Novasinergia 2024, 7(1), 149-162. https://doi.org/10.37135/ns.01.13.09 http://novasinergia.unach.edu.ec
Artículo de Investigación
Chayote (Sechium edule) con L-Carnitina una alternativa para obtener
bebidas funcionales de consumo humano
Chayote (Sechium edule) with L-Carnitine an alternative to obtain functional beverages for
human consumption
José E. Miranda–Yuquilema
1,2
, Lilian L. Totoy–Cuji
1,2
1
Carrera de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Chimborazo, Riobamba, Ecuador, 060150;
lltotoy.fiag@unach.edu.ec
2
Grupo de Investigación PROANIN, Carrera de Ingeniería Agroindustrial, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de
Chimborazo, Riobamba, Ecuador, 060150.
*Correspondencia: josee.miranda@unach.edu.ec
Citación: Miranda–
Yuquilema, J. & Totoy–Cuji, L.,
(2024). Chayote (Sechium
edule) con L-Carnitina una
alternativa para obtener
bebidas funcionales de
consumo humano.
Novasinergia. 7(1). 149-162.
https://doi.org/10.37135/ns.01.
13.09
Recibido: 24 marzo 2023
Aceptado: 30 octubre 2023
Publicado: 10 enero 2024
Novasinergia
ISSN: 2631-2654
Resumen: Con el objetivo de evaluar la composición fisicoquímica y
microbiológica de las bebidas funcionales obtenidas a partir pulpa de chayote
(Sechium edule) con L-Carnitina, se empleó un diseño completamente
aleatorizado con cuatro repeticiones por tratamiento se evaluaron parámetros
químicos (materia seca, proteína cruda, extracto eterio, fibra y ceniza), físicos
(pH, °Brix, acidez) y microbiológicos (aerobios mesófilos y mohos y
levaduras). Los tratamientos estudiados fueron: V1, Chayote 100 % más 500
mg de L-carnitina; V2, Chayote 75% + 500 mg L-Carnitina y 25% agua
destilada; V3, chayote 75% +250 mg L-Carnitina y 25% agua destilada; V4,
Chayote 50% + 500 mg L-Carnitina y 50% agua destilada; V5, Chayote 50% +
250 mg L-Carnitina y 50% agua destilada. Los valores de pH en el V3 se
redujeron gradualmente hasta el día 21. La proteína cruda y ceniza difirieron
(p<0.05) en los V1 y V2 frente a los demás. Mientras que la materia seca,
extracto etéreo y extracto libre de nitrógeno, no presentaron diferencia entre
variantes. Los aerobios mesófilos, mohos y levaduras estuvieron dentro los
rangos (<3) de aceptación según las normas NTE INEN 1529-6. El tratamiento
V3 fue el que presentó mayor reducción de pH (5,09) con frente a otras
variantes a los 21dias de conservado. Se concluye, que la inclusión de
diferentes cantidades de pulpa de chayote con L-Carnitina es una alternativa
apropiada para obtener bebidas funcionales aptos para consumo humano.
Palabras clave: Bebidas energizantes, Característica fisicoquímica,
Microbiológicos.
Copyright: 2024 derechos
otorgados por los autores a
Novasinergia.
Este es un artículo de acceso abierto
distribuido bajo los términos y
condiciones de una licencia de
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(CC BY NC).
(http://creativecommons.org/licens
es/by/4.0/).
Abstract: In order to evaluate the physicochemical and microbiological composition
of functional beverages obtained from chayote pulp (Sechium edule) with L-carnitine.
A randomized design with four replicates per treatment was used to evaluate chemical
(dry matter, crude protein, ethereal extract, fiber, and ash), physical (pH, °Brix,
acidity), and microbiological (mesophilic aerobes and molds and yeasts) parameters.
The treatments studied were: V1, Chayote 100% plus 500 mg of L-carnitine; V2,
Chayote 75% + 500 mg of L-carnitine and 25% of distilled water; V3, Chayote 75% +
250 mg of L-carnitine and 25% of distilled water; V4, Chayote 50% + 500 mg of L-
carnitine and 50% of distilled water; V5, Chayote 50% + 250 mg of L-carnitine and
50% of distilled water. The pH values at V3 gradually decreased until day 21. Crude
protein and ash differed (p<0.05) in V1 and V2 compared to the other treatments.
While dry matter, ethereal, and nitrogen-free extract did not differ between the
variants, mesophilic aerobes, molds, and yeasts were within the ranges (<3) of
acceptance according to NTE INEN 1529-6 standards. Treatment V3 showed the
highest pH reduction (5.09) compared to other variants after 21 days of storage. It is
concluded that including different amounts of chayote pulp with L-carnitine is a
suitable alternative to obtain functional beverages for human consumption.
Keywords: Energy drinks, Physico-chemical characteristics, Microbiological
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1. Introducción
Las bebidas funcionales son productos naturales que contienen micronutrientes
benéficos para la salud del consumidor. Según la Organización mundial de la Salud [OMS],
(2016), un alimento funcional se define como un producto natural o procesado que es parte
de una dieta variada consumida en cantidades adecuadas que permite nutrir mediante
componentes bioactivos, además ayudan a las funciones fisiológicas normales y/o que se
contribuyen a reducir o a prevenir riesgo de enfermedades.
En los últimos años el consumo de las bebidas funcionales ha ido en aumento por una
necesidad para mejorar la salud de las personas. Unido al interés de los consumidores que
buscan estas nuevas alternativas de alimentación, las preferencias por dietas saludable no
solo han quedado en los alimentos sólidos, sino que, también han surgido por las bebidas y
refrescantes (Santander, Osorio y Mejía, 2017). En este sentido, Soma, Lopez y Guevara,
(2022), mencionan que la mayoría de los consumidores prefieren bebidas energéticas que
contengan ciertos micronutrientes esenciales en su base.
Diversos estudios (Gómez y Duque, 2018, Liu et al., 2018) demuestran que las dietas que
contienen micronutrientes (vitaminas A, D, B12, hierro, yodo, zinc, entre otros) adicionados
en su base ayudan a reducir las principales enfermedades metabólicas y nutricionales,
principalmente en los niños. En este sentido, Wu, Sakamoto, Inoue, Imahigashi y Kamitani,
(2022) señala que las deficiencias de micronutrientes como las vitaminas y minerales en las
dietas de los niños provocan enfermedades como la deformación ósea, retardo en el
desarrollo físico, cognitivo y sexual; mientras que en los adultos provocan riesgo de
enfermedades crónicas. Se conoce que la deficiencia de macroelementos (calcio, fosforo y
magnesio) en la dieta en las madres gestantes provoca la preeclampsia (Gómez y Duque,
2018). Mientras que en las mujeres jóvenes afecta de manera directa en el desarrollo sexual,
madurez de los huesos de la pelvis, agotamiento de reservas de grasa materna, reducción
de la masa muscular y el desarrollo del esqueleto del feto; y en las primeras etapas de la
lactancia aumenta el riesgo de morbilidad y mortalidad materna, y la producción de leche
(Santander et al, 2017).
Según los datos de Mintel Global New Products Database, en la última década la
comercialización de bebidas carbonatadas que contienen componentes artificiales (azúcares
y colorantes) son altos, mismos que acaparan todos los mercados en el mundo (Ojeda et al.,
2016, Gironés, Villano, Moreno y García, 2013). En este sentido, varios expertos
recomiendan seguir una dieta sana, variada y equilibrada como una forma de prevenir
trastornos patológicos en los consumidores, y de esta manera asegurar una vida saludable
(Ojeda et al., 2016, Balthazar et al., 2019). Por lo anterior, el consumo de bebidas funcionales
en la actualidad podría ser una de las mejores alternativas para toda la población,
convirtiéndose como una nueva concepción de alimentación (Chung et al., 2002).
Por lo anterior, las bebidas obtenidas a partir de las fuentes naturales en las industrias van
perfeccionando en últimos años, y al mismo tiempo, ha surgido, nuevos productos a partir
de frutas, semillas, verduras entre otros, con un gran componente nutricional lo cual
potencia la salud del consumidor (Ojeda et al., 2016). En este sentido, la bebida funcional
obtenida a partir de Chayote (Sechium edule) hortaliza originaria de Mesoamérica podría
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ser una alternativa para obtener una bebida funcional por sus aportes nutritivos con
micronutrientes como el calcio, carbohidratos, potasio y algunos aminoácidos esenciales,
además de las vitaminas C, B, A, tiamina (B1), riboflavina (B2), niacina (B3). Por otro lado,
contienen abundante antioxidante que ayuda a prevenir el envejecimiento, también se ha
visto efecto antidiurético y evita la retención de líquidos, favorece a la circulación sanguínea,
por su alto contenido de fibra favorece a los procesos digestivos (Cadena et al., 2013; Ávila
y Bullón, 2013).
Pese a la importancia de estos frutos y su potencial uso como un alimento funcional, existe
pocos estudios científicos sobre las propiedades nutritivas, su manejo y su aprovechamiento
en la industria alimentaria, por lo anterior, es necesario realizar un análisis técnico donde se
pueda demostrar un máximo provecho por mayor tiempo sin que sufra variaciones la
composición nutritiva de las bebidas (Avila y Bullon, 2013, Gironés et al., 2013, Cadena et
al., 2018). Por lo expuesto anteriormente el presente estudio tuvo como objetivo; evaluar las
características fisicoquímicas y microbiológicas de bebidas funcionales obtenidas a partir
pulpa de chayote (Sechium edule) con adición de diferentes niveles de L-Carnitina.
2. Metodología
2.1. Material empleado
Se emplearon 22 kg de Chayote (Sechium edule) fruto fresco, con la siguiente
composición nutritiva: 13,43; 1,85; 0,2; 0,5 % de materia seca (MS); proteína cruda (PC); grasa
y ceniza (Cz), respectivamente. 1,00 kg L-Carnitina, determinados según lo descrito en la
metodología descrita por AOAC (2014).
2.2. Obtención de la pulpa de Chayote
Las frutas de los chayotes obtenidos en el mercado de la ciudad de Riobamba fueron
seleccionados según los siguientes criterios de inclusión: color verde claro, sin partículas
extrañas y sanas; las frutas maduras, defectuosas y podridas fueron desechadas.
Para la desinfección y lavado se agregó 30 litros (L) de agua clorada (3,0 ppm de hipoclorito
de sodio por L) en un recipiente de tipo plástico de 40 L de capacidad. A continuación, se
agregó 20 kg de las frutas de chayote previamente seleccionadas y se dejó reposar por 20
minutos. Seguidamente, se procedió con el proceso de lavado, para ello se utilizó un cepillo
para remover las partículas extrañas que se encontraban en las frutas. Finalmente, se escorió,
dicho proceso se repitió por tres veces.
Después de la desinfección y lavado se procedió a separar la cáscara de la fruta con la ayuda
de un cuchillo manual (Tramontina, Brasil) de 25 cm de tamaño, filo recto. A continuación,
se realizó el picado hasta obtener un tamaño de 3-5 cm. Después, se pesaron en una báscula
digital (PCE-BSH 10000, Alemania) de 10 kg de capacidad. Finalmente se procedió a extraer
la pulpa con la ayuda de un extractor de jugo (GGJE-5, China) y se obtuvo 15 L de pulpa de
chayote.
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2.3. Pasteurización, homogenización y obtención de los sustratos en estudio
Los 15 L de pulpa previamente obtenida se agregado en una olla de acero inoxidable
de 20 L de capacidad. A continuación, se procedió con el proceso de pasteurización a una
temperatura de 70°C durante 15 minutos para eliminar la carga microbiana de agentes
patógenos y de esta manera presentar un producto inocuo. Al termino de este tiempo se
procedió a reducir la temperatura de manera gradual hasta llegar a 45°C. Después se añadió
los 15 L de pulpa de chayote previamente pasteurizado en un recipiente de acero inoxidable
de 30 L de capacidad, adicionalmente se agregó 5,00 kg azúcar y sorbato de potasio.
Finalmente se mezcló de manera manual hasta obtener una bebida homogénea a cada
variante como se detalla en la Tabla 1.
Tabla 1.Variantes empleadas en el estudio
Variantes Variables evaluadas
V1
Pulpa de chayote 100 % +500 mg de L
-
carnitina
V2
Pulpa de Chayote 75% + 500 mg L
-
Carnitina y 25% agua
destilada
V3
Pulpa de chayote 75% + 250 mg L
-
Carnitina y 25% agua destilada
V4
Pulpa de Chayote 50% + 500 mg L
-
Carnitina y 50% agua destilada
V5
Pulpa de Chayote 50% + 250 mg L
-
Carnitina y 50% agua destilada
2.4. Envasado, refrigerado (4 °C) y almacenado de la mezcla de chayote con L-Carnitina
Las mezclas fueron conservadas en botellas de cristal de boca angosta estériles de 300
ml capacidad. Después de embazar 250 ml de sustrato previamente obtenidos, según el
tratamiento correspondiente (ver tabla 1) fueron sellados manualmente con el tapón de
botella tipo corcho. A continuación, todas las variantes en estudio estuvieron sometidos a
tratamiento térmico de esterilización, para ello los recipientes con sus respectivos sustratos
fueron sumergidos en agua a 70 °C durante 20 minutos. Pasado este tiempo las botellas con
sustratos fueron atemperados hasta llegar a 10 ± 2°C. Finalmente se almacenó en un
refrigerador (Indurama, RI-120CR) a 4°C durante 28 días.
2.5. Indicadores evaluados
2.5.1. Caracterización física y química
La medición de pH se realizó al momento de la obtención y a los 7, 14, 21 y 28 días
post obtención, con el uso de un pHmetro (MILWAUKEE, Mi 151 HANNA®, USA),
calibrado según las recomendaciones del fabricante.
Los valores del grado °Brix, se obtuvo mediante un refractómetro digital (ATAGO Pocket –
Japón), con esta información se determinó la reflectometría según lo descrito en la norma
técnica ecuatoriana INEN-ISO 2173 (INEN, 2013).
Para la titulación de la acidez se utilizó un titulador automático (Mettler Toledo G20 –
Titrator Compact) calibrado con NaOH 0,1 N hasta lograr el pH final de 8,1 ± 0,2, según lo
descrito en las normas INEN-ISO 1842 (INEN-ISO, 2013) e INEN-ISO 750 (INEN-ISO, 2013).
La determinación de proteína cruda (PC) se realizó de acuerdo con Dadvar et al. (2015). Los
contenidos de Humedad (H), ceniza (Cz), extracto eterio (EE), se determinaron mediante los
métodos de AOAC (2014).
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La evaluación sensorial de las bebidas funcionales obtenidas a partir de chayote se realizó
de manera cualitativa mediante la prueba de catación conformado por 15 personas
previamente entrenados. Para la aceptación o rechazo de las bebidas funcionales en estudio
se consideraron las siguientes fases: a) Visual, b) Olfativa y c) Gustativa, según la
metodología descrita por Franco, Naranjo, Moreira, (2021).
2.5.2. Análisis microbiológico
En una báscula digital (Ohaus®, SPX222, EE. UU.) de 2000 g de capacidad, se pesaron
25 g sustrato de cada tratamiento de manera independiente, a continuación, se añadió en un
frasco de Erlenmeyer con 150 mL capacidad que contenía 50 mL de suero fisiológico.
Seguidamente se realizó diluciones seriadas en tubos de vidrio de 9,00 mL de capacidad y
se procedió a realizar las diluciones hasta 10-5. A continuación, las muestras fueron
centrifugadas (centrífugo BD DYNAC™ III) a 600 rpm durante 5 minutos.
Seguidamente, se tomó 0,1 mL de las diluciones previamente obtenidas se inocularon en
placas Petri que contenía Agar estándar + TTC, independientemente a la variante.
Finalmente, se incubaron a 37°C por 48 horas, pasado este tiempo se procedió a contar las
colonias (UFC/mL) en xlog-6 presentes en los tubos.
Para determinar la viabilidad, se utilizó la metodología utilizada por Sourav y Arijit (2010)
y Miranda et al., (2018). El número de unidades formadoras de colonias (UFC/mL) en xlog-
6 se cuantificó por conteo visual de las mismas.
Para determinar la cantidad colonias de coliformes totales y fecales, se tomó 1,0 mL de la
dilución previamente obtenida y se inoculó en series de cuatro tubos que contenía caldo
lactosado simple (CLS). Posteriormente, se procedió a incubar durante 48 h a 35°C, pasado
este tiempo, se procedió a dar lectura, y los tubos con presencia de gas en la campana de
Durham, fueron repicados a caldo EC (Thermo Scientific™ CM0853B) y caldo bilis verde
brillante (Titan Media, TM365). Finalmente, las muestras fueron incubadas por 24 y 48 h a
44 y 35°C, respectivamente, pasada este tiempo se procedió a realizar análisis de los
coliformes totales y fecales respectivamente. Todos los tubos con presencia de gas en la
campana de Durham fueron considerados como positivos y la interpretación de los
resultados fue según el método del Número más probable (NMP).
Para realizar el recuento de mohos y levaduras, se procedió a tomar 0,1 mL de cada dilución
e inmediatamente, se inoculó por separado en placas de Petri que contenía Agar papa
dextrosa acidificado. A continuación, se incubó durante 36 h a 30°C. Finalmente, se procedió
a realizar el conteo de las células crecidas (3-30 UFC/mL) en placas que contenía medios de
cultivos.
2.6. Análisis estadístico
Se utilizó un diseño completamente aleatorio, con tres tratamientos y cinco
repeticiones cada uno. Con el empleo de un software STATGRAPHIC Plus versión 15,1 fue
analizado todas las variables en estudio. La comparación de las medias entre los
tratamientos fue desarrollada con la prueba de Duncan (1955). En el caso de los conteos de
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microorganismos, los datos se transformaron según log-10 para garantizar la normalidad
de varianza.
3. Resultados
En la figura 1, se reporta los resultados de los valores de pH, medidos al inicio, y a
los 7, 14, 21 y 28 días de conservado, es importante mencionar, que las variantes que
continuaron con su evaluación fueron sólo las variantes que fueron aceptados por los
catadores con previo entrenamiento (datos no reportados), actividad previamente realizada.
El pH de todas las variantes en estudio al momento de la obtención estuvo entre 6,02 y 5,92.
Estos valores mantuvieron hasta el día 14 post elaboración. Sin embargo, el tratamiento V3,
a partir del día siete hasta 21 post obtención fue reduciéndose gradualmente. Las variantes
V1 y V2, fueron las bebidas que menor redición presentaron (5,81) al finalizar el estudio (28
días de conservado). La variante V5 fue el tratamiento que mayor reducción presentó entre
14 y 21 día de conservado (5,12), manteniéndose estos valores hasta finalizar el estudio,
cómo se observa en la Figura 1.
Figura 1. Valores de pH obtenidos en un período de 28 días, en las bebidas funcionales obtenidos a partir de la pulpa de
Chayote con L-Carnitina.
Los valores de pH en la evaluación realizada al día 28 el tratamiento V3 tuvo el menor
promedio (p<0,05) con relación a los demás tratamientos (V1, V2, V4 y V5) en estudio. En la
tabla 2 se observa que los tratamientos V4 y V5 tuvieron menor promedio en °Brix, con
respecto a las demás variantes estudiadas. En el análisis estadístico hubo diferencia
significativa (p<0,05) por lo tanto se aduce que el mejor tratamiento en este indicador (°Brix)
fueron las variables V4 y V5 que está conformado por Pulpa de Chayote 50% más 500 mg
L-Carnitina más 50% agua destilada y Pulpa de Chayote 50% más 250 mg L-Carnitina más
50% agua destilada, respectivamente. Sin embrago, la acidez de las variantes estudiadas no
presentó diferencias significativas (p>0,05) entre los tratamientos en la evaluación realizada
al momento de la obtención y a los 28 días de conservado como se muestra en la tabla 2.
4,6
4,8
5
5,2
5,4
5,6
5,8
6
6,2
dia 0 dia 7 dia 1 4 dia 21 dia 28
Valores de pH
Tiempo de evaluacion, día
V1 V2 V3 V4 V5
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Tabla 2. Valores media del pH, estabilidad de pH, de bebida energizante obtenido a partir de Chayote con L-Carnitina
Indicadores
evaluados
Tiempo,
d
Tratamientos
E.E. p-valor
V1
V2
V3
V4
V5
pH
Inicio
5,91
5,82
5,98
6,02
6,01
0,07
0,627
28
5,83
5,81
5,29
5,12
5,09
0,06
0,112
°Brix
Inicio
9,00
a
8,00
b
8,00
ab
7,00
b
7,00
b
0,08
0,021
28
7,00
a
5,03
b
5,00
b
4,06
b
4,00
b
0,07
0,011
Acides
Inicio
0,04
0,04
0,03
0,03
0,03
0,10
0,451
28
0,013
0,015
0,012
0,009
0,009
0,08
0,089
a, b, c
letras distintas en la misma fila difieren a P<0,05 (Dunca, 1955)
. EE, error estándar.
Los valores de la humedad no hubo diferencia significativa (p<0,851) entre tratamientos. En
cuanto a la proteína cruda, las variantes V1 y V2 que contienen el 100% de pulpa de chayote
y 500 mg/L de L-carnitina fueron los de mayor contenido de proteína cruda. En cuanto los
indicadores de Grasa y fibra ácida detergente no presentaron diferencia significativa entre
las variantes (V1, V2, V3, V4 y V5) estudiados. Por su parte, el extracto libre de nitrógeno se
indica que V1 también obtuvo un mayor porcentaje (p<0,001) en su contenido en
contraposición a (V2, V3, V4 y V5). (ver la tabla 3).
Tabla 3. Característica química de bebidas energizantes obtenidas a partir de Chayote con L-Carnitina
Indicadores Tratamientos E.E. P-valor
V1 V2 V3 V4 V5
Materia seca
93,22
95,06
95,23
96,02
96,24
0,19
0,851
Proteína cruda
1,17
a
0,91
a
0,85
ab
0,65
b
0,57
b
0,05
0,041
Grasa
, v/v
0,05
0,04
0,03
0,02
0,02
0,10
0,786
FAD, v/v
1,50
1,39
1,40
1,37
1,37
0,11
0,968
Ceniza
0,71
a
0,62
a
0,59
ab
0,36
b
0,34
b
0,03
0,035
ELN
10,22
a
7,89
b
7,65
b
6,38
b
6,06
b
0,09
0,011
a, b, c
letras distintas en la misma fila difieren a P<0,05 (Dunca, 1955). EE, error estándar. ELN, elementos libres de
nitrógeno.
FAD,
fibra acida detergente.
En la figura 2, se presenta la caracterización microbiológica de las bebidas funcionales
desarrolladas a partir de la pulpa de chayote con L-Carnitina, en las evaluaciones realizadas
al inicio y a los 28 días de conservado todas las variantes (V1, V2, V3, V4 y V5) evaluadas
estuvieron dentro de los rangos (<3 nivel de aceptación) de aceptación para bebidas
funcionales según las normas NTE INEN 1529-6, y resultaron negativos para coliformes (35
°C y 45 °C) y mohos y levaduras.
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Figura 2. Característica microbiológica de bebidas funcionales obtenido a partir de Chayote con L-Carnitina, evaluadas al
inicio y los 28 días post elaboración.
4. Discusión
Los valores de pH de todas las variantes en estudio al momento de obtener
estuvieron por debajo de 6,2 en todas las variantes en estudio, lo cual demuestra que las
bebidas obtenidas a partir de pulpa de Chayote con L-Carnitina estuvieron dentro de los
parámetros admitidos para consumo humano por la norma ecuatoriana NTE INEN 1529-
10. Los cambios físicos, químicos y microbiológicos en las bebidas funcionales, están
relacionadas principalmente con la temperatura, la composición nutricional de la materia
prima, el agua y, el pH.
Cadena et al., (2013) con el empleo de pulpa de chayote maduro obtuvieron pH inferiores a
3,8. Similares resultados también fueron reportados por Curti, Hernandez y Loredo, (2012)
en las bebidas funcionales a base de frutas exóticas. Sin embargo, Demirhan et al., (2015) y
Gómez y Duque (2018), reportan valores superiores a los obtenidos en el presente estudio.
Los resultados reportados en el estudio indican que la calidad (composición nutricional,
estado de madures y el procesamiento) de las frutas empleados para la obtención de bebidas
funcionales pueden influir de manera directa en los cambios organolépticos, químicos y
microbiológicos del producto terminado (Curti et al., 2012, Wu et al, 2022).
Chayote, al ser una hortaliza exótica, se consumen a escala nacional e internacional por su
contenido en nutrientes, como la vitamina C, el calcio, el sodio, la fibra y las calorías totales.
internacionalmente por su contenido en nutrientes, como vitamina C, calcio, sodio, fibra y
calorías totales, y calorías totales; por lo anterior, fue importa caracterizar su composición
organoléptica. El pH de los tratamientos empleados en el estudio al término de la obtención
fue menor a 6,2, estos valores son superiores a los reportados por Zárate et al., (2018),
quienes obtuvieron pH inferior a 4,2, al utilizar frutas exóticas maduras. Por su parte Wu et
al., (2022) reportaron pH superior a 3,4 en bebidas funcionales obtenidas a partir de uvas
con el grado de madures tres, una amplia diferencia con respecto a los resultados obtenidos
en el presente estudio, lo cual demuestra que los valores de pH varían según la calidad de
la materia prima utilizada para la obtención de bebidas.
0,96
0,98
1
1,02
1,04
1,06
1,08
1,1
Inicio 28 Inicio 28
Aerobios mesófilos Mohos y levaduras
Microorganismos, log x10
3
UFC/mL
días de evaluación
V1 V2 V3 V4 V5
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La contaminación microbiana de vegetales y frutas está determinada, en gran parte, por la
variedad de contaminantes con los que tienen contacto durante la cosecha, el corte y el
transporte (Soma et al., 2022). Su procesamiento también aporta nuevas fuentes de
contaminación que incluyen operaciones mecánicas y el uso de agua para su lavado. El agua
es uno de los principales factores para el desarrollo y crecimiento microbiano en las plantas
procesadoras y el hecho de utilizar cloro para lavar las frutas o vegetales no garantiza que
queden libres de microorganismos, ya que algunos microbios son capaces de adherir
fuertemente a la capa más externa del pericarpio de las frutas (Vargas, Mejía y Duque, 2020).
En los análisis químicos realizados, las bebidas obtenidas a partir de la pulpa de Chayote
(Sechium edule), están relacionadas con el contenido nutricional de las bebidas funcionales.
Donde, las variantes que contienen mayor cantidad de pulpa de chayote y L-Carnitina
obtuvieron mejores resultados químicos. Por literatura se conoce que los carbohidratos
principalmente las frutas poseen capacidad edulcorante, y su alto contenido en fibra aportan
entre 50 y 55% de energía de la dieta (Ojeda et al., 2016). Por otro lado, las bebidas
funcionales obtenidas a partir de las frutas poseen una cantidad considerable de
bioelementos como los monos, di y polisacáridos, además, de grupos hidrofílicos capaces
de conectar con las moléculas de agua (Cadena et al., 2018, Balthazar et al., 2019).
El alto contenido de proteína cruda, cenizas y extracto libre de nitrógeno, en las variantes
V1 y V2, puede estar dada a la cantidad de materia prima en su base, los valores obtenidos
en el presente estudio son similares a los reportados por Santander et al, (2017) y Wu et al.,
(2022) en las bebidas funcionales comerciales con mayor concentración de fibras dietéticas.
Otra propiedad para tener en consideración en una bebida funcional es la cantidad de
materia orgánica presente. En este sentido, las variantes con mayor cantidad pulpa de
chayote y L-Carnitina, presentaron mejores resultados nutricionales; por lo tanto, a mayor
concentración de agua menor contenido de solidos totales. Sin embargo, los valores
reportados por Soma et al., (2022), son muy similares a las variantes V3, V4 y V5,
tratamientos que contenían mayor cantidad de agua (25 y 50%), pero inferiores a los
reportados por Sumaya et al., (2019) con las bebidas funcionales obtenidas a partir de pulpa
de mango, tuna blanca (Opuntia ficus) y aguaymanto ((Physalis peruviana). En este sentido,
Vargas et al., (2020) y Ticsihuan y Orejon (2022), consideran que la inclusión de las pulpas
de frutas aumenta la cantidad de materia orgánica, y en respuesta a lo anterior mejora la
composición química de las bebidas funcionales.
Los valores de la acidez total titulable las bebidas funcionales elaboradas con chayote y L-
Carnitina, presentaron valores de acidez dentro de los rangos (0.003- 0.5) considerados
como normales para bebidas (Blanco y Carbajal, 2013), es importante mencionar que las
variaciones en este parámetro pueden afectar la composición nutritiva y organoléptica del
producto, ya que un proceso de descomposición por hidrólisis u oxidación suele modificar
dichos valores (Chung et al., 2002, Vrolijk et al., 2015, Demirhan et al., 2015, Miranda et al.,
2018). Sin embargo, no existe suficiente información sobre los cambios específicos que
ocurre durante el almacenamiento de las bebidas fermentadas. Según, Gómez y Duque,
(2018) los cambios en la composición nutritiva de las bebidas funcionales están relacionada
con el control del crecimiento de microorganismos y los cambios del pH.
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El alto contenido de humedad en las variantes V3, V4 y V5 posiblemente fueron por la
reducción de la cantidad de la pulpa de chayote y de L-Carnitina. Contrario a lo obtenido
en el presente estudio, Cadena et al., (2018), mostraron la no variación del contenido de
humedad al reducir la concentración de la pulpa de chayote. Similares valores también
fueron reportados por Ávila y Bullón, (2013) en bebidas con pulpas de frutas.
Los valores de la acidez y el pH de las bebidas obtenidas a partir de Chayote con L-
Carnitina, conservados durante 28 días estuvieron por debajo de los rangos para las bebidas
carbonatadas. El descenso del pH que se produce durante la elaboración bebidas
funcionales como un efecto del creciente número de ácidos orgánicos que utilizan la
sacarosa como fuente de carbono y producen ácido acético como metabolito primario
(Gironés et al, 2013) durante la obtención de las bebidas funcionales (Chung et al., 2002,
Demirhan et al., 2015, Sosa et al., 2023).
En todas las variables evaluadas la cantidad de coliformes totales (<3, nivel de aceptación),
levaduras y mohos (<10, nivel de aceptación) estuvieron por debajo de la cantidad admitida
por las entidades reguladoras (NTE INEN 1529-6, NTE INEN 1529-10). A pesar de estos
resultados no se puede garantizar la ausencia total de los patógenos en un alimento (Curti
et al., 2012, Avila y Bullon 2013, Gironés et al., 2013). En este sentido Ojeda et al, (2016),
mencionan que la pasteurización es uno de los métodos para conservar los componentes
nutricionales de las frutas, ya que mediante este proceso se puede brindar la seguridad a los
alimentos en el sentido de reducción al mínimo la cantidad de microorganismos patógenos
(Wu et al., 2022).
Todas las variantes estudiadas recibieron tratamiento térmico previo al almacenaje con el
objetivo de prevenir y/o retrasar las alteraciones de la composición nutritiva, lo que
probablemente ayudó a mantener inocuo las bebidas durante su tiempo de conservación.
Varios autores (Santander et al, 2017, Zárate et al., 2018, Vargas et al., 2020) coinciden que,
el tratamiento térmico es una alternativa económica de mantener los nutrientes y aumentar
la vida útil de las bebidas funcionales, y la inclusión de conservantes como el benzoato de
sodio, ácido cítrico o el sorbato de potasio en dosis apropiadas es otra alternativa de
preservar la composición nutricional del contenido, y al mismo tiempo aumenta la vida útil
del producto. Según la literatura, la inclusión de los aditivos naturales o artificiales en los
alimentos logran evitar la proliferación de microrganismos patógenos, y por otro lado
ayudan a conservar la cantidad de nutrientes en las bebidas obtenidas a partir de las frutas
y verduras (Vrolijk et al., 2015, Ticsihuan y Orejon, 2022).
Algunas bacterias, mohos y levaduras son agentes que causan la mayor descomposición en
las frutas y sus subproductos (Soma et al, 2022); mismos que está relacionada de manera
directa con los cambios organolépticos. En este sentido, Gómez y Duque, (2018) y Demirhan
et al., (2015) mencionan que una de las formas de reducir el número de bacterias
proteolíticas en jugos pasteurizados es mediante la adición de antimicrobianos en el proceso
de la obtención, lo anterior puede aducirse que estos procesos logran mantener la
composición nutritiva de las bebidas por mayor tiempo. Se conoce que el control de
microorganismos patógenos a nivel de industria es muy complejo por la cantidad de
patógenos existentes en la naturaleza, por lo tanto, es muy difícil evitar la contaminación
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cruzada en los múltiples pasos durante el proceso de producción (Cadena et al., 2018,
Correa, Díaz y Símpalo, 2020).
Miranda et al, (2018), Balthazar et al, (2019) y Wu et al, (2022) concuerdan que las levaduras
y hongos están presentes en gran número en la superficie de las frutas frescas, pero estos
microorganismos no poseen suficiente capacidad para invadir a los tejidos vegetales, por
tanto, son agentes de deterioro secundarios. Las bacterias patógenas tampoco pueden
proliferar en las frutas debido a su bajo pH, pero pueden sobrevivir el tiempo suficiente
para causar variaciones organolépticas de las frutas, materia prima base para obtener
bebidas funcionales (Ávila y Bullón 2013, Demirhan et al, 2015, Correa et al, 2020). Según la
literatura, las pulpas obtenidas a partir de las frutas son substratos apropiados para el
crecimiento microbiano por su gran contenido de carbohidratos, las bacterias en estos
sustratos son capaces de resistir a pH bajos debido a la presencia de descarboxilasas de
glutamato que permite mantener el pH intracelular adecuado a pesar de que este baje de
manera extremada (Wu et al., 2022). Por lo tanto, la tolerancia a las condiciones ácidas
permite que los microorganismos puedan estar presente en menor cantidad en productos
industrializados como las bebidas funcionales, tal y como ha sido demostrado en otras
investigaciones (Santander et al, 2017, Miranda et al., 2018).
Por otra parte, mantener la temperatura baja de refrigeración durante la conservación es
una estrategia ampliamente utilizada por la industria alimentaria para controlar el
crecimiento bacteriano en alimentos listos para el consumo (Zárate et al., 2018). Por su parte,
según Sumaya et al., (2019) al determinar la estabilidad de un alimento se pueden aplicar
métodos microbiológicos, análisis de pH, organolépticos, temperatura y humedad, Sosa et
al., (2023) mencionan que durante 10 días las conservas de chayote no varían su pH
destacando valores semejantes por efecto de la esterilización, corrobora los datos ya que en
su proyecto al aplicar calentamiento en la etapa de cocción de la mermelada asegura una
nula presencia de microrganismos y una estabilidad en el pH por 30 días de
almacenamiento a temperaturas de 10-15ºC (Santander et al, 2017, Gómez y Duque, 2018).
5. Conclusiones
Mediante el presente estudio se logró formular bebidas funcionales a partir de pulpa
de chayote (87, 75 y 50 %) y diferentes concentraciones de L-Carnitina (500, y 250 mg/L). El
tratamiento V1 tuvo mejor comportamiento químico relacionado a la proteína cruda, grasa,
fibra ácida detergente y cenizas. Según los análisis microbiológicos determinados, todas las
variantes en estudio estuvieron dentro de los rangos aceptados (<3 nivel de aceptación) para
consumo humano según las normas NTE INEN 1529-6.
Contribuciones de los autores
En concordancia con la taxonomía establecida internacionalmente para la asignación
de créditos a autores de artículos científicos (https://casrai.org/credit/). Los autores declaran
sus contribuciones en la siguiente matriz:
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Miranda–Yuquilema, J.
Totoy–Cuji, L.
Conceptualización
Análisis formal
Investigación
Metodología
Recursos
Validación
Redacción – revisión y edición
Conflicto de Interés
Los autores declaran que no existe ningún tipo de conflicto de interés con respecto al
estudio presentado.
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