EL SABOR DE FRUTAS Y HORTALIZAS

PRODUCTOS NATURALES, VOL. 1
COPYRIGHT (C) 1992 UAH-IZTAPALAPA
ISBN 970-620-131-9
EL SABOR DE FRUTAS
HORTALIZAS
Departamento
Apdo.
Postal
de Biotecnolog
55-535,
Y
r a, UAM-Iz tapalapa.
C.P. 09340,
Mexico,
D.F.
El sabor es de gran importancia para la calidad de los
alimentos.
Es
un
complejo
de
sensaciones
actuando
simultaneamente sobre el cerebro.
Los componentes del sabor
son muy numerosos y dificiles de comprender. Sin embargo, se
pueden dividir en dos principales; el paladar y la aroma. El
paladar se divide en cuatro sensaciones muy identificadas;
dulce, acido, salado y amargo (0 agrio). Sin embargo, se piensa
que el aroma consiste de cientos de sensaciones y ninguna esta
identificada. Las frutas y hortalizas producen cientos de
compuestos volatiles, pero pocos son importantes para su aroma.
Existe
suficiente
conocimiento
sobre
la sintesis
y
el
metabolismo de los agentes-causantes del paladar en f~utas y
hortalizas pero hay muy poco sobre los volatiles aromaticos. Un
gran n6mero de factores en pre- y postcosecha influyen en el
sabor de frutas y hortalizas. Es necesario (y de gran interes)
conocer los fundamentos del sabor para poder manipular los
factores de pre- y post-cosecha con el fin de mejorar la
calidad organoleptica de frutas y hortalizas.
Tabla 1. Las 4 percepciones del sabor y los aqentes quimicos
causantes.
/
Amargo 0
Agrio
Acido
Figura 1. La percepci6n
lengua.
de las 4 sensaciones
del paladar
en la
hortalizas producen un gran mlmero de compuestos volatiles.
Ademas de su gran variedad en cada fruta, estos se producen en
cantidades muy
detecci6n
y
bajas
(ppm 0 menos).
cuantificaci6n,
estos
Por
10 tanto, para
compuestos
deben
de
su
ser
condensados por destilaci6n 0 extracci6n. La separaci6n de los
'-
Compuestos
volatiles
cromatografia
normalmente
(normalmente de
se
gases),
lleva
y
cromatografla de gases, espectrometrla
se
acabo
por
identifican
de masas,
por
infrarrojo,
espectroscopia de resonancia magnetica nuclear, etc. Con estas
tecnicas
tan
avanzadas
se
acumu16
en
las
ultimas
cuatro
decadas mucha y muy util informaci6n sobre el sabor aromatico
de
las
frutas
y
hortalizas.
La
lista
de
los
volatiles
encontrados en cada fruta es muy larga, hasta mas de 200. Los
compuestos
volatiles
encontrados
en
frutas
y
hortalizas
incluyen varias clases de compuestos qulmicos como: esteres,
alcoholes,
aldehidos,
acidos,
cetonas,
acetales,
fenoles,
hidrocarburos, etc.
En
las ultimos
dos
decadas
se
ha
visto
que
no
todos los
volatiles en la fruta son aromaticos 0 son importantes para el
sabor. Los diferentes volatiles de frutas y hortalizas son muy
variable
en
sus
valores
de
detecci6n
de
umbral.
La
cromatografia de gases puede ser muy eficiente y sensible en
la detecci6n de concentraciones muy bajas de estos volatiles.
Es mas
sensible que
la nariz
en
la detecci6n de aquellos
volatiles no aromaticos 0 con muy baja intensidad aromatica,
pero puede ser hasta 10,000 veces menos sensibles que la nariz
para detectar volatiles aromaticos. Actualmente existe un gran
interes en desarrollar
tecnicas
que
utilizan
la nariz
para
detectar volatiles aromaticos. El primer trabajo de este tipo
en frutas fue hecho por Guadagni y colaboradores en los afios
s quienes
1960'
entrenaron panelistas para detectar volatiles
de una de las dos salidas de la columna del cromat6grafo de
gases
(Fig. 2). Este salida esta conectada
al detector
del
eromat6grafo, en donde cada vez que se aparece un compuesto
(un pico en el registrador), el panelista
puede detectar si
este compuesto es aromatico y tambien se puede caracterizar el
aroma de dicho compuesto. Al detectar un area aromatica esta
puede ser aislada,
concentrada
e
identif icada quimicamente.
Con esta tecnica Guadagni y colaboradores
(1966)
encontraron
que los compuestos aromaticos mas importantes para el aroma y
el sabor de un concentrado de manzana son el 2-metilbutanoato
de
etilo,
el
hexanal
y
el
trans-hexenal.
Esta
tecnica
eontribuy6 al conocimiento del sabor de frutas, sin embargo
tuvo
varios
problemas
eromat6grafo detectado
tales
por
como
que
el panelista
el
es
producto
normalmente
del
muy
seeD y esto disminuye la capacidad de detecci6n del panelista.
Ademas al
dividir
el
producto
del
cromat6grafo
entre
el
detector y el panelista se disminuye la eficiencia de los dos
tipos de detecci6n por la dificultad de dividirlos en forma
uniforme
y
tambien
por
la
sineronizar las dos funciones.
dificultad
del
panelista
de
Figura 2. cromatografia
de gases demostrando
la division del
producto para detectar y caracterizar volatiles aromaticos.
Fiqura 3. La tecnica de "charm" para detectar
volatiles aromaticos.
y caracterizar
VOLATILES
Manzana.
AROMATICOS
EN ALGUNAS
FRUTAS
Y HORTALIZAS
De mas de los 300 volatiles producidos por la manzana
solamente son de 20 a 40 los que contribuyen a su aroma. Como
se mencion6 anteriormente Guadagni y colaboradores en el ano
.,
1966
identificaron
tres
volatiles
importantes;
el
2-
metilbutanoato de etilo con una detecci6n de umbral de 0.001
ppm, el hexenal con una detecci6n
de umbral de
0.05 ppm y
trans-hexenal con una detecci6n de umbral de 0.017 ppm.
Sin
embargo
los
con
la
tecnica
de
"Charm"
se
encontr6
que
volatiles importantes para esta fruta son mas y que la mayoria
son
de
esteres
de
cadena
corta
con
pocos
aldehidos
alcoholes. Nuestra investigaci6n (Yahia, et al.,
que
el
como
2-metilbutanoato
el
volatil
mas
de
etilo,
importante
en
considerado
el
aroma
y
1991) indic6
por
de
Guadagni
la manzana
(Character-impact volatile), no es muy significativo para el
aroma de la fruta fresca sino que es un producto ~e su manejo
postcosecha
como durante largos tiempos
de almacenamiento
y
procesamiento.
Platano.
Los
volatiles
aromaticos
mas
importantes
en
el
platano son esteres de cadena corta como el acetato de butilo,
acetato de isopentilo, acetato de pentilo, acetato de hexilo,
butirato
de
butilo
y
butirato
de
pentilo.
Existen
otros
compuestos de importancia como el eugenol, el o-metil eugenol
y la elimicina.
Uvas.
Normalmente la uva vi tis
vinifera
(la uva euoropea) no
tiene un aroma muy intenso. En este tipo de uva parece que los
volatiles mas importantes son alcoholes. Sin embargo, la uva
vitis
Labrusca,
como la variedad Concord, si tienen un aroma
muy intenso. En este tipo de uva los compuestos aromaticos mas
importantes son el antranilato de metilo y B-demascenona.
La
ci tricos.
naranja
Hamlin
madura
produce
compuestos
aromaticos como el ester etilico, etanol, limonina, y otros no
identificados. Sin embargo, el aroma tipico de los citricos se
atribuye a la gran cantidad de aceite que consiste de terpenos
e
hidrocarburos
contenido
terpenos
del
principalmente
aceite
oxigenados
en
(+)limonina
citricos).
(5% del
Sin
contenido
(80-90%
embargo,
del
del
son
aceite)
los
los que
proporcionan el aroma tipico. El aceite en la lima contiene
alrededor del 50% (+)limonina y otros compuestos
importantes
como citral, nootkatone, citropeno y coumarinas como el timol
(Thymol) y el carveol. El aceite en la cascara de la mandarina
contiene alredeador del 68% (+) limonina.
Maracuyi.
Los
compuestos
aromaticos
mas
impprtantes
en
la
maracuya son esteres como el hexanoato de hexilo, butirato de
hexilo, hexanoato de etilo y butirato de etilo.
Tomates.
Se piensa que
los volatiles mas
importantes
de la
aroma en tomate son el n-hexanal, trans-hexenal, cis-hexen-l01 y el 2- y el 3-metil-l-butanol.
Pepino.
La aroma del pepino esta compuesto por los volatiles
nona-3-trans, 6-cis-dien hex-2-enal y non-2-enal.
Cebolla.
por
El aroma de la cebolla esta compuesto principamente
compuestos
que
contienen
azufre
como
el
sulfito
hidr6geno, sulfito de metilo y el sulfito de propilo.
de
Tabla 2. Compuestos volatiles
alqunas frutas y hortalizas
mas
siqnicativos
en el aroma
Platano
verde
maduro
sobre maduro
trans-hexenal
eugenol
isopentanol
Repollo
crudo
cocido
isotiocianato de alilo
disulfato de dimetilo
2-metil-3-etil
pirazina
2,S-dimetil pirazina
B-deascenona,
metilo
antranilato
de
de
enzimaticas no controlados cuando la fruta se corta
especialmente
durante
volatiles primarios
intacto.
Sin
el
procesamiento
de
la
0
se dana,
fruta.
Los
son importantes para el aroma del fruto
embargo,
los
volatiles
secundarios
son
importantes para el aroma de la fruta procesada.
Los
volatiles
enzimaticas
primarios
controladas
se
a
derivan
traves
de
de
varios
lipidos,
reacciones
aminoacidos,
fenoles, etc. Por ejemplo, los acidos grasos pueden producir
alcoholes,
aldehidos,
acidos,
carbonilos,
esteres,
etc.
La
mayoria de las frutas y hortalizas contienen acidos grasos de
hasta 20 atomos de carbono, pero
la mayoraa
son de 16 y 18
atomos de carbonos y las de mayor importancia son el linoleico
y el linolenico.
La figura 4 propone la sintesis de varios acidos a traves de
la oxidaci6n Beta del acido linoleico. La oxidaci6n Beta de
acidos grasos puede generar acidos de cadena corta, los cuales
pueden
ser
saturados,
no
saturados,
B-oxi
acidos
0
B-ceto
acidos. En este caso, los acidos producidos son de cadena par.
Sin embargo, se puede producir tambien acidos de cadena non
con
la
esteres
frutas
oxidaci6n
alfa.
Estos
acidos
pueden
convertirse
a
que son de mayor importancia para el aroma de las
(Figuras
4
y
5).
La
acil
CoA
puede
formarse
directamente a traves de la oxidaci6n de acidos grasos
0
el
catabolismo de aminoacidos, se reduce a aldehidos por acil CoA
reductasa y los aldehidos pueden ser reducidos a alcoholes. La
etapa final es la esterificaci6n de un alcohol y un acil CoA
para
la
formaci6n
de
un
ester
con
la
enzima
acil
CoA
transacilasa.
Existen
varios
evidencias
de
que
opera en frutas. Los acetatos y butiratos
vivo
en
el platano
a esteres
de
este
camino
se convierten
acetatos
y
de
in
butiratos.
Tambien se encontr6 que en la fruta intacta de fresa varios
.,
alcoholes y acidos pueden convertirse a esteres y tambien que
10s aldehidos se reducen en el tejido de la fruta a alcoholes
y se convierten a esteres. Por 10 tanto, la oxidaci6n Beta y
Alfa de
los acidos
grasos puede
formar
volatiles 0 sustratos de volatiles.
un
gran
numero
de
sin embargo, todavia
no
existen evidencias muy directas y mas amplias de que este si
suceda. Por
convierte
ejemplo,
en
forma
en
platano
el
significativa
acido
a
palmitico
volatiles,
no
pero
se
otros
acidos con cadena mas corta (2 a 6 carbonos) si se convierten.
Los aminoacidos 14C leucina y 14c valina se conviertieron en
el
platano
a
respectivamente.
esteres
Se
de
piensa
isopentil
que
esta
e
isobutirato,
conversi6n
es
via
transaminaci6n y decarboxilaci6n oxidativa del amino acido.
otros compuestos como los pigmentos estan tambien involucrados
en la producci6n de volatiles aromaticos primarios.
Los
acidos
grasos
formaci6n
de
los
oxidaci6n
por
la
son
tambien
volatiles
enzima
de
gran
importancia
secundarios,
lipoxigenasa
a
traves
(LOX).
Esta
en
la
de
su
reacci6n
puede funcionar en tejidos intactos, pero es de mucho mayor
importancia
cuando
se
corta
la
fruta
0
durante
su
procesamiento. Este camino fue demostrado en varias frutas y
hortalizas como manzana, tomate, pepino, sandia, uva, etc.
/'--. /'--. / CO-S-Co
~
A
'V'V
-t-,
~'VV
CO-S-CoA
CO-S-
~
-t- '
CoA
_5_~. Cis- 5, Cis-8-
Tetradecodienoatos
34
~
-t-
6
~
-t/'..
/
/'..
'V
34
~
/'--.
'V"
'V
CO-S-
CoA
-t-
1
~
CO-S- Co A
~
~
CO-S-
/'vA/
~
•
Trans- 2, Cis-4-
Decenoatos
34
Co A ~Cis-2-
f
't'
5
Octenoatos
Trans - 2 - Octeoatos
348
CO-s-
Co
A
134
/'---/ CO-S-CoA
Figura 4. Producci6n de acidos y de esteres por B-oxidaci6n
del acido linoleico. 1= acil CoA deshidrogenasa, 2= enoyl CoA
hidratasa, 3= hidroxiacil CoA deshidrogenasa, 4= cetoacil CoA
tiolasa,
5= acil CoA
transacilasa,
6= cis-3, trans-2isomerasa, 7= cis, trans-isomerasa,
a=epimerasa
(Croteau,
1978).
R-CHO
(aldehldo)
R-CH pH
talcohol>
R-CO-S-CoA
(sell CoAl
M:IL-coA
A.INMI •••••••
1•••
1
R-COOH
Ctaterea)
Figura
5.
alcoholes.
figura
6
oxidaci6n
Producci6n
demuestra
produce
de
la
esteres
oxidaci6n
hidroperoxidasas
a
del
travis
acido
de
acil
CoA
linoleico.
(introduccion
de
02);
y
Esta
9-0
Hidroperoxidos
t
~
OHC
OHC
COOH
ac ido 9 - oxonononoico
~COOH
t
OOH
C9
+
~CHO
Hexanal
Cis - 3 - Noneno I
~~HO
COOH
~
+
t
C 13
t
Isomerasa
Dehidrogenasa
~CH20H
Hexenol
~CH20H
Figura 6. Produce ion
acido linoleico.
de volatiles
secundarios
a
traves
de
LIPIDOS
~
ACIDOS GRASOS
~
a~~
••• tIl
AcIdoa de
Acldoa de
cadena par
cadena Impar
_14••••
1
HIDROPEROXIDOS
1
ufa
Llaaas
. ALDEHIDOS
/-
(CoYC,,)
~
Acldoa
Alcohols8
~
Figura 7. Producci6n
traves de lipidos.
~
de volatiles
primarios
y
secundarios
a
de
taninos
y
estudioscon
los
la
formacion
de
frutas climatericas
volatiles
aromaticos
volatiles
aromaticos.
Los
indican que la formacion de
se
present a
durante
despues
0
(normalmente no antes) del inicio del cLimaterico y se aumenta
durante
el
postclimaterico.
Todos
los
factores
en
pre-
y
postcosecha que influyen en la maduracion de la fruta tambien
influyen
en
el
sabor.
Factores
de
precosecha
que
influyen
durante el desarrollo de la fruta, son como la temperatur3, la
fertilizacion,
los
reguladores
de
crecimiento,
factores en postcosecha son como la temperatura,
los reguladores
del
crecimiento
(especialmente
etc.
los
la humedad,
etileno),
la
modificacion de la atmosfera, etc.
INFLUENCIA
La
DE LAS CONDICIONES
temperatura
senescencia,
vida
mas
disminuye
postcosecha
temperaturas
formacion
relativa
de
posible
la perdida
frutas
105
tambien
El
volatiles
disminuye
retarda
de
y
tambien disminuyen
de
aromaticos.
baja
DE ALMACENAMIENTO
SOBRE
la
calidad
EL SABOR
maduracion
y
prolonga
la
y
hortalizas.
Las
ba: ~
el desarrollo del sabor y la
aromaticos.
La
baja
produccion
de
los
volatiles
por
periodos
la
almacenamiento
de
frutas
humedad
prolongados en atmosferas controladas disminuye el desarrollo
de su sabor caracteristico.
las atmosferas
controladas
Nuestros
inhiben
estudios
indicaron
la formacion
volatiles aromaticos importantes en la manzana.
de
que
algunos
Boudreau, J.C.
(Ed.). (1979). Food Taste Chemistry. ACS
Symposium Series, Vol. 115, Amer. Chemical Society,
washington, D.C.
Buttery, R.G., R. Teranishi and L.C. Ling. (1987). Fresh
tomato aroma volatiles. J. Agric. Food Chem., 35:540-544.
Croteau, R. (1978). Biogenesis of flavor components: volatile
carbonyl and monoterpenoids. In:
Hultin, H.O. and M.
Milner
(Eds.). Postharvest Biology and Biotechnology.
Food & Nutrition Press, Westport, CT, USA.
"> .
Guadagni, D.G., S·.Okamo, R.G. Buttery, and H.K. Burr. (1966).
Correlation of sensory and gas liguid chromatographic
measurement of apple volatiles. Food Technol.,
20: 518521.
Nursten, H.E. (1970). Volatile compounds: The aroma of fruits.
En: Hulme, A.C. (Ed.). The Biochemistry of Fruits and
Their Products. Vol. 1. Academic Press, New York, USA.
Pangborn, R.M. and G.F. Russell. (1976). Flavors. In: Fennema,
O.R. (Ed.). Principle of Food Science. Part 1: Food
Chemistry. Marcel Dekker, Inc.
Salunkhe, O.K. and J.Y. Do. (1977). Biogenesis of aroma
constituents of fruits and vegetables. CRC Cri t. Rev.
Food Sci. and Nutr.,
8:161-190.
Schutte, L. (1974). Precursors of sUlfur-containing
compounds. CRC crit. Rev. Food Tech., 4:457-505.
flavor
Yahia, E.M. (1992). Changes in some odor-active volatiles in
apples during storage in air and in simulated low(Costa Rica),
ethylene controlled atmosphere. Turrialba
42(2) :000-000. En Prensa.
Yahia, E.M. (1991). Production of some odor-active volatiles
by 'McIntosh'apples following
low-ethylene controlled
atmosphere storage. HortScience, 26:1183-1185.
Yahia, E.M. (1989). El efecto del almacenamiento en atmosferas
controladas sobre la produccion de algunos compuestos
aromaticos
en
manzanas.
Tecnologla
de
Alimentos,
24(4) :16.
Yahia, E.M. (1989).
components
of
CA storage effect on the volatile zlavcr
apples.
En:
Fellmann,
J.
proceedings.
International
Controlled
Conference. Vol. 1. Pome fruits.
(Ed.).
Fifth
Atmosphere
Yahia, E.M., T.E. Acree and F.W. Liu. (1990). The evolution of
some odour-active volatiles during the maturation and
ripening of apples on the tree. Food Science and
Technology (Lebensm. wiss. u-Technol.), 23(6) :488-493.
Yahia, Elhadi, Terry E. Acree, and
Postharvest
changes
of
apple
Agricultural station Report.
Frank Liu.
(1985).
flavor.
New
York
Yahia, E.M., F.W. Liu and T.E. Acree. (1990). Changes of some
odor-active volatiles in controlled atmosphere-stored
apples. J. Food Quality, 13:185-202.
Yahia, E.M., F.W. Liu and T.E. Acree. (1991). Changes of some
odour-active
volatiles
in
low-ethylene
controlled
atmosphere stored apples. Food Science and Technology
(Lebensm. wiss. u-Technol.), 24(2) :145-151.
Yahia, E.M., F.W. Liu, T.E. Acree andR. Butts. (1985). Odoractive volatiles in McIntosh apples stored in simulated
low-ethylene controlled atmosphere. En: Blankenship, S.
(Ed.). Controlled Atmosphere for storage and Transport of
Perishable Agricultural Commodities. Proceedings of the
Fourth CA Res. Conf., Raleigh, NC, USA.
ia, E.M. (1989). CA storage effect on the volatile flavor
components of apples. En: Fellmann, J. (Ed.). Fifth
Proceedings.
International
Controlled
Conference. Vol. 1. Pome fruits.
Atmosphere
ia, E.M., T.E. Acree and F.W. Liu. (1990). The evolution of
some odour-active volatiles during the maturation and
ripening of apples on the tree. Food Science and
Technology (Lebensm. wiss. u-Technol.), 23(6) :488-493.
ia,
Elhadi,
Postharvest
Terry
E.
changes
Acree,
of
and
apple
Frank
flavor.
Liu.
(1985).
New
York
Agricultural station Report.
ia, E.M., F.W. Liu and T.E. Acree. (1990). Changes of some
odor-active volatiles
in controlled atmosphere-stored
apples. J. Food Quality, 13:185-202 .
.ia, E.M., F.W. Liu and T.E. Acree. (1991). Changes of some
odour-active
volatiles
in
low-ethylene
controlled
atmosphere stored apples. Food Science and Technology
(Lebensm. wiss. u-Technol.), 24(2) :145-151.
.ia, E.M., F.W. Lill,_T.E. Acree and R. Butts. (1985). Odoractive volatiles in McIntosh apples stored in simulated
low-ethylene controlled atmosphere. En: Blankenship, s.
(Ed.). Controlled Atmosphere for storage and Transport of
Perishable
Agricultural
Commodities.
Proceedings of the
Fourth CA Res. Conf., Raleigh, NC, USA.