Figura 1. Extracción de la infusión de cáscaras de naranja y mandarina a 83°C por 5 min
En México se producen volúmenes significativos de residuos provenientes de cítricos que fueron sometidos a procesos de transformación o a la preparación de alimentos, que en su mayoría no se aprovechan. El propósito de este proyecto fue usar las cáscaras de naranja y mandarina para elaborar una infusión con capacidad antioxidante. Las cáscaras se recolectaron de establecimientos locales en la ciudad de Pachuca y se sometieron a procedimientos de secado y molienda. Se prepararon tres formulaciones distintas y, mediante una prueba de preferencia de ordenamiento con 60 personas, se eligió la más gustada por el consumidor tras un análisis estadístico de Kramer y una tabla de Basker. La formulación seleccionada se comparó con un té negro en términos de actividad antioxidante. Se determinó que la infusión sí tiene capacidad antioxidante, aunque es baja en comparación con la del té negro.
Palabras clave: residuos de cítricos, infusión, pruebas de preferencia, actividad antioxidante.
Mexico produces an important volume of waste from citrus fruits that were submitted to transformation processes or used to prepare food, most of which is not further valorized. The aim of this work was to make an infusion with antioxidant capacity from orange and tangerine peel. The citrous peel was collected from commercial establishments in Pachuca, and then dried and ground. From the obtained meal, three different formulations were prepared and evaluated by 60 persons with a rank-order preference test test. The results were analyzed by a Kramer statistical test and the Basker table. The preferred formulation was compared against a black tea infusion in terms of antioxidant activity. Although the citrus infusion showed antioxidant capacity, it was lower than that of the black tea infusion.
Keywords: citrus waste, infusion, preference test, antioxidant capacity.
El aprovechamiento industrial de los cítricos se ha convertido en una actividad intensiva en la que participan empresas dedicadas a toda la cadena productiva (cultivadores, procesadoras, centros de distribución y exportadores), y producen jugos, pulpas, concentrados y frutas en fresco. Sin embargo, a medida que la producción crece, aumenta también la generación de residuos sólidos y líquidos, los cuales están compuestos principalmente de agua, azúcares solubles, fibra, ácidos orgánicos, aminoácidos, minerales, aceites esenciales, flavonoides y vitaminas (Londoño-Londoño, 2011). En el mundo, la preocupación acerca del aprovechamiento de residuos ha tomado gran fuerza entre la comunidad científica y en la industria, ya que los desechos y subproductos generados pueden ser útiles para otros propósitos. Estudios recientes han centrado su atención en la necesidad de identificar y recuperar sustancias de interés farmacéutico o alimentario presentes en residuos de manzana, cítricos, bagazos de yuca y caña de azúcar, entre otros. Es así como se han diseñado procesos para utilizar estos materiales en la generación de productos de alto valor comercial, como etanol, enzimas, ácidos orgánicos, aminoácidos y metabolitos secundarios biológicamente activos (Londoño-Londoño, 2011).
Se ha encontrado que las cáscaras de los frutos son las principales fuentes de antioxidantes naturales, por lo que se ha propuesto utilizar estos subproductos de la industria como antioxidantes naturales (Rincón, 2005). Así el propósito de este proyecto fue realizar la elaboración de una infusión a partir de cáscaras de naranja y mandarina y evaluar su potencial como posible fuente de antioxidantes.
Se considera que una infusión es el producto líquido que se obtiene al extraer, de las sustancias orgánicas, las partes solubles mediante agua caliente. La infusión o tizana consiste entonces en poner una porción de materia seca en una taza sobre la cual se vierte agua hirviendo, que luego se tapa y se deja reposar por unos 5 o 10 minutos (Cozar y Mucha, 2011). Se usaron cáscaras de naranja y mandarina desprovistas de bagazo como materia prima, que se recolectaron en establecimientos locales de venta de jugos. Posteriormente se procedió a la eliminación manual de restos de bagazo de las cáscaras, las cuales después se pesaron y se sometieron a un proceso de secado solar durante tres días para eliminar el exceso de agua. Luego se secaron en una estufa durante 8 horas a 40°C (Pérez, 2013) para quitar la humedad restante. Las cáscaras secas se trituraron en un molino para café hasta obtener una especie de polvo. Con el polvo obtenido se realizaron tres formulaciones con una base de 10 gramos de producto total: la primera con 60% de cáscara de naranja y 40% de cáscara de mandarina; la segunda, con iguales proporciones de ambas cáscaras y la última, con 40% de cáscara de naranja y 60% de mandarina. A cada una se le añadió 1 g de sustituto de azúcar y se empaquetaron en bolsas de papel pellón selladas con placas metálicas calientes.
Con el objetivo de elegir la formulación predilecta por el consumidor, se realizó una prueba de preferencia por ordenamiento a 60 personas con edades comprendidas entre 22 y 35 años. El tratamiento de los datos obtenidos se realizó por el método de Kramer y, mediante el uso de una tabla de Basker, se determinó cuál de las tres formulaciones era la preferida por el consumidor en función del valor crítico (Liria, 2007).
Se evaluó la actividad antioxidante de la infusión naranja/mandarina mediante el método de DPPH, tomando la capacidad del té negro como punto de referencia. Este método se basa en la generación de radicales libres a partir de una solución metanólica de 1,1- difenil-2-pi cril-hidracil que absorbe a una longitud de onda de 515 nm; esta absorbancia se reduce en presencia de un agente oxidante. Por lo tanto, el DPPH remanente se determina de manera espectofotométrica (Kuskoski et al., 2005). La capacidad antioxidante se analizó con una solución patrón de Trolox 1mM en metanol, DPPH 0.1 mM en metanol, 2.17 g de la infusión de cáscaras de naranja y mandarina en 250 mL de agua desionizada y 2.17 g de té negro en 250 mL de agua desionizada. Para preparar el extracto de las dos muestras se trabajó a una temperatura de 83°C por 5 minutos (figuras 1 y 2).
Figura 1. Extracción de la infusión de cáscaras de naranja y mandarina a 83°C por 5 min
Figura 2. Extracción del té negro a 83°C por 5 min
En las tablas 1 y 2 se muestran los tratamientos que se llevaron a cabo para analizar los estándares de la curva patrón y las muestras, respectivamente. Tanto la curva patrón como las muestras de los dos extractos (en tres réplicas) se dejaron reposar por 50 minutos en condiciones de ausencia de luz. Al término de este periodo, se leyó su absorbancia a 515 nm.
Tabla 1. Tratamientos para realizar la curva patrón
Tabla 2. Tratamientos para la evaluación de la muestra.
De acuerdo con la prueba sensorial realizada, el orden de preferencias de las tres muestras de infusiones con distintas concentraciones de cáscara de naranja y mandarina fue la siguiente: en primer lugar se obtuvo que la infusión con 60% de mandarina y 40% de naranja fue la preferida. Sin embargo, no se encontraron diferencias significativas entre dicha infusión y la que se preparó a partir de la formulación con 50% de mandarina y 50% de naranja. Los consumidores posicionaron en último lugar la infusión con 40% de mandarina y 60% de naranja. Estos resultados se obtuvieron mediante la prueba de Kramer, que compara la suma total de preferencia de un producto contra la suma de los otros (“A” vs “B”, “A” vs “C” y “B” vs “C”) (Tabla 3). Según la tabla de Basker, el valor crítico para una prueba con 60 panelistas y tres productos es de 25.7. Por lo tanto, comparando los resultados se concluye que la infusión “C” (60% de mandarina y 40% de naranja) es la preferida, aunque, como se dijo, no existe una diferencia significativa entre esta infusión y la infusión “A”.
Tabla 3. Análisis de datos de las infusiones de cáscara de naranja y de mandarina
La Tabla 4 muestra los resultados del análisis de la actividad antioxidante de la infusión preparada con 60% de cáscara de mandarina y 40% de cáscara de naranja). La actividad antioxidante de la infusión (2126.4 mg de Trolox/100g) fue aproximadamente la tercera parte de la que presento el té negro (6344.1 mg de Trolox/100g).
Tabla 4. Resultados de absorbancia y actividad antioxidante (en mg de Trolox/100 g)
El uso que se propone dar a las cáscaras de mandarina y naranja, que son residuos muy abundantes de la industria hortofrutícola, es factible debido a la simplicidad del proceso y al bajo costo que este implica, sin mencionar que el producto final podría considerarse como funcional por su carácter antioxidante. Aunque la capacidad antioxidante es baja en comparación con otros productos de referencia, puede potencializarse con una optimización y ciertas modificaciones en el proceso. Además, no existe un producto exactamente igual en el mercado. Por otro lado, cabe mencionar que este producto tiene la desventaja de tener bajos rendimientos de producción.
Los autores agradecen a la Dra. Elizabeth Contreras López y al M. en C. Juan Ramírez Godínez por prestarnos sus instalaciones para trabajar en este proyecto y por orientarnos en las técnicas analíticas que se realizaron, y a la Dra. Gabriela Vázquez Rodríguez por guiarnos y estimularnos para desarrollar un proyecto que relacionara nuestro campo de estudio con el área de las Ciencias Ambientales.
Cozar, B. A. G., Mucha, O. L. A. (2011) Elaboración y caracterización química y organoléptica de un filtrante de maca (Lepidium peruvianum chacón) con cáscara de naranja (Citrus aurantium). Tesis de Ingeniería, Universidad Nacional del Centro del Perú, Perú [en línea]. http://cip.org.pe/imagenes/temp/tesis/42588313.pdf
Kuskoski, E. M., Asuero, A. G., Troncoso, A. M., Mancini-Filho, J., y Fett, R. (2005) Aplicación de diversos métodos químicos para determinar actividad antioxidante en pulpa de frutos. Ciencia y Tecnología Alimentaria, 25(04), 726-732.
Liria, D. M. (2007) Guía para la evaluación sensorial de alimentos. Instituto de Investigación Nutricional. AgroSalud. 26 pp.
Londoño Londoño, J. (2011) Aprovechamiento de residuos de la agroindustria de cítricos: extracción y caracterización de flavonoides. Perspectivas y Avances de Investigación de la Serie Lasallista Investigación y Ciencia [en línea].
http://repository.lasallista.edu.co/dspace/bitstream/10567/68/1/395-416.pdf.
Pérez, N.V.C. (2013) Extracción de compuestos fenólicos de la cáscara de lima (Citrus limetta Risso) y determinación de su actividad antioxidante. Revista de Ciencias Biológicas y de la Salud, 15(3), 18-22.
Rincón, A., Vásquez, M., Padilla, F. (2005) Composición química y compuestos bioactivos de las harinas de cáscaras de naranja (Citrus sinensis), mandarina (Citrus reticulata) y toronja (Citrus paradis) cultivadas en Venezuela. Archivos Latinoamericanos de Nutrición, 55(3), 305-310.
[a] Egresado de la Licenciatura de Química en Alimentos, Área Académica de Química, Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería, UAEH
[b] Egresada de la Licenciatura de Química en Alimentos, Área Académica de Química, Instituto de Ciencias Básicas e Ingeniería, UAEH Autora de correspondencia. Liz.nv.mz@gmail.com