Stability of strawberry and apple phenolics and changes in other metabolites after different processing techniques and storage conditions in industrial set-up

Resumen

Los (poli)fenoles son importantes compuestos bioactivos con posibles efectos beneficiosos para la salud humana, y se encuentran habitualmente en frutas y verduras. Esta investigación se centró en los (poli)fenoles de la manzana (Malus domestica) y la fresa (Fragaria x ananassa), ya que son dos de las frutas más consumidas en todo el mundo, tanto frescas como procesadas (zumos, mermeladas, purés, batidos). Aunque los consumidores buscan cada vez más productos menos procesados, los productos de fruta deben ofrecerse y estar disponibles en el mercado durante todo el año. Por lo tanto, el procesado de la fruta es esencial para prolongar su vida útil, además de garantizar su contenido nutricional y bioactivo manteniendo sus características sensoriales. En general, existe una variación considerable en la concentración de (poli)fenoles, que depende en primer lugar de la matriz, la parte de la fruta (ej. pulpa, piel, aquenios) y las características inherentes de la fruta (ej. origen, variedad, grado de madurez). Sin embargo, las diferentes tecnologías de procesado de la fruta y las condiciones de almacenamiento también influyen en los cambios de la concentración de (poli)fenoles y en las características sensoriales del producto final. Simultáneamente, las tecnologías y condiciones de procesado también influyen en el perfil metabólico de ambas frutas. Los objetivos de la presente Tesis fueron determinar en qué medida las diferentes tecnologías de procesado, congelación, tratamientos térmicos y procesado por alta presión, ensayadas a escala industrial y condiciones de almacenamiento, -20, 4 y 24 ºC durante doce meses, afectan a los (poli)fenoles, color y atributos sensoriales en los productos seleccionados de fresa y manzana. Así como, determinar cómo influyó el procesado de la fruta en el perfil metabólico e identificar posibles marcadores que ayuden a evaluar el grado de procesado en estos productos. Todo esto con el fin de potencialmente facilitar el uso de condiciones de procesado y almacenamiento personalizadas para limitar la degradación de los (poli)fenoles manteniendo la mejor calidad y características organolépticas. Para lograr la separación, identificación y cuantificación de los diferentes compuestos (poli)fenólicos característicos de cada fruta, las muestras se extrajeron y analizaron mediante métodos y condiciones cromatográficos específicos. Además, se realizó una aproximación metabolómica no dirigida basada en UPLC-ESI-QTOF-MS para la identificación de marcadores de procesado. Los métodos y las condiciones específicas se detallan en el CAPÍTULO III. Los resultados alcanzados a partir de esta Tesis e incluidos en los CAPÍTULOS V, VI y VII concluyen que : 1. En las fresas, los tratamientos térmicos suaves y estándar mostraron patrones similares para la mayoría de los grupos fenólicos; un aumento de las proantocianidinas, ningún cambio en los conjugados del ácido elágico, y una disminución importante de los flavonoles y antocianinas. Sin embargo, el proceso de obtención del concentrado de fresa, la concentración al vacío, tuvo un efecto perjudicial sobre todos los compuestos. Por otra parte, las condiciones de almacenamiento tuvieron un mayor impacto perjudicial sobre los niveles de compuestos fenólicos, así como sobre el color y los atributos sensoriales que las técnicas de procesado. 2. En las manzanas, los tratamientos suaves y el procesado a alta presión tuvieron efectos similares en todos los grupos fenólicos, con aumentos en dihidrochalconas, hidroxicinamicos y proantocianidinas y disminuciones en flavonoles. Sin embargo, el tratamiento térmico estándar aumentó las concentraciones de dihidrochalconas e incluso de flavonoles. Por tanto, puede decirse que las técnicas de procesado inicial ejercieron una mayor influencia que las condiciones de almacenamiento. 3. En general, las proantocianidinas fueron el grupo fenólico mayoritario y el más estable durante el almacenamiento, mientras que las antocianinas fueron el grupo más afectado tanto por el procesado como por el almacenamiento. 4. En general, el almacenamiento a -20 y 4 ºC apenas afectó al nivel fenólico y las características de calidad durante el almacenamiento. Sin embargo, el almacenamiento a 24 ºC degradó mucho el contenido polifenólico y los atributos de calidad y sensoriales en fresa, aunque no tan drásticamente en los productos de manzana. 5. A través de un enfoque metabolómico no dirigido, se identificaron siete metabolitos y se propusieron como marcadores potencialmente potentes para evaluar el grado de procesado de los productos de puré de fresa y manzana. 6. El ácido piroglutámico, y el ácido 2-hidroxi- 5-metoxi benzoico fueron identificados como marcadores regulados al alza, mientras que el ácido pteroil- D-glutámico, y el ácido 2-hidroxibenzoico β-D-glucósido fueron identificados como marcadores regulados a la baja del procesado térmico en productos de fresa. 7. El glucurónido del ácido dihidroxicinámico, el ácido cafeico y el lysoPE(18:3(9Z,12Z,15Z)/0:0) se identificaron como marcadores regulados al alza, mostrando una tendencia creciente correlacionada con el procesado térmico en productos de manzana. 8. La selección de la variedad adecuada, junto con la tecnología y las condiciones de procesado, deben ser adaptadas en consecuencia por las industrias, para preservar o incluso aumentar el contenido de (poli)fenoles en el producto final lo más cerca posible del de la fruta fresca. 9. El uso de estos marcadores podría ayudar a medir objetivamente el grado de procesado de los alimentos y a aclarar la controvertida narrativa sobre los alimentos ultraprocesados.