Fórmulas lácteas infantiles en polvo: efecto de la composición, el procesamiento y el almacenamiento sobre las propiedades tecnológicas y funcionales

La lactancia materna exclusiva está recomendada durante los primeros seis meses de vida y está asociada a importantes beneficios para la salud del lactante y la madre. Sin embargo, en ocasiones la madre no puede o no desea amamantar, por lo que la leche materna debe sustituirse o complementarse. En estos casos, los niños son alimentados con fórmulas infantiles que se diseñan con el objetivo de imitar a la leche materna y que deben cubrir las demandas nutricionales durante las primeras etapas de la vida. Las fórmulas infantiles se producen mayoritariamente a partir de leche de vaca por el método wet-mix, que involucra la rehidratación y dispersión de los ingredientes para obtener una mezcla húmeda, la pasteurización para reducir la carga microbiana, la homogeneización para emulsionar el aceite, la evaporación para concentrar la mezcla y, finalmente, el secado spray para deshidratar la mezcla y obtener el polvo final. El objetivo general de la tesis fue evaluar el efecto de la composición, los parámetros de producción wet-mix y las condiciones de almacenamiento de fórmulas infantiles en polvo sobre las interacciones entre componentes y su incidencia en las propiedades tecnológicas y funcionales del producto final. Se analizó la incidencia de la presencia de caseína, inulina y lactosa, en las proporciones utilizadas durante la elaboración de fórmulas infantiles, sobre los cambios conformacionales de las proteínas del suero inducidos por el tratamiento térmico. Se prepararon sistemas modelo de aislado de proteínas del suero solo, con caseína, inulina o lactosa y sus distintas combinaciones. Los sistemas se evaluaron antes del tratamiento térmico y luego de tratamientos a 66, 70 y 75 °C por 30 min. Los resultados obtenidos demostraron que las caseínas ejercieron una actividad chaperona, previniendo la formación de agregados de proteínas del suero de gran tamaño y su pérdida de solubilidad, aún luego de tratamientos a 75 °C durante 30 min. Este efecto protector de la caseína se mantuvo en presencia de lactosa e inulina. La inulina indujo cambios conformacionales en las proteínas del suero que se observaron por DSC y FT-IR y redujo la solubilidad proteica en 10 % antes del tratamiento térmico. La presencia de lactosa, que se encontraba en gran proporción (~ 15,1 % p/p) respecto a la concentración de proteínas del suero (~ 1,8 % p/p) en el sistema, inhibió en cierta medida la formación de agregados de alto peso molecular luego del calentamiento a 75 °C y redujo la pérdida de solubilidad con el tratamiento térmico. Luego se produjeron fórmulas infantiles modelo a escala piloto por el método wet-mix, cuya diferencia residía en los sólidos totales de la mezcla húmeda (50 o 60 %) y la temperatura de pasteurización (75 o 100 °C × 18 s), obteniéndose así cuatro fórmulas modelo: 50%-75°C, 50%-100°C, 60%-75°C y 60%-100°C, de igual composición. En primer lugarse evaluó el efecto de las variables de producción en el gasto energético y de cada una de las etapas aplicadas durante el proceso (dispersión, pasteurización, homogeneización y secado spray) sobre las propiedades reológicas, emulsionantes y nutricionales de las fórmulas. Producir las fórmulas a partir de mezclas húmedas con 60 % de sólidos totales pasteurizadas a 75 °C disminuyó el consumo energético en un 59 %, respecto a fórmulas obtenidas a partir de mezclas con 50 % sólidos totales pasteurizadas a 100 °C. El contenido de lisina disponible de las fórmulas disminuyó un 34 % luego del secado spray, sólo en aquellas fórmulas pasteurizadas a 100 °C. La única etapa del proceso que provocó desnaturalización de las proteínas del suero fue la pasteurización cuando se realizó a 100 °C. Luego de la homogeneización, las mezclas con 50 % de sólidos presentaron la importante reducción de tamaño de partícula esperada y mantuvieron un comportamiento Newtoniano, mientras que las mezclas con 60 % de sólidos no presentaron una reducción de tamaño de partícula suficiente, la viscosidad aumentó significativamente y las mezclas pasaron a tener un comportamiento pseudoplástico, indicando que las emulsiones estaban floculadas. Al analizar el comportamiento de las emulsiones luego de su secado spray y reconstitución se observó que todas ellas estaban principalmente estabilizadas por caseínas, y que en las fórmulas pasteurizadas a 100°C las proteínas del suero estaban agregadas. A su vez, se observó por microscopía que la fórmula 60%-75°C seguía estando floculada, lo que generó una reducción en su estabilidad post-reconstitución. También se compararon las propiedades fisicoquímicas y tecno-funcionales de las cuatro fórmulas en polvo. Los resultados demostraron que aumentar los sólidos totales de la mezcla húmeda de 50 a 60 % resultó en polvos con tamaño de partícula menos uniforme, mayor tamaño de partícula, densidad aparente y temperatura de transición vítrea. A su vez, el tamaño de partícula del polvo y la temperatura de transición vítrea aumentaron con la temperatura de pasteurización. En cuanto a las propiedades tecno-funcionales, el aumento de sólidos totales de la mezcla húmeda mejoró la funcionalidad de los polvos: las fórmulas 60 % presentaron mejor fluidez y humectabilidad (menor tiempo de humectación) que las fórmulas 50 %. Además, las fórmulas obtenidas a partir de mezclas húmedas pasteurizadas a 100 °C presentaron una cinética de rehidratación más lenta que aquellas precalentadas a 75 °C, según se determinó por resonancia magnética nuclear de bajo campo. Finalmente se evaluó la estabilidad de las cuatro fórmulas infantiles en polvo producidas bajo distintas condiciones de producción wet-mix (50%-75°C, 50%-100°C, 60%-75°C y 60%-100°C), durante el almacenamiento imitando condiciones de envase abierto (T= 25 °C, HR= 58 %) durante 4 semanas, e imitando condiciones de envase cerrado (T=25 °C, en bolsa multicapa sellada herméticamente) durante 12 semanas. La estabilidad de las fórmulas dependió tanto de sus condiciones de producción como de almacenamiento. En general, luego de 14 días de almacenamiento a 58 % HR se observaron cambios importantes en las características fisicoquímicas, microscópicas y macroscópicas, mientras que todas las fórmulas mantuvieron la estabilidad durante al menos 12 semanas de almacenamiento a temperatura ambiente en envase sellado. Los ST de la mezcla húmeda generaron un mayor impacto en la estabilidad durante el almacenamiento que la temperatura de pasteurización, en los rangos y condiciones estudiadas. Mientras que durante el almacenamiento en envase cerrado la lactosa se mantuvo en estado amorfo en todas las muestras, entre la primera y segunda semana de almacenamiento a alta HR, la lactosa cristalizó por completo en las cuatro fórmulas estudiadas, verificándose la presencia de cristales de α-lactosa monohidrato. Las fórmulas obtenidas a partir de mezclas húmedas con 60 % ST (60%-75°C y 60%-100°C) presentaron una mayor velocidad de absorción de agua, lo que generó un descenso más rápido de sus temperaturas de transición vítrea y cristalización. Entre las semanas 1 y 2 de almacenamiento a alta HR se obtuvo también un importante incremento en la grasa libre superficial y el índice de pardeamiento de las fórmulas, y al cabo de 14 días las cuatro muestras presentaron caking. La digestibilidad de las fórmulas no presentó cambios importantes ni con las condiciones de producción ni de almacenamiento. La presente tesis se centró en la investigación de un producto lácteo de alto valor agregado, como las fórmulas infantiles. Si bien existían múltiples estudios publicados enfocados en los aspectos nutricionales y médicos, las publicaciones vinculadas a efectos de parámetros del proceso de producción sobre las propiedades fisicoquímicas y tecno-funcionales, son aún limitados. Este estudio permitió generar conocimiento que aporta a la optimización de procesos de producción y a la producción de productos de alta calidad y estabilidad en el tiempo.Facultad de Ciencias Exacta

Efecto del mínimo procesamiento y tratamiento con yerba mate sobre el potencial saludable y los atributos de calidad de manzanas Granny Smith = Effect of minimal processing and treatment with yerba mate on healthy potential and quality attributes of Granny Smith apples

Se estudió el efecto del mínimo procesamiento solo y con tratamiento con ácidos cítrico y ascórbico e infusión de yerba mate, sobre las características fisicoquímicas, bioactivas, microbiológicas y sensoriales de manzanas ‘Granny Smith’. El mínimo procesamiento (sin tratamiento químico) produjo un descenso en el contenido de sólidos solubles y compuestos polifenólicos, en el recuento de aerobios mesófilos totales y en los atributos sensoriales gusto ácido y pardeamiento, y una mejora en la apariencia general evaluada sensorialmente. Comparando los resultados obtenidos para las manzanas mínimamente procesadas tratadas químicamente y sin tratar (control), se observó que el tratamiento químico aplicado produjo una disminución del sabor característico de las manzanas y un incremento en el gusto ácido y olores y sabores extraños. Sin embargo, el tratamiento aplicado fue efectivo en controlar el desarrollo de pardeamiento (aumento de L* y mejora de la apariencia general sensorial y disminución de a* y del pardeamiento evaluado sensorialmente) y en aumentar el potencial saludable (mayor contenido de polifenoles y vitamina C y mayor capacidad antioxidante), manteniendo recuentos microbiológicos similares a los encontrados en la materia prima

Pérdida de solubilidad de sistemas modelo de aislado de proteínas de lactosuero, caseinato de calcio, lactosa e inulina por acción de la composición y el tratamiento térmico = Solubility loss of whey protein isolate, calcium caseinate, lactose and inulin model systems by action of composition and heat treatment

Las proteínas del lactosuero son sometidas a calor durante la producción de fórmulas infantiles. Su desnaturalización y agregación puede reducir la solubilidad, lo que tiene connotaciones funcionales, tecnológicas y nutricionales en el producto final. En este trabajo se estudió el efecto del tratamiento térmico y la presencia de caseína, lactosa e inulina –en las proporciones utilizadas en fórmulas infantiles– en la solubilidad de las proteínas. Dispersiones acuosas de aislado de proteínas del lactosuero (WPI), con o sin caseinato de calcio (CAS), inulina (INUL) y lactosa (LAC) se analizaron antes (STT) y luego del tratamiento térmico (TT) a 66 ?, 75 ? y 85 ? durante 30 o 60 min. Los sistemas STT con mayor solubilidad fueron WP (89,3 ± 2,0% m/m) y WP - INUL (89,6 ± 1,8% m/m). La solubilidad de WP disminuyó con TT a partir de 75 ? -30 min y alcanzó una solubilidad mínima de 41,7 ± 1,2% m/m luego de 85 ? -60 min. WP - INUL mostró la misma tendencia. WP - LAC redujo su solubilidad con TT, aunque la caída en la solubilidad luego de 75 ? -60 min fue menor que en el sistema sin lactosa. CAS impidió la pérdida de solubilidad, que aumentó con TT hasta 75 ? -60 min (alcanzando 100% m/m en WP - CAS). Este estudio provee información relevante sobre el rol de los principales ingredientes no grasos de fórmulas infantiles en la pérdida de solubilidad de las proteínas del lactosuero

Perda de solubilidade dos sistemas modelos de isolado de proteína do soro de leite, caseinato de cálcio, lactose e inulina devido à composição e tratamento térmico

Whey proteins are heated during production of infant formulae. The denaturation and aggregation of whey proteins can reduce their solubility, with functional, technological and nutritional implications. In the current work, the effect of heat treatment and presence of casein, lactose and inulin, at the proportions used during production of infant formula, on the protein solubility, was studied. Aqueous WPI dispersions with or without calcium caseinate (CAS), inulin (INUL) and lactose (LAC), were prepared. Unheated (UH) and heated (HT) dispersions at 66, 75 and 85ºC for 30 and 60 min were analyzed. The UH systems with the highest solubility were WP (89.3±2.0 %) and WP-INUL (89.6±1.8 %). Solubility of WP decreased with HT from 75ºC-30 min, reaching the minimum solubility (41.7±1.2 %) after 85ºC-60 min. WP-INUL showed the same trend. Solubility of WP-LAC decreased with HT, although the solubility loss after HT 75ºC-60 min was lower than in the system without lactose. CAS presence prevented the loss of protein solubility, which increased with HT until 75ºC-60 min (reaching 100 % in the WP-CAS system).Las proteínas del suero son sometidas a calor durante la producción de fórmulas infantiles. Su desnaturalización y agregación puede reducir la solubilidad, lo que tiene connotaciones funcionales, tecnológicas y nutricionales en el producto final. En el presente trabajo se estudió el efecto del tratamiento térmico y la presencia de caseína, lactosa e inulina, en las proporciones utilizadas en fórmulas infantiles, en la solubilidad proteica. Se prepararon dispersiones acuosas de WPI, con o sin caseinato de calcio (CAS), inulina (INUL) y lactosa (LAC). Las dispersiones se analizaron antes (STT) y luego del tratamiento térmico (TT) a 66ºC, 75ºC y 85ºC durante 30 o 60 min. Los sistemas STT con mayor solubilidad fueron WP (89,3±2,0 %) y WP-INUL (89,6±1,8 %). La solubilidad de WP disminuyó paulatinamente con el TT a partir de 75ºC-30 min, alcanzando una solubilidad mínima de 41,7±1,2 % luego de 85ºC-60 min. WP-INUL mostró la misma tendencia. WP-LAC redujo su solubilidad con el TT, aunque la caída en la solubilidad luego del TT 75ºC-60 min fue menor que en el sistema sin lactosa. La presencia de CAS impidió la pérdida de solubilidad proteica, que aumentó con el TT hasta 75ºC-60 min (alcanzando 100 % en el sistema WP-CAS)

Estudio de la aplicación de tratamientos térmicos suaves y antioxidantes de origen natural a manzanas frescas cortadas

El objetivo general de esta tesis fue evaluar el efecto de la aplicación de tratamientos térmicos suaves y antioxidantes de origen natural ricos en polifenoles, sobre la calidad y potencial saludable de manzanas frescas cortadas

Fórmulas lácteas infantiles en polvo : efecto de la composición, el procesamiento y el almacenamiento sobre las propiedades tecnológicas y funcionales

La lactancia materna exclusiva está recomendada durante los primeros seis meses de vida y está asociada a importantes beneficios para la salud del lactante y la madre. Sin embargo, en ocasiones la madre no puede o no desea amamantar, por lo que la leche materna debe sustituirse o complementarse. En estos casos, los niños son alimentados con fórmulas infantiles que se diseñan con el objetivo de imitar a la leche materna y que deben cubrir las demandas nutricionales durante las primeras etapas de la vida. Las fórmulas infantiles se producen mayoritariamente a partir de leche de vaca por el método wet-mix, que involucra la rehidratación y dispersión de los ingredientes para obtener una mezcla húmeda, la pasteurización para reducir la carga microbiana, la homogeneización para emulsionar el aceite, la evaporación para concentrar la mezcla y, finalmente, el secado spray para deshidratar la mezcla y obtener el polvo final. El objetivo general de la tesis fue evaluar el efecto de la composición, los parámetros de producción wet-mix y las condiciones de almacenamiento de fórmulas infantiles en polvo sobre las interacciones entre componentes y su incidencia en las propiedades tecnológicas y funcionales del producto final

New antioxidant treatment with yerba mate (Ilex paraguariensis) infusion for fresh-cut apples : modeling, optimization, and acceptability

Enzymatic browning affects the sensory and nutritional quality of fresh-cut apples and limits their shelf-life. Yerba mate (Ilex paraguariensis), a plant widely consumed in South America as an infusion, could potentially be used in minimally processed fruits and vegetables as a natural additive to prevent browning, due to its high content of phenolic compounds with antioxidant capacity. The effects of the concentrations of ascorbic acid, citric acid, and yerba mate in an aqueous dipping solution on the instrumental color parameters, antioxidant capacity, and sensory quality of ‘‘Granny Smith’’ fresh-cut apples were modeled and the solution was optimized to obtain treated apples with maximum antioxidant capacity and minimum browning, without affecting the natural flavor of the fruits. The optimal composition obtained (1.2% yerba mate þ 0.9% citric acid þ 1.0% ascorbic acid) increased the antioxidant capacity of the apples by 36%. The sensory acceptability test carried out on the ‘‘Granny Smith’’ fresh-cut apples treated with the optimal dipping solution showed that more than 78% of the surveyed consumers liked the color, flavor, and texture of the apples

Evaluación de las propiedades del extracto de yerba mate para su utilización como antioxidante natural en frutas frescas cortadas

En los últimos años, los cambios en el estilo de vida de las personas junto con la concientización de los consumidores sobre la alimentación saludable, han generado una demanda creciente de frutas y vegetales mínimamente procesados, con atributos de calidad similares a los de los productos frescos (Soliva-Fortuny et al., 2001). Las frutas y hortalizas mínimamente procesadas o frescas cortadas se pueden definir como aquellas que en su preparación para el consumo, han sufrido un procesamiento mínimo que incluye las etapas de lavado, acondicionamiento, pelado y cortado, entre otros. También puede incluirse una etapa de tratamiento químico con agentes antioxidantes y antimicrobianos (Ahvenainen, 1996; Pirovani et al., 2001; Piagentini et al., 2003; Allende et al., 2006). El color de superficie es uno de los atributos de calidad más importantes porque los consumidores usualmente juzgan la calidad de frutas y vegetales frescos cortados en base a su apariencia

Mild heat treatments before minimal processing reduce browning susceptibility and increase total phenolic content of low-chill apple cultivars

Three low‐chill apple cultivars (“Caricia,” “Eva,” and “Princesa”) were subjected to hot water treatments as a postharvest abiotic stress for quality retention. The effects of heating time and temperature, storage time, and apple cultivar were investigated on total phenolic content (TPC), firmness, color and polyphenol oxidase (PPO), and peroxidase (POD) activities. Apples were heat treated in water at 40–50°C for 20–90 min, stored at 2°C during 24 hr, and minimally processed. Samples were analyzed immediately and after 7 days at 2°C. Apple cultivar and storage time significantly affected the evaluated attributes. Heat treatments did not improve the firmness, color, or TPC of “Caricia” and “Princesa.” While in “Eva” heat treatments increased TPC by 70%, reducedPPO and POD activities and prevented browning development, after 7 days. In conclusion, mild heat treatments could improve the quality and bioactive compound content of low‐chill fresh‐cut apples. Nevertheless, the different responses among cultivars should be accounted for