Producción y caracterización de bebidas funcionales obtenidas por fermentación de zumos de frutas con gránulos de kéfir

Resum

En la actualidad, existe una creciente demanda por bebidas con componentes funcionales activos, con propiedades que promueven el bienestar y sobre todo por aquellos que contienen microorganismos probióticos (especialmente bacterias y levaduras). El kéfir es ampliamente conocido como una excelente fuente de probióticos, con potenciales efectos beneficiosos para la salud. Es una bebida obtenida a partir de la fermentación de leche con gránulos de kéfir, presenta un sabor característico, por una mezcla de ácido láctico, etanol, dióxido de carbono y aromas como el acetaldehído y la acetoína. Los gránulos están formados por una asociación microbiana compleja entre bacterias y levaduras que viven en simbiosis, pero el consumo de bebidas kefiradas es limitado para veganos, consumidores alérgicos o intolerantes a la lactosa. Aunque para la producción de kéfir, ha sido habitual el uso de leches, en los últimos años se han ensayado otros sustratos (leches de soja y cacahuetes, pulpas de cacao y nuez, suero de leche entero, etc.) para la producción de diferentes bebidas kefiradas no lácteas, lo cual sugiere que otros sustratos de fermentación pueden ser utilizados para la producción potencial de una nueva bebida funcional. Por otro lado, Galicia es el primer productor de kiwi “Hayward” que ha ganado aceptación a nivel de nacional e internacional, por ser una importante fuente de vitamina C y el aumento detectado en el mercado mundial, incluido España, de uvas de mesa, es alentador, cuyos efectos beneficiosos para la salud han sido ampliamente probados, por lo tanto, la heterogénea composición microbiológica del gránulo de kéfir y la propia composición química del kiwi y de las uvas blancas y tintas de mesa, ha sido utilizados en el presente estudio para la producción potencial de una nueva bebida funcional. El objetivo principal de la presente memoria es la producción y caracterización de la composición química y volátil de bebidas kefiradas funcionales con propiedades potencialmente probióticas, a partir de la fermentación de zumos de kiwi y uvas de mesa blancas y tintas, en comparación con las bebidas obtenidas por fermentación espontánea de los zumos de fruta y el tradicional kéfir de leche. Las condiciones de fermentación para las bebidas de kiwi fueron, en zumo sin centrifugar incubado en estático con gránulos de kéfir, o con agitación a 150 rpm, y zumo centrifugado a 150 rpm. El kéfir tradicional se produjo utilizando leche entera UHT como sustrato en fermentaciones sin agitación y las bebidas kefiradas de uvas blancas y tintas de mesa fueron obtenidas a partir de la fermentación estática del zumo centrifugado de las frutas. Las fermentaciones de los diferentes sustratos para obtener las diferentes bebidas kefiradas se llevaron desarrollando cuatro subcultivos consecutivos de 24 h cada uno. Se realizaron también fermentaciones con pases consecutivos de 48 h en leche entera y zumo de kiwi para determinar el efecto del tiempo de incubación en los perfiles químicos y aromáticos de estas bebidas. Todas las bebidas obtenidas se caracterizaron en cuanto a su composición química: concentración (g/L) de lactosa (L), glucosa (G), fructosa (F), azúcares totales (AT), nitrógeno total (NT), proteínas solubles (Pr), pH, biomasa, actividad antibacteriana total, ácidos orgánicos y alcoholes; y su contenido en unidades formadoras de colonias (UFC) de bacterias lácticas y acéticas y levaduras. En la composición volátil de las bebidas kefiradas se identificaron un total de 168 compuestos, a través de la microextracción en fase sólida (SPME) y cromatografía de gases (GC-MS), cuya eficacia se comparó con la del método de extracción líquido-líquido. Posteriormente se calcularon los valores de actividad de aroma (OAV) para cada bebida y se distribuyeron en diferentes series aromáticas: frutal, floral, microbiológica, herbácea, especies, balsámico, empireumática y químico. Adicionalmente, se analizó el efecto de la agitación (A) y el peso del gránulo (PG) sobre la composición química y volátil de la bebida kefirada de kiwi, utilizando la metodología del modelado empírico y de superficies de respuesta. Los resultados demostraron que tanto la composición química y volátil de esta bebida depende significativamente (P < 0,05) de las variables A y PG. Finalmente, las composiciones volátiles de las diferentes bebidas se compararon utilizando el análisis de componentes principales y de formación de clusters, para determinar similitudes y diferencias entre ellas. Con las cuatro bebidas kefiradas (leche entera, kiwi, uvas de mesa blancas y tintas) obtenidas en un subcultivo de 24 h sin agitación, se llevó a cabo un análisis sensorial para realizar una aproximación de la apreciación de sus perfiles aromáticos, su valoración y posible aceptación, utilizando un panel especializado y otro no especializado (consumidor). Los resultados mostraron que las bebidas kefiradas de frutas poseen una composición química y volátil y unas características organolépticas propias y diferentes a las del tradicional kéfir de leche.