Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica y del Medio Natural

¿ES POSIBLE OBTENER TEJIDO DE PIMIENTO ROJO

CON ALTO CONTENIDO EN COMPUESTOS

BIOACTIVOS Y ÓPTIMAS PROPIEDADES

TEXTURALES MEDIANTE LA APLICACIÓN DE ALTAS

PRESIONES HIDROSTÁTICAS?

Máster Universitario en Gestión de la Seguridad y Calidad Alimentaria

Irma Elizabeth Gonza Quito

DIRECTORA: Amparo Quiles Chuliá

CENTRO: Departamento de Tecnología de Alimentos

Curso 2013 – 2014

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¿ES POSIBLE OBTENER TEJIDO DE PIMIENTO ROJO CON ALTO CONTENIDO EN COMPUESTOS BIOACTIVOS Y ÓPTIMAS PROPIEDADES TEXTURALES MEDIANTE LA APLICACIÓN DE ALTAS PRESIONES HIDROSTÁTICAS? Gonza Quito, Irma; Quiles Chuliá, Amparo1 RESUMEN

El pimiento (Capsicum annuum) es una excelente fuente de nutrientes esenciales y de compuestos bioactivos. Las altas presiones hidrostáticas (APH) además de incrementar el tiempo de vida útil mantienen mejor las propiedades nutricionales y organolépticas de algunos alimentos. El objetivo de este trabajo ha sido determinar el efecto de las APH, y de un tratamiento térmico de pasteurización (PA) sobre el contenido en compuestos bioactivos (fibra, carotenoides y capacidad antioxidante) y la textura del pimiento rojo tipo Lamuyo, para establecer la relación entre el tipo de tratamiento (APH y PA), la microestructura del tejido y la accesibilidad de los compuestos bioactivos. Los resultados obtenidos muestran que todos los tratamientos de conservación estudiados producen modificaciones estructurales en el tejido de pimiento rojo, sin embargo, los tratamientos de APH a 500 MPa y la PA son los que producen menor impacto sobre la microestructura, el contenido en compuestos bioactivos (fibra y capacidad antioxidante) y la textura del pimiento rojo. Para desarrollar alimentos funcionales se podría utilizar tejido de pimiento sometido a presiones elevadas (500 MPa) y/o PA. PALABRAS CLAVE: Altas presiones hidrostáticas, capacidad antioxidante, carotenoides, fibra, microestructura, pasteurización, pimiento, textura. RESUM

El pebrot (Capsicum annuum) és una excel·lent font de nutrients essencials i de compostos bioactius. Les altes pressions hidrostàtiques (APH) a més d'incrementar el temps de vida útil mantenen millor les propietats nutricionals i organolèptiques d'alguns aliments. L'objectiu d'aquest treball ha sigut determinar l'efecte de les APH, i d'un tractament tèrmic de pasteurització (PA) sobre el contingut en compostos bioactius (fibra, carotenoides i capacitat antioxidant) i la textura del pebrot vermell tipus Lamuyo, per tal d’establir la relació entre el tipus de tractament (APH i PA), la microestructura del teixit i l'accessibilitat dels compostos bioactius. Els resultats obtinguts mostren que tots els tractaments de conservació estudiats produeixen modificacions estructurals en el teixit de pebrot vermell, però, els tractaments de APH a 500 MPa i la PA són els que produeixen menor impacte sobre la microestructura, el

1 Departamento de Tecnología de Alimentos. Universidad Politécnica de Valencia. Camino de

Vera s/n 46022, Valencia (España)

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contingut en compostos bioactius (fibra i capacitat antioxidant ) i la textura del pebrot vermell. Per tal de desenvolupar aliments funcionals es podria utilitzar teixit de pebrot sotmès a pressions elevades (500 MPa) i/o PA.

PARAULES CLAU: Altes pressions hidrostàtiques, capacitat antioxidant, carotenoides, fibra, microestructura, pasteurització, pebrot, textura. ABSTRACT

Sweet red pepper (Capsicum annuum) is an excellent source of essential nutrients and bioactive compounds. High hydrostatic pressures (HHP) besides increasing shelf life maintain better the nutritional and organoleptic properties of several food products. The aim of this work was to determine the effect of HHP and of a thermal treatment, pasteurization (PA) on the content of some bioactive compounds (fibre, carotenoids, and antioxidant capacity) and texture of sweet red pepper ‘Lamuyo’ to establish the relationship between treatment (HHP and PA), tissue microstructure, and bioactive compounds accessibility. The results show that all preservation treatments studied cause structural modifications on the sweet pepper tissue, however HHP (500 MPa) and PA cause less impact on the microstructure, bioactive compounds content (fibre and antioxidant capacity) and texture of sweet red pepper. So, new functional foods could be developed using sweet red pepper tissue treated by high pressures (500 MPa) and/or PA.

KEYWORDS: High hydrostatic pressure, antioxidant capacity, carotenoids,

fibre, microstructure, pasteurization, sweet pepper, texture.

INTRODUCCION

Debido a la estrecha relación que existe entre la alimentación y la salud, en la actualidad el consumidor prefiere y elige cada vez más, aquellos alimentos que además de proporcionar nutrientes esenciales para su vida, poseen sustancias con posibles efectos saludables a largo plazo, como los compuestos bioactivos (carotenoides, clorofilas, fibra y flavonoides, entre otros) (Drago et al., 2006). Así, alimentos tradicionales como algunas frutas y verduras han pasado a considerarse alimentos con importantes componentes bioactivos beneficiosos para la salud (Santiago-Silva et al., 2011).

El pimiento pertenece a la especie Capsicum annuum y se incluye dentro de la familia botánica de las solanáceas. Es una excelente fuente de nutrientes esenciales tales como hidratos de carbono, vitaminas y minerales (Nuez et al., 1996; Faustino et al., 2007). En los últimos años, el pimiento está siendo objeto de estudio por su elevado contenido en algunos compuestos bioactivos, como fibra, fenoles, flavonoides y carotenoides que presentan actividad antioxidante y antiinflamatoria (Duma y Alsina, 2012). Al pimiento se le atribuye propiedades beneficiosas y su consumo parece mejorar los procesos de cicatrización, prevenir la aterosclerosis y las hemorragias, evitar el aumento de los niveles de colesterol en sangre, y mejorar la resistencia física (Faustino et

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al., 2007). Además de por sus propiedades nutritivas, el pimiento forma parte importante de la dieta diaria del ser humano debido a que presenta una gran versatilidad en cuanto a su uso, ya que se puede consumir tanto en fresco, como en conserva o deshidratado. Los pimientos tipo Lamuyo, se caracterizan por ser frutos dulces, largos y cuadrados, con carne gruesa, que además presentan la ventaja añadida de ser menos sensibles al frio que otras variedades de pimiento, como los tipo California (Gázquez, 2007).

Según la American Association for Clinical Chemistry (AACC, 2001), la fibra dietética se define como la parte comestible de la planta, principalmente hidratos de carbono, resistente a la digestión y absorción en el intestino delgado, con fermentación completa o parcial en el intestino grueso. La fibra dietética incluye polisacáridos, oligosacáridos, lignina y otras sustancias asociadas a estos componentes de los tejidos vegetales (Selvendran y MacDougall, 1995), y promueve efectos fisiológicos beneficiosos en el organismo, como el laxante, y/o la atenuación de niveles de colesterol y de glucosa en sangre. En función de su solubilidad en agua, la fibra se divide en insoluble y soluble; la fracción insoluble de la fibra parece estar relacionada con la regulación del tracto intestinal, mientras que la fibra soluble está relacionada con la disminución en los niveles de colesterol en sangre y de absorción de glucosa intestinal (Ramulu y Udayasekhara, 2003). Según Rodríguez et al. (2006), la fibra dietética puede influir en la biodisponibilidad de los hidratos de carbono en el tracto gastrointestinal, este efecto ha sido confirmado en pacientes con diabetes cuyos niveles de glucosa en sangre disminuyeron al tener una dieta rica en fibra. Zha et al. (2009) comprobaron que los polisacáridos no almidonados que forman parte de la fibra tienen alta capacidad antioxidante, lo que sería una razón más para utilizar estos compuestos como ingredientes funcionales en la industria de alimentos.

La intensidad de color que presenta el pimiento depende de la cantidad de carotenoides sintetizados durante la etapa de maduración La síntesis de carotenoides se ve influenciada por el genotipo, la zona de cultivo, las prácticas agrícolas, el almacenamiento, el procesado y la preparación del pimiento (Deepa et al., 2007; Rodríguez-Amaya et al., 2008). Los carotenoides tienen acción antioxidante y actúan neutralizando los radicales libres que se encuentran en el cuerpo humano (Fernández-García et al., 2012). Numerosos estudios (Cantuti-Castelvetri et al., 2000; Yamaguchi y Uchiyama, 2003) han demostrado una alta correlación entre el consumo de carotenoides y un menor riesgo de padecer ciertas enfermedades, tales como el cáncer, la aterogénesis, la calcificación de los huesos, la degeneración ocular y el daño neuronal.

Se ha demostrado (Boileau et al., 1999) que cuando se consumen productos naturales, la asimilación de algunos compuestos bioactivos, como los carotenoides es relativamente baja respecto a la cantidad ingerida. La biodisponibilidad es la fracción de un compuesto que se absorbe durante el proceso digestivo completo. La biodisponibilidad de compuestos bioactivos, como la fibra, los fenoles y los carotenoides parece depender de factores relacionados con la matriz alimentaria, y con el estado nutricional y el perfil genético del individuo (Maiani et al., 2009). El término bioaccesibilidad se define como la fracción de un nutriente que se libera de la matriz de un alimento en el tracto gastrointestinal. Algunos tratamientos de conservación

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(deshidratación osmótica, atmósferas modificadas, fritura, microondas, congelación, pasteurización, etc.) a los que se someten los alimentos producen modificaciones a nivel estructural (Llorca et al., 2003; Soliva-Fortuny et al., 2003; Quiles et al., 2004; Guardeño et al., 2011; Hernández-Carrión et al., 2011), y podrían influir en la fracción de nutrientes que se libera desde la matriz alimentaria y por lo tanto en la fracción que se absorbe durante la digestión. La caracterización microestructural de estos alimentos es básica y ayudaría a dilucidar si determinadas formas de actuación sobre el alimento podrían influir en la extractabilidad de estos componentes desde la matriz alimentaria.

La demanda de alimentos seguros, con características sensoriales de frescura, y con propiedades biológicas más allá de las nutricionales ha motivado a los investigadores e industriales a desarrollar nuevas tecnologías de procesado y conservación. De entre las nuevas tecnologías, una de las denominadas no-térmicas, con mayor viabilidad económica, son las altas presiones hidrostáticas (APH) (Devlieghere et al., 2004; Rastogi et al., 2007). El procesado de alimentos por APH consiste en la aplicación de presión al alimento con una intensidad entre 50 a 1000 MPa, sola o en combinación con otros factores limitantes, como los ultrasonidos, CO2, aditivos naturales, tratamientos térmicos suaves, etc.

El efecto que las APH ejercen sobre la microestructura y los compuestos nutricionales y bioactivos ha sido estudiado en algunos alimentos. Hernández-Carrión et al. (2014) estudiaron el impacto de las APH en la estructura y extractabilidad de algunos compuestos bioactivos del caqui, y concluyeron que el tratamiento favorecía la compactación estructural y la extractabilidad de carotenoides pero no parecía influir en el contenido en fibra. Vázquez-Gutiérrez et al. (2013) estudiaron los cambios en la estructura y en las propiedades antioxidantes de cebolla tratada con APH, y comprobaron que el tratamiento producía cambios estructurales y potenciaba la extractabilidad de fenoles y otros compuestos con actividad antioxidante. Al estudiar el impacto de las APH en la estructura, difusión de compuestos solubles y propiedades texturales del caqui, Vázquez-Gutiérrez et al. (2012) concluyeron que los tratamientos de APH favorecían la difusión y extractabilidad de taninos y otros compuestos solubles a los espacios intercelulares y disminuían la firmeza y la cohesividad de las muestras. Sería interesante estudiar el efecto de las APH sobre el tejido de otros vegetales ricos en compuestos bioactivos, entre ellos el pimiento.

El objetivo de este trabajo ha sido determinar el efecto de un tratamiento de conservación emergente no térmico, las APH, y de un tratamiento tradicional térmico de pasteurización (PA) sobre el contenido en compuestos bioactivos (fibra, carotenoides y capacidad antioxidante) y la textura del pimiento rojo tipo Lamuyo, para establecer la relación entre el tipo de tratamiento (APH y PA), la microestructura del tejido y la accesibilidad de los compuestos bioactivos. De esta forma se podría seleccionar el tejido de pimiento con mayor contenido en compuestos bioactivos, para desarrollar ingredientes de interés en la formulación de alimentos funcionales.

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MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal y preparación de las muestras

En el presente estudio se empleó como material vegetal pimiento rojo dulce, tipo Lamuyo, en estado de maduración comercial. Los pimientos, que se adquirieron en un mercado local, en septiembre de 2013, se lavaron, se cortaron en trozos de aproximadamente 15 mm de lado y se envasaron a vacío en bolsas flexibles de plástico tipo Doypack (200x200 mm de Amcor, España). Las bolsas, conteniendo aproximadamente 100 g de pimiento, se termosellaron y se repartieron en 6 lotes.

Un lote (CNT) no se sometió a tratamiento. El segundo, tercer, cuarto y quinto lote se sometieron a los tratamientos de altas presiones hidrostáticas (APH), T1, T2, T3 y T4 respectivamente. El último lote se sometió a un tratamiento de pasteurización (PA) a 70 ºC durante 10 min. Tras los tratamientos todas las bolsas se almacenaron a 4 ºC hasta su análisis. Tratamientos con altas presiones hidrostáticas (APH)

Las bolsas, con aproximadamente 100 g de pimiento se colocaron en una unidad de presión hidrostática (Hiperbaric tipo 135, Burgos, España) de 135 L de capacidad empleando agua como medio presurizante. Se aplicaron diversos tratamientos de APH (T1, T2, T3, T4), las condiciones de cada tratamiento se pueden observar en la Tabla 1. Una vez realizados los tratamientos de APH, las bolsas con las muestras de pimiento en su interior se almacenaron a 4 ºC hasta su análisis.

TABLA 1. Tratamientos de Altas Presiones Hidrostáticas

Tratamiento Presión (MPa) Tiempo (min) Temperatura (ºC)

T1 100

15 25 T2 200

T3 300

T4 500

Determinación de las condiciones de pasteurización (PA)

Las condiciones del tratamiento de PA, 70 ºC durante10 min, fueron determinadas en función de los resultados obtenidos en el análisis microbiológico realizado mediante la técnica de siembra y recuento en placa. Para ello, se estudiaron distintos tiempos de PA (0, 10, 15, 20, 25 y 30 min) a una temperatura de 70 ºC. El procedimiento a seguir fue el mismo para cada una de las muestras de pimiento y para cada tiempo de PA. En una bolsa stomacher se introdujeron 40 g de pimiento y 50 mL de disolución isotónica (0.85% NaCl), y la mezcla se homogeneizó durante 60 s en un stomacher. De cada muestra de pimiento homogeneizada se tomó una alícuota de 100 µL y se diluyó progresivamente en agua autoclavada hasta la dilución apropiada. De dicha dilución, 100 µL se sembraron en LB Agar, YPD Agar y PDA Agar, para la identificación del crecimiento de bacterias, levaduras y microorganismos aerobios, respectivamente. Las placas se incubaron a 37 ºC

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durante 24 h, y transcurrido dicho periodo se llevó a cabo el recuento de microorganismos. Los resultados de recuento microbiano se expresaron como unidades formadoras de colonia (UFC)/g de tejido de pimiento y son el promedio de dos experiencias para cada tiempo de PA donde cada muestra se replicó en al menos tres placas.

Al aplicar al pimiento 70 ºC durante 10 min se alcanzaron las condiciones de ausencia de microorganismos (número de UFC < 10).

Técnicas microscópicas

Para estudiar la microestructura del pimiento sometido a los diferentes tratamientos de conservación se utilizaron las técnicas de Microscopía Óptica (LM) y Microscopía Electrónica de Transmisión (TEM).

MICROSCOPÍA ÓPTICA (LM)

Para la observación de la muestra por LM, el pimiento se cortó con una cuchilla de acero inoxidable para obtener cubos de aproximadamente 2 mm3. Estos cubos se sometieron a un proceso de fijación con glutaraldehído al 2.5% en tampón fosfato 0.025 M a 4 ºC durante 24 h, se post-fijaron con OsO4 al 2%, se deshidrataron con concentraciones crecientes de etanol (30, 50 y 70%), se contrastaron con acetato de uranilo al 2% y se continuaron deshidratando con etanol (96 y 100%). Una vez deshidratados, los cubos de pimiento se incluyeron en una resina epoxi (Durcupan, Sigma-Aldrich, St Louis, MO, USA) a 65.5 ºC durante 72 h. Los bloques de resina obtenidos, con la muestra incluida en su interior, se cortaron con la ayuda de un ultramicrotomo, Ultracut de Reichert-Jung (Leica Mycrosystems, Wetzlar, Alemania) con el fin de obtener secciones de tejido semifinas, de 1.5 µm de espesor, que posteriormente se tiñeron con azul de toluidina y se observaron en un microscopio óptico Nikon Eclipse 80i (Nikon, Tokio, Japón). MICROSCOPÍA ELECTRÓNICA DE TRANSMISIÓN (TEM)

Para la observación del tejido de pimiento por TEM, se obtuvieron bloques de resina con la muestra (tejido de pimiento) incluida de la misma manera que para LM. Los bloques se cortaron por ultramicrotomía (Ultracut de Reichert-Jung Leica Mycrosystems, Wetzlar, Alemania) para obtener secciones ultrafinas de 0.05 µm de espesor. Estas secciones se recogieron sobre rejillas de cobre, se tiñeron con citrato de plomo al 4% y acetato de uranilo al 2% y se observaron en un microscopio electrónico de transmisión EM 400 de Philips (Eindhoven, Holanda) a 80 kV.

ANÁLISIS DE IMAGEN

El análisis de imagen se realizó mediante el software ImageJ (Rasband, W.S., ImageJ v. 1.43s, National Institutes of Health, Bethesda, Maryland, USA). Para determinar el área de las células se analizaron las imágenes obtenidas por LM y para determinar el espesor de las paredes celulares se analizaron las imágenes obtenidas por TEM.

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Análisis fisicoquímicos

ELABORACION DE LOS PURÉS

Para la determinación del contenido en fibra, en carotenoides y la capacidad antioxidante se partió de puré, procedente de las muestras (trozos de pimiento) sometidas a los diferentes tratamientos. Para ello se homogeneizaron 120 g de trozos de pimiento en un robot de cocina (Thermomix TM31, Wuppertal, Alemania) a dos velocidades distintas: 1 min a 6500 rpm y 30 s a 10200 rpm. El puré obtenido se almacenó a -80 ºC en un ultracongelador (Dairei Europe, Denmark) hasta su posterior análisis. Los purés se elaboraron por triplicado.

CONTENIDO EN FIBRA DIETÉTICA TOTAL, INSOLUBLE Y SOLUBLE

El contenido en fibra dietética total (FDT) y en fibra dietética insoluble (FDI) se determinó siguiendo el método de la AOAC 991:43 (AOAC, 1992) utilizando el equipo FOSS Fibertec E system (Fibertec TM1023, Foss Analytical AB, Suecia). La fibra dietética soluble (FDS) se determinó por diferencia entre la FDT y la FDI. Tanto para la determinación de FDT como de FDI, se partió de 1 g de puré de pimiento liofilizado (72 h, -45 ºC, 1.3·10-3 mPa, liofilizador Lioalfa-6, Telstar, Terrassa, España) que se sometió a una digestión enzimática con α-amilasa estable al calor, proteasa y amiloglucosidasa para eliminar el almidón y la proteína. Se realizaron mediciones en tres purés diferentes de cada tratamiento, con dos réplicas por puré, una réplica se utilizó para la determinación de proteína (método Kjeldahl) y la otra para la determinación de cenizas (mufla a 525 ºC, 5 h). Los resultados se expresaron como g de fibra por 100 g de producto seco.

pH

El pH se determinó a partir de tres purés de pimiento distintos con dos repeticiones por puré. La determinación del pH se realizó con un pH-metro Basic 20+ de Crison (Barcelona, España).

CONTENIDO EN CAROTENOIDES

Para la extracción de los carotenoides se utilizó el método descrito por (Hornero-Méndez y Mínguez-Mosquera, 2001) con modificaciones. Para ello, 5 g de puré de pimiento se sometieron a 5 extracciones consecutivas, en cada extracción se adicionaron 25 mL de acetona fría, la mezcla se homogeneizó con ayuda de un ultraturrax (IKA-Ultraturrax T25 Basic) y se filtró a vacío con kitasatos y embudo Buchner. Con estas 5 extracciones se consiguió la completa desaparición de color. Este extracto se fue añadiendo poco a poco sobre 50 mL de dietiléter contenidos en un embudo de decantación para asegurar la máxima eliminación de la fase acuosa. Con cada adición de extracto se añadió la cantidad necesaria de NaCl al 10% para separar las fases, y transferir los pigmentos al éter. La fase acuosa se eliminó. A la fase orgánica (éter) obtenida se le añadió Na2SO4 al 2% para asegurar la eliminación del agua residual y se rotavaporó en un evaporador rotatorio (RII,

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Buchi, Labortechnik, Flawil, Suiza) a una temperatura inferior a 35 ºC. Finalmente, el extracto obtenido se diluyó en 200 mL de acetona y se midió la absorbancia a 450 nm con un espectrofotómetro Helios Zeta UV – Visible (Thermo Fisher Scientific Inc, Cambridge, Reino Unido). Para la determinación del contenido en carotenoides, la curva de calibrado se elaboró utilizando diferentes concentraciones de β-caroteno en acetona. Los resultados se expresaron como mg de β-caroteno por 100 g de peso fresco. Se realizaron mediciones en tres purés distintos efectuando tres réplicas por puré.

CAPACIDAD ANTIOXIDANTE

La capacidad antioxidante de las muestras de pimiento no tratado, tratado por APH y pasteurizado se determinó mediante el método de FRAP (poder antioxidante de la reducción férrica). Se tomaron 5 g de puré de pimiento, se homogeneizaron con 25 mL de etanol al 96% con ayuda de un ultraturrax (IKA-Ultraturrax T25 Basic). El homogeneizado obtenido se centrifugó a 14500 rpm durante 20 min a 4 ºC y se filtró. Se adicionaron 25 mL de etanol al 96% y se centrifugó y filtró de nuevo. El nuevo sobrenadante se mezcló con el anterior y dicha mezcla se completó hasta 100 mL con etanol al 96%. En cada cubeta se colocaron 30 µL de agua destilada, 30 µL de muestra y 900 µL de reactivo FRAP. Se incubaron las cubetas durante 30 min en un baño a 37 ºC y se midió la absorbancia a una longitud de onda de 595 nm. La curva de calibrado se realizó utilizando diferentes concentraciones de Trolox en etanol al 96 %. Los resultados se expresaron como µmoles de Trolox por g de peso fresco. Se realizaron tres extracciones de puré de pimiento y cada medida de actividad antioxidante se llevó a cabo por triplicado.

PROPIEDADES TEXTURALES

Las propiedades texturales se determinaron a temperatura ambiente mediante un analizador de textura TA.XT Plus (Stable Micro Systems, Reino Unido). Se estudió la firmeza, resistencia al corte, y análisis del perfil de textura, TPA (dureza, cohesividad, elasticidad, gomosidad y masticabilidad) tanto en el epicarpio como en el endocarpio del pimiento. Para la determinación de las propiedades texturales se realizaron mediciones en 12 trozos de pimiento diferentes para cada lote.

Firmeza. La firmeza se evaluó mediante un ensayo de punción y se expresó como el valor máximo de la fuerza (N) necesaria para romper el tejido en sentido longitudinal a una velocidad de ensayo de 1 mm/s mediante una probeta cilíndrica de 2 mm de diámetro.

Resistencia al corte. Para determinar la resistencia al corte del pimiento se realizó un ensayo de cizallamiento (Warner-Bratzler). Para ello, trozos de pimiento de 15 mm de anchura se colocaron en la base del analizador de textura, de manera que la hoja de corte cuadrada cortó el pimiento en dirección transversal al eje principal del mismo. La resistencia al corte se expresó como la fuerza necesaria para romper el tejido a una velocidad de ensayo de 1 mm/s.

Análisis de perfil de textura (TPA). Mediante la realización de este ensayo se pueden determinar simultáneamente varias propiedades texturales. Para ello se partió de trozos de pimiento de 15 mm de ancho que se sometieron a

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una compresión en dos tiempos con un émbolo de sección plana de 50 mm de diámetro, a una velocidad de ensayo de 1 mm/s y hasta alcanzar una deformación del 15% de compresión con respecto a la altura inicial de la muestra. Se dejaron 5 s de espera entre los ciclos. Las propiedades texturales determinadas fueron: dureza, cohesividad, elasticidad, masticabilidad y gomosidad Análisis estadístico

El análisis estadístico de los resultados obtenidos se realizó mediante un análisis de la varianza simple (ANOVA) y las diferencias mínimas significativas (LSD) se calcularon a un nivel de significación del 95% (p < 0.05). Para ello se utilizó el programa estadístico Statgraphics Plus versión 5.1 (Manugistics, Inc., Rockville, MA, EE UU).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN Microestructura

El parénquima de pimiento rojo tipo Lamuyo apareció constituido por células turgentes, de aspecto redondeado y semiredondeado (Figura 1A) en su mayoría, con áreas medias de 10113 ± 2311 µm2. Las paredes celulares, que presentaron un espesor medio de 0.82 ± 0.34 µm, se tiñeron homogéneamente de azul con el agente de tinción azul de toluidina (Figura 1B) y aparecieron perfectamente definidas (Figura 1D) en las imágenes obtenidas por transmisión, lo que constató su elevado grado de integridad.

En la mayoría de las células, el plasmalema permaneció en las inmediaciones de la pared celular (Figuras 1D, 1E y 1F). El interior celular se observó ocupado por una enorme vacuola (Figura 1C), rodeada del tonoplasto, que en la mayor parte de las zonas, se mantuvo cercano al plasmalema (Figura 1D). En general, las membranas celulares presentaron un elevado grado de integridad estructural. Además, en el interior celular se pudo observar un elevado contenido en cromoplastos, de aspecto redondeado y rodeados de una membrana estructurada. Estos orgánulos aparecieron repartidos por todo el simplasto celular, concretamente entre el plasmalema y tonoplasto (Figuras 1D, 1E y 1F). En algunos de estos cromoplastos se pudo apreciar el sistema de tilacoides embebido en el estroma o matriz proteica (Figura 1E)

Cuando el pimiento rojo se sometió a tratamientos suaves de APH, concretamente a presiones de 100 MPa (tratamiento T1) (Figuras 2 y 3), el tejido de pimiento apareció totalmente degradado (Figuras 2A) al compararlo con el pimiento no tratado (Figura 1A). En el pimiento sometido al tratamiento de APH T1, las células del parénquima, que presentaron áreas medias de 7246 ± 1647 µm2, se observaron deformadas y de aspecto más alargado que en el pimiento no tratado. Las paredes celulares, de mayor espesor

(1.57 0.45 m) que en el pimiento no tratado, se apreciaron muy tenuemente teñidas de azul ó incluso no teñidas (Figuras 2A, 2D y 2G), lo que constató su alto grado de disolución y pérdida de empaquetamiento fibrilar (Figuras 3A y 3D). En todo el tejido parenquimático de pimiento se observaron zonas en las

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que las paredes celulares aparecieron disueltas por completo (Figuras 2D y 3D), sin embargo estas zonas sin pared, permanecieron ocupadas por cúmulos, probablemente formados por restos de lámina media y material celular posiblemente lignificado ordenados a modo de puente, conectando entre sí el resto de paredes y manteniendo así la continuidad y los límites celulares. En el tejido de pimiento sometido al tratamiento de APH T1 no se observó en ninguna de las paredes presencia de lámina media (Figuras 3A y 3D), el tratamiento de APH T1 produjo un alto grado de disolución de la lámina media. Las paredes celulares de las células vecinas se apreciaron totalmente separadas unas de otras (Figura 2A y 2D), lo que aumentó en gran magnitud la proporción de apoplasto celular. Así, los espacios intercelulares triangulares característicos del pimiento no tratado (Figura 1A) dieron paso a la aparición de grandes espacios intercelulares (Figura 2A). Los tratamientos de APH con presiones suaves produjeron rotura de membranas celulares (Figura 3A) y retraimiento del contenido celular hacia el interior de la célula (Figura 2A y 2D). También se observó menor presencia de cromoplastos en el interior celular (Figuras 3A y 3D) que en el pimiento no tratado.

FIGURA 1. Micrografías de microscopía óptica (A, B, C) y microscopía electrónica de transmisión (D, E, F) de pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado. CR, cromoplasto; EI, espacio intercelular; LM, lámina media; PD, plasmodesmos; PL, plasmalema; TN, tonoplasto; TL, tilacoides. Magnificación: 10x (A), 60x (B), 100x (C), 1500x (D), 2000x (E) y 2500x (F).

El tratamiento de APH T4 (Figuras 2B, 2E y 2H) produjo visibles

modificaciones estructurales en el parénquima de pimiento rojo si se compara con el pimiento no tratado (Figura 1A) pero menor degradación del tejido que el tratamiento de APH T1 (Figura 2A). En general las presiones suaves de los tratamientos T1 (Figura 2A, 2D y 2G) y T2 (datos no mostrados) produjeron mayor degradación estructural que las presiones elevadas de los tratamientos T4 (Figura 2B, 2E y 2H) y T3 (datos no mostrados). Las células del parénquima de pimiento, sometido al tratamiento de APH T4, que presentaron áreas medias de 9662 ± 2773 µm2, se observaron redondeadas (Figura 2B) como en el pimiento no tratado (Figura 1A).

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FIGURA 2. Micrografías de microscopía óptica de pimiento rojo tipo Lamuyo: tratado por altas presiones hidrostáticas a 100 MPa (A, D, G), 500 MPa (B, E, H) y pasteurizado (C, F, I). EI: espacio intercelular; PCD: pared celular disuelta. Magnificación: 20x (A), 10x (B y C), 60x (D, E, F) y 100x (G, H, I).

Las paredes celulares de 1.34 0.53 m de espesor, se apreciaron más teñidas (Figuras 2B, 2E y 2H) que en el pimiento sometido a APH T1 (Figuras 2A, 2D y 2G), pero menos estructuradas que en el pimiento no tratado (Figura 1E). En algunas zonas se pudo observar la presencia de lámina media (Figura 3B). El tratamiento de AHP T4 también provocó disolución de membranas celulares (Figura 3E) en algunas zonas, sin embargo estas membranas no se apreciaron retraídas hacia el centro de la célula (Figura 2E) como en el pimiento sometido al tratamiento de APH T1. Se observó presencia de cromoplastos en el interior celular (Figura 3B) como en el pimiento no tratado (Figura 1F)

El tratamiento térmico de PA también produjo modificaciones estructurales en el tejido de pimiento, si se compara con el tejido de pimiento no tratado (Figura 1). Sin embargo, el tratamiento por PA causó menor degradación en el tejido parenquimático de pimiento que las APH. Las células, con áreas medias de 12127 ± 2208 µm2, se observaron más tenuemente teñidas (Figura 2C) que en el pimiento no tratado (Figura 1A). Las paredes celulares, de espesor

(0.75 0.25 m) similar al pimiento no tratado, presentaron un alto grado de empaquetamiento fibrilar (Figura 3C) y se mostraron más estructuradas que las de las células de pimiento sometido a APH (T1 y T4). Las paredes

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celulares se pudieron observar rotas en las zonas de plasmodesmos (Figura 3C). En muchas zonas, se constató la presencia de lámina media (Figura 3C) como también ocurría en el parénquima de pimiento sometido al tratamiento de APH T4. En el parénquima de pimiento sometido a PA solo se produjo separación entre las paredes celulares de las células vecinas en algunas zonas (Figura 2F).

FIGURA 3. Micrografías de microscopía electrónica de transmisión de pimiento rojo tipo Lamuyo: tratado por altas presiones hidrostáticas a 100 MPa (A y D), 500 MPa (B y E) y pasteurizado (C y F). CR, cromoplasto; LM, lámina media; PCD, pared celular disuelta; PCR, pared celular rota. Magnificación: 1200x (A y B), 1500x (C y D) y 2000x (E y F).

Los espacios intercelulares más abundantes que en el pimiento no tratado,

ya no se observaron mayoritariamente triangulares, y aparecieron tanto repletos de solutos como vacíos. El plasmalema y en general las membranas celulares se mostraron rotas y degradadas en algunas zonas como en el tratamiento de APH T4. En el pimiento tratado por PA se observaron cromoplastos en la zona del simplasto celular, como en el pimiento no tratado y en el sometido a APH T4. Sin embargo el tratamiento de PA pareció favorecer la coalescencia de estos orgánulos. Contenido en fibra dietética total, soluble e insoluble

La Tabla 2 muestra los resultados obtenidos de contenido en fibra dietética total (FDT), insoluble (FDI) y soluble (FDS), de pimiento sometido a los diferentes tratamientos de conservación, APH y PA. En general, ambos tratamientos produjeron una disminución significativa (p < 0.05) del contenido en FDT. Este descenso fue menor en los tratamientos de PA y de APH T4. Entre estos tratamientos, además, no se apreciaron diferencias significativas (p > 0.05). Entre los distintos tratamientos de APH estudiados, tampoco se observó la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p > 0.05) en el contenido en FDT, aunque sí, se apreciaron diferencias (p < 0.05) entre

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los pimientos tratados por PA y los sometidos a los tratamientos de APH T1, T2 y T3. En cuanto al contenido en FDI (Tabla 2), únicamente el tratamiento de APH T4 produjo un descenso estadísticamente significativo (p < 0.05) del contenido en fibra insoluble. Aunque, no se observaron diferencias significativas (p > 0.05), en el contenido en FDI, entre los tratamientos de APH T4, T2 y PA. Ambos tratamientos (PA y APH T4) parecen producir la solubilización de polisacáridos que constituyen la fibra insoluble, como hemicelulosas y ligninas. Como se ha observado en el estudio de la microestructura, las elevadas presiones (500 MPa) del tratamiento de APH T4, aunque en general producen menor degradación del tejido, que los tratamientos de APH T1, T2 y T3, disuelven fibrillas de celulosa y cementos celulósicos de las paredes celulares, así como componentes de las membranas celulares. En lo referente al contenido en FDS (Tabla 2), los tratamientos de APH T1, T2 y T3 sí produjeron un descenso significativo (p < 0.05) del contenido en fibra soluble. Entre estos tratamientos de APH además, no hubo diferencias significativas (p > 0.05). Los tratamientos de APH T4 y PA no produjeron diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) con respecto al pimiento no tratado. Entre estos tratamientos (APH T4 y PA) tampoco se encontraron diferencias significativas (p > 0.05). En el estudio de la microestructura se ha podido observar que los tratamientos de APH T1, T2 y T3, a pesar de someter la muestra a presiones no muy elevadas, producen una alteración importante en el tejido de pimiento. Las paredes y membranas celulares se aprecian totalmente degradadas y disueltas, lo que parece fomentar el tránsito de sustancias y solutos celulares y probablemente favorecer la difusión y pérdida de algunos componentes de la FDS. Cuando el pimiento se somete a los tratamientos de APH T4 y PA, es el contenido en FDI, el parámetro que más parece influir en la disminución del contenido en FDT. Sin embargo cuando el pimiento se somete a tratamientos de APH más suaves (T1, T2 y T3), el descenso en el contenido de FDT parece depender principalmente del contenido en FDS. Kutoš et al. (2003) estudiaron el efecto del procesado térmico a elevadas temperaturas en frijoles enlatados, y comprobaron que el tratamiento térmico producía solubilización de algunos polisacáridos (hemicelulosas y sustancias pécticas) y disminución en el contenido en FDT, causado principalmente por las pérdidas de FDS. Elleuch et al. (2011), concluyeron que las modificaciones en el contenido de FDT producidas por el tratamiento térmico dependían del tipo de material celular y de las condiciones del tratamiento. Los cambios en el contenido en FDT y FDS, también pueden ser explicados por las variaciones en el pH del tejido producidas por los diferentes tratamientos. Rodríguez et al. (2006) determinaron que la solubilización de componentes de la fibra es mayor a medida que se incrementa el pH. Así en la Tabla 2 se puede observar que en los tratamientos en los que el pimiento presenta mayor valor de pH (PA) el contenido en FDS es mayor que en los tratamientos donde el pH del pimiento es menor (T1).

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TABLA 2. Contenido en FDT, FDI y FDS y pH de pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado (CNT), tratado por APH (T1, T2, T3 y T4) y PA.

FDT

(g/ 100 g p.s. ) FDI

(g/ 100 g p.s.) FDS

(g/ 100 g p.s.) pH

CNT 20.982a (0.081) 12.706a (0.433) 8.276a (0.514) 4.923a (0.076) T1 18.020b (0.016) 12.748a (0.099) 5.271b (0.084) 4.393b (0.127) T2 18.349b (0.096) 11.830ab (0.708) 6.519bc (0.804) 4.540c (0.026) T3 18.320b (0.673) 12.581a (0.333) 5.739b (0.961) 4.567c (0.021) T4 18.726bc (0.444) 11.424b (0.697) 7.302ac (0.518) 4.740d (0.060)

PA 19.526c (0.326) 12.202ab (0.564) 7.325ac (0.238) 4.987a (0.059) p.s: peso seco. Los valores entre paréntesis son la desviación estándar. Letras diferentes en las columnas indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) entre las muestras.

Contenido en carotenoides

El contenido en carotenoides del pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado (CNT) y sometido a dos tratamientos de conservación, altas presiones hidrostáticas (APH) y pasteurización (PA) se muestra en la Tabla 3. Los tratamientos de conservación, APH y PA, produjeron una disminución estadísticamente significativa (p < 0.05) del contenido en carotenoides del pimiento rojo. De los tratamientos ensayados fueron el de APH a 100 MPa (T1) y el de PA los que presentaron valores de contenido en carotenoides significativamente menores (p < 0.05), no existiendo diferencias estadísticamente significativas (p > 0.05) entre estos dos tratamientos. Por otro lado, fueron los tratamientos de APH a 200 MPa (T2), 300 MPa (T3) y 500 MPa (T4) los que afectaron de menor manera al contenido en carotenoides del pimiento rojo, sugiriendo que tratamientos a presiones superiores a 100 MPa parecen mantener el contenido en carotenoides. No obstante, en este sentido es importante señalar que no existieron diferencias estadísticamente significativas (p > 0.05) entre el contenido en carotenoides obtenido mediante los tratamientos T4 y PA lo que podría sugerir que ambos tratamientos tuvieran el mismo efecto sobre el contenido en carotenoides del pimiento rojo tipo Lamuyo.

El efecto de la aplicación de las APH sobre el contenido en compuestos bioactivos de pimiento rojo no ha sido muy estudiado. Sin embargo, sí existen estudios en otras matrices vegetales. Así, algunos autores al estudiar el efecto de las APH en tomate (Butz et al., 2002), zumo de naranja, limón y zanahoria (Butz et al., 2003), gazpacho (Plaza et al., 2006), y zanahoria y brócoli (McInerney et al., 2007), no encontraron diferencias estadísticamente significativas (p > 0.05) en el contenido en carotenoides entre las muestras tratadas por APH y las control. Otros autores (Fernandez-Garcia et al., 2001), a pesar de no encontrar diferencias en el contenido en carotenoides del

tomate, -caroteno y licopeno, tratado por APH y no tratado, sí obtuvieron una disminución significativa (p < 0.05) en el contenido global de carotenoides de las muestras sometidas a tratamiento térmico o a APH con respecto al control. Dichos autores relacionan estas diferencias con las modificaciones que se producen en la microestructura de la pulpa de tomate durante el procesamiento, y que pueden inducir cambios en la exposición de las estructuras hidrofílicas o descompartimentalización celular, afectando así a la

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disposición de las membranas internas lo que podría inducir cambios en la accesibilidad de los carotenoides, localizados en los cromoplastos. Por otro lado, Barba et al. (2010), al estudiar el efecto de las APH (100, 200, 300 y 400 MPa) sobre el contenido en carotenoides totales en una bebida a base de vegetales establecieron que tratamientos a 100 y 400 MPa produjeron una disminución significativa (p < 0.05) en el contenido de carotenoides. Resultados similares encontraron Patras et al. (2009) en purés de tomate al aplicar presiones de 400 y 500 MPa durante 15 min. Esta degradación en el contenido en carotenoides podría estar relacionada con la degradación de las cadenas de polieno de los carotenoides durante el procesamiento. Como consecuencia del procesamiento, estos compuestos pueden sufrir procesos de isomerización y de oxidación siendo éstas las principales causas de la degradación de los carotenoides (Rodríguez-Amaya, 1997). Diferente comportamiento parece presentar el caqui al someterlo a tratamientos de APH. En este sentido diferentes autores (Plaza et al., 2012; Hernández-Carrión et al., 2014) obtuvieron un aumento estadísticamente significativo (p < 0.05) del contenido en carotenoides con respecto al control al someter al caqui a diferentes tratamientos de APH. Parece, por tanto, que el efecto de las APH sobre el contenido en carotenoides está íntimamente relacionado con el material vegetal sobre el que se aplique dicha tecnología, no pudiendo establecerse conclusiones generales.

TABLA 3. Contenido en carotenoides y capacidad antioxidante de pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado (CNT), tratado por APH (T1, T2, T3 y T4) y PA.

Carotenoides (mg β-caroteno/100 g p.f.)

Capacidad antioxidante [Trolox] (µmol/g p.f.)

CNT 7.724a (0.906) 16.750a (0.567) T1 5.335b (0.383) 14.533b (0.586) T2 6.768c (0.086) 14.42b (0.921) T3 6.692c (0.140) 15.629c (1.058) T4 6.406cd (0.182) 16.099ac (0.884) PA 5.685bd (0.041) 16.629a (0.557)

p.f: peso fresco. Los valores entre paréntesis son la desviación estándar. Letras diferentes en las columnas indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) entre las muestras.

Por otro lado, el efecto negativo de la PA sobre el contenido en diferentes compuestos bioactivos, entre ellos, los carotenoides ha sido ampliamente revisado. Así, según Rawson et al. (2011), diversos autores han reportado una disminución del contenido en compuestos bioactivos tales como antocianinas, ácido ascórbico y carotenoides en extracto de fruta de mora (Aramwit et al., 2010), zumo de durian (Chin et al., 2010), zumo de piña (Rattanathanalerk et al., 2005) y zumo de manzana y anacardo (Zepka y Mercadante, 2009) Capacidad antioxidante

En la Tabla 3 se muestra la capacidad antioxidante del pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado y sometido a APH y PA. Los resultados muestran que entre todos los tratamientos ensayados fueron los de APH a 100 y 200 MPa (T1 y T2) lo que provocaron una disminución estadísticamente significativa mayor

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(p < 0.05) de la capacidad antioxidante del pimiento rojo con respecto al no tratado. Por otro lado, los tratamientos que menos afectaron a la capacidad antioxidante fueron el de APH a 500 MPa (T4) y el de PA, en los cuales la capacidad antioxidante no difirió significativamente (p > 0.05) de la del pimiento no tratado. Parece, por tanto, que ambos tratamientos (T4 y PA) tienen un efecto similar sobre la capacidad antioxidante del pimiento rojo tipo Lamuyo lo que corroboraría lo anteriormente especificado al analizar el contenido en carotenoides donde se observaba este efecto similar de ambos tratamientos.

Varios estudios, al analizar el efecto de las APH, y de los tratamientos térmicos sobre diferentes productos alimenticios han encontrado resultados similares a los obtenidos en el presente estudio, por ejemplo, Clariana et al. (2011), al estudiar el efecto de las APH (200, 400 y 600 MPa) en nabo, encontraron que al incrementar los valores de la presión de trabajo, la disminución en la capacidad antioxidante es menor, llegando a no tener diferencias significativas con respecto a la muestra control cuando la presión es de 600 MPa. De igual manera al estudiar el efecto de las APH sobre zumo de tomate (Fernandez-Garcia et al., 2001) o tomate y zanahoria (Butz et al., 2002) los autores concluyeron que los tratamientos de APH (600 MPa) no producen cambios significativos en la capacidad antioxidante de las muestras tratadas con respecto a la muestra sin tratar. Tampoco se observaron diferencias significativas con respecto a la muestra control en la capacidad antioxidante de las zanahorias o tomates tratados térmicamente (95 ºC, 5 min) (Butz et al., 2002). Butz et al. (2003) tampoco encontraron cambios significativos en la capacidad antioxidante de varias muestras (naranja, zanahoria, manzana, tomate, zumo) tratadas con APH comparadas con el control. Sánchez-Moreno et al. (2005) al estudiar los efectos de los tratamientos de APH (400 MPa) y PA (70ºC) sobre zumo de naranja encontraron que estos tratamientos no influyen de manera significativa en la capacidad antioxidante.

Cabe destacar que los resultados obtenidos para la capacidad antioxidante en diferentes alimentos sometidos a distintos tratamientos térmicos o de APH, varían en función del producto en estudio, de esta manera, McInerney et al. (2007) al estudiar el efecto de las APH sobre la capacidad antioxidante de distintos vegetales encontraron que en función del vegetal en estudio, las APH ejercen un efecto diferente sobre la capacidad antioxidante de la muestra; obtuvieron que las APH no afectan significativamente a la capacidad antioxidante del brócoli, mientras que en la zanahoria hubo una disminución significativa de la capacidad antioxidante cuando se trabajaba a presiones inferiores a 400 MPa. Keenan et al. (2010) al estudiar el efecto de las APH (450 MPa, durante 1, 3 y 5 min) y de un tratamiento térmico (70 ºC, 10 min) sobre la capacidad antioxidante de un batido comercial encontraron que los tratamientos de APH disminuyen significativamente (p < 0.05) la capacidad antioxidante de la muestra, mientras que el tratamiento de PA no influye de manera significativa (p > 0.05) sobre la capacidad antioxidante. Liu et al. (2013) al aplicar presiones de 600 MPa durante 1 min o temperaturas de 110 ºC durante 8.6 s sobre néctar de mango, no encontraron cambios significativos (p > 0.05) en la capacidad antioxidante de las muestras tratadas con respecto a la muestra control.

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Propiedades texturales

En la Tabla 4 se muestran los valores de las propiedades texturales, medidas en el epicarpio (piel) de pimiento rojo tipo Lamuyo, sometido a los diferentes tratamientos de conservación. Todos los tratamientos estudiados (APH: T1, T2, T3, T4 y PA) produjeron una disminución significativa (p < 0.05) en la firmeza del pimiento (Tabla 4), siendo los tratamientos de PA y de APH T4, los que produjeron respectivamente un menor descenso en los valores de esta propiedad. Además, se observaron diferencias significativas (p < 0.05) entre todos los tratamientos estudiados, excepto entre los tratamientos de APH T1 y T3. Respecto a la resistencia al corte (Tabla 4), no se observaron diferencias significativas (p > 0.05) entre las muestras sin tratar y aquellas sometidas a PA, sin embargo, el pimiento tratado por APH presentó valores significativamente (p < 0.05) menores de resistencia al corte, siendo nuevamente el tratamiento T4 (500 MPa) el que produjo una disminución menos acusada de esta propiedad. El análisis del perfil de textura, TPA (Tabla 4) refleja que se obtuvieron valores de dureza, masticabilidad y gomosidad significativamente diferentes (p < 0.05) para los distintos tratamientos. Todos los tratamientos de conservación estudiados produjeron un descenso significativo (p < 0.05) en los valores de dureza, masticabilidad y gomosidad.

TABLA 4. Propiedades texturales medidas sobre el epicarpio de pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado (CNT), tratado por APH (T1, T2, T3 y T4) y PA.

Firmeza

(N) Resistencia al corte (N)

Análisis TPA

Dureza (N)

Cohesividad (%)

Elasticidad Masticabilidad (N)

Gomosidad (N)

CNT 10.838a (1.097)

41.555a (4.869)

5.478a (1.500)

73.700a

(4.283) 0.882a (0.088)

3.642a (1.047)

3.902a (0.920)

T1 1.050b (0.246)

0.673b (0.222)

0.844b

(0.270) 54.036b (8.199)

0.909a (0.074)

0.287b (0.090)

0.343b (0.088)

T2 2.411c (0.676)

2.167bc (0.870)

0.639b

(0.286) 54.869b (8.233)

0.913a (0.092)

0.335b (0.135)

0.343b (0.141)

T3 1.451b (0.519)

5.209c (1.508)

0.782b

(0.337) 60.908c (4.927)

0.874a (0.086)

0.445b (0.195)

0.561b

(0.211) T4 5.598d

(0.962) 9.197d (3.111)

1.407b (0.577)

61.700c

(6.028) 0.857a

(0.115) 0.535b (0.230)

0.780b

(0.386) PA 8.018e

(0.762) 43.675a (6.202)

2.757c (1.521)

73.750a

(6.689) 0.913a

(0.088) 1.718c (0.889)

1.958c (0.883)

Los valores entre paréntesis son la desviación estándar. Letras diferentes en las columnas indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) entre las muestras.

El proceso de PA fue el que provocó un menor descenso en estas propiedades, mientras que los pimientos tratados por APH registraron los valores significativamente (p < 0.05) más bajos de dureza, masticabilidad y gomosidad. En cuanto a la propiedad cohesividad, no se observaron diferencias significativas (p > 0.05) entre las muestras sin tratar y las sometidas a PA, sin embargo todos los tratamientos de APH disminuyeron significativamente (p < 0.05) los valores de esta propiedad, siendo los tratamientos T4 y T3 los que produjeron una disminución menos acusada de esta propiedad. Ninguno de los tratamientos de conservación estudiados influyó de forma significativa (p > 0.05) en la propiedad textural elasticidad.

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El estudio estadístico llevado a cabo para analizar de manera independiente el efecto de las APH sobre la dureza, masticabilidad y gomosidad del epicarpio de pimiento rojo (Tabla 5), reflejó la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) entre los distintos tratamientos, siendo el tratamiento T4 el que presentó los valores más elevados de dureza, masticabilidad y gomosidad.

TABLA 5: Dureza, masticabilidad y gomosidad medidas sobre el epicarpio y el endocarpio de pimiento rojo tipo Lamuyo tratado por APH (T1, T2, T3 y T4).

Epicarpio Endocarpio

Dureza (N)

Masticabilidad (N)

Gomosidad (N)

Dureza (N)

Masticabilidad (N)

Gomosidad (N)

T1 0.844a

(0.270) 0.287a (0.090)

0.343a (0.088)

0.766a (0.249)

0.262a (0.104)

0.327a (0.155)

T2 0.639a

(0.286) 0.335ab (0.135)

0.343a (0.141)

0.963ab (0.395)

0.405ab (0.143)

0.413ab (0.168)

T3 0.782a

(0.337) 0.445bc (0.195)

0.561b

(0.211) 1.009ab (0.473)

0.558bc (0.231)

0.599bc (0.282)

T4 1.407b (0.577)

0.535c (0.230)

0.780c

(0.386) 1.282b (0.498)

0.712c (0.329)

0.790c (0.330)

Los valores entre paréntesis son la desviación estándar. Letras diferentes en las columnas indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) entre las muestras.

En la Tabla 6 se muestran las propiedades texturales medidas sobre el endocarpio de pimiento rojo tipo Lamuyo sometido a los diferentes tratamientos de conservación. El tratamiento de PA no influyó en la propiedad de firmeza del pimiento. Sin embargo todos los tratamientos de APH disminuyeron significativamente (p < 0.05) los valores de firmeza del tejido. Esta pérdida fue menor cuando se trabajó con valores de presión de 200 MPa y 500 MPa (T2 y T4, respectivamente). En cuanto a la resistencia al corte (Tabla 6), el pimiento pasteurizado presentó valores significativamente (p < 0.05) mayores que el pimiento control; mientras que todos los tratamientos de APH provocaron una disminución estadísticamente significativa (p < 0.05) de la resistencia al corte, siendo el tratamiento de APH T4 el que presentó menor descenso en los valores de esta propiedad. Los resultados del TPA, obtenidos al medir sobre el endocarpio del pimiento (Tabla 6), reflejaron una pérdida de dureza estadísticamente significativa (p < 0.05) al someter el pimiento a APH o a PA, aunque este último tratamiento provocó una menor pérdida de dureza que los APH. Al analizar la cohesividad del pimiento (Tabla 6), no se observaron diferencias estadísticamente significativas (p > 0.05) entre los pimientos control y los sometidos a PA, mientras que los tratados con APH registraron los valores de cohesividad significativamente más bajos (p < 0.05), siendo el tratamiento T4 el de menor impacto. No se observaron diferencias significativas (p > 0.05) entre los tratamientos T4 y de PA. Respecto a la propiedad elasticidad (Tabla 6), los tratamientos T1 y T3 provocaron un aumento significativo (p < 0.05) de la misma en comparación con el pimiento control. El resto de tratamientos (T2, T4 y PA) no afectaron de manera significativa (p > 0.05) a esta propiedad al compararlas con el control. La Tabla 6 muestra que la masticabilidad y la gomosidad medidas sobre el endocarpio del pimiento no se modificaron de manera estadísticamente significativa (p > 0.05) al pasteurizarlos, sin embargo sí se observó una disminución

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significativa (p < 0.05) tanto de la masticabilidad como de la gomosidad cuando el pimiento se trató por APH.

Al analizar de manera independiente el efecto de las APH sobre la dureza, medida en el endocarpio de pimiento (Tabla 5), se observó, al comparar todos los tratamientos de APH, que el tratamiento T4 presentó valores de dureza significativamente (p < 0.05) más elevados que el tratamiento T1. El análisis independiente del efecto de las APH, sobre la masticabilidad y la gomosidad, medidas sobre el endocarpio de pimiento rojo (Tabla 5) mostró que a valores de presión elevados (500 MPa) los valores de masticabilidad y gomosidad fueron significativamente mayores (p < 0.05) que los obtenidos al emplear presiones bajas (100 MPa).

TABLA 6. Propiedades texturales medidas sobre el endocarpio de pimiento rojo tipo Lamuyo no tratado, tratado por APH (T1, T2, T3 y T4) y PA.

En general, se puede decir que los tratamientos de PA y de APH T4 son los que conservan mejor las propiedades texturales del pimiento rojo. Cuando se aplica APH para conservar las muestras, la textura se ve menos afectada cuando se trabaja con presiones elevadas, de hasta 500 MPa, que cuando se somete la muestra a presiones menores (100, 200, 300 MPa). Como se ha podido comprobar también en el estudio de la microestructura, al aumentar la presión de trabajo disminuye el daño causado a los tejidos celulares del pimiento. Así de todos los tratamientos de APH estudiados, el tratamiento T4 sería el que conservaría mejor las propiedades texturales. Esto corrobora los resultados obtenidos en el estudio de la microestructura, donde de todos los tratamientos de conservación por APH, es el T4 el que mantiene en mayor medida la integridad del tejido. Durante el tratamiento de altas presiones, los sustratos, iones y enzimas que están localizados en diferentes compartimentos en las células pueden ser liberados e interaccionar unos con otros provocando reacciones enzimáticas y no enzimáticas que producen cambios en la textura de los alimentos sometidos a estos tratamientos (Oey et al., 2008). Por ejemplo, la pectina es degradada por enzimas tales como la pectinmetilestearasa (PME), la poligalacturonasa (PG) y la pectato liasa (PL). Los tratamientos térmicos así como las altas presiones producen cambios en

Firmeza

(N) Resistencia al corte (N)

Análisis TPA

Dureza (N)

Cohesividad (%)

Elasticidad Masticabilidad (N)

Gomosidad (N)

CNT 4.840a (0.611)

29.690a (4.673)

5.136a (2.553)

71.993a (7.702)

0.829a (0.140)

2.996a (1.024)

3.261a (1.572)

T1 0.528b (0.138)

0.997b (0.287)

0.766b (0.249)

52.238b (8.278)

0.943b (0.067)

0.262b (0.104)

0.327b (0.155)

T2 1.221c (0.563)

1.564bc (0.403)

0.963b (0.395)

46.462c (3.693)

0.909ab (0.099)

0.405b (0.143)

0.413b (0.168)

T3 0.670b (0.271)

5.256c (1.774)

1.009b (0.473)

59.185d (6.450)

0.927b (0.092)

0.558b (0.231)

0.599b (0.282)

T4 1.668c (0.355)

16.447d (5.137)

1.282b (0.498)

64.467e (6.565)

0.888ab (0.124)

0.712b (0.329)

0.790b (0.330)

PA 4.452a (0.572)

51.644e (7.382)

3.775c (1.639)

67.625ae (6.025)

0.893ab (0.110)

2.499a (1.337)

2.588a (1.105)

Los valores entre paréntesis son la desviación estándar. Letras diferentes en las columnas indican la existencia de diferencias estadísticamente significativas (p < 0.05) entre las muestras.

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la actividad de dichas enzimas, pueden acelerar o ralentizar distintas reacciones químicas, estimular, retardar, inactivar o estabilizar enzimas pécticas o disociar inhibidores enzimáticos. Todo esto provoca cambios en las propiedades texturales de los tejidos vegetales (Sila et al., 2008; Jolie et al., 2012). El pimiento rojo presenta elevada actividad de enzima PG, sin embargo no se detecta una actividad medible de la PME (Ni et al., 2005; Arancibia y Motsenbocker, 2006; Castro et al., 2008). Los daños en la textura son menos notorios con el tratamiento de PA y con el de APH T4, probablemente porque proporcionan condiciones adecuadas para inactivar enzimas como la PG. Houben et al. (2013) comprobaron que al aplicar temperaturas elevadas (70 ºC) durante un tiempo relativamente largo (10 min) se inactivaba la PG casi de manera total. Crelier et al. (2001) estudiaron la inactivación de PG en jugo de tomate y comprobaron que esta enzima era sensible a los tratamientos con altas presiones, así con tratamientos de 400 MPa y 30 ºC su actividad se veía drásticamente reducida llegando a ser casi nula al incrementar la presión hasta 500 MPa con la misma temperatura. Otros estudios (Rodrigo et al., 2006; Jolie et al., 2012; Houben et al., 2013) constataron que con presiones superiores a 300 MPa y temperatura ambiente, la actividad de la PG se reducía drásticamente, hasta llegar a cero cuando se trabajaba con presiones de 500 MPa o superiores. Rodrigo et al. (2006) encontraron que en el tomate, con 15 min de tratamiento a temperatura ambiente y aplicando una presión de 500 MPa la PG era completamente inactivada.

CONCLUSIONES

Todos los tratamientos de conservación estudiados, tanto las APH como la PA, producen modificaciones estructurales en el tejido de pimiento rojo tipo Lamuyo, sin embargo, los tratamientos de APH T4 y la PA son los que producen menor impacto sobre su microestructura. También estos tratamientos (APH T4 y PA) son los que menos afectan al contenido en compuestos bioactivos y a la textura del pimiento rojo. Estas modificaciones estructurales observadas no parecen afectar a la extractabilidad de compuestos bioactivos como los carotenoides. Las APH aplicadas a presiones altas (500 MPa), podrían ser una alternativa al tratamiento térmico tradicional de conservación, PA, ya que permiten obtener tejidos de pimiento rojo con propiedades texturales y contenido en compuestos bioactivos (fibra, carotenoides y capacidad antioxidante) equiparables. No obstante, sería conveniente estudiar el efecto de dichos tratamientos sobre otros compuestos bioactivos, como fenoles, flavonoides, etc. El uso de pimiento en la formulación de nuevos alimentos funcionales sería conveniente debido a su elevado contenido en compuestos bioactivos. De todos los tejidos de pimiento estudiados en este trabajo el más adecuado para su uso como ingrediente sería el pimiento rojo no sometido a ningún tratamiento de conservación (CNT), o en aquellas circunstancias en las que fuera necesario prolongar la vida útil del pimiento, los tratamientos de APH a 500 MPa, T4 y la PA.

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