Usuario:RaquelLedo/Taller

Operaciones involucradas en el proceso de producción de zumo de frutas.

Enzimas en la producción de zumo de frutas

Introducción

El zumo, es la parte líquida de la fruta que se obtiene por la aplicación de presión sobre ésta. Se pueden elaborar a partir de frutas cítricas, manzanas, uvas, piña, entre otras.Tanto la producción de zumos como su preservación tienen una gran importancia comercial ya que permite procesar un producto perecedero como son los frutos, siendo a su vez un producto muy apreciado por los consumidores.

Historia y antecedentes

A partir del año 1.930, cuando las industrias comenzaron a producir zumos de frutas, los rendimientos eran muy bajos y se presentaban dificultades en la filtración del mismo que impedía la obtención de una claridad aceptable. Sin embargo, la investigación y desarrollo industrial de pectinasas, celulasas y hemicelulasas obtenidas a partir Aspergillus niger y Trichoderma sp., sumado al incremento del conocimiento de los componentes de las frutas, facilitaron solucionar esas dificultades.

Etapas de producción del zumo

Durante el proceso de producción de un zumo de frutas podemos diferenciar dos etapas generales: la primera es la de manipulación y extracción del zumo de la fruta y segunda la de tratamiento del zumo obtenido​. Dentro de la manipulación y extracción de zumo hay diferentes pasos​:

• Primera etapa: antes de la llegada a las instalaciones, se realiza un seguimiento de la fruta en el campo para cosecharla en el punto óptimo de madurez. A continuación la fruta es transportada y recibida en la planta industrial, donde se descarga y almacena.
• Segunda etapa: se hace una selección manual de la fruta, eliminando aquella que está en mal estado o que no es apta. Se somete a un lavado enérgico con agua. Con ello se garantiza la higiene.
• Tercera etapa: consiste en la extracción del zumo en extractores, mediante el corte en la piel en sentido perpendicular al ecuador del fruto.
• Cuarta etapa:consiste en el tamizado y preparación del zumo, lo que reduce el contenido de pulpa en el jugo. La pulpa rechazada se pasa a la sección de recuperación de pulpa, donde será tratada.
• Quinta etapa: la emulsión de agua y aceite procedente del extractor se envía a la tamizadora, donde será filtrado para recuperar los aceites esenciales.
• Sexta etapa: la pulpa extraída previamente en el tamizador, es tratada en una centrífuga para extraer el zumo que aún contiene. La pulpa restante se pasteuriza para su posterior venta como pulpa de primera.
• Séptima etapa: los caudales de cortezas y bagazo se pasan a un transportador que los lleva hasta la zona de almacenamiento. Posteriormente estos residuos serán evacuados.

En cuanto al tratamiento del zumo extraído, se realiza la clarificación, corrección y mezcla, desaireación y pasteurización.

- Clarificación: el zumo obtenido tras la extracción tiene un contenido de pulpa del 22% aproximadamente y con la clarificación se consigue eliminar la turbidez, las cortezas, piel, semillas y reducir la concentración de pulpa a un 12%.​

- Corrección y mezcla: se realiza en tanques donde se realiza la formulación el zumo.

- Desaireación: se deben eliminar los gases que luego pueden condensarse y recuperarse en forma de aromas que modificarían el zumo.

- Pasteurización: en este proceso se destruyen las enzimas que están presentes en forma natural en el zumo y son las responsables de la turbidez del mismo. Además, este proceso permite prolongar la vida útil del zumo. Finalmente se envasa el zumo y se almacena para ser distribuído y que llegue al consumidor. El envasado comúnmente se realiza en frío con temperaturas de entre 1-7°C para evitar contaminaciones microbiológicas. La mayoría de los zumos así envasados tienen una vida útil de 3 meses desde la fecha de producción y una vez abierto es recomendable consumirlo antes de 7 días​.

Importancia de enzimas

Hoy en día, la utilización de enzimas en la producción de zumos de frutas y verduras es indispensable, pues están implicadas en varias etapas del proceso de obtención​:

• Tratamiento de la pulpa: con el fin de obtener una licuefacción parcial o total de la parte carnosa de la fruta. Además permite mejorar el rendimiento y extracción de otros componentes, aportando cualidades como el color, sabor y olor.
• Tratamiento del zumo: con el fin de reducir la viscosidad y aumentar la concentración. Permite mejorar la clarificación, filtración y estabilización.

Así mismo, en el proceso de producción es necesario tener en cuenta una serie de parámetros en los que directa o indirectamente está implicada la enzima.​

Por una parte, su mecanismo de acción dependerá de la relación entre la concentración de enzima, la temperatura aplicada y el tiempo de reacción. Así, estos se podrán modular en función de las necesidades de operación. Por otra parte es necesario destacar el papel de las pectinas en la degradación del fruto, que a su vez dependerá del sustrato a tratar. Estas enzimas pueden ser seleccionadas previamente para actuar sobre moléculas peptídicas específicas, de manera que la composición del sustrato y su viscosidad irá cambiando en función del porcentaje relativo de pectina soluble e insoluble presente.  

Los frutos, como parte de la planta, están constituidos por células vegetales, cuya pared está formadas en un 90% por polisacáridos ( celulosa, hemicelulosas y pectinas) y en un 10% por proteínas. En concreto, la lámina media de la pared celular debe su estructura a las pectinas, cuya degradación favorece la descomposición natural de los vegetales. Estas, a su vez, en contacto con líquidos, son capaces de absorber agua, formando un gel.

En la producción industrial de jugos de frutas y vegetales, las pectinas deben ser eliminadas para evitar la retención de líquidos y turbidez del producto. Es aquí donde intervienen las pectinasas, enzimas que hidrolizan la pectina, favoreciendo su eliminación y  un consecuente aumento del rendimiento de extracción del jugo y mejorando su calidad. Esta enzima se engloba dentro de la familia de las denominadas enzimas macerativas cuya demanda desde el sector alimentario incrementa mundialmente en la producción de zumos de un amplio rango de frutas y vegetales.

La combinación de pectinasas (pectin lyase, pectin metilesterase, endo y exo-poligalacturonasas, pectin acetylesterase, rhamnogalacturonase, endo y exo-arabinasas), celulasas (engoglucanasas, exoglucanasas y cellobiosas) y hemicelulasas (endo y exo-xilanasas, galactonasas, xiloglucanasas y manonasas)- colectivamente llamadas enzimas macerativas, son las mayormente empleadas en los procesos comentados anteriormente.