Optimización microbiológica y sensorial del uso de aceites esenciales en la formulación de un jugo de yacón

• Autores: González, Malena Mariana
• Año de publicación: 2021
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: tesis doctoral
• Colaborador/a o director/a de tesis: Gliemmo, María Fernanda
• Materia: ACEITES ESENCIALES; NANOEMULSIONES; ZYGOSACCHAROMYCES BAILII; YACON; ESSENTIAL OILS; NANOEMULSIONS; ZYGOSACCHAROMYCES BAILII; YACON
• Institución: Universidad Nacional de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales

La acción antimicrobiana de los aceites esenciales (AEs) y su combinación con otros factores de estrés microbiano permiten su uso en la formulación de jugos con el fin de extender su vida útil y de responder a la demanda actual de alimentos seguros y naturales. La principal causa de deterioro de jugos ácidos es la inestabilidad microbiológica debido a la acción de levaduras resistentes, como Zygosaccharomyces bailii. En este trabajo se seleccionaron varios AEs por su acción inhibitoria frente a Z. bailii, se optimizó la elaboración de nanoemulsiones de los aceites seleccionados, se estudió su estabilidad, se adicionaron a la formulación de un jugo de yacón y se estudió su interacción con otros aditivos como ácido cítrico y xilitol. Se comenzó con el estudio del efecto de ácidos orgánicos y del xilitol sobre el desarrollo de la levadura y se observó que el ácido cítrico fue el más efectivo y que el descenso del pH a 4,00 redujo el crecimiento independientemente de la presencia de xilitol. El AE de corteza de canela (CC) mostró mayor actividad inhibitoria seguido por los AE de hojas de canela (CH), lemongrass (LG) y menta (M). Se obtuvo una nanoemulsion estable de CH con un homogeneizador de alta velocidad, mientras que nanoemulsiones estables de CC, LG y M fueron obtenidas por ultasonido. El tamaño de gota de las nanoemulsiones disminuyó con el incremento del nivel de Tween®80. Todas las nanoemulsiones mostraron acción antimicrobiana frente a Z. bailii a pH 4,00, obteniéndose mínimas concentraciones inhibitorias (MCI) entre 156,3 y 1250,0 ppm, dependiendo del AE. El aumento del tiempo de ultrasonicación no afectó el tamaño de la gota, la estabilidad física y la MCI de las nanoemulsiones, pero el crecimiento de la levadura se incrementó ligeramente debido a la ultrasonicación. El uso conjunto de las nanoemulsiones de LG y CC mostró una interacción aditiva frente al crecimiento de Z. bailii. Se optimizó la obtención de jugo de yacón, seleccionando un tratamiento de 60 seg-90°C para minimizar el desarrollo de pardeamiento y reducir la flora nativa. En el jugo, la nanoemulsion de LG presentó mayor acción inhibitoria frente a Z. bailii, fue más estable al tratamiento térmico y sensorialmente más aceptable que la de CC. En base a ello, se formuló un jugo de yacón de pH 4,00, conteniendo 20,0% xilitol y 937,5 ppm de nanoemulsion de LG, el cual fue microbiológicamente estable a 5°C por 28 días. Una dilución 1/4 de este jugo permitió obtener una bebida aceptable por consumidores. La optimización microbiológica y sensorial del uso de AEs en la formulación de jugo de yacón aporta compuestos naturales con acción antimicrobiana y mejora la calidad de estos alimentos.
The antimicrobial action of essential oils (EOs) and their combination with other microbial stress factors allow their use in the formulation of juices in order to extend their shelf life and respond to the current demand for safe and natural foods. The main cause of deterioration of acidic juices is the microbiological instability due to the action of resistant yeasts, such as Zygosaccharomyces bailii. In this work, several EOs were selected for their inhibitory action against Z. bailii, the production of nanoemulsions of the selected oils was optimized, their stability was studied, they were added to the formulation of a yacon juice and their interaction with others additives was studied like citric acid and xylitol. It started with the study of the effect of organic acids and xylitol on yeast development and it was observed that citric acid was the most effective and that lowering the pH to 4,00 reduced growth independently of the presence of xylitol. The cinnamon bark EO (CB) showed greater inhibitory activity followed by the EO of cinnamon leaves (CL), lemongrass (LG) and mint (M). Stable CC nanoemulsion was obtained with a high speed homogenizer, while stable CL, LG and M nanoemulsions were obtained by ultasound. Nanoemulsions droplet size decreased with increasing Tween®80 level. All nanoemulsions showed antimicrobial action against Z. bailii at pH 4,00, obtaining minimal inhibitory concentrations (MIC) between 156,3 and 1250,0 ppm, depending on the EO. Increasing ultrasonication time did not affect the droplet size, physical stability, and MIC of the nanoemulsions, but yeast growth was slightly increased due to ultrasonication. The combined use of the LG and CB nanoemulsions showed an additive interaction against the growth of Z. bailii. Obtaining yacon juice was optimized, selecting a treatment of 60 sec-90°C to minimize the development of browning and reduce the native flora. In the juice, the LG nanoemulsion showed a greater inhibitory action against Z. bailii, it was more stable to heat treatment and sensorially more acceptable than that of CB. Based on this, a yacon juice of pH 4,00 was formulated, containing 20,0% xylitol and 937,5 ppm of LG nanoemulsion, which was microbiologically stable at 5°C for 28 days. A 1/4 dilution of this juice allowed obtaining a drink acceptable to consumers. The microbiological and sensorial optimization of the use of EOs in the formulation of yacon juice provides natural compounds with antimicrobial action and improves the quality of these foods.
Fil: González, Malena Mariana. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina.