Revista de Ciencias Biológicas y de la Salud http://biotecnia.unison.mx
Universidad de Sonora
ISSN: 1665-1456
Artículo original
Effect of high hydrostatic pressure application on the inactivation of Escherichia coli O157:H7 and the volatile profile of passion fruit (Passiflora edulis) juice
1
Laboratorio Integral de Investigación en Alimentos, Instituto Tecnológico de Tepic. Av. Tecnológico No. 2595, Col. Lagos del Country, Tepic, Nayarit C.P. 63175, México.
2 Universidad Politécnica de la Región Laguna, Calle sin nombre sin número, San Pedro de las Colonias, Coahuila C.P. 27942, México.
3 Centro de Investigación en Ciencia Aplicada y Tecnología Avanzada, Unidad Querétaro, Instituto Politécnico Nacional. Cerro Blanco 141 Col. Colinas del Cimatario, Querétaro, Querétaro C.P. 76090, México.
4 Departamento de Ciencia y Tecnología de Alimentos, UAM Reynosa Aztlán, Universidad Autónoma de Tamaulipas. Reynosa, Tamaulipas, México.
Se determinó el efecto del tratamiento del jugo de maracuyá (Passiflora edulis) con altas presiones hidrostáticas (APH) en la inactivación de Escherichia coli O157:H7 y algunas caracterís- ticas fisicoquímicas y aromáticas del jugo. Se empleó un dise- ño 33 considerando como factores la presión, temperatura y tiempo de tratamiento (150, 200, 250 MPa; 25, 35, 45º C; 0, 10, 20 min). Se aplicó un modelo cuadrático para la optimización de las condiciones de proceso empleando la metodología de superficie de respuesta. Se determinó E. coli en jugo al- macenado (72 h, 4 °C). El perfil volátil se analizó empleando la técnica de microextracción en fase sólida de espacio de cabeza (HS-SPME) y GC-MS. Se observó que a partir 150 MPa y 35 °C se inactiva totalmente E. coli. Los tratamientos no tie- nen efecto sobre los sólidos solubles totales (SST) del jugo, lo que sugiere aceptabilidad por los consumidores. Respecto al perfil volátil, los alcoholes y ésteres responsables del aroma característicos de maracuyá disminuyeron su concentración (16 %) a 45 °C. Las condiciones óptimas para obtener un jugo de maracuyá microbiológicamente seguro, conservando su composición aromática, SST y pH fueron 200 MPa, 35 °C y 10 min.
O157:H7; maracuyá, perfil aromático, jugo de frutas.
The effect of passion fruit (Passiflora edulis) juice treatment with high hydrostatic pressures (HHP) on the inactivation of Escherichia coli O157:H7 and some physicochemical and aro- matic characteristics of the juice was determined. A 33 design was used considering pressure, temperature and treatment time (150, 200, 250 MPa; 25, 35, 45 °C; 0, 10, 20 min) as factors. A quadratic model was applied for the optimization of the process conditions using the response surface methodology. Escherichia coli in stored juice was estimated (72 h, 4 °C). The
*Autor para correspondencia: Juan Arturo Ragazzo Sánchez Correo-el: arturoragazzo@hotmail.com
Recibido: 28 de agosto de 2024
Aceptado: 27 de noviembre de 2024
Publicado: 22 de enero de 2025
volatile profile was analyzed using the headspace solid phase microextraction (HS-SPME) technique and GC-MS. E. coli was inactivated from 150 MPa and 35 °C. The treatments had no effect on the total soluble solids (TSS) of the juice, suggesting acceptability by consumers. Regarding the volatile profile, the alcohols and esters responsible for the characteristic aroma of passion fruit decreased (16 %) at 45 °C. The optimal conditions to obtain a microbiologically safe passion fruit juice, preserving its aromatic composition, TSS and pH were 200 MPa, 35 °C and 10 min.
O157:H7; passion fruit, aromatic profile, fruit juice.
Maracuyá (Passiflora edulis) es una planta trepadora del orden de las Violales, familia Passifloraceae del género Passiflora. Su fruta es sumamente apreciada por su aroma con notas florales, que le da una característica de fruto tropical exótico (Cazarin et al., 2015). Recientemente, los consumidores han tomado conciencia de la relación entre alimentación y salud, demandando productos que preserven las características nutricionales y sensoriales de los productos frescos de origen. Así, la industria alimentaria enfocada en satisfacer la deman- da de productos frutícolas procesados con características similares a las de jugos de frutas frescos, de alta calidad, con pocos aditivos y microbiológicamente seguros, ha crecido considerablemente (Augusto et al., 2018). En este contexto, el mercado mundial de jugo de maracuyá y concentrado del mismo, ha incrementado debido a un mayor interés de los países desarrollados por productos frutícolas de origen tropical. Sin embargo, la industria de bebidas no fermenta- das, ante la exigencia de productos similares a los frescos, se enfrenta a los inconvenientes de inocuidad alimentaria al implementar tecnologías de mínimo proceso. Por otro lado, la producción frutícola de jugos utilizando procesos térmicos
Volumen XXVII
DOI: 10.18633/biotecnia.v27.2427
convencionales modifica las propiedades sensoriales. En este sentido, las altas presiones hidrostáticas (APH) surgen como una tecnología innovadora para la conservación de alimentos y el procesamiento de jugos, debido a su capacidad de inhi- bir microorganismos, esporas y enzimas en los alimentos sin el uso de calor, ni conservadores, incrementando la vida de anaquel del producto (Moussa-Ayoub et al., 2017; Manassero et al., 2019). Adicionalmente, el procesamiento por APH mini- miza el efecto negativo de las tecnologías convencionales en las características sensoriales y nutricionales de los alimentos frescos y ha mostrado efectos positivos en la aceptación de los consumidores (de Souza et al., 2020).
Las APH han permitido el control e inactivación de diferentes tipos de microorganismos transmitidos por alimentos, tales como hongos y mohos en jugo de nopal (Moussa-Ayoub et al., 2017), Listeria monocytogenes en pro- ductos cárnicos (Hereu et al., 2014), E. coli O157:H7 en néctar de mango (Calderón-Santoyo et al., 2019), E. coli O157:H7 y L. monocytogenes EGD-e en jugo de manzana y naranja (Espina et al., 2013), Listeria innocua y Saccharomyces cerevisiae en jugo de pitaya (Quiroz-González et al., 2018), E. coli en jugo de zanahoria (Buzrul, 2019), E. coli K12 en jugo de naranja (Bulut y Karatzas, 2021) y L. innocua (ATCC 51742) en jugo de naran- ja y zanahoria mezclado (Pokhrel et al., 2022). Los alimentos tratados con APH por debajo de 400 MPa tienen propiedades sensoriales y nutricionales similares a las del producto fresco (Augusto et al., 2018), tal como se ha reportado en jugo de aronia (Błaszcza et al., 2017), manzana (Porębska et al., 2017) y granada (Benjamin y Gamrasni, 2020) tratados con presiones de entre 200 y 600 MPa. En el presente trabajo, el objetivo fue determinar el efecto de la aplicación de altas presiones hidrostáticas sobre la inactivación de E. coli O157:H7 y algu- nas características fisicoquímicas y aromáticas del jugo de maracuyá.
Frutos de maracuyá en su punto óptimo de madurez de con- sumo, fueron obtenidos del poblado El Venado, pertenecien- te al municipio de Ruiz en el estado de Nayarit, México (22° 10’ y 21° 52’). Se emplearon 15 kg del fruto para el estudio seleccionados con similar coloración y tamaño.
Hipoclorito de sodio (NaClO), agar soya tripticasa, rifampici- na, estándares de referencia; de linalool, 1-octanol, 1-hexa- nol, α-terpineol fueron adquiridos de Aldrich Chemical Co. (St. Louis, MO). Hexanoato de etilo, butanoato de hexilo y hexanoato de hexilo fueron adquiridos de Bedoukian Re- search, Inc. (Danbury, CT).
Los frutos fueron lavados y desinfectados por inmersión du- rante 2 min en una solución de hipoclorito de sodio (NaClO) al 0.02%. La pulpa fue separada de las semillas utilizando un tamiz flexible, posteriormente se centrifugó a 3380 g durante
5 min (Centrifuga HermLe, Z326K, Wehingen, Alemania), el sobrenadante fue recuperado y almacenado en recipientes estériles.
Las muestras fueron inoculadas con E. coli O157:H7 código ATCC 25922, previamente desarrollada en agar de soya trip- ticasa adicionado con rifampicina (0.05 µg/mL) antibiótico al que resistente esta bacteria y así inhibir el crecimiento de otras bacterias. Posteriormente, fue suspendida en solución salina isotónica de acuerdo a Castro-Rosas et al. (2012) con algunas modificaciones. Antes de la inoculación se realizaron diluciones con agua destilada y conteos en cámara de Ne- ubauer hasta ajustar la concentración a 1x106 UFC/mL. Las muestras de 30 mL inoculadas con E. coli O157:H7 a 1x106 UFC/mL se sometieron al tratamiento de altas presiones, por triplicado, empleando la prensa isostática fría modelo CIP 42260 (Avure Autoclave Systems, Columbus, OH, USA) equipada con una cámara de presurización de 101.6 mm de diámetro interno y 584.2 mm de profundidad. Se utilizó una mezcla de 5:1 agua:lubricante antiabrasivo (Hydrolubric 120- B, Houghton International Inc., Valley Forge, PA, USA) como fluido presurizante.
Los SST se determinaron con un refractómetro de líquidos de Abbe (ATAGO, NAR-2T, USA) a 25 °C con 0.5 mL de muestra. Los resultados se expresaron como °Brix (°Bx).
El pH se determinó a 25 °C empleando un potenciómetro multiparamétrico (Hanna, HI 2550, RI, USA). El equipo se cali- bró previamente a su uso. Se introdujo el electrodo en el jugo y se registró el pH al obtener una lectura estable.
El estudio del perfil volátil se llevó a cabo empleando la técnica de microextracción en fase sólida de espacio de ca- beza (HS-SPME) y cromatografía de gases (GC 7890A, Agilent Technologies; Palo Alto, CA, USA) acoplada a espectrometría de masas (MS 240 Ion Trap, Agilent Technologies; Palo Alto, CA, USA). En un vial de 20 mL se colocaron 10 mL de jugo, 30 μL de 2-nonanol (0.03288 mg/mL en etanol) como están- dar interno y se adicionó 1 g de NaCl como promotor de la volatilidad. El vial se selló herméticamente con una septa de silicón-PTFE (politetrafluoroetileno) y se incubó (40 °C, 30 min, 700 rpm) para la pre-extracción y concentración de los compuestos volátiles (CV) en el espacio de cabeza del vial. Posteriormente se introdujo una fibra recubierta con Divinil- benceno/Carboxeno/Polidimetilsiloxano (DVB/CAR/PDMS, 50/30 µm, Supelco, Bellefonte, PA, USA) y se expuso en el espacio de cabeza del vial a 1 cm por encima de la superficie del jugo para la extracción de los CV (40 °C, 20 min, 700 rpm). Finalmente se retrajo la fibra y retiró del vial. La desorción
térmica de los volátiles de la fibra se realizó exponiéndola durante 4 min en el puerto de inyección del cromatógrafo de gases. La separación de los compuestos se realizó con una columna capilar Agilent J&W VF-5ms (30 m, 0.25 mm d.i., 0.25 µm) y helio como gas acarreador (1 mL/min). La temperatura del inyector fue de 230 °C en modo splitless. El horno se pro- gramó inicialmente a 40 °C (3 min) hasta 240 °C a 5 °C/min. Los parámetros del MS fueron: energía de ionización (70 eV), temperatura de trampa (150 °C), acarreador (80 °C) y línea de transferencia (130 °C). El rango de adquisición de masas fue de 35 a 350 m/z. La identificación y cuantificación de los compuestos volátiles se realizó comparando los índices de retención lineal calculados con una mezcla de n-alcanos (C7-C30) de los estándares de referencia de los compuestos y el espectro de masas en bases de datos NIST.
Se realizó el recuento de microorganismos de todas las muestras antes y después del tratamiento con altas presio- nes, así como durante 72 h de almacenamiento; mediante la técnica de vertido en placa empleando agar soya tripticasa adicionado con rifampicina en una concentración de 0.05 µg/mL, incubado por 48 h a 38 °C.
El estudio se llevó a cabo mediante un diseño factorial 33 completamente aleatorizado evaluando temperatura (25, 35,
45 °C), presión (150, 200, 250 MPa) y tiempo (0, 10, 20 min) como factores. Los tratamientos y extracciones se realizaron por triplicado. Un ANOVA se empleó para analizar los datos y la comparación de medias mediante la técnica de diferencias mínimas significativas de Fisher, con el software SAS System
9.0. La optimización de las condiciones de operación se realizó empleando un modelo cuadrático con el software Statgraphics Centurión versión XV.
El pH y SST del jugo de maracuyá fresco y su comportamien- to posterior al tratamiento de APH no presentaron diferencia significativa (p > 0.05) entre los tratamientos ni respecto al control (Figura 1). En ese sentido, los resultados concuerdan con lo reportado en jugo de zanahoria con naranja tratados con APH entre 200 y 400 MPa sin afectaciones de los valores de pH durante 1 a 5 min, los cuales fueron adecuados para garantizar la estabilidad del jugo sin afectar su composición fisicoquímica ni su calidad sensorial (Pokhrel et al., 2022). Además, los valores obtenidos de STT (Figura 1) están de acuerdo a lo reportado por Pokhrel et al. (2022), al no pre- sentar variaciones significativas en esta variable (p > 0.05) durante la aplicación de la APH y el almacenamiento (> 28 días) de las muestras presurizadas. De forma similar, al aplicar 600 MPa durante 6 min, no se reportaron cambios en pH y SST en jugo de caña de azúcar (Mukhtar et al., 2022). Este comportamiento pudiera atribuirse a que las APH no afectan
Figura 1. Efecto de las APH (150, 200 y 250 MPa) sobre SST y pH del jugo de maracuyá tratado.
Figure 1. Effect of HHP (150, 200 and 250 MPa) on TSS and pH of treated passion fruit juice.
los enlaces covalentes moleculares (Sangronis et al., 1997) presentes en los carbohidratos simples y disacáridos, man- teniendo sin cambios el contenido de sólidos solubles en el jugo.
El estudio del efecto de las APH sobre la calidad aromática se enfocó en 7 compuestos de aroma (CA) (Tabla 1), los cua- les han sido reportados como los principales en maracuyá. Jordan et al. (2000) reportaron que los compuestos más abundantes en el fruto son algunos alcoholes alifáticos insa- turados tales como linalool, caracterizado por contribuir a las notas floral, cítrica y de limón en el fruto; 1-octanol, aporta la nota cítrica y verde; 1-hexanol con nota herbácea y dulce y α-terpineol con nota floral. Recientemente se identificaron los compuestos mayoritarios en maracuyá como butenoato de metilo, butanoato de etilo, hexenoato de metilo y hexe- noato de etilo (Mamede et al., 2017).
El análisis de varianza para los principales compuestos aromáticos, muestra que no hubo efecto significativo de la presión ni del tiempo de tratamiento sobre la concentración de los compuestos aromáticos analizados (P > 0.05); sin embargo, la temperatura mostró un efecto estadísticamen- te significativo (P = 0.001) sobre la concentración de los principales CA presentes en el jugo de fruto de maracuyá
Tabla 1. Concentración de los principales compuestos de aroma del jugo de maracuyá amarillo sin tratamiento.
Table 1. Concentration of major aroma compounds of yellow passion fruit juice without treatment.
Compuesto | Tiempo de retención (min) | Concentración (mg/kg) | % en la muestra |
Alcoholes | 7.85 | 58.86 | 6.28 |
1-Hexanol | |||
1-Octanol | 22.62 | 2.21 | 0.41 |
Linalool | 26.26 | 33.29 | 3.46 |
α-Terpineol | 36.32 | 28.46 | 3.15 |
Ésteres | 24.70 | 116.01 | 15.76 |
Hexanoato de etilo | |||
Butanoato de hexilo | 37.11 | 24.82 | 3.15 |
Hexanoato de hexilo | 51.66 | 357.93 | 39.40 |
sometido al tratamiento con APH. Este efecto sobre el jugo de maracuyá se manifiesta en la Figura 2, donde se obser- va la disminución de la concentración de la mayoría de los compuestos aromáticos conforme la temperatura aumenta. Es importante mencionar que a pesar de la disminución observada en la concentración a 25 y 35 °C, esta diferencia no fue estadísticamente significativa de acuerdo a la com- paración de medias (LDS, resultados no mostrados). Estos resultados coinciden con lo reportado por Calderón-Santoyo et al. (2019) quienes estudiaron el efecto de las altas presio- nes sobre los componentes volátiles en néctar de mango, concluyendo una disminución de etanol y α-pineno a 250 MPa, 25 °C y 10 min, sin embargo, no se presentó un efecto significativamente negativo sobre el perfil aromático de la mayoría de los compuestos del néctar de mango.
Es ampliamente conocido que la temperatura afecta la concentración de componentes volátiles en la calidad aromática de los jugos, debido, entre otros factores, a que el aumento de la temperatura disminuye la capacidad de reten- ción de las sustancias volátiles en una matriz o sustrato, así mismo, puede promover interacciones con otros componen- tes, principalmente el oxígeno, provocando la formación de derivados de los CA originales. La no alteración del sabor del alimento puede explicarse considerando que las altas presio- nes no modifican los enlaces covalentes en los compuestos del sabor (Lomelí-Martín et al., 2021).
Diversos estudios han realizado análisis químicos y sensoriales en algunos alimentos como manzana (Porębska et al., 2017), granada (Benjamin y Gamrasni, 2020) y jugo de aronia (Błaszcza et al., 2017), mismos que han sido tratados a presiones que varían desde 200 hasta 600 MPa a tempe- ratura ambiente, sin reportar alteraciones significativas en la calidad aromática.
Las altas presiones inducen cambios de tipo morfológico y bioquímico que tienen lugar en la membrana y la pared ce- lular de los microorganismos. Además, provocan cambios en el funcionamiento de enzimas esenciales para el crecimiento y reproducción de los microorganismos (Gohrbandt et al., 2022). Los resultados mostrados en la Tabla 2 sugieren que algunos de estos cambios influyeron en el efecto letal de las altas presiones a partir de 150 MPa y 35 °C o bien a 200 MPa y 25 °C. Estos resultados están de acuerdo a lo reportado en cepas de E. coli O157:H7 tratadas con APH a partir de los 150 MPa hasta los 550 MPa, por lo tanto, se puede mejorar la seguridad alimentaria sin comprometer la calidad del producto (Yang et al., 2023). En ese sentido, algunos estudios demuestran que las bacterias son más resistentes a la presión a 20 y 30 °C, pero se vuelven extremadamente sensibles a partir de temperaturas de 35 °C a causa de los cambios de fase de los lípidos de la membrana (Gohrbandt et al., 2022), manifestando un efecto de la presión y la temperatura sobre la viabilidad de las bacterias. Es importante mencionar que bajo las condiciones menos severas empleadas en este es- tudio (150 MPa y 25 °C), no se encontró una total inhibición de E. coli logrando sólo reducciones que van de 2.56 hasta
4.36 log10 UFC/mL al momento de la aplicación del proceso y el efecto incrementó durante al almacenamiento. Lo anterior indica que la viabilidad de E. coli O157:H7 fue sensiblemente afectada conforme incrementó la severidad de los tratamien- tos, así también, se puede aseverar, a partir de los datos de viabilidad de E. coli, que conforme transcurren los días de almacenamiento el daño ocasionado a la bacteria por el pro- ceso de presurización es irreversible y le impide sobrevivir en el jugo de maracuyá. Prieto-Calvo et al. (2014) utilizando presiones entre 50 - 900 MPa encontraron daños irreversi-
Figura 2. Cromatograma de jugo de maracuyá sin tratar (■) y tratado a 200 MPa, 10 min y diferentes temperaturas (■25, ■35 y ■45 °C).
Figure 2. Chromatographs of passion fruit juice without treatment (■) and treated at 200 MPa, 10 min and different temperatures (■25, ■35 and ■45 ºC).
Tabla 2. Efecto de las altas presiones hidrostáticas sobre el crecimiento microbiano (log10 UFC/mL) de E. coli O157:H7 durante 3 días después de aplicado el tratamiento.
25
Temperatura (°C)
35
45
Table 2. Effect of HHP on growth (log10 CFU mL-1) of E. coli O157:H7 during 3 days after treatment application.
Presión (MPa) | Tiempo (h) |
150 | 0 |
150 | 24 |
150 | 48 |
150 | 72 |
200 | 0 |
200 | 24 |
200 | 48 |
200 | 72 |
250 | 0 |
250 | 24 |
250 | 48 |
250 | 72 |
0 min | 10 min | 20 min | 0 min | 10 min | 20 min | 0 min | 10 min | 20 min | |
UFCmL-1 | 273 | 156.6 | 26.6 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 3.57 | 3.81 | 4.58 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 156.6 | 123.3 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 3.81 | 3.91 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 80 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 4.1 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
UFCmL-1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
red log10 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 | 6 |
bles en la membrana celular en E. coli produciendo pérdida de viabilidad. Adicionalmente, la aplicación de presión en tiempos cortos, genera significativamente daños en la es- tructura e integridad de membrana en E. coli de acuerdo a lo observado en SEM en donde se identifica una mayor pérdida de componentes intracelulares por el daño a la membrana (Yang et al., 2023).
Así mismo, Carvalho et al. (2018) encontraron una reducción en la viabilidad de E. coli O157:H7 931 de 5 log10 aplicando una presión de 300 MPa durante 15 min en jugo de guayaba y 4.2 log10 en jugo de mango. Por otro lado, se puede apreciar un comportamiento similar aplicando 200 MPa durante 15 min en jugo de aronia para la inhibición de levaduras y mohos después de presurizar en comparación con muestras sin tratamiento (Błaszczak et al., 2017).
Por lo tanto, las APH resultan ser una tecnología eficaz en la inhibición de patógenos en bebidas como jugos. En ese sentido Kim et al. (2024), afirman que la perdida de viabilidad de microorganismos patógenos a los alimentos, tales como
E. coli O157:H7, se ve incrementada a valores de pH < 4 debi- do a la presencia de ácidos orgánicos como el ácido cítrico; con este estudio se hace evidente que las altas presiones hidrostáticas en combinación con temperatura moderada y un medio acidificado, puede ser un método efectivo para inhibir microorganismos tanto resistentes como sensibles a la presión, así como los patógenos reconocidos en alimentos. En el caso del jugo de maracuyá, empleado en este estudio, su pH natural es de 3.4 lo que explica el efecto favorable de la APH sobre la inactivación de E. coli O157:H7. La variabilidad de estos resultados se debe a la combinación de diversos fac- tores incluyendo la composición propia de las muestras. Se ha demostrado que un pH bajo, aumenta la inactivación de microorganismos significativamente de Listeria monocytoge- nes en 2 min a 500 MPa a pH de 4.5. Además, al incrementar el tiempo con un pH mayor a 5 la inactivación es más lenta (Jung et al., 2013). Por lo tanto, para inhibir microorganismos en matrices a pH bajos, se requiere menor tiempo.
En la Figura 3 se muestra la gráfica de superficie de respuesta obtenida en base a las concentraciones de los principales compuestos aromáticos y la disminución de viabilidad de
E. coli O157:H7 y la interacción de los tres como variable de respuesta en el análisis del diseño experimental. Se puede observar claramente, que la mayor deseabilidad se obtiene a valores de presión elevados y temperaturas bajas en cortos periodos de proceso. Las condiciones óptimas de operación para este proceso resultaron ser 200 MPa, 35 °C y 10 min, con las que de acuerdo al análisis de superficie de respuesta se obtendrían un jugo libre de E. coli O157:H7 y sin cambios sig- nificativos en su composición aromática (Tabla 3). Resultados similares de optimización se obtuvieron en néctar de mango para la inhibición de E. coli O157:H7 con 250 MPa, 36.15 °C y
14.08 min manteniendo los compuestos aromáticos e incluso manteniendo el sabor y olor (Calderón-Santoyo et al., 2019).
Figura 3. Gráfico de superficie de respuesta para los principales compuestos aromáticos y reducción logarítmica en el jugo de maracuyá tratado por APH. Figure 3. Response surface plot for the main aroma compounds and log reduction in the passion fruit juice treated by HHP.
Tabla 3. Valores máximos alcanzables de concentración de aromas y reducción de carga microbiana en base a la optimización del proceso.
Table 3. Maximum values of aroma concentration and microbial growth reduction on the basis of process optimization.
Factor | Testigo | Respuesta Máxima |
Red Log10 (UFC/mL) | 0.0 | 6.23 |
Hexanoato de hexilo | 357.93a | 337.58a |
Butanoato de hexilo | 24.82a | 20.02a |
Hexanoato de etilo | 116.01a | 105.73a |
1-Octanol | 2.21a | 3.58 b |
1-Hexanol | 58.86a | 48.86a |
Linalool | 33.29a | 32.50a |
α-Terpineol | 28.46a | 31.39a |
Letras iguales no muestran diferencia significativa a α =0.05 (LSD).
Las altas presiones hidrostáticas son una tecnología efectiva para garantizar la estabilidad microbiológica y sensorial del jugo de maracuyá fresco. Se logró la inactivación de E. coli O157:H7 sin afectar el contenido de SST, pH ni sus carac- terísticas aromáticas. Se observó que existe una relación
directamente proporcional entre las condiciones de tiempo, temperatura y presión de los tratamientos, respecto a la pérdida de viabilidad de E. coli O157:H7, siendo más notoria en las dos últimas. En lo que respecta a la temperatura, la concentración de los principales compuestos aromáticos que constituyen el perfil aromático, se ve disminuida en los tratamientos aplicados a 45 °C. El estudio de optimización permite sugerir las condiciones para un tratamiento óptimo del jugo e inhibir E. coli O157:H7 conservando los principales compuestos aromáticos de maracuyá a 200 MPa, 35 °C y 10 min.
Se agradece a CONAHCYT.
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