En las últimas décadas el consumo de alimentos se ha visto modificado notablemente, produciéndose una reducción importante del consumo de frutas. En la actualidad, el consumidor preocupado por su salud y la sostenibilidad medioambiental, demanda productos seguros, con efectos beneficiosos para la salud, y obtenidos mediante técnicas respetuosas con la materia prima y el medio ambiente. En este sentido, la deshidratación osmótica de frutas, como tratamiento previo a la deshidratación por aire caliente, permite disminuir el tiempo de secado obteniéndose productos de mayor calidad que conservan mejor sus nutrientes y compuestos bioactivos.
La deshidratación osmótica persigue la eliminación parcial de agua de los tejidos de la fruta al sumergirlos en una solución con una alta presión osmótica, lo cual crea un gradiente de potencial químico entre el agua contenida en la fruta y el agua en la solución, originando un flujo de la misma desde el interior del producto hacia el exterior, hasta igualar los potenciales a ambos lados de las membranas de las células (Azuara et al. 1998).
Respecto al tipo de agente osmótico utilizado, el más habitual usado a nivel industrial es una disolución concentrada de sacarosa (Chenlo et al. 2007, Porciuncula et al. 2013), aunque las tendencias en alimentación y los consumidores rechazan cada vez más el uso del azúcar por los efectos perjudiciales sobre la salud. Por ello se plantean soluciones alternativas a la sacarosa, como el sorbitol, maltosa, oligofructosa o maltodextrina (Brochier et al. 2015, Knopacka et al. 2009, Nieto et al. 2013, Rodríguez et al. 2013).
Una de las alternativas más prometedoras es aquella en la que el agente osmótico tenga propiedades beneficiosas para la salud. De esta forma podemos obtener fruta deshidratada enriquecida en compuestos bioactivos permitiendo el desarrollo de alimentos funcionales con valor añadido, destinados a satisfacer las necesidades del consumidor (Salazar-López et al. 2015, Kowalska et al. 2017).
En este sentido, la inulina se reconoce oficialmente como ingrediente alimentario natural y se clasifica como fibra dietética en casi todos los países europeos (Roberfroid, 2000). Uno de los beneficios nutricionales del uso de la inulina es su efecto prebiótico, influyendo en la composición microbiana del tracto gastrointestinal (Rao, 2001).
El objetivo de este trabajo se centra en la elaboración de ciruela deshidratada, fruta de hueso característica de Extremadura, mediante deshidratación osmótica como paso previo al secado por aire caliente. Para ello se ha optimizado la proporción de los agentes constituyentes de la solución osmótica (agua, glicerol e inulina) de forma que se obtenga un producto con alta estabilidad microbiológica (Aw baja) y con el mayor contenido en el compuesto bioactivo inulina.
El producto final obtenido fue caracterizado de forma que se analizaron componentes nutricionales tales como grasas, fibra, proteína, cenizas e hidratos de carbono. Además se determinaron compuestos bioactivos como inulina, fenoles totales y fenoles individuales agrupados en familias (antocianinas, ácidos hidroxicinámicos, flavonoles y flavan-3-oles). Éstos últimos se analizaron también en la fruta fresca, de forma que podamos observar cómo afecta el proceso de deshidratación a los compuestos fenólicos característicos de la misma.
Materiales y métodos
- Materia prima
Para el estudio se utilizó la variedad de ciruela ‘Angeleno’, fruta de hueso característica de Extremadura, perteneciente a la zona de las Vegas Bajas del Guadiana. Las ciruelas fueron deshuesadas y cortadas en gajos de forma semiautomática. La fruta así cortada, fue conservada en agua con 0.1% de ácido ascórbico para evitar el pardeamiento enzimático antes de ser sometidas al proceso de deshidratación.
- Proceso de deshidratación osmótica y secado en estufa
Para el proceso de deshidratación osmótica, la fruta cortada en gajos fue sumergida durante 4 h a 60 ºC en un medio osmótico conteniendo agua, glicerol e inulina en diferentes proporciones. A continuación, la fruta se sometió a un secado en estufa de aire caliente durante 6 horas a 60 ºC.
- Optimización del medio osmótico
La optimización del medio osmótico se llevó a cabo mediante metodología de diseño de experimento (MDE) y superficie de respuesta (MSR). Los experimentos se realizaron siguiendo un diseño de Box Behnken. Como variables independientes se establecieron las proporciones de glicerol, agua e inulina del medio osmótico, y como variables dependientes la actividad de agua (Aw) y el contenido de inulina presente en el producto final, de forma que se seleccionará aquel medio que proporcione una menor Aw, asegurando así la estabilidad microbiológica, y un mayor contenido de inulina en la fruta deshidratada.
- Caracterización del producto final deshidratado
La Aw y el contenido en inulina de la fruta deshidratada, fueron determinadas mediante higrometría y cromatografía líquida de alta resolución con detector de índice de refracción (HPLC-IR) (Pencheva et al., 2012) respectivamente. Además se determinó el contenido en compuestos fenólicos totales y agrupados en familias (antocianinas, ácidos hidroxicinámicos, flavonoles y flavan-3-oles) mediante HPLC-DAD (González-Gómez et al. 2010), en la fruta fresca y en el producto final expresado como mg/100 g de fruta fresca o deshidratada.
Para tener una información completa del producto final se realizó una caracterización nutricional determinándose parámetros tales como grasas (AOAC Method 945.16), cenizas (AOAC Method 942.05), fibra (AOAC Method 991.43) y proteínas (AOAC Method 2.062, método Kjeldhal). El contenido en hidratos de carbono totales se calculó por diferencia, según la expresión: Hidratos de carbono (%) = 100 - (Humedad + Cenizas + Proteínas + Fibra). La energía se calcula según el RD 930/1992 modificado por RD 1669/2009, mediante la expresión: Energía (Kcal/100 g) = (Hidratos de carbono x 4) + (Proteínas x 4) + (Grasa x 9) + (Fibra x 2).
Análisis estadístico
Para el análisis estadístico de los datos se utilizó el programa IBM SPSS versión 17. Sobre los resultados obtenidos se aplicó un análisis de varianza ANOVA y test de Tukey (p < 0.05), en caso de existir diferencias significativas entre las medias.
Resultados y discusión
En todos los experimentos realizados (un total de 15 según el diseño de Box Behnken), en los que se variaron las proporciones de agua (500, 550 y 600 g), glicerol (200, 300 y 400 g) e inulina (50, 75 y 100 g), se obtuvieron valores bajos de Aw (<0.6), significativamente inferiores al de la fruta fresca (0.98) y suficientes para asegurar la estabilidad microbiológica del producto final (Figura 
1A). Respecto al contenido en inulina, éste varió entre 45.2 – 97.9 mg/g de fruta deshidratada, siendo el experimento 11 en el que se obtuvo un valor (97.89 mg/g fruta deshidratada) estadísticamente superior al resto (Figura 1B). Este experimento se corresponde con una composición del medio osmótico de 550 g agua, 200 g glicerol y 100 g de inulina, siendo ésta la proporción óptima seleccionada.
Figura 1. (A) Valores de Aw de la fruta fresca y del producto final obtenido en los 15 experimentos del diseño; (B) Contenido en inulina del producto final de los 15 experimentos del diseño.
Respecto a la determinación de fenoles totales, se obtuvo un mayor contenido en los productos deshidratados (73.1 – 101.9 mg/100g) en comparación con la fruta fresca (10.5 mg/100g) (Figura 2). El valor máximo de compuestos fenólicos fue obtenido para la composición del medio osmótico seleccionada anteriormente (experimento 11). Este mayor contenido en compuestos fenólicos es atribuible principalmente a la concentración de los solutos debido a la eliminación parcial del agua del producto durante el proceso de deshidratación (Almeida et al., 2015, Kowalska et al., 2017, Sharif et al., 2018).
Figura 2. Valores de compuestos fenólicos (mg/100 g producto) obtenidos en los 15 experimentos del diseño y de la fruta fresca.
También se identificaron un total de 15 compuestos fenólicos individuales, agrupados en 4 familias (antocianinas, ácidos hidroxicinámicos, flavonoles y flavan-3-oles) en la fruta fresca y en la fruta deshidratada con el medio osmótico seleccionado. Los flavan-3-oles fue la familia de fenoles mayoritaria, cuyo contenido relativo se mantuvo constante tras el proceso de deshidratación. Tampoco se encontraron diferencias significativas en el contenido de antocianinas y flavonoles. Sin embargo, en los ácidos hidroxicinámicos sí se observó una pérdida significativa tras el proceso de deshidratación (Figura 3). Estos cambios en el perfil fenólico se pueden explicar por la pérdida inicial de compuestos hacia el líquido osmótico durante el proceso de deshidratación, junto con la existencia de reacciones químicas y bioquímicas (degradación química, oxidación enzimática, hidrólisis de compuestos poliméricos, polimerizaciones, biosíntesis de nuevos compuestos, etc) que dan lugar a la pérdida y a la formación de nuevos compuestos. Además, de forma individual no todos los fenoles se ven afectados de la misma manera, existiendo diferencias en su comportamiento durante el proceso de deshidratación, lo que indica la existencia de diferentes mecanismos de modificación de fenoles (Blanda et al., 2009; Almeida et 
al., 2015).
Figura 4. Comparación de parámetros sensoriales de las formulaciones realizadas según el diseño de experimentos.
Para una caracterización completa del producto final deshidratado se realizaron análisis nutricionales de mismo (Tabla 1). El producto obtenido se caracteriza por tener un contenido medio energético de 156 Kcal/100 g. Cabe destacar el elevado contenido en fibra dietética presente (6.9%) (Reglamento CE 1924/2006) y un alto contenido en inulina (10%). La cantidad de inulina diaria recomendada necesaria para obtener efectos fisiológicos beneficiosos (incremento de la frecuencia de deposiciones) es de 12 g (EFSA NDA Panel, 2015), por lo que la ingesta de 100 g de ciruela deshidratada aportarían más del 80% de la cantidad diaria recomendada.Figura 3. Comparación del contenido relativo (%) en antocianinas, ácidos hidroxicinámicos, flavonoles y flavan-3-oles en la fruta fresca (A) y en la fruta deshidratada (B).
Tabla 1. Caracterización nutricional y contenido en compuestos bioactivos de la ciruela deshidratada
Conclusiones
Mediante el proceso de deshidratación osmótica obtenemos productos con una Aw adecuada para asegurar su estabilidad microbiológica, que junto con el alto contenido en inulina y compuestos fenólicos, unido a la ausencia de azúcares añadidos hacen de este producto una alternativa interesante para satisfacer las necesidades de los consumidores actuales.
En general, el producto presenta propiedades saludables tanto desde el punto de vista funcional como nutricional. El contenido en fenoles totales obtenido fue elevado, confirmando así que la deshidratación osmótica es un proceso respetuoso con la fruta. El perfil de compuestos fenólicos mostró la presencia de compuestos con altas propiedades antioxidantes como las antocianinas.
Nutricionalmente puede ser considerado como fuente de fibra (según lo dispuesto en el Reglamento 1924/2006), un contenido en hidratos de carbono y un aporte energético medio debido principalmente a la ausencia de azúcares añadidos, y un contenido elevado en inulina, reconocido agente prebiótico. Todas estas cualidades hacen de él un producto con alto interés por el consumidor actual.
Agradecicimientos
Al proyecto INNOACE, Innovación abierta e inteligente en la EUROACE, cofinanciado por FEDER, a través del programa POCTEP y a la Junta de Extremadura a través de las Ayudas a Grupos de Investigación (FEDER) (AGA002).
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