DEGRADACION DE VITAMINA C EN JUGO DE NARANJA

CINETICA DE DEGRADACION DE VITAMINA C EN EL JUGO DE NARANJA

Jordán A.

Universidad Nacional de Colombia, Sede Palmira

Facultad de Ingeniería y Administración

Septiembre de 2012

ABSTRAC

Vitamin C (ascorbic acid) is one of the main active compounds in citrus fruit and vegetables, of which highlights the orange (Citrus sinensis), as an abundant source of this vitamin. The objective of this study was to determine the effect of heat treatment on the degradation kinetics of vitamin C in orange juice studied temperature range of 60 º C-70 º C-90 º C.Se was observed that the degradation of AA follows the kinetics first order and that is affected by the increase of time and temperature in the water bath.

Keywords: vitamin C, orange degradation kinetics.

RESUMEN

La vitamina C (Ácido ascórbico) es uno de los compuestos activos principales en cítricos y verduras, de los cuales, se destaca la naranja (citrus sinensis), como una de las fuentes abundantes de esta vitamina. El objetivo de este trabajo es determinar el efecto del tratamiento térmico, en la cinética de degradación de la vitamina C, en jugo de naranja estudiado a rangos de temperatura de 60ºC-70ºC-90ºC.Se pudo observar que la degradación de AA sigue la cinética de primer orden y que se ve afectada por el incremento del tiempo y temperatura en el baño maría.

Palabras claves: vitamina C, naranja, cinética de degradación.

1 INTRODUCCION

La naranja es una fruta cítrica comestible obtenida del naranjo dulce (Citrus × sinensis), del naranjo amargo (Citrus × aurantium) y de naranjos de otras especies o híbridos, antiguos híbridos asiáticos originarios de India, Vietnam o el sureste de China(1) . Es un hesperidio carnoso de cáscara más o menos gruesa y endurecida, y su pulpa está formada típicamente por once gajos u hollejos llenos de jugo, el cual contiene mucha vitamina C, flavonoides y aceites esenciales.

Los mayores exportadores de naranja fresca en el mundo son España, Estados Unidos y Suráfrica, que participaron en 2008 con el 29.1%, el 17,5% y el 7,4% del valor total de las

Exportaciones, a nivel nacional los departamentos productores son Santander con 13.37%, Meta 3.34% y Valle del Cauca 11.98% (2). Nutricionalmente es una fruta con contenido relativamente alto de Vitamina C 80 mg/100ml (3). Estudios que han sido reportados a cerca de la cinética de degradación de vitamina C en frutas y vegetales: perdidas de vitamina durante tratamiento térmico y cambios expresados por modelos matemáticos.(4), Modelamiento matemático de la cinética de degradación térmica de la vitamina C en néctar de cupuac¸ (Theobroma grandiflorum)(5) El objetivo de este laboratorio es evaluar la cinética de degradación de la vitamina C en jugo de naranja a diferentes temperaturas.

2. Materiales y Métodos

2.1Material Biológico

Se utilizó una muestra representativa de Naranja (citrus sinensis), de tamaño mediano (NTC 1263), proveniente del El Bolo corregimiento de Palmira ubicado a 1001 msnm a una temperatura de 26ºC. Las pruebas se realizarán en el Laboratorio de Tecnología de Frutas y Hortalizas de la Universidad Nacional de Colombia Sede Palmira. Para la preparación del

jugo se utilizó una muestra de 1.7kg de naranjas, seleccionadas en estado de madurez óptimo, tamaño homogéneo y sin daño físico aparente, con un índice de madurez para la fruta fresca de 8,84 según la relación ºBrix/acidez (Kimball, 2002). Las naranjas fueron lavadas con agua fría, cortadas simétricamente en dos para someterlas al proceso de extracción del jugo mediante un exprimidor manual. Se extrajo una cantidad de jugo equivalente a 0.8kg y se llevó a baño maría a temperaturas de 60oC, 70OC Y 90OC en intervalos de tiempo de5, 10 y 15 minutos, posteriormente se filtró el jugo y se realizaron las pruebas respectivas.

FIG. 1. Diagrama del proceso.

2.2Pruebas Físico - Químicas

La prueba de contenido de solidos solubles totales(ºBrix), porcentaje de acidez y Ph se determinaron por los métodos descritos en la norma técnica Colombiana NTC 4624,NTC4624,NTC 4623,NTC 4592(6) respectivamente .La prueba de peroxidasa se realizó siguiendo el protocolo de laboratorio Braulio O. Mapura Mejía(7), Procesamiento de Frutas y Hortalizas. Guía prácticas de laboratorio.

2.5 Extracción y Cuantificación de Vitamina C

La determinación de extracción y cuantificación de vitamina C se realizó mediante el método volumétrico del 2,6-dicloroindofenol número 967.21 (AOAC, 1997) (8) mediante la siguiente expresión:

Ácido. Ascórbico = (Titulo *V)/(W*1ml/100ml)*100 (Ec 1)

Dónde:

Titulo = Ácido Ascórbico equivalente a 1.0 ml de solución de indofenol (mg A.A/ml indofenol)

V = Volumen de Indofenol gastado en la titulación (ml)

W = Peso de la muestra

2.6 Cinética de Degradación de Vitamina C

Se determinó la cinética de degradación de la vitamina C según la siguiente expresión 2:

■(ln&(C1/C_o )=&k_T ) (Ec. 2)

■(k_(T )=&A_O exp&(〖-E〗_a/RT) ) ;Donde el índice de degradación de la constante lo determinamos por medio de la ecuación de Arrhenius

Donde;

Ea: es la energía de activación

R: es la constante universal de los gases

Ao: es el factor de frecuencia (s-1)

kT: es la velocidad de degradación presente en un compuesto

T: es la temperatura absoluta (K)

C0: es la concentración de la vitamina C en tiempo cero

Ct: Concentración vitamina C en tiempo t

2.3Analisis de datos: El análisis de datos se realizó con el programa STATGRAPHIS PLUS.

3. Resultados y discusión

3.1Peroxidasa:La tabla 1 muestra los datos obtenidos en las pruebas físico químicas y contenido de vitamina C en muestras de jugo de naranja y una muestra testigo de jugo de naranja .De los resultados obtenidos para la inactivación de la enzima peroxidasa fue acorde con la temperatura y tiempo al que fueron sometidos, donde todas las pruebas dieron negativo, ésta actividad enzimática puede ser explicada por un poco probabilidad de formación de isoenzimas , u otros componentes resistentes al calor .

Tabla 1. Datos de las pruebas Físico-Químicas

3.2Sólidos solubles totales: En la muestra testigo los grados ºBrix fueron 9, que no se vio afectado inicialmente por la temperatura (P≥ 0.07), en relación a los ºBrix con el tiempo y cambios de temperatura se observaron cambios significativos (P˂0.0032).

3.3 Ph : La muestra de jugo de naranja no presento cambios significativos con respecto a la temperatura (P>0.4125), mientras que se vio afectada por el tiempo (P≤0.04).En la FIG.2, FIG. 3. se muestra la relación del Ph con las variables tiempo y temperatura.

3.4Acidez: Variación de la acidez con respecto al tiempo no hubo diferencias significativas (P>0.0661), acidez con respecto a temperatura si se presentaron cambios significativos (P≤0.04) estas variaciones se muestran en la Fig. .4, FIG. 5.

3.5Vitamina C: La cuantificación de vitamina C (AA) obtenida en el estudio realizado fue de 43mg/100ml, la variación en cuanto a tiempo y temperatura fueron significativos (P˂0.0053) y (P˂0,0021), FIG.6, FIG.7., respectivamente. La cuantificación de AA arrojó como resultado un índice bajo de vitamina C en el jugo de naranja en donde el valor reportado en la literatura es de 52mg/ml teniendo en cuenta que las muestras evaluadas tenían un grado de madurez bajo. Los factores que pudieron influir en estos resultados son: diferencias en el genotipo de la fruta, las condiciones de precosecha, manejo poscoseha, la intensidad de la luz, manejo cultural los cuales fueron estudiados por (Seung et al, .2000)(12). Lisiewska and Kmiecik (1996)(13) reporto que el incremento en la cantidad de fertilizantes como nitrógeno de 80 a 120 Kg ha disminuyo el contenido de vitamina C en un 7% en coliflor.

FIG.2. Variación del Ph-tiempo FIG.3. Variación del Ph-temperatura

Fig.4 Variación de la acidez – temperatura FIG.5.Variación de la acidez-tiempo

FIG.6.Variación Vitamina C-tiempo FIG.7.Variación Vitamina C-temperatura

La reducción de los niveles de vitamina C en jugos de limón, naranja, uva y mandarinas resulta de una elevada aplicación de niveles de nitrógeno durante el cultivo, mientras el incremento de fertilizantes como el potasio incrementan el contenido de AA (Nagy, 1980)(9).

3.6Cinética de degradación del Ácido Ascórbico.

Usando regresion lineal se obtuvieron los valores que se muestran FIG.8, para la Cinética de degradación:

. FIG.8.Cinética de degración de AA en jugo de naranja

Como se puede observar en la FIG.8. para las muestras del jugo de naranja a temperaturas de70ºC, 90ºC el valor del coeficiente de correlación fue >0.90 en el caso de la temperatura de 60ºC el valor es 0.75, en éste caso puede que se haya presentado un error de titulación .En términos de la práctica se puede decir que cumple la cinética de degradación. En la FIG.9 observamos la línea que indica la destrucción de la vitamina C conforme a la ecuación de Arrhenius. La Ea es de 28 Kjmol-1K-1.De acuerdo a estudios reportados por (Leskova et al,.)(4) donde frutas como lima tienen una Ea de 58 Kjmol-1K-1. y para la uva Ea es de 21 Kjmol-1K-1 en rangos de temperatura de 60ºC-92ºC, estos no son similares a los obtenidos en jugo de naranja debido a la composición química de las frutas es diferente , la estandarización de las pruebas físico químicas pueden presentar diferencias , y otros factores como el tiempo en el cual se tomaron las pruebas.

FIG.9. Gráfico de la Ec. de Arrhenius en degradacion . de AA

4. Conclusión

En todos los tratamientos térmicos aplicados al jugo de naranja hubo pérdidas de Ácido ascórbico debido a que el efecto de la temperatura a través del tiempo es el principal causante de la reacción de degradación de la vitamina “C” ya que esta es sensible al calor.

Es posible una optimización del tratamiento térmico en el jugo de naranja puesto que la degradación de la vitamina “C” en relación a los microorganismos viables en el zumo de naranja indican que la vitamina es más termorresistente, pudiéndose eliminar los microorganismos y destruyendo el mínimo posible de vitamina, es por esto que el proceso debe ser rápido para conservar las propiedades nutraceuticas del jugo de naranja. La degradación de AA siguió la cinética de primer orden.

BIBLIOGRAFíA

1.Nicolosi, E.; Deng, Z. N.; Gentile, A.; La Malfa, S.; Continella, G.; Tribulato, E. (2000). «Citrus phylogeny and genetic origin of important species as investigated by molecular markers». TAG Theoretical and Applied Genetics 100: pp. 1155. doi:10.1007/s001220051419

2. Ministerio de Agricultura y Desarrollo Rural.Anuario estadístico de frutas y hortalizas.

3 S Yusof, University Putra Malaysia, Selangor, Malaysia Copyright 2003, Elsevier Science Ltd. All Rights Reserved.

4Leskova et al, Perdidas de vitamina; durante tratamiento térmico y cambios expresados por modelos matemáticos

5Margariad C, et al. Mathematical modeling of the thermal degradation kinetics of vitamin C in cupuacßu (Theobroma grandi¯orum) nectar.

6Normas Técnicas Colombianas NTC 4624, NTC 4624, NTC 4623, NTC 4592

7Mapura B. (2005). Guía de prácticas de laboratorio para conservación de productos agrícolas perecederos.

8Normas AOAC 1997

9 Nagy E.Vitamin C Contents of Citrus Fruit and Their Products: A Review

10Nisha et al,A study on degradation kinetics of niacin in potato(Solanum tuberusom L)

11Nagy E.Vitamin C Contents of Citrus Fruit and Their Products: A Review

12 Seung K. Lee 1Preharvest and postharvest factors influencing vitamin C content of horticultural crops

13Lsiewska and Kmiceak. Effects of level of nitrogen fertilizer, processing conditions and period of storage of frozen broccoli and cauliflower on vitamin C retention

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