Procedimiento para la obtención de zumos pasteurizados por homogenización a alta presión.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de zumos pasteurizados por homogenización a altas presiones, entre 80 y 180 MPa, temperaturas de alimentación al homogenizador entre 10 Y 40ºC, y tiempos de retención de 5 a 30 segundos antes del enfriamiento.

Procedimiento para la obtención de zumos pasteurizados por homogenización a alta presión.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de zumos pasteurizados por homogenización a altas presiones, entre 80 y 180 MPa, temperaturas de alimentación al homogenizador entre 10 y 40ºC, y tiempos de retención de 5 a 30 segundos antes del enfriamiento.

Estado de la técnica anterior

Las etapas fundamentales del proceso tradicional de fabricación de zumos cítricos según Kimball (1999) son:

- la extracción del zumo de los frutos utilizando equipos adecuados,

- la separación de la pulpa grosera (que incluye membranas carpelares, haces fibrovasculares, semillas, fragmentos de albedo y flavedo, etc.) en tamizadoras continuas,

- la reducción (opcional) del contenido en pulpa fina (procedente fundamentalmente de las membranas de las vesículas de jugo) mediante una suave centrifugación.

- la aplicación de un tratamiento térmico para estabilizar el zumo.

- el envasado, generalmente en recipientes de vidrio o de cartón con laminados múltiples.

La calidad de los zumos resultantes depende esencialmente de la idoneidad de la materia prima (variedades adecuadas, buen índice de madurez, correcto estado sanitario), de las condiciones de extracción del zumo (interesa extraer el zumo contenido en las vesículas pero controlar el aporte de componentes procedentes del albedo y del flavedo), del tratamiento térmico y de las condiciones de almacenamiento. Los zumos cítricos son particularmente termolábiles y en los tratamientos térmicos pierden sabor a fresco (esto es, a zumo recién exprimido) y adquieren sabores a cocido.

En las industrias cítricas se controla la calidad de las materias primas, se aplican condiciones de extracción suaves, y se aplican tratamientos térmicos de acuerdo con el tipo de zumos a fabricar: suficientemente enérgicos en los zumos estériles, que se conservan a temperatura ambiente durante muchos meses, y más suaves en los zumos que se mantienen en refrigeración y su vida útil se limita a varias semanas. Este último tipo de zumos, denominados pasterizados refrigerados, son los que en este momento alcanzan mayor calidad y gozan de la preferencia de los consumidores.

Evidentemente, los cambios que sufren los zumos debidos a los tratamientos térmicos dependen de la intensidad con la que se aplican estos tratamientos, que son imprescindibles para destruir los gérmenes e inactivar los enzimas que alteran las propiedades físicas y sensoriales del zumo original. Entre estos enzimas destacan las pectinmetilesterasas (PME), responsables de que el zumo pierda su característica turbidez (frecuentemente denominada "nube") y clarifique al poco tiempo de su extracción. Las PME son enzimas ligados a la pared celular que hidrolizan los grupos metoxilo de las pectinas generando grupos carboxílicos libres. Los iones divalentes (principalmente calcio) presentes en el zumo se unen a los radicales carboxilo, forman puentes entre cadenas de pectina y crean macropolímeros de pectina insolubles, que tienden a precipitar y que arrastran a otros constituyentes de la "nube" del zumo, produciendo su clarificación. Por otra parte, está demostrado que las PME están ligadas a la pared celular del fruto, por lo que la actividad enzimática reside en la pulpa. La actividad PME del suero exento de pulpa es nula. La centrifugación del zumo reduce su contenido en pulpa y por tanto su actividad PME, lo que incrementa la estabilidad enzimática del zumo. Por el contrario la reducción del contenido en pulpa se manifiesta como una pérdida de color y de turbidez.

Los enzimas (PME) responsables de este mecanismo de desesterificación son más termorresistentes que los gérmenes presentes en el zumo, por lo que el tratamiento térmico se ajusta para conseguir un nivel suficiente de inactivación de las PME.

En el caso de los zumos estériles conservables a temperatura ambiente el tratamiento térmico debe asegurar la completa destrucción de gérmenes e inactivación de las PME. Por el contrario, en los zumos pasterizados refrigerados de dos a tres meses de vida útil se alcanza suficiente estabilidad, con las actuales tecnologías, cuando se reduce la actividad PME hasta niveles inferiores al 10% de la inicial. Este suave tratamiento permite reducir bastante la pérdida de sabor a fresco y limita la aparición del sabor a cocido.

La industria citrícola suele aplicar tratamientos térmicos a 90-91ºC durante 30-60 segundos, aunque tratamientos térmicos mucho más suaves (80-85ºC durante 10-20 segundos) son suficientes (Sentandreu et al. Food Science and Technology International, 11: 217-222, 2005). Tratamientos a 60ºC o temperaturas inferiores no restan "frescura" al zumo, pero son insuficientes para su conservación, mientras que a partir de 70ºC se acusa una pérdida notable de su calidad sensorial.

Se ha demostrado que la pasteurización suave de un zumo cítrico (pH 3.5) a 60ºC durante 15 segundos, resulta letal para Lactobacillus plantarum (Torres et al. Food Science and Technology International, 14(6):0525-0529, 2008) al tiempo que no afecta a su calidad organoléptica. Por otro lado, en la patente WO/2007/042593 se describe un procedimiento basado en la centrifugación del zumo fresco y su separación en dos fracciones: (a) la fracción "suero" (80-85% del total), con muy bajo contenido en pulpa y actividad PME insignificante, que se pasteuriza a 60ºC durante 15 segundos, y (b) la fracción "pulpa" (15-20% del total), con alto contenido en pulpa y prácticamente toda la actividad PME del zumo inicial, que se pasteuriza bajo condiciones industriales estándar (85ºC durante 15 segundos) para reducir la actividad PME convenientemente. Debido a la mayor proporción de la fracción "suero" que de la fracción "pulpa", la mezcla posterior de ambas fracciones da lugar a un zumo reconstituido que es estable desde el punto de vista microbiológico, retiene una actividad PME residual muy pequeña (2.6 % de la inicial) y mantiene un sabor y olor a "fresco" que, de acuerdo con un panel entrenado de catadores (Carbonell et al. Food Quality and Preference, 19, 71-78, 2008), resultan prácticamente indistinguibles de los del zumo fresco original. Además, ambas fracciones pueden almacenarse refrigeradas por un periodo superior a 6 meses sin pérdida significativa de calidad.

Otras técnicas novedosas, como la homogenización a muy alta presión han demostrado efecto suficiente sobre la estabilización microbiana (Briñez et al. Food Control, 18, 1282-1288, 2006.) de los zumos cítricos pero no sobre su estabilización enzimática (Welti et al. Innovative Food Science & Emerging Technologies 10 (4), 457-462, 2009).

Breve descripción de la invención

Los zumos requieren para su estabilización tratamientos térmicos, pero estos tratamientos deterioran su calidad cuando se superan temperaturas del orden de 70ºC, ya que se ven afectados los atributos sensoriales característicos del zumo recién exprimido.

La presente invención proporciona un procedimiento de obtención de zumos pasteurizados caracterizado por llevarse a cabo una homogenización a altas presiones, entre 80 y 180 MPa, alimentando el zumo a temperaturas entre 10 y 40ºC, y tiempos de retención de 5 a 30 segundos.

Según se muestra en el esquema de la figura 1, el zumo de elevadas propiedades organolépticas se obtiene por un procedimiento en el cual la fruta es lavada en la etapa (1), se extrae su zumo en la etapa (2), y este zumo recién extraído se tamiza (3) para eliminar residuos groseros, tales como semillas o restos de corteza; posteriormente se puede separar mediante centrifugado (4) en dos fracciones, una rica en pulpa (fracción B) y otra con menor contenido en pulpa (fracción A), de esta forma se consigue reducir el contenido en pulpa y se homogeniza a muy alta presión (7). Opcionalmente se puede precalentar (6) la fracción A o el zumo obtenido directamente de la etapa de tamizado (3). El zumo se estabiliza por efecto conjunto de la presión alcanzada en la homogenización a alta presión (7) y el inherente calentamiento que conlleva esta etapa y, tras un breve tiempo de retención, se enfría (etapa 8) y se envasa en condiciones higiénicas o asépticas (etapa 9). Opcionalmente puede pasteurizarse térmicamente (etapa 5) la fracción B rica en pulpa y reincorporarse al zumo antes o después (etapa 11) del tratamiento de homogenización.

Descripción de las figuras

1. Procedimiento de obtención de un zumo pasteurizado que comprende la homogenización del zumo extraído a una presión entre 80 y 180 MPa, temperaturas de alimentación al homogenizador entre 10 y 40ºC y durante un tiempo de retención entre 5 y 30 segundos.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, donde la homogenización se realiza a una presión entre 100 y 150 MPa, 20 y 35ºC y 10 y 15 segundos.

3. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, donde se enfría el zumo homogenizado.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, donde la temperatura de enfriado es menor de 15ºC.

5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 3 a 4, donde se produce el envasado del zumo enfriado.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicación 1 a 5, donde previo a la homogenización se realiza una separación del zumo en dos fracciones A y B, y la fracción A contiene menor contenido en pulpa que la fracción B.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, donde la separación se realiza por centrifugado.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, donde a la fracción B se le realiza un proceso de pasteurización.

9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde previa a la homogenización se calienta el zumo entre los 20 y 35ºC.

10. Procedimiento según la reivindicación 1 a 7 ú 9, donde se calienta la fracción A previa homogenización.

11. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, donde se añade la fracción B pasteurizada al zumo antes de la homogenización y/o enfriamiento.

12. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, donde el zumo extraído proviene de frutas o mezclas de frutas.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, donde las frutas son cítricos.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, donde el cítrico se selecciona de entre limón, naranja, mandarina, pomelo, lima o cualquiera de sus combinaciones.

15. Procedimiento según la reivindicación 12, donde las frutas son no cítricas.

16. Procedimiento según la reivindicación 15, donde las frutas no cítricas se seleccionan de la lista que comprende fresas, moras, cerezas, piña, uva, pera, manzana, maracuyá, papaya, guabaya, guanábana, kiwi, mango, tomate, melón, sandía, plátano, banana, lulo, melocotón, albaricoque, granada y coco.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, donde el zumo comprende además aditivos alimentarios.

18. Zumo pasteurizado obtenible como se describe en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 17.