Efecto de la homogenización a ultra alta presión en caldo de pescado

Abstract

L’objectiu de la tesi va ser elaborar un brou de peix estàndard, de gran interès pel seu valor nutritiu i perquè s’utilitzen subproductes de la pesca i restes de peix, amb la finalitat d’aconseguir la seva estabilització física, química i microbiològica mitjançant l’aplicació de la tecnologia d’homogeneïtzació a ultra alta pressió (UHPH), com a tecnologia alternativa als tractaments per calor com la ultra alta temperatura (UHT). Els estudis realitzats van ser: 1) Elaborar sensorialment una fórmula estandarditzada de brou de peix, basada en el perfil olfacte-gustatiu i el seu cost econòmic; 2) determinar l’efecte de l’aplicació de tractaments UHPH a 300 MPa a temperatures d’entrada (T0) entre 45 i 75 ºC, en relació a l’estabilitat microbiològica, física i sensorial i 3) avaluar la vida útil dels brous de peix tractats a dues T0 de 75 i 85 ºC, i conservats a temperatura ambient durant 135 dies, determinant l’evolució de les seves característiques físiques, químiques i microbiològiques de dos brous de peix, un basat en la formulació estàndard (CPS) i un altre amb l’addició de proteïna de peix fins a un 2%. A més, es va realitzar la comparació de l’efecte UHPH a 75 ºC al brou CPS, respecte al tractament UHT d’homogeneïtzació-esterilització tèrmica. En el primer estudi després de l’avaluació a la contribució organolèptica de les diferents matèries primeres, sobretot del peix, però també dels vegetals, condiments i espècies, el brou amb millors característiques organolèptiques, i més econòmic contenia, essencialment, peix amb 45% amb cap de rap i de roca en la mateixa proporció. El contingut en proteïna, lípids, minerals i components antioxidants va ser l’adequat per a aquest tipus de producte, fins i tot va ser superior al brou comercial. Al segon estudi, el brou de peix tractat per UHPH va ser estable físicament, amb una reducció de la mida de partícula, encara que va augmentar la lluminositat i va disminuir el color groc en incrementar la temperatura d’entrada del tractament UHPH. Als tractaments UHPH amb T0 entre 55 i 65 ºC, es va aconseguir una reducció de la microbiota, encara que per a la seva conservació es requereix refrigeració. No obstant això, en els tractaments amb T0 de 75 ºC, el brou de peix va ser microbiològicament estèril, i sensorialment no es van apreciar diferències en la impressió general respecte al brou no tractat. A l’últim estudi, es va avaluar l’estabilitat de dos brous de peix CPS i CPSP conservats a temperatura ambient. Els tractaments UHPH no van afectar el valor nutritiu dels brous de peix, i es va mantenir el perfil d’àcids grassos. No es van apreciar diferències estadísticament significatives en els paràmetres indicadors de la degradació oxidativa dels lípids després del tractament UHPH o UHT, encara que es van observar diferències en funció del contingut en proteïnes del brou, que inicialment va presentar una degradació lipídica més gran. Durant la seva conservació van augmentar els compostos fluorescents a la fase aquosa, possiblement a causa de la reacció de compostos formats durant l’oxidació de lípids, i compostos aminats lliures del brou de peix, que va tenir com a conseqüència un augment de la tonalitat groguenca. Respecte l’estabilitat col·loïdal, després dels tractaments UHPH es va produir una disminució de la mida de partícula, que va permetre l’estabilitat del brou CPS durant els 135 dies de conservació, no així al brou CPSP. No es van observar diferències després dels tractaments UHPH i UHT en els diferents paràmetres, inclosa l’anàlisi sensorial, excepte en la distribució de partícules, per la qual cosa caldria fer un estudi de vida útil en brou de peix tractat per UHT per confirmar aquests resultats.

El objetivo de la tesis fue elaborar de forma estandarizada un caldo de pescado, de gran interés por su valor nutritivo y porque se utilizan subproductos de la pesca y descartes, con la finalidad de conseguir su estabilización física, química y microbiológica mediante la aplicación de la tecnología de homogenización a ultra alta presión (UHPH), como tecnología que puede ser una alternativa a los tratamientos por calor como la ultra alta temperatura (UHT). Los estudios realizados fueron: 1) Elaborar sensorialmente una fórmula estandarizada de caldo de pescado, basada en el perfil olfato-gustativo y su coste económico; 2) determinar el efecto de la aplicación de tratamientos UHPH a 300 MPa a temperaturas de entrada (T0) entre 45 y 75 ºC, en cuanto la estabilidad microbiológica, física y sensorial y 3) evaluar la vida útil de los caldos de pescado tratados a dos T0 de 75 y 85 ºC, y conservados a temperatura ambiente durante 135 días, determinando la evolución de sus características físicas, químicas y microbiológicas de dos caldos de pescado, uno basado en la formulación estándar (CPS) y otro con la adición de proteína de pescado hasta un 2%. Además, se realizó la comparación del efecto UHPH a 75 ºC en el caldo CPS, respecto al tratamiento UHT de homogenización-esterilización térmica. En el primer estudio tras la evaluación en la contribución organoléptica de las diferentes materias primas, sobre todo del pescado, pero también de los vegetales, condimentos y especias, el caldo con mejores características organolépticas, y más económico contenía, esencialmente, pescado con 45% con cabeza de rape y de roca en la misma proporción. El contenido en proteína, lípidos, minerales y componentes antioxidantes fueron los apropiados para este tipo de producto, incluso fueron superiores al caldo comercial. En el segundo estudio, el caldo de pescado tratado por UHPH fue estable físicamente, con una reducción del tamaño de partícula, aunque aumentó la luminosidad y disminuyó el color amarillo al incrementar la temperatura de entrada del tratamiento UHPH. En los tratamientos UHPH con T0 entre 55 y 65 ºC se consiguió una reducción de la microbiota, aunque para su conservación se requiere refrigeración. Sin embargo, en los tratamientos con T0 de 75 ºC, el caldo de pescado fue microbiológicamente estéril, en el sensorialmente no se apreciaron diferencias en la impresión general respecto al caldo no tratado. En el el último estudio, se evaluó la estabilidad de dos caldos de pescado CPS y CPSP conservados a temperatura ambiente. Los tratamientos UHPH no afectaron al valor nutritivo de los caldos de pescado, manteniéndose el perfil de ácidos grados. No se apreciaron diferencias estadísticamente significativas en los parámetros indicadores de la degradación oxidativa de los lípidos tras el tratamiento UHPH o UHT, aunque se observaron diferencias en función del contenido en proteínas del caldo que de inicio presentó una mayor degradación lipídica. Durante su conservación aumentaron los compuestos fluorescentes en la fase acuosa, posiblemente como consecuencia de la reacción de compuestos formados durante la oxidación de lípidos, y compuestos aminos libres del caldo de pescado, que tuvo como consecuencia un aumento hacia el color amarillo. Respecto a la estabilidad coloidal, tras los tratamientos UHPH se produjo una disminución del tamaño de partícula, que permitió la estabilidad del producto en el caldo de pescado estándar durante los 135 días de conservación, no así en el caldo CPSP. No se observaron diferencias tras los tratamientos UHPH y UHT en los diferentes parámetros, incluso en el análisis sensorial, excepto en la distribución de partículas, por lo que sería necesario realizar un estudio de vida útil en caldo de pescado tratado por UHT para confirmar estos resultados.

This doctoral dissertation focuses on standardizing a fish broth ready for consumption, of great interest for its nutritional value and because by-products of fishing and discards are used. Ultra-high-pressure homogenization technology (UHPH) was applied to achieve physical, chemical, and microbiological stabilization of fish broths as an alternative to ultra-high temperature (UHT). The studies carried out were: 1) Elaborate and sensorily select a standardized fish broth formula, based on the olfactory-gustatory profile and its economic cost; 2) determine the effect of the application of UHPH treatments at 300 MPa at inlet temperatures (T0) between 45 and 75 ºC, regarding the microbiological, physical and sensory stability of the fish broth and 3) Evaluate the shelf life of the broths of fish treated at two T0 75 and 85 ºC, and preserved at room temperature for 135 days, determining the evolution of their physical, chemical and microbiological characteristics of two fish broths, one based on the standard formulation (CPS) and another with the addition fish protein up to 2%. In addition, the comparison of the UHPH effect at 75 ºC in the CPS was made, concerning its commercial counterpart, the UHT treatment of thermal homogenization-sterilization (18+4 MPa, 142 ºC 6 s) The first study focused on evaluating the relevance of the different raw materials on the organoleptic quality, especially of fish, but also vegetables, condiments, and spices. The fish broth with the best organoleptic characteristics, and the most economical, contained fish with 45% with head monkfish and rockfish in the same proportion. The protein, lipids, minerals, and antioxidant components were appropriate for this product, and they were even higher than the commercial broth. In the second study, the UHPH broth was stable with a reduction in the particle size but increased luminosity and decreased yellow colour with increasing inlet temperature. UHPH treatments with inlet temperatures between 55 and 65 ºC, a noticeable reduction of the microbiota was achieved, although refrigeration was required for its conservation. However, with UHPH treatments at T0 of 75 ºC, the fish broth was microbiologically sterile. Despite the differences observed in the instrumental colour, sensory differences were not appreciated in the general impression of harmony between taste, aroma, viscosity. Finally, the latest study focused on evaluating the stability of two CPS and CPSP fish broths preserved at room temperature. UHPH treatments did not affect the nutritional value of the fish broths, maintaining the fatty acid profile. Despite this, although no statistically significant differences were observed in the parameters indicating the oxidative lipid degradation after the UHPH or UHT treatment, differences were observed depending on the protein content of the broth, which initially presented higher lipidic degradation. The fluorescent compounds in the aqueous phase increased during its conservation, possibly due to the reaction of compounds formed during the oxidation of lipids and free amino compounds of the fish broth, which increased the yellow colour. Regarding colloidal stability, after the UHPH treatments, a decrease in particle size was obtained. This fact allowed that CSP broth remained physically stable during the 135 days of conservation. However, the CPSP broth was unstable at 45 days of storage. No differences were observed after UHPH and UHT treatments in the different parameters, but a shelf-life study would be necessary to reaffirm these results.