Desarrollo y optimización de un extracto de yerba mate: cinética de la extracción de compuestos fenólicos, caracterización e incorporación a bebidas isotónicas

KOZONO L.; FERRARIO M.; RIVERO RC.; TARAVINI IRE.; GUERRERO S.

Cordoba

Congreso; VIII Congreso Internacional de Ciencia y Tecnología de Alimentos (CICYTAC 2022); 2022

Resulta de interés el agregado de una fuente natural de cafeína como la yerba mate a bebidas isotónicas por poseer propiedades antioxidantes, diuréticas y antimicrobianas, entre otras. Los métodos convencionales de extracción presentan desventajas dado que involucran altas temperaturas y/o solventes orgánicos. El propósito del presente trabajo fue optimizar y caracterizar la obtención de un extracto de YM y su posterior agregado a una bebida isotónica. Los extractos se obtuvieron por sonicación de hojas de YM canchada y estacionada (EYM-UAI//20kHz//750W//punta=13mm//amplitud(A)=0%-40%-80%//T=20ºC-40ºC-50ºC/tiempo=0-30min//10g/100mL-agua). La solución se centrifugó, determinando el contenido de polifenoles totales (PT) por Folin-Ciocalteu. Como control, se elaboró un EYM tradicional (EYM-T//agua//T=100°C//tiempo=5 min//10g/100mL). La cinética de extracción de PT (0-30 min) se caracterizó por los modelos de Peleg, Linares y Spiro/Jago. Para este último, seleccionado por elevados ajuste y parsimonia, se aplicó la metodología de superficie de respuesta para optimizar la constante de velocidad de extracción (kSpiro/Jago) respecto de A y T. Se caracterizaron los EYM liofilizados en cuanto a mojabilidad, higroscopicidad, solubilidad, humedad y color. El EYM óptimo se agregó (0,4%p/v) a la bebida isotónica (20%-jugo naranja//7%sacarosa//0,02%NaCl//0,006%KH2PO4//pH=3,6±0,3//9,4±1,1°Brix//196±1NTU//A254nm:0,08 cm-1) y se determinó PT, flavonoides, capacidad antioxidante por DPPH (TAADPPH) y ABTS (TAAABTS), contenido de cafeína, turbidez y color. Se observó una cinética bifásica con una primera etapa (~ 5 min) de elevada extracción de PT, seguida de un período de extracción leve a nulo, alcanzándose valores finales de PT≅0,59±0,01mgGAE/mL. Sin embargo, el aumento de la temperatura redujo notablemente el tiempo para alcanzar el máximo PT (2min(50ºC)//10min(20ºC)). Asimismo, se observó una disminución del tiempo de extracción para alcanzar máximo valor de PT la amplitud (80%=2min//0%=7min). Para el EYM-T, se obtuvo más bajo contenido de PT (0,49±0,01mgGAE/mL), comparado con EYM-UAI. El modelado matemático no mostró diferencias significativas en el rendimiento final de la extracción (Ce) (Ce=1,03-1,23gGAE/100g), pero sí en la velocidad de extracción con T y A (R2aj:0,95-0,99). La (kSpiro/Jago) fue optimizada para A=80%, T=50°C y 2 min. El contenido de cafeína fue de 34.6±3.1 (EYM-UAI/20ºC), 34.0±0.7 (EYM-UAI/50ºC) y 37.0±0.7 (EYM-T) mg/g de polvo. La solubilidad (90-90.7%) y la humedad (9.6-9.8%) resultaron significativamente similares para los EYM-UAI a 20ºC y 50ºC y el control térmico. Sin embargo, se encontró que los EYM-UAI mostraron mayor higroscopicidad (17.3±0.2g/100g masa seca), mojabilidad (1min), luminosidad (L*: 63,5 a 64,4) y un color verdoso más característico (a*: -1.53 a -0.43) que EYM-T (higroscopicidad: 15.2±0.0 g/100g masa seca, mojabilidad: no se disolvió completamente, L*: 53.6±0.6, a*: 2,58±0,18). El extracto EYM-UAI aumentó significativamente turbidez (2260 NTU, 1.3 veces); opacidadKubelka Munk (0,89;1,1 veces), PT (0,5±0,1mgGAE/mL//2 veces), TAADPPH 6,1±0,6mgTrolox/mL//3 veces), TAAABTS (6,9±0,5mgTrolox/mL//3 veces), y flavonoides (0.003 mg catequina/mL, 10 veces) de la bebida isotónica. Este estudio permitió en primer lugar, obtener mediante un proceso de extracción más sostenible y optimizado, un EYM de calidad mejorada y seguidamente, desarrollar una bebida isotónica novedosa, con agregado de cafeína y otros compuestos de interés para la salud provenientes de una fuente vegetal.