El problema del sabor amargo en los hidrolizados enzimáticos de proteína de pescado

Por

L. PASTORIZA, G. SAMPEDRO y M. LÓPEZ-BENITO

Inf. Técn. Inst. Inv. Pesq.

INTRODUCCIÓN

Los métodos de obtención de concentrados de proteína por hidrólisis enzimática permiten en la mayoría de los casos el enriquecimiento de ali- mentos sin una pérdida considerable en sus propiedades funcionales.

Existen, por otra parte, una serie de circunstancias favorables cuando se emplean dichos métodos si los comparamos con otros tipos de procesa- miento, como pueden ser los métodos de extracción con disolventes orgá- nicos y aquellos otros que emplean tratamientos básicos o ácidos (LÓPEZ- BENITO y GIL, 1974, y LÓPEZ-BENITO, GIL y PASTORIZA, 1976).

En la hidrólisis enzimática no se utilizan temperaturas elevadas, pH enérgicos ni cualquier otro tratamiento que origine alteraciones considera- bles en la composición inicial del pescado, por lo que ha merecido, la aten- ción tanto de los investigadores que cultivan esta línea de trabajo como de la industria dedicada a la fabricación de concentrados proteicos.

Sin duda, el poder evitar los engorrosos y caros procesos de extracción con disolventes, recuperación de los mismos y tratamientos de desolven- tización, reduce considerablemente el precio del producto comercial.

Asimismo, el hidrolizado enzimático puede, en muchos casos, emplearse en forma líquida para la fabricación de sustitutos de la leche o enrique- cimiento de alimentos convencionales, evitando el costoso proceso de dese- cación en atomizadores.

93

Instituto de Investigaciones Pesqueras de Vigo. Muelle de Bouzas. Vigo. Recibido el 6 de julio de 1981.

1982

No obstante, y a pesar de todas las ventajas enumeradas, los métodos enzimáticos presentan un problema cuya consideración constituye el ob- jeto de este trabajo.

Nos referimos al hecho de la formación durante la hidrólisis de péptidos que origina unos apreciables sabores amargos y que limitan en cierto modo la capacidad de comercialización del hidrolizado.

La intensidad del citado sabor amargo es función del grado de hidrólisis, por lo cual será preciso determinar, en cada caso, las condiciones de tra- bajo más aconsejables para alcanzar unos rendimientos que sean rentables para la industria, sin alterar de forma considerable las propiedades orga- nolépticas del alimento enriquecido.

En nuestros ensayos hemos utilizado como enzima la papaína, que en

T!T,+-Fl es inas

tritiirncion

pzixzq

1-1 P; L

centrif ugacion

Fig. 1. - Procedimiento empleado para la fabricación de hidrolizado de proteína a partir de jurel (método enzimático).

estudios anteriores nos había dado buenos resultados (LÓPEZ-BENITO y SAMPEDRO, 1977; SAMPEDRO y LÓPEZ-BENITO, 1979).

Este enzima fue empleado también por SRIPATHY et al. (1962, 1964); PLOQUIN (en HALE, 1969) resaltan las ventajas de la papaína por su precio y el rango de pH en que actúa (6,5), similar al del pescado.

Por otra parte, M C BRlDE et al. [1961) y SEN et al. (1962) comparan la acción de la pepsina y la papaína en la hidrólisis del pescado; SRIPATHY et al. (1964) propone un método de fabricación de tales hidrolizados, y HALE (1969) determina la diferente actividad de varios enzimas comerciales.

PARTE EXPERIMENTAL

Empleando el jurel como materia prima, se han ensayado diferentes pro- cesos de hidrólisis enzimática, en los cuales la papaína se utilizó a distin- tas concentraciones con respecto al peso de pescado que varían entre 0, l O/O

y 1 %, y los tiempos de hidrólisis entre 30 minutos y 5 horas. En todos los casos la temperatura fue de 65°C y el pH de 6,5.

Estas condiciones son consideradas por diversos autores como óptimas para llevar a cabo la hidrólisis enzimática. H,ALE (1972), después de estu- diar la actividad de la papaína, recomienda la temperatura de 65°C y con- cluye que en estas condiciones el proceso resulta económico. PLOQUIN (en HALE, 1972) emplea temperaturas relativamente altas para acelerar los tiempos de hidrólisis y evitar la alteración del pescado. A la misma con- clusión llegan MACKIE y RlTCHlE (1978), que trabajan a 65"C, obteniendo de esta forma rendimientos del 95 %.

Estos ensayos tienen por objeto el poder determinar las condiciones pre- cisas para obtener un rendimiento tal que haga rentable la fabricación del producto comercial sin alcanzar un grado de sabor amargo que dé lugar a unas características organolépticas inaceptables.

Al jurel, Trachurus trachurus, una vez descabezado y eviscerado, se le separó la piel y espinas y el músculo se tr i turó en una picadora de 8 mm de diámetro. La pasta obtenida se mezcló con agua en proporción de 4: l y se agitó en un baño termostático hasta que la masa alcanzó la tempera- tura de 65°C. Se añadió entonces la papaína en concentraciones que varia. ban según cada experiencia desde 0,10, 0,25 y 1 % , considerando el peso del enzima y e l del pescado.

El tiempo de hidrólisis osciló en cada ensayo desde 30 minutos hasta 5 horas.

Una vez finalizada la hidrólisis enzimática se elevó la temperatura hasta alcanzar 85"C, manteniéndose ésta durante 15 minutos, al objeto de inac- tivar la acción enzimática de la papaína. Se procedió a centrifugar el Iíquido hidrolizado para separar la fase oleosa y los residuos sólidos, y se obtiene así un Iíquido amarillo que constituye el producto terminado.

Se ha determinado en el hidrolizado líquido nitrógeno total y aminado para poder calcular el grado de hidrólisis que corresponde a cada una de las experiencias.

Como aplicación práctica del hidrolizado hemos ensayado la fabricación de leche y el enriquecimiento de bebidas carbonatadas.

RESULTADOS EXPERIMENTALES

Los análisis químicos previos del jurel entero y del músculo de jurel antes de la hidrólisis enzimática se expresan en el cuadro l.

En el cuadro 2 se reseñan los resultados obtenidos durante el tratamien- to enzimático del músculo de jurel a diferentes concentraciones de papaína y tiempos de hidrólisis, para un pH = 6,5 y temperatura de 65°C. Asimismo en la figura 2 se representan los rendimientos en peso referidos a jurel en- tero y a músculo de jurel y el contenido en proteína en las distintas fases y en el producto final.

En el cuadro 3 se resume el contenido en nitrógeno aminado y nitró- geno total, en función del tiempo de ataque durante el proceso de hidrólisis enzimática de músculo de jurel, así como también el grado de hidrólisis en cada caso.

En el cuadro 4 se indica la calificación organoléptica por lo que se re- fiere al grado de sabor amargo que presenta el hidrolizado enzimático en forma líquida del músculo de jurel en las distintas experiencias que he- mos realizado. Se tiene en cuenta el rendimiento proteico obtenido en cada caso.

El jurado calificador estaba formado por cinco especialistas y fueron estudiadas todas y cada una de las muestras procedentes de ensayos dis- tintos en las que se variaba la concentración de papaína y el tiempo de hidrólisis.

CUADRO 1

Análisis del jurel entero y músculo de jurel antes de la hidrólisis enzimática.

Jurel Músculo entero de jurel

Humedad 75,27 77,42 Grasa 4,02 3,87 Proteínas 16,70 17,93 Cenizas 3,50 1,28

El baremo seguido para calificar organolépticamente el grado de sabor amargo fue el siguiente:

Sabor Puntos

No amargo O Débilmente amargo 1 Ligeramente amargo 2 Amargo 3 Fuertemente amargo 4 Extremadamente amargo 5

Se aprecia, a medida que aumenta el grado de hidrólisis, un incremento del sabor amargo, así como también un mayor rendimiento en contenido proteico. De aquí el interés en establecer unas condiciones de trabajo que den lugar a un buen rendimiento, con un producto final no excesivamente amargo.

A Conc papaina 0.10%

O 5 0 1 1.00%

4 1 1

3 6 I

3 - C S m C .- O - A

+d

2 a

2 I I 1

1 2

1 3 4 S

t i e m p o ( h o r a s )

c c

!! O * 560 -

? % .- D Cm E .- u C

1 -6

d 4 0

f50 - A

O l

1 I

2 1 30

3 4 5 t i e m p o ( h o r a s )

Fig. 2.-Contenidos en proteína y rendimientos proteicos en los hidrolizados líquidos. Relación peso papaína/peso de pescado ~ 1 0 0 . A: 0,10 % ; B : 0,25 % ; C : 0,50 Ojo; D : 1 % .

De los resultados obtenidos en nuestro trabajo se observa que para una concentración de papaína del 0,50 O/O y un tiempo de ataque de 2 h se obtiene un hidrolizado enzimático con un ligero sabor amargo que es acep- table, y un buen rendimiento proteico (83,74 O/O]. Resultados éstos muy si- milares a los que se obtienen con un tiempo de ataque de 30 minutos o 5 horas y una concentración de papaína de 1 O/O o 0,25 O/O respectivamente.

CUADRO 5

Caracteres organolépticos (grado del sabor amargo y color) de la leche fabricada a partir de hidrolizado

enzimático líquido de músculo de jurel.

Hidrolizado Calificación (puntos) empleado número Sabor amargo Color

En el cuadro 5 se indican los caracteres organolépticos de la leche fabri- cada a partir de hidrolizado liquido obtenido a diferentes concentraciones de papaína y distintos tiempos de ataque.

La leche fabricada por nosotros tiene una composición similar a [a de vaca. si bien hemos adicionado un pequeño porcentaje de alginato sódico como agente emulsionante.

La formulación es la siguiente:

Proteína 2,6 '10

Margarina 2,5 '/O

Lactosa 5,5 O/O

Alginato sódico 0,75 '10

0.0 l 1 I I I 10.0 O 1 2 3 4 5

t iempo ( h o r a s )

5 1 1 1 I o 1 2 3 4 5

I

t i e m p o ( l loras 1

Fig. 3. -Valores de nitrógeno aminados total y grado de hidrólisis determinados en la fase líquida durante el proceso enzimático con papaína a diferentes tiempos de ataque. Rela- ción peso papaína/peso de pescado x 100. A: 0,10 %; 8: 0,25 %; C: 0,50 %; D: 1 %.

En la calificación organoléptica (color y sabor amargo] de esta leche fabricada con hidrolizado enzimático se han seguido los siguientes ba- remos:

Baremo de calificación

Color Puntos Sabor Puntos

Lechoso 1 No amargo O Blanco lechoso 2 Débilmente amargo 1 Cremoso 3 Ligeramente amargo 2 Beige cremoso 4 Amargo 3

Fuertemente amargo 4 Extremadamente amargo 5

Según los resultados que se indican en el cuadro 5, el producto termi- nado tiene un aspecto emulsionado, olor agradable, color que varía del blanco lechoso al beige cremoso de acuerdo con la concentración de pa- paína y el tiempo de hidrólisis, y no presenta sabor amargo cuando el pro- ducto fue obtenido en experiencias en las cuales la proporción peso de papaínalpeso de pescado es de 0,10:100 y 0,25:100.

Solamente se nota un ligero sabor amargo en las proporciones 0,50:100 y 1:100 para un tiempo de hidrólisis de 5 horas.

En el cuadro 6 se resume la calificación organoléptica del sabor amargo del hidrolizado enzimático obtenido a partir de músculo de jurel con pa- paína, al que se le adicionaron diferentes concentraciones de bebida car- bonatada de naranja.

Se ha podido observar que hasta una relación vol. FPH/vol. naranja 50150 no se aprecia el citado sabor amargo, siendo éste aceptable has- ta 80120, lo que demuestra que no sólo se puede enriquecer la bebida car- bonatada sino también comercializar el FPH enmascarado con ella.

Para calificar el sabor amargo se siguió el mismo baremo que en los casos anteriores.

16 17 18 19 A . grado de hidrolisis

85

84

83

8 2

81

B O 80 * ; 7 9

E 78

C

t 77

7 6 18 19 20 21

C . grado de hidrolisis

17 1 8 19 2 0 8 . grado de hidrolisis

91

90

89

88

87

0 8 6 .d

85

E 'S 8 4 C

'? 83

82 20 21 22 23

D. grado de hidrólisis

Fig. 4.-Calificación de la intensidad del sabor amargo en los hidrolizados líquidos, pre- parados utilizando una relación de papaína/peso de pescado x 100 de 0,10, 0,25, 0,50 y 1 %

que corresponden a las representaciones A, 6, C y D respectivamente.

RESUMEN

Se hace un estudio del problema de sabor amargo que se presenta en la hidrólisis enzimática del pescado. Como agente se utilizó la papaína a distintas concentraciones que varían entre 0,l O/O y 1 %, y diferentes tiempos de hidróllsis. La temperatura fue de 65°C y el pH durante el proceso. de 6.5.

Este trabajo trata de fijar las condiciones para obtener un producto comercial que no presente un marcado sabor amargo, sin disminuir de forma considerable los rendimientos del proceso industrial.

De los resultados obtenidos en nuestro trabajo se concluye que estas condiciones pudieran ser las siguientes:

Concentración Tiempo de de papaina hidrólisis

( O10 1 (horas)

Los resultados en los tres casos son muy similares, alcanzándose un rendimiento del orden del 80 O/O y un hidrolizado enzimático con ligero sabor amargo.

Se ha ensayado la fabricación de leche a partir del hidrolizado líquido de proteína con buenos resultados.

Asimismo se utilizó este hidrolizado para enriquecimiento de bebidas carbonatadas, habiéndose observado que una formulación que contenía hidrolizado/bebida carbonatada de naranja en proporción de 80120 presentaba caracteres organolépticos aceptables, lo que permite, no solamente enriquecer las citadas bebidas carbonatadas, sino también comer- cializar el hidrolizado enmascarando su sabor con el aroma de naranja.

SUMMARY

BITTER TASTE IN THE FlSH ENZYMATIC HYDR0LYSATE.- We have carried out a study about the bitter taste in the fish enzymatic hydrolisate. As agent we have used papain at several concentrations from 0,1 O/O to 1 O/O, and different hydrolysis times.

The temperature was 65°C and the pH 6,5. This paper tries to establish the conditions to obtain a commercial product without

a marked bitter taste and without disminishing too much the industrial processing yields. From the results obtained in our work these conditions could be:

Papain Hidrolysis concentration time

(hours] 5 2 0,s

The results in the three cases are very similar, with a yield of 80 O/O and an enzymatic hydrolysate with a slight bitter taste.

We have essayed the manufacturing of milk from protein liquid hydrolysate with good results.

Therefore, this hydrolysate was used t o enrich carbonated beverages observing that a formulation of 80120 hydrolysate/orange carbonated beverage presented suitable organo- leptical characteristics, what permits not only to enrich the carbonated beverages but also to commercialize the hydrolysate masking its taste with orange flavour.

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