processing was conducted by immersion in a water bath. The process was evaluated by multiphysics modeling, with the aim of determining the temperature distribution, flow pattern, the slowest heating zone (SHZ) location, the microbial inactivation, and the quality changes taking place during processing. In order to simulate the process accurately, a model was developed using experimentally measured product and heat transfer properties (density, thermal expansion, specific heat, thermal conductivity, apparent viscosity, and convective heat transfer coefficient) and kinetics of thermal degradation of quality parameters (color, anthocyanin, and ascorbic acid). The model was successfully validated against experimental measurements of both temperature and quality losses. After validation, the model was used to design and evaluate equivalent thermal processing conditions. Improved processes were identified that minimized the changes of color and the bioactive compounds, while maintaining product safety and stability. Practical Applications: Thermal processing of raspberries may induce several physicochemical changes that impair their sensorial properties, and may reduce the content of nutrients and bioactive compounds. Hence, the design and optimization of heat treatments is a key tool to guarantee safety while, at the same time, minimizing detrimental side effects which involve a loss of quality. In this investigation, we assessed the actual thermo-physical properties of raspberry pulp and the system heat transfer coefficients. Then, we developed a CFD model to predict the temperature and velocity transient profiles, the location of the SHZ, and the quality changes occurring in raspberry pulp during pasteurization. The findings of this study could be useful to food processors for optimizing pasteurization conditions in order to obtain safe and high-quality raspberry pulp preserves, as well as for reducing processing energy requirements.Fil: Badin, Emiliano Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Investigación y Transferencia Agroalimentaria y Biotecnológica - Universidad Nacional de Villa María. Instituto Multidisciplinario de Investigación y Transferencia Agroalimentaria y Biotecnológica; Argentina. Universidad Nacional de Villa María. Instituto Académico Pedagógico de Ciencias Básicas y Aplicadas; ArgentinaFil: Esteves Duarte Augusto, Pedro. Universidade de Sao Paulo; BrasilFil: Quevedo Leon, Roberto Agustín. Universidad de Los Lagos; ChileFil: Ibarz, Albert. Universidad de Lleida; EspañaFil: Ribotta, Pablo Daniel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba. Universidad Nacional de Córdoba. Facultad de Ciencias Químicas. Instituto de Ciencia y Tecnología de Alimentos Córdoba; ArgentinaFil: Lespinard, Alejandro Rafael. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas. Centro Científico Tecnológico Conicet - Córdoba. Instituto Multidisciplinario de Investigación y Transferencia Agroalimentaria y Biotecnológica - Universidad Nacional de Villa María. Instituto Multidisciplinario de Investigación y Transferencia Agroalimentaria y Biotecnológica; Argentina. Universidad Nacional de Villa María. Instituto Académico Pedagógico de Ciencias Básicas y Aplicadas; Argentin

Preservation of protective capacity of hyperimmune anti-Stx2 bovine colostrum against enterohemorrhagic Escherichia coli O157:H7 pathogenicity after pasteurization and spray-drying processes

Enterohemorrhagic Escherichia coli (EHEC) O157:H7 is a major etiologic agent that causes bloody diarrhea, hemorrhagic colitis, and hemolytic uremic syndrome (HUS). Shiga toxin (Stx) is the main virulence factor of EHEC responsible for the progression to HUS. Although many laboratories have made efforts to develop an effective treatment for Stx-mediated HUS, a specific therapy has not been found yet. Human consumption of bovine colostrum is known to have therapeutic effects against several gastrointestinal infections because of the peptide and proteins (including antibodies) with direct antimicrobial and endotoxin-neutralizing effects contained in this fluid. We have previously demonstrated that colostrum from Stx type 2 (Stx2)-immunized pregnant cows effectively prevents Stx2 cytotoxicity and EHEC O157:H7 pathogenicity. In this study we evaluated the preservation of the protective properties of hyperimmune colostrum against Stx2 (HIC-Stx2) after pasteurization and spray-drying processes by performing in vitro and in vivo assays. Our results showed that reconstituted HIC-Stx2 colostrum after pasteurization at 60°C for 60 min and spray-dried under optimized conditions preserved specific IgG that successfully neutralized Stx2 cytotoxicity on Vero cells. Furthermore, this pasteurized/dehydrated and reconstituted HIC-Stx2 preserved the protective capacity against EHEC infection in a weaned mice model. The consumption of hyperimmune HIC-Stx2 bovine colostrum could be effective for HUS prevention in humans as well as in EHEC control in calves. However, further studies need to be done to consider its use for controlling EHEC infections.Instituto de VirologíaFil: Garimano, Nicolás. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Fisiopatogenia; ArgentinaFil: Garimano, Nicolás. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Diaz Vergara, Ladislao Iván. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Diaz Vergara, Ladislao Iván. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Kim, A. D. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Fisiopatogenia; ArgentinaFil: Kim, A. D. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Badin, Emiliano Emanuel. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Badin, Emiliano Emanuel. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sodero, Sonia. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Sodero, Sonia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Bernal, Alan Mauro. Academia Nacional de Medicina. Instituto de Medicina Experimental. Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos; ArgentinaFil: Bernal, Alan Mauro. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Gonzalez, Diego. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Virología; ArgentinaFil: Amaral, María Marta. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Fisiopatogenia; ArgentinaFil: Amaral, María Marta. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Lespinard, Alejandro R. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Lespinard, Alejandro R. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Porporatto, Carina. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Porporatto, Carina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Montenegro, Mariana A. Universidad Nacional de Villa María. Centro de Investigaciones y Transferencia de Villa María; ArgentinaFil: Montenegro, Mariana A. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Palermo, Marina Sandra. Academia Nacional de Medicina. Instituto de Medicina Experimental. Laboratorio de Patogénesis e Inmunología de Procesos Infecciosos; ArgentinaFil: Palermo, Marina Sandra. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Larzabal, Mariano. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO); ArgentinaFil: Larzabal, Mariano. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Cataldi, Angel Adrian. Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA). Instituto de Agrobiotecnología y Biología Molecular (IABIMO); ArgentinaFil: Cataldi, Angel Adrian. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Ibarra, Cristina Adriana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Fisiopatogenia; ArgentinaFil: Ibarra, Cristina Adriana. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Sacerdoti, Flavia. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Medicina. Instituto de Fisiología y Biofísica Bernardo Houssay. Departamento de Ciencias Fisiológicas. Laboratorio de Fisiopatogenia; ArgentinaFil: Sacerdoti, Flavia. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentin