Grupo UTN BIOTEC (Grupo de Investigación en Biotecnología y Alimentos)

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    Residuos agroindustriales como fuente de bioingredientes : su utilización para el desarrollo de nuevos alimentos
    (Universidad Nacional de Entre Ríos (UNER), 2024-08-21) Giménez, Cecilia Gabriela; María Victoria, Traffano Schiffo; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodríguez, Silvia Del Carmen; Sosa, Carola Andrea
    La elaboración de alimentos fortificados es un área de creciente interés en la industria alimentaria debido a su potencial para contribuir a la mejora de la nutrición en las comunidades, especialmente las más vulnerables. Las batatas (Ipomoea batatas, L.) son una fuente importante de carbohidratos, vitaminas y minerales, y sus subproductos pueden ser aprovechados de manera eficiente para aumentar el valor nutricional de una amplia gama de alimentos. La peridermis de esta raíz es rica en fibra dietaria, importante por su función prebiótica que favorece el equilibrio de la microbiota, fundamental en la digestión de alimentos, producción de vitaminas B y K, y estimulación del sistema inmune. En este trabajo se evaluó la factibilidad de obtener fibra dietaria a partir de subproductos de la producción de batatas, y utilizarla como bioingrediente en la elaboración de confituras para mejorar el perfil nutricional. La fibra dietaria se extrajo del tejido externo de las raíces, utilizando etanol 96%/30°C/44 min y posterior deshidratación a 45 °C durante 22 h. Se ensayaron 2 formulaciones de confituras: con 3 y 5% de fibra dietaria, 50 % de sacarosa y 50 % de edulcorantes sorbitol/stevia (80/20), gelatina, jarabe de glucosa, agua, ácido cítrico, esencia de frutilla. Se aplicó un análisis sensorial cualitativo descriptivo (QDA) con 10 jueces entrenados, quienes evaluaron los atributos adhesividad, arenosidad y gomosidad, utilizando una escala de 1 a 9, tomando como referencias confituras comerciales con sacarosa y sin adición de fibra. Asimismo, se determinaron los parámetros fisicoquímicos y nutricionales: actividad de agua (aw) - con equipo AquaLab, humedad (Xw) - método AOAC 930.15, 2000, parámetros de color (L*, a*, b*) - colorímetro Minolta CIELab, contenido de fibra bruta (FB) - Método químico gravimétrico, contenido de polifenoles totales (PFT) – método de Folin Ciocalteu, y actividad antioxidante (CA) - método de FRAP. Según los resultados arrojados por el QDA, las confituras con 5% de fibra presentaron mayor adhesividad (5,2±0,2) y arenosidad (5,0±0,6) que las del 3% (3,0±0,3 y 3,0±0,6, respectivamente) (p<0,05), mientras que el atributo gomosidad fue similar (p>0,05) para ambas formulaciones (1,5±0,4). Cabe destacar que, estos atributos estuvieron en un rango medio-bajo con respecto a las confituras utilizadas como referencias. Para los parámetros fisicoquímicos, no se encontraron diferencias significativas (p>0.05) entre ambas confituras, siendo aw= 0,83±0,43, Xw=19.39±0.18 kgH20/kgms, L*=34,76±0,76, a*= 4,42±0,99, b*= 4,14±0,66; FB= 0,34±0,05 %; PFT= 0,062±0,003 gác.G./L, como promedios entre ambas. Sin embargo, las muestras con mayor contenido de fibra (5%) exhibieron una mayor CA (p<0.05), siendo dicho valor de 68,13±4,68 mgFeSO4.7H2O/100gmuestra, comparado con 42,41±3,37 mgFeSO4.7H2O/100gmuestra para 3%. Con relación a Xw y aw exhibidas por ambas formulaciones, sugieren la baja probabilidad de desarrollo de bacterias, siendo necesario ensayos de vida útil para corroborarlo. En conclusión, se pueden elaborar confituras fortificadas con 3 y 5% de fibra dietaria extraída de cáscaras de batata, con atributos sensoriales y fisicoquímicos característicos de las confituras comerciales típicas, con sustancial aporte de compuestos bioactivos, resaltando el aprovechamiento de subproductos de la actividad agroindustrial regional.
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    Determinación de las condiciones óptimas de extracción de fibra dietaria a partir de batatas (Ipomoea batatas, L.)
    (2021-12-13) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia Del Carmen; Sosa, Carola Andrea
    En el Nordeste argentino (NEA), se dispone de una amplia y poco explotada producción de materias primas ricas en fibra dietaria (FD), como es el caso de las batatas (Ipomoea batatas, L.). La FD es un componente importante, tanto por los efectos benéficos en la salud, como por las aplicaciones en la industria alimentaria. El proceso de obtención consiste en la remoción de ésta de la matriz en la que se encuentra y la optimización de las condiciones de extracción es un factor muy importante debido a que afecta a las propiedades funcionales y tecnológicas. El objetivo de este trabajo fue estudiar el efecto de los parámetros: temperatura de solvente (T), tiempo de contacto (t), ratio solvente/matriz (S/M), y matriz (M) (cáscara, pulpa y mix cáscara + pulpa), en el rendimiento de extracción de FD mediante un método térmico utilizando etanol 96% como solvente.
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    Optimización del proceso de extracción de fibra dietaria a partir de mandiocas (Manihot esculenta) autóctonas de la región del nordeste argentino
    (2023-10-04) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, Maria Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia; Sosa, Carola Andrea
    La mandioca (Manihot esculenta), es una raíz tuberosa consumida en muchas partes del mundo y producida ampliamente en el Nordeste argentino (Chaco, Corrientes, Formosa y Misiones). Es una fuente significativa de fibra dietaria (FD), por lo que la extracción de este componente y su posterior incorporación a alimentos agregaría valor a la producción regional. La FD (principalmente celulosa, hemicelulosa y pectinas) puede ser soluble o insoluble en agua. La primera, es importante en la digestión humana ya que se hincha y forma un gel que afecta la viscosidad del contenido intestinal, ralentiza la absorción de nutrientes y brinda saciedad por más tiempo. Por su parte, la fibra insoluble, es más resistente a la descomposición durante la digestión, ayuda a aumentar el volumen de las heces y acelera el tránsito intestinal, previniendo el estreñimiento. En este trabajo, se propone optimizar el proceso de extracción de FD a partir de mandiocas, mediante un diseño de superficie de respuesta. Para ello, las raíces se lavaron y pelaron; la pulpa se laminó y la cáscara se cortó en cuadrados. Luego, ambas matrices se maceraron con etanol 96° (durante tiempos establecidos en el diseño), se filtró con un lienzo y se secó con convección forzada de aire a 45 °C durante 24 h. Seguidamente, se redujo el tamaño y tamizó con malla ASTM 35 (500 μm). Para la evaluación de los parámetros de extracción se utilizó el software Design-Expert (modelo de Box-Behnken), y se evaluó el efecto de los factores: ratio solvente/matriz (A): 1/1, 3/1, 5/1; temperatura del solvente (B): 30, 45, 60 °C; tiempo (C): 10, 35, 60 min; y tipo de matriz (D): pulpa, cáscara, mix pulpa-cáscara. Las variables respuestas evaluadas fueron: capacidad de retención de agua (WHC), capacidad de retención de aceite (OHC), capacidad de hinchamiento (SC); capacidad antioxidante (CA), y contenido de polifenoles totales (PFT). El modelo implicó 29 corridas y del análisis de datos se observó que SC se ajustó a un modelo 2FI (R2 = 0,8056), siendo significativas (p<0,05) A y C; WHC se ajustó a un modelo lineal (R2 = 0,8074), y OHC a un modelo cuadrático (R2 = 0,9339), siendo significativas (p<0,05) A, C y D, en ambos casos. Por su parte, CA se ajustó a un modelo cuadrático, con R2 = 0,8678 para DPPH*+ y 0,8790 para FRAP; al igual que los PFT con R2 = 0,8352, siendo las variables significativas (p<0,05): B para DPPH*+, D para FRAP, C y D para PFT. Finalmente, el modelo se validó para determinar las condiciones que maximizan las variables respuestas, con una deseabilidad de 0,867: ratio solvente/matriz 1/1; temperatura del solvente 30 °C; tiempo 18 min y matriz cáscara. Este trabajo contribuyó a desarrollar un proceso óptimo de extracción de FD que maximiza las propiedades tecnológicas y funcionales de la misma, obteniéndose un ingrediente alimentario a partir de las cáscaras de mandioca, dándole utilidad a las mismas ya que en general se desechan, y con alto potencial para ser incorporado a alimentos saludables.
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    Formulación de gomitas con adición de fibra dietaria extraída de residuos de batatas como bioingrediente
    (2023-10-04) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, Maria Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia; Sosa, Carola Andrea
    Los caramelos blandos tipo gomitas, son consumidos frecuentemente por un amplio sector de la población y se caracterizan por poseer un alto contenido de azúcares y aditivos artificiales. Sin embargo, el creciente interés de los consumidores en una alimentación saludable ha incentivado el estudio de alternativas en el uso de ingredientes naturales, y reducidos en calorías. En este contexto, los frutos de batata (Ipomoea batatas, L.) producidas en el Nordeste Argentino, se constituyen como una excelente fuente de fibra dietaria (FD), capaces de ser incorporadas como ingrediente natural en diferentes tipos de formulaciones. En el diseño de nuevos alimentos, el Análisis Descriptivo Cualitativo (QDA) es una metodología útil, basada en la caracterización y cuantificación de los atributos sensoriales, por parte de un panel de jueces entrenados. En el presente trabajo, se presenta la formulación de gomitas fortificadas con FD extraída de cáscaras de batata, con adición de endulzantes no calóricos, haciendo uso de un QDA. La FD se obtuvo mediante un proceso optimizado con una superficie de respuesta. Las condiciones de extracción se determinaron por el modelo de Box-Behnken (29 corridas). Como solvente de extracción se utilizó etanol 96% y se ensayaron diferentes matrices: pulpa, cáscaras y mix pulpa-cáscara. Los factores evaluados fueron: ratio solvente/matriz: 1/1, 3/1, 5/1; temperatura del solvente: 30, 45, 60 °C; tiempo de tratamiento: 10, 35, 60 min; y matriz. Las variables respuestas fueron: capacidad de retención de agua y aceite, capacidad de hinchamiento; capacidad antioxidante y contenido de polifenoles totales. El modelo se validó mediante la función deseabilidad, que arrojó las condiciones óptimas de extracción. El panel de jueces se constituyó con 8 mujeres y 2 varones, y para el entrenamiento se llevaron a cabo 4 sesiones de 1 hora cada una, donde se acordaron los parámetros a evaluar (dureza, elasticidad, gomosidad, masticabilidad, adhesividad, arenosidad, color, sabor ácido, sabor dulce), el vocabulario, la escala y las referencias a utilizar en cada caso. Para el ensayo del QDA, se presentaron caramelos elaborados con 3 y 5% de FD, y proporciones de sacarosa edulcorantes (stevia-sorbitol 80-20): 50-50, 60-40 y 70-30. Según el QDA, se observó que las muestras con 3% y 5% de FD fueron similares (p<0,05) respecto a dureza, elasticidad, gomosidad, masticabilidad, adhesividad, color, y sabor, contrariamente a lo obtenido para el atributo arenosidad (p>0,05). Por su parte, todas las formulaciones con las proporciones sacarosa-edulcorante evaluadas, exhibieron color, sabor ácido y dulce adecuados, “similares a los caramelos comerciales”, con intensidades elevadas pero agradables. De esta manera, se demostró la utilidad del QDA como herramienta en la formulación de confituras reducidas en calorías, y la posibilidad de utilizar cáscaras de batata como bioingrediente natural para la obtención de alimentos con un mayor aporte de fibra, saludables, y aceptables atributos sensoriales, dándole mayor valor agregado a la producción regional de esta hortaliza.
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    Optimización del proceso de obtención de fibra dietaria a partir de batatas (Ipomoea batatas (L.))
    (2022-10-04) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Rodriguez, Silvia Del Carmen; Sosa, Carola Andrea
    En el Nordeste argentino (Formosa, Chaco, Corrientes y Misiones), se producen batatas en grandes cantidades, y la revalorización de éstas mediante la obtención de aditivos alimentarios como la fibra dietaria (FD) tiene un futuro prometedor. La FD consiste en los polisacáridos vegetales y la lignina que son resistentes a la hidrólisis por las enzimas digestivas del hombre. Se define como un macro constituyente de los alimentos que incluye celulosa, hemicelulosa, lignina, gomas, celulosas modificadas, mucílagos, oligosacáridos, pectinas y sustancias menores asociadas como ceras, cutina y suberina. En este trabajo, se realizó un diseño de superficie de respuesta con el objetivo de optimizar el proceso de obtención de FD a partir de la pulpa, cáscara y mix (pulpa-cáscara) de batatas, y la extracción con etanol, mediante el software Design-Expert aplicando el modelo de Box-Behnken, para evaluar el efecto de cuatro factores sobre las propiedades de la fibra: ratio solvente/matriz (A) 1/1, 3/1 y 5/1; temperatura del solvente (B) 30, 45 y 60 °C; tiempo de extracción (C) 10, 35 y 60 min; y matriz (D) pulpa, cáscara y mix pulpa-cáscara. Las variables respuestas evaluadas para la optimización del proceso fueron: rendimiento, capacidad de retención de agua (WHC), y capacidad de retención de aceite (OHC). Luego de la extracción con solvente se secó con convección forzada de aire a 45 °C durante 24 horas, seguido de una molienda en molino eléctrico y tamización con malla ASTM 35 (500 µm). El modelo implicó 29 corridas y mediante los resultados del análisis de los datos se observó que el rendimiento se ajustó a un modelo 2FI (R2 = 0,8805), siendo significativa la interacción BD (p<0,05). Por otra parte, WHC y OHC se ajustaron a un modelo cuadrático con R2 = 0,8867 y R2 = 0,8624 respectivamente, siendo en ambos casos, significativa la variable D, y la interacción AD (p<0,05). En conclusión, la optimización buscó maximizar el rendimiento, WHC y OHC, siendo las siguientes condiciones las que cumplirían con esta optimización: ratio solvente/matriz 5/1; temperatura del solvente 57 °C; tiempo de extracción 38 min y matriz cáscara. Si bien se pudieron determinar las condiciones para maximizar las respuestas ensayadas, más pruebas son necesarias realizar para confirmar y validar las predicciones del modelo. Esta investigación fue financiada por SECyT-UTN-FRRe (Secretaría de Ciencia y Tecnología, Universidad Tecnológica Nacional, Facultad Regional Resistencia) y PID UTN-FRRe (proyecto ALUTIRE0004517TC).
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    Development of a bioactive sauce : effect of the packaging and storage conditions
    (2022-04-26) Giménez, Cecilia Gabriela; Traffano Schiffo, María Victoria; Sgroppo, Sonia Cecilia; Sosa, Carola Andrea
    Consumers’ interest in a high-quality healthy diet is creating a growing trend in the food industry, focusing on the design and development of new products rich in bioactive compounds. This work involves the formulation of a vegetable sauce obtained from a mixture of pumpkin and pepper, the study of the evolution of bioactive compounds, quality and sensory parameters during storage at 4 and 25 °C, the influence of the packaging materials (PVC, PE/PA, and PS), and the migration degree. Antioxidant activity, polyphenols, carotenoids, and brown pigments contents were studied at 25 °C. Overall migration of the containers and the evolution of the physicochemical parameters and sensory attributes of the sauce were analyzed. All plastic materials showed an overall migration lower than the limit of EU and Mercosur Regulations. PVC better preserved polyphenols, antioxidant activity, and carotenoids until 50, 10, and 30 days, respectively, and lower development of brown pigments was observed. Higher storage temperatures favored undesirable changes in sensory attributes before 50 days of storage. PVC can be used to achieve greater conservation of the sensory attributes of sauce, regardless of the storage temperature. It could be considered the best material to preserve the bioactive properties and sensory attributes of the sauce until 30 days.
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    Efectos en el color de gummies de batatas con recubrimiento comestible adicionado de sorbato de potasio
    (2016-11-03) Vergara, Liliana Edith; Giménez, Cecilia Gabriela; Cerviño, Verónica Fátima; Sosa, Carola Andrea; Sgroppo, Sonia Cecilia
    La confituras tipo gummies son productos ampliamente consumidos por niños y adultos, por lo que su desarrollo a partir de vegetales es una alternativa para promover una alimentación saludable y una potencial mejora en la economía regional. Asimismo el empleo de recubrimientos comestibles representa una opción válida para la protección de los alimentos y prolongar su vida de anaquel. En las gummies elaboradas a base de batatas pueden ocurrir cambios de color por reacciones de pardeamiento entre los azúcares y aminoácidos, ya que la batata tiene cantidades importantes de lisina. También participarían de estas reacciones compuestos malonaldehídos originados por degradación auto-oxidativa del conservante sorbato de potasio (SK) adicionado al recubrimiento de las confituras. En el presente trabajo se estudiaron los cambios en las propiedades de color de confituras tipo gummies de batatas, conservadas con un recubrimiento comestible adicionado de SK, durante 80 días de almacenamiento a temperatura ambiente. Las gummies fueron elaboradas en base a puré de batatas, sacarosa, glucosa y miel y gelificadas con gelatina de grado alimenticio. Como alternativa para asegurar su estabilidad a temperatura ambiente, se aplicó un recubrimiento comestible a base a almidón de mandioca (2,5g/100mL), antimicrobiano sorbato de potasio (1,0 y 2,0 g/100mL) y glicerol (2,5g/100mL). La selección de la concentración del antimicrobiano se efectuó previamente en base al control del desarrollo de mohos superficiales. El contenido de pigmentos pardos se realizó por lectura de absorbancia (λ=320 nm). Con un colorímetro se obtuvieron las coordenadas L*, a* y b*, a partir de las cuales se calcularon saturación (C*), ángulo (H*) y cambio de color total (ΔE*). Se aplicó un análisis sensorial descriptivo (QDA) con un panel de 8 jueces entrenados utilizando una escala numérica no estructurada, anclada en los extremos. Los ensayos se realizaron con dos repeticiones. Se determinó el orden de la reacción de los cambios de color por regresión lineal utilizando el paquete estadístico de Microsoft Excel y se aplicó un ANOVA para α= 0,05. Los resultados obtenidos mostraron que el contenido en pigmentos pardos aumentó durante el almacenamiento (p=0,0433), independientemente de las concentraciones de SK aplicadas (p=0,1). El ΔE* fue mayor al día 20, variando de 0 a 4,38 para 1%SK, tendiendo a permanecer constante hasta el día 80. Sin embargo la variación fue menor para 2%SK (de 0 a 2,10), mostrando una tendencia creciente hacia el final del ensayo. La velocidad del cambio de color total durante el almacenamiento siguió una cinética de primer orden para ambas concentraciones (R2=0,92 y 0,99 para 1 y 2% respectivamente). Sensorialmente, el panel percibió un aumento progresivo de color hasta el día 40 (p<0,008), alcanzando un puntaje 6,5, permaneciendo luego invariable hasta el final, para ambas concentraciones (p=0,564). En conclusión, en las condiciones de estudio las gummies tuvieron un cambio de color como consecuencia del tiempo de almacenamiento siendo mayor la diferencia a los 40 días. Los resultados del QDA fueron coincidentes con las mediciones fisicoquímicas realizadas, comprobándose su utilidad como herramienta para detectar modificaciones durante el almacenamiento de alimentos