Технология сублимационной сушки — лучший процесс обезвоживания, позволяющий сохранить срок годности авокадо и сохранить его вкусовые и питательные характеристики. Целью этой работы было определить, влияют ли условия сублимационной сушки и производства на питательные качества мякоти авокадо, выращенной в богарных и ирригационных садах. Были применены четыре обработки: незамороженные плоды, высушенные на орошении, незамороженные плоды, высушенные на орошении, лиофилизированные плоды, выращенные на орошении, и лиофилизированные плоды, выращенные на орошении.
Результаты показали, что плод на 71,4%, 16% и 12,6% состоит из мякоти, семян и кожицы соответственно. Мякоть состоит из 71,51%, 19,96%, 2,81%, 0,51% и 1,51% воды, липидов, золы, сырой клетчатки и белка соответственно. Масло авокадо состоит из 61%, 18,8%, 11,6% и 7% олеиновой, пальмитиновой, линолевой и пальмитолеиновой жирных кислот соответственно. Лиофилизация снизила содержание линолевой кислоты на 1,43 г/100 г. В условиях неорошаемого земледелия образуется на 4 и 13% меньше общего жира и олеиновой жирной кислоты, чем в условиях орошения. Мы пришли к выводу, что лиофилизированная мякоть авокадо демонстрирует небольшие изменения в своих питательных качествах.
Введение
Авокадо (Persea Americana) родом из Америки. Одомашнивание произошло в Средней Америке и, возможно, благодаря коммерческому обмену между местными цивилизациями, авокадо распространилось и адаптировалось в Центральной Америке, распространившись на Колумбию, Венесуэлу, Эквадор и Перу. Выращивание авокадо процветает в различных экологических условиях мира. Мексика считается первым производителем и экспортером авокадо в мире с посевной площадью 141 408 га, из которых 108 678 га выращиваются в Мичоакане, что составляет 76% территории страны с объемом производства 1 092 322 т. В 2012 году экспорт авокадо достиг 31 666 356 долларов. Хотя Мичоакан является основным производителем авокадо в Мексике, есть и другие штаты, такие как Халиско, которые приобретают все большее значение на национальном уровне из-за увеличения площади поверхности авокадо. По данным SAGARPA 2011, в Халиско имеется 10 000 га авокадо (60% в производстве и 40% в выращивании).
В настоящее время глобальная экономическая среда благоприятствует обмену продуктами питания между странами с тенденцией к производству натуральных продуктов питания с наименьшим количеством химических продуктов для их производства и сохранения. Хорошая мякоть авокадо должна содержать от 98% до 99% мякоти и только от 2 до 1% добавок. Вот почему возникает необходимость представить новые альтернативы обработки пищевых продуктов, которые включают, насколько это возможно, только физические процессы для их сохранения. Удаление воды — это форма консервирования продуктов питания, которая использовалась на протяжении сотен лет. Комбинированные методы обезвоживания представляют собой методы консервации, которые можно рассматривать при минимальной обработке пищевых продуктов. Эти методы ориентированы на использование технологий, позволяющих сохранять продукты питания с сохранением запаха и вкусовых характеристик исходных продуктов.
Технология сублимационной сушки представляет собой процесс обезвоживания при достаточно низкой температуре с изменением давления и становится альтернативой консервированию пищевых продуктов, поскольку представляет собой процесс, основанный на отделении воды путем сублимации. Это метод сушки, который позволяет получать продукты с теми же типичными характеристиками, что и материал сублимационной сушки, который использовался в широком спектре термочувствительных продуктов, требующих высоких стандартов качества. Продукт сублимационной сушки не меняет форму, легко регидратируется и может предотвращать рост микроорганизмов.
Сублимационная сушка, несомненно, является лучшим вариантом обезвоживания авокадо. Они представлены как альтернатива фруктам с добавленной стоимостью, демонстрируя другие преимущества, которых нет у свежих фруктов, такие как более длительный срок хранения, меньший вес для транспортировки на другие рынки с большим расстоянием от точки производства, хотя высокая стоимость сублимационной сушки ограничивает ее широкомасштабное применение в пищевой промышленности. Было доказано, что в таких пищевых продуктах, как какао (Theobroma cacao L.), процесс сушки часто существенно влияет на ароматические и вкусовые соединения, однако лиофилизация может максимально сохранить эти вкусовые соединения по сравнению с другими методами, такими как естественная сушка на воздухе, в вакууме и в микроволновой печи в грибах.
В современной литературе мало что известно о составе мякоти авокадо сублимационной сушки, но некоторые эффекты, возникающие в результате этой технологии сушки, были упомянуты на составе других фруктов. Примерами являются лиофилизированная черника (Vaccinium corymbosum) и клубника (Fragaria X Ananassa), в которых обнаружено увеличение содержания следовых (Cu, Fe, Mn и Zn), незначительных (B, Na, Mg, P, K, Ca, Ni, Ge, Se) и токсичные микроэлементы (Al, As, Cd и Pb) в результате снижения содержания воды в продукте.
В имбире (Alpinia zerumbet, Etlingera elatior, Curcuma longa и Kaempferia galangal) и некоторых цветках рода Cytisus низкие температуры обработки во время сублимационной сушки оказывают защитное действие на термолабильные соединения, такие как фенольные соединения, сахара, токоферолы, хлорофиллы и ликопин, а также антиоксидантная активность. Сообщается о вредном влиянии на содержание фенольных соединений и концентрацию органических кислот, таких как лимонная кислота и ее изомеры, в порошке цельного лимона, кроме того, предотвращает образование фурановых соединений, связанных с неферментативным потемнением в результате ограниченного запуска реакции Майяра. Сообщалось, что мякоть киви, высушенная сублимацией, не потемнела. Кроме того, летучие компоненты, присутствующие в эфирных маслах, такие как терпены в бахтиари савойской (Satureja bachtiarica Bunge) и базилике (Ocimun basilicum), сохраняются лучше, и не наблюдалось существенных различий между несколькими компонентами экстрагированных эфирных масел по сравнению с эфирными маслами. свежий образец.
Потенциальной проблемой при лиофилизации и измельчении образцов, содержащих полиненасыщенные жирные кислоты (ПНЖК) и особенно длинноцепочечные (LC; C20*) ПНЖК, является их восприимчивость к окислению. Эта восприимчивость связана с хранением образца, а не с процессом сушки как таковым, поскольку было признано, что лиофилизация образцов является самым безопасным методом сушки для сохранения жирового профиля в микрокапсулированном масле грецкого ореха. При других методах сушки, например при распылении, перекисный индекс увеличивается в начале хранения, содержание липидов снижается в процессе хранения, как в холодильнике, так и при комнатной температуре. Это снижение может быть связано с окислением продукта, подвергшегося термической обработке жирными кислотами.
Существуют статьи о сублимационной сушке авокадо, но не было найдено ни одной, в которой бы рассматривалось влияние сублимационной сушки на питательные качества мякоти авокадо, особенно на жирные кислоты, поскольку жир представляет собой основной компонент после влаги плода. Таким образом, цель этого исследования состояла в том, чтобы определить, влияют ли условия сублимационной сушки и производства на профиль жирных кислот и питательные качества мякоти авокадо в богарных и ирригационных садах.
Материал и методы
Были собраны плоды авокадо сорта «Хасс» из ирригационного и неорошаемого сада возрастом по 30 лет, расположенного на юге штата Халиско, Мексика. В каждом саду случайным образом было отобрано по десять деревьев, из которых по три образца массой 3 кг (всего 9 кг) или плодов физиологической зрелости. В каждый сад помещали три повторности по 1 кг, которые очищали и нарезали ломтиками. 500 г подвергали сублимационной сушке, а 500 г — нелиофилизированной для химического анализа и жирных кислот. Установлены следующие варианты обработки: 1) плоды в богарных условиях и сушка без вымораживания (RC+NFD), 2) плоды в условиях богары и сушка сублимацией (RC+FD), 3) плоды в условиях орошения и без замораживания. сушка (ИК+НФД) и 4) плоды в условиях орошения и сублимационной сушки (ИК+ФД). В садах авокадо, выращенных в условиях неорошаемого земледелия (RC), общее количество осадков составило 842,5 мм, тогда как в садах авокадо, выращенных в условиях орошения, общее количество осадков составило 842,5 мл плюс 200 л на дерево в неделю в засушливые периоды. В этом исследовании использовался факторный план 2×2 с тремя повторами; одним фактором была система производства (орошение или богарное земледелие), а другим — сублимационная сушка (сублимационная и незамораживающая целлюлоза). Поэтому были проанализированы четыре вида обработки, оцененными переменными были: общий жир, белок, зола, клетчатка, пальмитиновая, пальмитолеиновая, олеиновая и линолевая кислоты.
Определяли массу мякоти (мезокарпия), семян и кожуры (экзокарпия) в каждом из собранных плодов. Сублимационная мякоть авокадо. 500 г мякоти (мезокарпия), разрезанной вдоль шириной один см, помещали в специальные бутыли для сублимационной сушки. Их замораживали при -40°С в течение часа. Сразу после этого их подвергали сублимационной сушке в течение 72 часов при температуре -40°С в ультраморозильной камере). Использовали систему Freeze Dry System/Lyph Lock 4,5 л (77510-00) при давлении 1,33x 10- 3 мбар. После сублимационной сушки целлюлозу помещали в вакуумные пластиковые пакеты. После этого были проведены анализы химического состава и профиля жирных кислот. Химический состав свежей и лиофилизированной мякоти авокадо Белок Содержание белка определяли азотным методом Дюма, метод AOAC 968.06, на оборудовании LECO TRUSTPEC CN (LECO Corporation St. Joseph, MI, 2002), N2 высвобождался пиролизом и последующим сгорания, выбрасывается CO2, переносчиком в нитрометр.
CO2 поглощается КОН, а объем остаточного N2 измеряется и преобразуется в эквивалентный белок с помощью числового коэффициента. 50 мг пробы помещают в чашку из фольги для последующего сжигания при температуре 850-900 С для определения количества N2 нитрометром. Влага и зола. Определение влаги и золы проводили термогравиметрически на оборудовании TGA 701 марки LECO. 1 г образца взвешивали и хранили в фарфоровом тигле, а пепел подвергали гравиметрическому анализу. Определение влаги – при 100 оС по методу 930.15, золы – при 600 оС по методу 942.05.
Сырую клетчатку получали по методу 962.09 AOAC (1995), том II. Сырая клетчатка представляет собой потерю при прокаливании высушенного остатка, оставшегося после разложения пробы растворами 1,25 % H2SO4 и 1,25 % NaOH. 2 г пробы подвергали кислотно-щелочному расщеплению в течение 1 ч, остаток фильтровали через фильтровальную бумагу № 41, сушили 2 ч при 130 оС или в течение ночи, затем охлаждали в эксикаторе при 110 оС и взвешивали. Зола 2 часа при 550°С, охлаждается в эксикаторе и взвешивается. Общий жир. Общий жир анализировали с помощью метода, описанного модифицированным Розе-Готтилебом, NOM-F-512-1988. 2 г образца подвергали экстрагированию объединенных и свободных кислот. Для экстракции свободных липидов в аппарате Сокслета использовали петролейный эфир; для комбинированных кислот использовали разбавленную соляную кислоту для растворения липидсвязанных белков.
Общий жир (глицериды и фоспоголипиды) омыляли и высвобождали в присутствии катализатора BF3 для дальнейшего анализа с помощью ГХ. Профиль жирных кислот определяли методом газовой хромато-масс-спектрометрии (GS-MS) на газовом хроматографе с FID-детектором марки AGILENT. Хроматографические условия были следующими: температура инжектора 250 оС, температура детектора 25 оС, температура термостата 140-230 оС, газом-носителем служил азот. Использовали стандартный FAME 37 (C4-C22). Жирные кислоты определяли официальным методом 969.33 и 963.22F AOAC (30). Все определения проводили в трех повторностях.
Результаты и обсуждение
Плод авокадо сорта «Хасс» с юга штата Халиско на 71,39% состоит из мякоти, на 16% из семян и на 12,61% из кожицы, что указывает на то, что практически 29% плодов несъедобны (данные не приведены). При проведении совместного анализа двух оцениваемых факторов: лиофилизации (FD) и производственных условий (орошение или неорошение) результаты показали значительные статистические различия в химическом составе мякоти авокадо, в частности по содержанию золы в оцениваемых обработках. С другой стороны, по переменным сырой клетчатке, белку и общему жиру существенных различий обнаружено не было.
Обработка целлюлозы сублимационной сушкой в богарных условиях привела к образованию самого большого количества золы. Напротив, обработка с наименьшим количеством золы представляла собой невысушиваемую дождем целлюлозу; при этом сублимационная и нелиофилизированная оросительная пульпа были статистически равны, что указывает на то, что сублимационная сушка в богарных условиях (RC+FD) увеличивала количество золы, но не приводила к увеличению количества золы в условиях орошения. На основании совместного статистического анализа двух оцениваемых факторов не было обнаружено существенных различий для переменных пальмитиновой и пальмитолеиновой кислот.
Результаты аналогичны результатам, которые упоминают, что масло авокадо сорта «Лорена» состоит на 67-70% из ненасыщенных жирных кислот и на 30-33% из насыщенных жирных кислот. Аналогично, Кампос и др. (2011) (33) сообщили о значениях в сорте «Хасс» 79-88 % и 9-15 % ненасыщенных и насыщенных жирных кислот соответственно, что отражает большое количество поли- и мононенасыщенных жирных кислот, которые полезны для здоровья. для здоровья, поскольку триглицериды, присутствующие в авокадо, представляют собой не жиры, а масла, поскольку они остаются жидкими при комнатной температуре.
Самым крупным компонентом масла авокадо была олеиновая мононенасыщенная жирная кислота с 61%, за ней следовали пальмитиновая насыщенная жирная кислота с 18,8%, линолевая полиненасыщенная жирная кислота с 11,5% и пальмитолеиновая мононенасыщенная жирная кислота с 7% (таблица II). Авторы согласны с тем, что основным компонентом масла авокадо является олеиновая жирная кислота. Значения, обнаруженные в этом исследовании для 10-15% полиненасыщенных жиров, выраженных линолевой кислотой, в целлюлозе, не подвергаемой сублимационной сушке и сублимационной сушке в условиях орошения и неорошения. Что касается насыщенных жирных кислот, выраженных пальмитиновой кислотой, они показали значения от 17 до 20%, что очень похоже на значения 16-22%, зарегистрированные Ортегой 2003.
Значения мононенасыщенных жиров (с учетом пальмитолеиновой и олеиновой кислот как мононенасыщенных), полученные при лечении (61–73%), аналогичны значениям, указанным Ortega 2003 (31) (66–72%). Что касается олеиновой кислоты, Ортега 2003 и Ромеро 2012 сообщили о данных о 64,87 и 44,4% в свежей мякоти авокадо, соответственно, значения, которые противоречат значениям, обнаруженным в лиофилизированной и не сублимируемой мякоти при орошении и богарные условия, которые колеблются в пределах 53-67%. Что касается линолевой кислоты, значения, зарегистрированные при обработке лиофилизированной сушкой и без сублимационной сушки, а также при дождевой целлюлозе, варьируются в пределах 10-15%, значения равны 14,61, зарегистрированные Ромеро 2012.
Эти небольшие различия, обнаруженные между полученными результатами и результатами других авторов, могут указывать на то, что на накопление липидов, возможно, влияют тип сорта, система производства и климат, в котором развиваются плоды, время сбора и хранения плодов ( 34). Влияние производственного процесса на химический состав и профиль жирных кислот. Результаты показывают, что орошаемая или неорошаемая производственная среда статистически влияет на количество общего жира, но не на остальные компоненты химического состава, такие как белки, зола и сырая клетчатка. В условиях неорошаемого земледелия производится на четыре процента меньше общего количества жира по сравнению с орошаемым.
Уменьшение общего количества жира в условиях неорошаемого земледелия косвенно связано с тем, что ранее сообщали другие авторы, которые установили, что при правильном использовании воды через ирригационную систему чистая ассимиляция CO2 и, следовательно, накопление фотоассимилятов увеличивается. При рассмотрении химического состава во влажном состоянии видно, что основным компонентом является влага (71,51), за ней следуют липиды (19,96%), зола (2,81%), белок (1,51%), сырая клетчатка (0,51%) и другие. Результаты, рассчитанные на сырую основу, отличаются от результатов, полученных Ariza et al. 2011, которые сообщили о 77,3 % влаги, 15,8 % жира, 1,3 % золы и 0,4 % клетчатки в авокадо Хасс, выращенном в Мексике. Эти различия могут заключаться в том, что в этой статье зарегистрированное содержание влаги ниже, чем у Ariza et al. 2011 и, следовательно, показывают больший процент остальных компонентов.
Однако результаты по белку (1,51) аналогичны значению 1,6, сообщенному Ariza et al. 2011 и сильно отличается от значения 1,35, указанного Mooz et al. 2012 (36). Условия орошения и богарного земледелия не влияли на количество пальмитиновой, пальмитолеиновой и линолевой жирных кислот, поскольку они имели одинаковые статистические результаты в условиях орошения и богарного земледелия. Напротив, содержание олеиновой жирной кислоты на 5,86 г/100 г ниже в условиях неорошаемого земледелия (таблица 4), что напрямую связано с уменьшением общего содержания жира на 4 % в условиях неорошаемого земледелия, главным образом из-за того, что в условиях надлежащего обращения с водой (орошение) сообщается об увеличении чистой ассимиляции CO2.
Влияние сублимационной сушки на химический состав и профиль жирных кислот. Процесс сублимационной сушки статистически не повлиял на химический состав мякоти авокадо, и все оцениваемые переменные (таблица 5) оказались статистически равными, таким образом, эти результаты совпадают с данными нескольких авторов. которые сообщили, что лиофилизация не влияет на питательные свойства продуктов сублимационной сушки (8-10). Результаты согласуются с тем фактом, что изменение состояния происходит во время сублимации воды. Это сводит к минимуму возможность потери макронутриентов из-за сопротивления изнутри клетки; в отличие от других методов трансформации, которые работают с водой в жидком состоянии, существует большая вероятность повреждения клеточной структуры, как в случае осмотической дегидратации.
Процесс сублимационной сушки статистически не повлиял на профиль жирных кислот, за исключением линолевой кислоты, которая уменьшилась на 1,43 г/100 г в мякоти авокадо, подвергаемой сублимационной сушке, что представляет собой на 16 % меньше линолевой кислоты по сравнению с мякотью, не подвергавшейся сублимационной сушке. Это отражает то, что процесс сублимационной сушки немного уменьшает количество линолевой кислоты, что отличается от того, что установили многие авторы, сообщившие, что процесс сублимационной сушки не изменяет свойств продукта (8,11,12) и не влияет на полиненасыщенные жирные кислоты в мясе разных видов и в микрокапсулированном масле грецкого ореха.
По этим причинам изменение содержания линолевой кислоты в профиле жирных кислот, обнаруженное в образцах сублимационной сушки авокадо в этом исследовании, в большей степени связано с условиями хранения, чем с процессом сушки, заявленным для случая ненасыщенных жирные кислоты, поскольку температура и условия оксигенации на этом этапе являются мощными факторами самоокисления жиров. Кроме того, показано, что основной проблемой продуктов питания с высоким содержанием полиненасыщенных жирных кислот, особенно длинноцепочечных жирных кислот, является их высокая подверженность окислению. Таким образом, снижение, обнаруженное только в пропорции линолевой кислоты, а не в остальной части жирных кислот, является результатом более высокой реакционной способности полиненасыщенных жирных кислот по отношению к мононенасыщенным, как было продемонстрировано в нескольких исследованиях.
Конечный цвет высушенной мякоти был ярко-зеленым без признаков ферментативного или неферментативного потемнения. Пигменты хлорофилла определяют характерный зеленый цвет мякоти авокадо, их термочувствительность отрицательна при переработке фруктов и овощей; однако была обнаружена высокая стабильность этих пигментов при домашнем замораживании. Поэтому предполагается, что низкие температуры при обработке способствуют сохранению цвета обезвоженных ломтиков авокадо данного исследования, тем самым оправдывая использование этого температурного диапазона даже во время хранения готового продукта, поскольку при охлаждении или При комнатной температуре скорость деградации хлорофилла значительно увеличивается, в результате чего образуется коричневый продукт, особенно феофитин «а», который получается из более термочувствительной формы хлорофилла (хлорофилла а).
В этом исследовании лиофилизированная целлюлоза, упакованная в вакуумной упаковке, имела пористую и легкую структуру без признаков уплотнения, при хранении не наблюдалось выделения масла. Эти результаты позволяют предположить отсутствие значительного повреждения клеточных структур, вызванного чрезмерно большими и острые кристаллы в фазе замерзания. Сохранение масла в обезвоженном авокадо предотвращает потерю биологической ценности из-за окисления моно- и полиненасыщенных жирных кислот под прямым воздействием кислорода окружающей среды (48). В целом, сублимационная сушка плодов снижает содержание линолевой кислоты только на 1,43 г/100 г по сравнению с мякотью, полученной без сублимационной сушки, а система богарного производства отрицательно влияет на содержание общего жира и олеиновой жирной кислоты на 4. и 13% соответственно.
Выводы
Согласно полученным результатам, мы можем заключить, что лиофилизированная сушка мякоти авокадо претерпевает небольшие изменения в своей пищевой ценности, демонстрируя снижение содержания линолевой кислоты (полиненасыщенной) на 1,43 г/100 г, таким образом делая вывод, что сублимационная сушка представляет собой метод с большой пользой, несмотря на возможные изменения, которым подвергается плод авокадо. Условия производства влияют на питательные качества мякоти авокадо, что отражается в снижении содержания общего жира на 4% и олеиновой кислоты на 13% в условиях неорошаемого земледелия. Плод состоит на 71,39, 16 и 12,61% из мякоти, семян и кожицы соответственно. Наибольшими компонентами мякоти являются вода и липиды с 71,51 и 19,96%, за ними следуют зола, сырая клетчатка и белок с 2,81, 0,51 и 1,51% соответственно. Профиль жирных кислот авокадо состоит из 61, 18,8, 11,6 и 7% олеиновой (мононенасыщенной), пальмитиновой (насыщенной), линолевой (полиненасыщенной) и пальмитолеиновой (мононенасыщенной) жирных кислот соответственно.