Obtención y caracterización de una bebida fermentada elaborada con capulí (Prunus serotina) con maceración prefermentativa

 

Obtaining and characterizing a fermented drink made with capulí (Prunus serotina) with preferential maceration

 

Obtención y caracterización de una bebida fermentada elaborada con capulí (Prunus serotina) con maceración prefermentativa

 

Paula Elvira  Falcón-Romero ^I

pfalconr@unasam.edu.pe

https://orcid.org/0000-0002-2774-1154

 

Elza Berta Aguirre-Vargas ^II

eaguirre@uns.edu.pe

https://orcid.org/ 0000-0003-1659-9874

 

Correspondencia: pfalconr@unasam.edu.pe

 

Ciencias Técnicas y Aplicadas

                                                          Artículo de investigación                

                                                                                       

*Recibido: 20 de septiembre de 2020 *Aceptado: 29 de octubre de 2020 * Publicado: 25 de Noviembre de 2020

 

I.            Magister en Educación  Superior,  Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo, Huaraz, Perú.

II.            Doctora en Ingeniería, Universidad Nacional del Santa, Nuevo Chimbote  Ancash, Perú.

 

Resumen

Esta investigación tuvo como  objetivo     elaborar una bebida fermentada  de capulí con las mejores características fisicoquímicas, funcionales y organolépticas con maceración prefermentativa, fermentativa y posfermentativa.  En la primera etapa se  caracterizó la pasta de capulí, evaluándose la influencia de la maceración prefermentativa en congelación  sobre las diluciones de la pasta de capulí. En la segunda etapa se evaluó la influencia de las variables independientes nutriente y azúcares en la maceración fermentativa con la metodología  superficie respuesta mediante el    diseño central compuesto rotacional con 11 tratamientos  con combinaciones de nutriente y azucares. Las variables   dependientes: variación de los ºBrix, variación del pH, grado alcohólico, duración de la fermentación, pH final. Los resultados fueron: ºBrix 28%, pH 4.7, Nutriente 25g/hectolitro, tiempo 10 días, grado alcohólico 12.83. El análisis estadistico utilizó  el   software STATISTICA 13,3  confirmándose  los resultados experimentales.  En la tercera etapa se llevó  a cabo la maceración posfermentativa, estabilización, embotellado. Los resultados  de la  caracterización fisicoquímica, funcional fueron: Grado alcohólico 12.83±0.169, acidez acética volátil (g/l ácido acético) 0.673± 0.0047, º ºBrix 0.33±0.47, acidez total (g/l ácido tartárico) 3.833±0.047, pH 3.49± 0.0047, Metanol (ppm) 179.6±0.471 mg.  Capacidad antioxidante (µmolEtrolox/100ml) 1913.039±0.021, polifenoles (mgGAE/100ml) 118.59 ± 0.03. Las conclusiones más importantes: la maceración prefermentativa   en frio  extrae mayor  cantidad de polifenoles, la concentración  de azucares y nutriente  tienen efecto positivo  en la extractibilidad de  polifenoles.

Palabras clave: Índice de polifenoles; capulí (Prunus  serotina);  fitoquímico; maceración fermentativa; maceración posfermentativa; bebida fermentada; pasta de capulí.

 

Abstract

The research managed to elaborate a fermented capuli drink with the best physicochemical, functional and organoleptic characteristics, with pre-fermentation, fermentation and post-fermentation maceration. The capulí paste was characterized, evaluating the influence of the pre-fermentation cold maceration on the dilutions of the capulí paste. The influence of the independent variables nutrient and sugars in the fermentative maceration was evaluated. It used a rotational composite core design with 11 treatments with combinations of nutrients and sugars. The dependent variables: variation of ºBrix, variation of pH, alcoholic degree, time, final pH. The results were: ºBrix 28%, pH 4.7, Nutrient 25g / hectoliter, time 10 days, alcoholic degree 12.83. The statistical analysis used the STATISTICA 13.3 software that confirmed the experimental results. Finally, the post-fermentation maceration, stabilization, and bottling were carried out. The results of the physicochemical, functional characterization were: Alcoholic degree 12.83 ± 0.169, volatile acetic acidity (g / l acetic acid) 0.673 ± 0.0047, º Brix 0.33 ± 0.47, total acidity (g / l tartaric acid) 3.833 ± 0.047, pH 3.49 ± 0.0047, Methanol (ppm) 179.6 ± 0.471 mg. Antioxidant capacity (µmolEtrolox / 100ml) 1913.039 ± 0.021, polyphenols (mgGAE / 100ml) 118.59 ± 0.03. The most important conclusions: cold pre-fermentation maceration extracts a greater quantity of polyphenols, the concentration of sugars and nutrients have a positive effect on the extractability of polyphenols.

Keywords: Polyphenol index; capulí (Prunus serotina); phytochemistry; fermentative maceration. Post-fermentation maceration; fermented drink; capulí paste.

 

Resumo

O objetivo desta pesquisa foi elaborar uma bebida fermentada de capulí com as melhores características físico-químicas, funcionais e organolépticas com pré-fermentação, fermentação e maceração pós-fermentativa. Na primeira etapa, a pasta de cacau foi caracterizada, avaliando-se a influência da maceração pré-fermentativa no congelamento nas diluições da pasta de cacau. Na segunda etapa, avaliou-se a influência das variáveis ​​independentes nutriente e açúcares na maceração fermentativa com a metodologia de superfície de resposta por meio do delineamento central composto rotacional com 11 tratamentos com combinações de nutriente e açúcares. As variáveis ​​dependentes: variação do ºBrix, variação do pH, grau alcoólico, duração da fermentação, pH final. Os resultados foram: ºBrix 28%, pH 4,7, Nutriente 25g / hectolitro, tempo 10 dias, grau alcoólico 12,83. A análise estatística utilizou o software STATISTICA 13.3, confirmando os resultados experimentais. Na terceira etapa procedeu-se à maceração pós-fermentativa, estabilização e engarrafamento. Os resultados da caracterização físico-química funcional foram: Grau alcoólico 12,83 ± 0,169, acidez acética volátil (g / l ácido acético) 0,673 ± 0,0047, º ºBrix 0,33 ± 0,47, acidez total (g / l ácido tartárico) 3,833 ± 0,047, pH 3,49 ± 0,0047, Metanol (ppm) 179,6 ± 0,471 mg. Capacidade antioxidante (µmolEtrolox / 100ml) 1913,039 ± 0,021, polifenóis (mgGAE / 100ml) 118,59 ± 0,03. As conclusões mais importantes: a maceração pré-fermentativa a frio extrai uma maior quantidade de polifenóis, a concentração de açúcares e nutrientes tem um efeito positivo na capacidade de extração dos polifenóis.

Palavras-chave: Índice de polifenol; capulí (Prunus serotina); fitoquímico; maceração fermentativa; maceração pós-fermentativa; bebida fermentada; pasta de capulí.

 

Introducción

El capulí (Prunus serotina) es un árbol que    se encuentra amenazado  por las costumbres y en peligro de extinción por que se desconocen sus propiedades nutraceúticas (Urcuanjo, 2014). El capulí  brinda un aporte favorable a la salud humana,    su consumo puede  prevenir la aparición  de enfermedades degenerativas. (Ruiz et al., 2017). En  la pulpa de capulí se  encontró  6 compuestos antioxidantes: acido cafeico, procianidina, cianidina,, catequina , ubiquinona , betacarotno, en la cáscara del capulí encontró  acido ferúlico   ácido cafeico,  cianidina, catequina,  ubiquinona, betacaroteno,  kaempferol , procianidina  y acido  p-cumarico  (Freire, 2020). Casi todas las partes    tienen algún uso potencial  y es necesario que se le de la debida importancia e inclusión    en programas de conservación  y aprovechamiento sostenible no solo en la alimentación  si no en el aspecto maderero, remediación   y forestal (Guzmán  et al., 2020).   El capulí  contiene alto contenido de compuestos polifenólicos, taninos y flavonoides que le confieren poder antioxidante (Hurtado y Pérez, 2014). El tomar bebidas fermentadas   de frutas tiene   efectos preventivos   sobre enfermedades cardiovasculares, cáncer, alzhéimer... etc., se recomienda  el consumo moderado de 30 g/ día hombres  y 20 g/ día  mujeres. (Cátedra Extraordinaria de bebidas, 2013); la fermentación enriquece el perfil Fitoquímico    de las materias   primas de origen natural y preserva sus propiedades antioxidantes (Jiménez, 2019). El extracto etanolico es efectivo contra  bacterias gram (-)   tiene mayor capacidad antioxidante  comparado con  extractos  cetónicos, metanólico (Ibarra et al., 2009).  Extractos de la corteza de capulí  tiene actividad cística  contra quistes de Taenia crassiceps  (Palomares et al., 2017). El extracto etanolico  es más rico en sustancias antioxidantes  que los extractos acuosos y metanolicos, el   extracto  acuoso extrae más taninos  y  fenoles, el consumo debe ser revalorado (Santiago et al., 2019).   El fruto del capulí   es una planta de alto valor para la vida  por que aporta beneficios nutricionales contiene  compuestos fenólicos que son valorados  por la industria alimentaria y farmacéutica  por la gran actividad antioxidante que poseen  (Luan  et al.,  2017). Los objetivos fueron: caracterización  fisicoquímica   y funcional del capulí,  determinar   la influencia de la maceración   prefermentativa   en frio sobre   la extracción de los compuestos polifenólicos y la intensidad colorante, evaluar   la influencia   de la concentración del nutriente V ACTIV y la concentración de azucares   en la maceración fermentativa,    determinar el diagrama de flujo  y  caracterización   físico-química-funcional, sensorial y  estética   de la bebida fermentada, cuyos resultados  demostraron  que el capulí  es un fruto  con  aptitud  para  uso  en la industria de alimentos y farmacéutica    por su valor  nutricional y  antioxidante. 

 

Materiales y métodos

El   trabajo de investigación  se realizó en  los laboratorios de fermentaciones industriales,  análisis de los alimentos  y  de química de la Universidad Nacional Santiago Antúnez de Mayolo. Lab.  de análisis La Molina calidad total. Lab. de la Sociedad de Asesoramiento Técnico.  Laboratorio de desarrollo de  productos de la Universidad Nacional del Santa.    La población los frutos del capulí (Prunus serotina) de la provincia de Carhuaz,  la muestra: frutos maduros,  no probabilística  y agua potable.  Los Insumos utilizados fueron: Azúcar blanca, Bentonita  OENOFRANCE. Levadura Saccharomyces cereviciae  variedad   bayanus,   metabisulfito potásico,  nutriente   V ACTIV,  taninos, TAN RED,   astilla de roble francés. Reactivos DPPH (2,2-diphenyl -1-picryl hydrazyl L). Etanol 95%. Reactivo Folin-Ciocalteau (0.25 N). Hidroxibutil tolueno (BHT), Hexano, Isopropanol, Metanol, Persulfato de potasio, 2,6 diclorofenol –indofenol, Ácido Ascórbico estándar y reactivos diversos   para los análisis  químicos y físico químicos. Equipos y materiales  de uso común en laboratorios y para la elaboración y análisis de  bebidas alcohólicas.     El  Tipo de estudio fue experimental, cuantitativo. El plan experimental se realizó en tres etapas. En la etapa 1, se efectuó     la caracterización   físico –química, proximal  y funcional  de la pasta de capulí  y se  evaluó la influencia  de la temperatura  y almacenamiento  ( -8ºC y 30 días) sobre  las diluciones de la pasta de capulí (1:2, 1:3.1:4, pasta:/agua), la variable independiente  fue la dilución  de la pasta. Las  variables dependientes: índice de polifenoles totales, intensidad de color. En la etapa 2 se realizó la maceración fermentativa y escalamiento, se aplicó la metodología de superficie respuesta, mediante el Diseño Compuesto Central  Rotacional   que determino 11 tratamientos  con combinaciones  de nutriente (10 a 40g/hl) y ºBrix (18 a 28)  variables independientes. Las variables dependientes se  clasificaron como variables de seguimiento (pH y ºBrix), las variables  de control final  fueron: el ºGrado alcohólico final, pH final, duración de la fermentación.  El escalamiento  llevo a cabo la elaboración de la bebida fermentada con los parámetros óptimos  hallados en la fase de maceración fermentativa, lo que permitió determinar el  flujo  de  elaboración de la bebida fermentada.       En la etapa 3  se realizó la maceración posfermentativa (crianza: 6 meses con adición  de taninos  y astilla de roble), estabilización, embotellado y caracterización  final.

 

Métodos de análisis:

 Composición química proximal de la pasta de Capulí (Prunus serotina).  Se realizó  el análisis  de  Humedad, ceniza, proteina, grasa, siguiendo  el Método  de  la A.O.A.C. Ed.  2016 y Ministerio de salud; Instituto Nacional de salud, Centro de alimentación y nutrición 2018.Tablas peruanas de composición de los alimentos, Carbohidratos totales (g/100) por diferencia, Carbohidratos disponibles (g/100).   Método de Collazos1993. (Reyes, 2018).

Análisis Físico-Químicos de la pasta de capulí.  Se realizo  el análisis  de pH, sólidos solubles. ºBrix, Acidez total  siguiendo los métodos de la AOAC. (2005), Índice de madurez. NTP 203.121.

Análisis del color se realizó la determinación de la Intensidad colorante. Método recomendado por Glories (1984) como citado por Macías (2018)   pág. 80. Medida de polifenoles totales  Determinación del Índice de polifenoles totales (IPT).  Método recomendado García y Xiurus (2005) citado   por   Macías (2018), pág. 80.

Análisis funcional  se realizó  la determinación  de la Capacidad antioxidante. Método ABTS.  Arnao.  Cano y Acosta 2004. Método DPPH. Brand Williams et al. (1995), Vitamina C. AOAC 967.21 Cap, 45 p. 21-22. “0TH Edición 2016, compuestos fenólicos. Método Swain y Hillis 1959.Folin-Ciocalteu.

 Análisis Físico químico durante el proceso maceración fermentativa  del mosto de capulí   obtenido con maceración prefermentativa  (-8º C-30dias). Análisis físico químico de la bebida fermentada se realizaron los  análisis Grado alcohólico.  NTP. 212.030. Revisión última 2016 y método del vinometro, acidez titulable (Método AOAC. 964.08 19 th ed. 2012), Acidez volátil. Adaptado de García Tena. (Gonzáles et al., 2005), Alcohol metílico   NTP 212.032 2001, Sólidos solubles por   densimetría, pH. Método de  la   A.O.A.C (2005).

 Análisis organoléptico. Color Olor Sabor Limpidez y  Calificación de la calidad estética (Jackson, 2009).

  Análisis funcional  se determinó   la Capacidad antioxidante. Método ABTS.  Arnao M.; Cano, A.; Acosta, M.; et al. (2001).  Método DPPH.  Brand Williams et al., (1995).Vitamina C. AOAC 967.21 Cap., 45 pág. 21-22. “0TH Edición   2016, Compuestos fenólicos. Método Swain, T.; Hillis,  W.; (1959). Folin-Ciocalteu.

 

Resultados y discusiones

Caracterización  fisicoquímica y   funcional   del Capulí (Prunus serotina)

El fruto del capulí  tuvo 68 g de pasta  (Tabla 1)  11 g de cáscara y 58 g de pulpa  aprovechables para  la elaboración de subproductos (Hurtado y Pérez, 2014) y 32 g de pepa las cuales son inhibidoras de células cancerosas  (Alveano  et al., 2011).

 

Tabla 1: Componentes   del capulí   maduro por 100 gramos de fruta

Pulpa                                                                        57.16 ± 0.28

Cascara                                                                   11.03  ± 0.057

Pepa                                                                         32.03  ± 0.057

 

La composición química  de la pasta de capulí (Tabla 2) muestra que   el capulí tiene  un alto nivel de carbohidratos y fibra cruda mayor que lo reportado por Guijarro (2013),   el contenido de grasa  es  despreciable  comparado con lo que indica Munive y Vega (2013),   que reporto  2.83 g,  en cuanto a  g/proteína  es similar,  destaca la energía total 95.5 se ratifica que es un alimento que provee energía  y por su contenido de fibra hasta 6 veces mas que lo indicado por  Guijarro (2013), es útil para el estreñimiento.

 

Tabla 2: Composición químico proximal de la pasta de capulí.

Humedad (g/100g)                                                       75.8

Cenizas (g/100g)                                                            0.77

Proteínas ((N*6.25) g/100g)                                         2.14

Grasa (g/100g)                                                              0.43

Carbohidratos totales por cálculo (g/100g)                  20.78

Energía total (kcal/100g)                                               95.55

Fuente: Informe de ensayo Nº DT-00275-01-2019.  Laboratorio   de Asesoramiento   Técnico S.A.C.

 

El contenido de sólidos solubles  ºBrix (Tabla 3)  fue  22 ºBrix, comparado con lo reportado por Villarroel  (2008), lo cual se debe al grado de madurez de la fruta (62.53)  en el momento del análisis, la fruta de   la investigación tuvo un índice de madurez mayor (95.5),  el pH es mayor  5.13, comparando con  el aguaymanto y camu camu   el ºBrix  del capulí es elevado (22 a 24ºBrix)  favorece  el proceso de elaboración de bebidas. Ruiz et al., (2018),  encontró una humedad  de 28%,  cenizas 1.3%, todas las  características en el rango  según la farmacopea , se encontraron bajas  concentraciones de arsénico, cobre, mercurio y plomo,  en cuanto a el tamizaje fitoquímico encontró  azucares reductores, fenoles aminoácidos  y flavonoides  10.717 mg de cianidina 3-glucósido/g.

Funcionalmente la pasta de capulí (Tabla 3), tuvo más capacidad antioxidante que la mora.   Hurtado y Pérez (2014), encontraron  1.85 veces mas capacidad antioxidante  en el capulí de  su experimento, podría deberse a que  el capulí que  ellos analizaron tenia 17 g de cáscara  versus 11 g de cáscara  del capulí  de la investigación, el contenido de antocianos (Tabla 3)  fue mayor  debido al estado de madurez y  a condiciones de terreno , clima, pero menor en vitamina C.  Munive y Vega (2013), encontraron más vitamina C  3.7 mg/100g de fruta  versus 2.2 mg /100g de pasta de capulí de la investigación. Ruiz et al., (2018),   encontró mas polifenoles  1071.17 mg/100g de fruta   de antocianina ligeramente mayor  a los valores de la investigación se compara  con los 904.7 mg/100 g de fruta.   El capulí tuvo  23.39 µg de antocianina por ml de extracto etanólico lo que resulta   menor al contenido de antocianina del arandano que tuvo 43.39 µg, en cuanto a la capacidad antioxidante total  (método del DPPH el  porcentaje de captura   resulto 90.38 %,   superior al  arandano azul  con 85.19%  (Alayo, 2017),   comparando con lo reportado en la investigación, se refuerza  que el capulí  tiene gran capacidad antioxidante.  La cáscara de capulí  (extracto metanólico)  posee mayor concentración de polifenoles totales  2003,20 mgGAE/100 de cascara,  y la pulpa  144 mgGAE/100g (Freire 2020), que  concuerda  con lo encontrado en la investigación  (Tabla 3) que  evaluó  la pasta de capulí:  En cuanto a la capacidad antioxidante de la pasta  de capulí es concordante con lo encontrado por Freire  (2020), quien  reportó  333, 0 mg ET/100 g cáscara y  581,40 mg /100 g de pulpa   medidos por el DPPH. Confirmando  la funcionalidad del Capulí.  

 

Tabla 3: Análisis fisicoquímicos y funcionales de la pasta de capulí maduro.

pH                                                                                5.13 ± 0.0057                     

Sólidos Solubles Totales (ºBrix)                                      22 ± 0.2886

Acidez titulable (g. ác. cítrico)                                     0.23 ± 0.0009

Índice de madurez                                                         95.1 ± 0.09

Capacidad antioxidante (amor ET/100g de pasta)            950.4±0.1

 

Influencia de la maceración   prefermentativa   en congelación  sobre   la extracción de los compuestos polifenólicos y la intensidad colorante del capulí (Prunus serotina).  Con el objetivo de   encontrar la dilución de la pasta de capulí  que capturó mayor cantidad de polifenoles  en la maceración prefermentativa  (30 días a -8ºC), para  continuar  con esa dilución  la maceración fermentativa   y escalamiento, se estudió  tres diluciones de la pasta de capulí  1:2, 1:3,1:4 (pasta /agua) evaluándose  antes y después de la maceración prefermentativa  la intensidad colorante y el índice de polifenoles, la variación  se determino como el porcentaje de incremento  de la intensidad colorante  y el índice de polifenoles  cuyos resultados (Tabla 4),  demostraron  que la dilución 1:3 es la adecuada presento mayor porcentaje de incremento 54.5% en IC y  68% en Índice de polifenoles. Las variaciones  de IPT e  IC  se deben  a la desintegración de las pieles  y liberación de los flavonoides  que enriquecen el mosto mediante técnicas macerativas    a temperaturas  frías y  de congelación que influyen en la extracción del color (kountoudakis et al., 2009). Apolinar  (2012), encontró  un % de incremento de antocianos mg/l de 51%, y de IC de 18%,  un poco más bajos  a los valores encontrados en esta investigación  porque uso  menos tiempo de  maceración prefermentativa y temperaturas de 6 ºC, ratificándose  que la maceración prefermentativa en frio es una estrategia para mejorar los vinos, debido a que retrasa el inicio de la fermentación y logra la extracción lenta y progresiva de la materia colorante, lo cual concuerda con lo  reportado por Coagula (2019), que  encontró  que la maceración prefermentativa  a -26ºC por  48 horas   fue más efectiva  para la extracción de compuestos polifenólicos,  reporto 46.13± 0.37mgGAE/100g de fenoles totales  en uva congelada  y en el vino un incremento de  28 veces  (1293.18±1.77) y con uva no congelada  tuvo un incremento  de 15.81 veces (737.77±1.73 mgGAE/litro de vino ),  dado que los tratamientos de congelación  a temperaturas mas bajas  por más tiempo  presentan mayor extracción. La extracción de polifenoles depende de  la degradación de las paredes celulares  de los hollejos (Moreno 2013).

 

Tabla 4: Incremento de la intensidad colorante y el índice de polifenoles en  las diluciones 1:2, 1:3 ,1:4 de la pasta de capulí antes y después de la MPF.

1:2                     IC                       11                    16.5                          47.5                                                 IPT                     10                           12.6                           26    

1:3                     IC                       13.2                  20.4                          54.5

                           IPT                   14                     45                              68

1:4                     IC                      5.3                    7.4                             37

 

MPFA           Maceración prefermentativa antes

MPFD        Maceración prefermentativa después

 Por lo tanto, la maceración prefermentativa   a temperaturas de congelación tiene un efecto positivo al influir en el aumento del índice de   polifenoles totales y la intensidad colorante.  En  la maceración prefermentativa ocurre  una difusión de antocianos  y taninos de bajo peso molecular  y la ausencia de etanol favorecería  la formación de especies  polifenólicos   de mayor peso molecular  y aumento del color (Casassa, 2015). La maceración prefermentativa se debe  realizar  a bajas temperatura para evitar la fermentación, logra extraer más aromas, polifenoles, compuestos nitrogenados   y acidez (Macías, 2018).  Es importante llevar a  la práctica de la MPF en Perú.   

 Influencia   de la concentración de nutrientes y la concentración de azucares   en la maceración fermentativa. 

 Se evaluó con  la metodología de superficie respuesta mediante un DCCR (Tabla 5)

 

Tabla 5: Metodología de superficie respuesta y resultados  de respuesta

1                   -1             -1         19.5     14.5                6                 9.8            3.68

2                    1             -1         26.5     14.5                8                 11             3.65

3                   -1              1         19.5     35.5                6                 10             3.66

4                    1              1          26.5     35.5                9                 11             3.5

5                    -α             0          18        25                  6                  9             3.67

6                    +α            0          28        25                 10               12.6          3.59

7                    0             -α          23        18                  8                  9              3.68

8                    0            +α          23        40                  8                10             3.62

9                    0               0         23         15                  7                 9              3.65

10                  0               0         23         15                  7                 9              3.71

 

Las  tablas  6, 7,8   muestran la serie de resultados de la variación  del ºbrix y variación del pH  de los 11 tratamientos  del DCCR.

 

Tabla 6: Variación de pH, ºBrix para los Tratamientos 1, 2, 3, 4

Días/      Tratamiento 1     Tratamiento 2      Tratamiento 3       Tratamiento 4

0                19.5       4.4        26.5        4.5          19.5      4.8          26.5      4.8

2                16.7      4.4         20           4.5          17         4.8          22         4.7

4                  8         4            16.5        4.1            8.5      4.5          11         4.3

6                  0         3.68         6           3.7            0         3.66         6.5       3.64

8                                             0           3.65

                                            

 

 

 

Tabla 7: Variación  de pH y ºBrix para los tratamientos 5, 6, 7,8

Días/        Tratamiento 5     Tratamiento 6      Tratamiento 7             Tratamiento 8

0                 18        4.2            28        4.6              23         4.5            23           4.8

2                  16       4.1            24         4.6             20         4.6            20          4.9

4                   9        4.1            14         4                11         4              12           4.1     

6                   0        3.67          8.5       3.71            5           3.68         6             3.66

7                                                                            3            3.68          4            3.62

8                                                5        3.63           0            3.68          0            3.62  

 

Tabla 8: Variación del pH, ºBrix para los Tratamientos 9,10, 11

Dias/           Tratamiento 9               Tratamiento  10                 Tratamiento 11

0                    23             4.2                 23             4.05                  23             4.05

2                    20             4.05               20             4.00                  20             4.00

4                    10              3.9                11              3.9                    11            3.8

6                      4              3.7                  4              3.73                   4             3.73

 

En la Figura 1  y Figura 2  grafica  la variación de la duración de la fermentación   de los 11 tratamientos  versus % de solidos solubles y  variación del pH

 

 

 

 

 

 

Figura 1: Variación de los Sólidos Solubles (ºBrix) Vs Duración de la fermentación

 

Figura 2: pH  versus Duración de la fermentación

Figura 3: Grado alcohólico final  por  tratamiento  versus  tratamientos  del DCCR

 

  El T6 (tabla 8)  tuvo 12.6 ºGA y 10 días de DF, por lo que el  mayor % de azúcar  y una moderada cantidad de V ACTIV  influye en el mayor ºGA,  la figura 2  muestra  que todos los tratamientos tuvieron  un pH  entre 3.3 y 3.6 y que cuanto mas bajo es el pH  de arranque de la fermentación es más corta la duración de la fermentación, un exceso de nutriente  disminuye la DF   y sirve de amortiguador  para que no baje el pH  a valores indeseables.  Falcón, Toscano y Rosales (2016),  reportaron cambios drásticos de pH en una maceración  fermentativa  cuando no se usa nutriente. La DF se ve influenciada por el pH  y la calidad-cantidad del nutriente adicionado.  Acosta (2012),  utilizó  como único nutriente  fosfato de amonio en dosis de 40 g/hl de mosto, temperatura  de 25ºC,  sin pie de cuba  (uso  20 g de levadura y empleo  tres días   de rehidratación a 30ºC, tuvo una DF  de 16 días y 9.5ºGAF ( su  resultado no fue  adecuado),  lo cual ratifica que la calidad  y cantidad del nutriente, el empleo de  pie de cuba  influyen en el ºGA.  Poma (2016), hallo 5 días de DF  tiempo insuficiente para extraer  polifenoles, uso 25ºC ,pH 3.5 que aceleró la DF y no consiguió agotar los ºBrix,  la mayor extracción de polifenoles se da a mayor concentración de alcohol  en la maceración fermentativa (Galán 2018), la mayor extracción de polifenoles  en la maceración fermentativa  ocurre a los 10 días  por que los principios activos, compuestos aromáticos  de los hollejos y pepitas pasan al mosto  y un incremento  significativo de taninos  lo cual tiene un efecto  en la estabilidad del color  y en las características sensoriales del  vino (Gonzales- Neves  et al,  2015). La maceración fermentativa sin nutriente o con dosis bajas de nutriente, alta temperatura,  sin pie de cuba  no llegan a agotar los ºBrix  y obtiene bajo grado alcohólico (Poma, 2016).

 Los resultados de los ANOVAS  para los  tratamientos realizados en la metodología de superficie respuesta (Tabla 10)  indican  una  influencia significativa de las variables     ºBrix y Nutriente  para la variable dependiente    ºGA y DF,  para la variable  dependiente  pH  final   no hay influencia significativa  (Figura 5 ), los rangos del pH final  están dentro del rango  que establece la norma técnica nacional para vino (3.3 y 3.8 )  que demuestra la no influencia significativa del ºBrix y nutriente en  el pH final , el nutriente  V ACTIV  protege los cambios drásticos de pH, sirve de amortiguador  y ayuda al metabolismo de la levadura por su aporte proteico, vitaminas y  minerales.

 

Tabla 10: Resumen del  ANOVA   para el GA final, pH final, DF

 

   

Figura 5: pH final de cada  tratamiento versus  tratamiento del DCCR

 

En las figuras se muestran la superficie  respuesta  del modelo   para las variables  dependientes brix y nutriente (V ACTIV)  y duración dela fermentación (figura 6) y la s.uperficie respuesta   para la variable  dependiente DF   en función  del ºBrix  y nutriente.

  

Figura 6: S. R  para Maximizar  el grado alcohólico En función  de la combinación ºBrix y Nutriente

 

Figura 7: S. respuesta para la variable  dependiente DF  en Función del ºBrix y nutriente  

 

Se observa  que para un ºBrix de 27  y  0.25 g/de nutriente  se obtiene estadísticamente    un valor de 12.153 de GA y una DF de 9.52 días, estos valores son  muy cercanos   a los resultados experimentales  hallados en el T6 del DCCR ( ºBrix 28, DF 10 días,  nutriente 0.3)  Estos resultados experimentales y estadísticos   son diferentes a los planteados en la hipótesis central de la investigación que   fue: dilución 1.2, ºBrix 22  y 0.3 de nutriente V ACTIV,  en consecuencia la hipótesis  no se cumplió  debido  a que el tratamiento que alcanzo mayor funcionalidad y aceptación  organoléptica y calidad estética  fue el T6. Espinoza (2018), manifiesta  que “la comprobación de la hipótesis  consiste en constatar, mediante la observación y/o experimentación, si una hipótesis empírica es verdadera o falsa. Una hipótesis que no pueda ser confirmada o refutada por alguna experiencia no puede adquirir el calificativo de científica”   

Elaboración de la bebida fermentada

En la figura 8 se presenta el diagrama de flujo de la bebida fermentada de capulí, se observa la maceración prefermentativa, fermentativa, posfermentativa y parámetros, las cuales son imprescindibles para obtener vinos o bebidas fermentadas de calidad. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Figura 8: Diagrama de flujo de la elaboración de la bebida  fermentada de  capulí

 

Caracterización   físico-química-funcional

La bebida fermentada  tuvo un ºGA  de 12.83,  una acidez volatil 0.673 g/l de acido acético, º Brix de  0.33±0.47            , Acidez total g/l ácido tartárico   3.833±0.047                          pH 3.49± 0.0047,  metanol (ppm)  179.6±0.471 mg Capacidad antioxidante (µmol ET/100ml)   1913.039±0.021, polifenoles mgGAE /100ml 118.59 ± 0.03.

Sensorialmente  tuvo  un puntaje  promedio  superior a 5  la prueba de hipótesis  de un promedio  usando la distribución de T student, y p< 0.05  demostró que  fue muy aceptable  para los panelistas  con una confianza del 95%. La calificación  estética  de la bebida  tuvo un nota promedio de  15.1, superior a 14 que se considera nota aprobatoria, con la prueba y un p valor < 0.05 se pudo concluir  que fue muy aceptable  con un 95% de confianza. La capacidad antioxidante y contenido de polifenoles de la bebida fermentada tuvo  valores elevados  comparado con los valores  de capacidad antioxidante de 13 vinos peruanos, Muñoz et al ., (2007),  encontró valores de capacidad antioxidante entre  32 a 873 µMET/l  por el método DPPH, y en la investigación se hallo 19, 130/l, que demuestra  la  superior capacidad antioxidante de la bebida fermentada de la investigación. En vino  se hallaron  1019 mgGAE/l  de  polifenoles (Gutiérrez, 2017)  comparado con el contenido de polifenoles  de la bebida fermentada  1180mg  GAE/l,   ligeramente mayor, se acredita  el alto contenido de polifenoles.  Vazallo  (2017),  confirma  que durante la crianza  y envejecimiento  en barrica   o con astillas de roble y taninos  comerciales  se enriquece el contenido de polifenoles, protoantocianidinas, taninos hidrolizables, ácidos fenólicos, catequinas, epicantina, flavonoides  que explican  el aumento de la capacidad antioxidante  Se encontró un rango de  1238, 1032, 717 µml/ET /L (método ABTS), en  vinos macerados con semillas de uva   por 84 días de crianza  (Gutiérrez, 2017) en la investigación se hallo   19,113 µml/ET /L  en bebida fermentada de capulí con 6 meses  de crianza, siendo15.45 veces mas  capacidad antioxidante  que el vino tinto macerado  con semillas. 

 

Conclusiones

Se logró la caracterización fisicoquímica, químico proximal y funcional de la pasta de capulí utilizable para el desarrollo de subproductos de este fruto.   La maceración prefermentativa en frio  permitió extraer la mayor cantidad polifenoles y mayor intensidad de color de la pasta de capulí, lo cual seria importante se aplique en el Perú.  La influencia de la concentración de azucares y  nutriente V ACTIV  tiene efecto directo en la extractibilidad de compuestos polifenólico lo cual es influenciado por la cantidad y calidad del nutriente V ACTIV. Las operaciones de  la  elaboración  de la bebida fermentada: maceración prefermentativa, maceración  fermentativa, maceración posfermentativa, aumentan la capacidad antioxidante  de la bebida fermentada.    La bebida fermentada cumple con los requisitos fisicoquímicos para las bebidas fermentadas (vino tinto). La capacidad antioxidante, contenido polifenólicos hallados  en  el fruto y bebida fermentada  demuestran su  carácter nutracéutico. Se recomienda el empleo de nutrientes enológicos ( V ACTIV, ACTIVIT  SCORSE  en vez de fosfato de amonio  en maceración fermentativa  de frutas  y  el aprovechamiento industrial del fruto del capulí, corteza, hojas, flor con fines maderables, apícola, medicinal y alimenticia.

 

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