Desarrollo e innovación en procesos y productos a partir de los productos de las abejas

Abstract

Dentro de los productos de las abejas, la miel es la que más se conoce, se usa y se comercializa, por su poder edulcorante de origen natural; sin embargo, más allá de esta característica, cada vez crece más el interés por sus propiedades que permiten su uso en múltiples campos, uno de ellos, en el sector alimentario. Lo anterior gracias a los efectos de sus componentes minoritarios, tales como los compuestos bioactivos que le dan capacidad antioxidante, un común denominador en los productos apícolas. Así como en la miel, en los propóleos también se ha encontrado dicha capacidad, por lo que se hace interesante potenciar estos productos, mediante la búsqueda de alternativas de uso alimentario, dada la tendencia cada vez mayor hacia el uso de productos naturales como sustitutos de los sintéticos. En este sentido, el objetivo general de la presente tesis doctoral fue caracterizar mieles y propóleos, realizar seguimiento de sus parámetros de frescura a lo largo del tiempo y con base en sus resultados identificar procesos y productos innovadores que conduzcan al desarrollo de nuevas matrices alimentarias a partir de cada uno de ellos independientemente y en mezcla. Los compuestos más abundantes en la miel son los azúcares, gracias a los cuales es un producto relativamente estable con una vida útil de aproximadamente dos años en condiciones normales de temperatura < 30 °C, HR alrededor del 60%, protegida de exposición directa de la luz solar y envasada en vidrio. Pese a dicha estabilidad, la miel envejece y se deteriora con el tiempo, perdiendo sus propiedades y desarrollando sustancias que indican baja calidad, como lo son el hidroximetilfurfural (HMF). La actividad diastasa que es también un indicador de calidad, varía en función del origen botánico y del aporte que las abejas le hacen a la miel y con el tiempo se va reduciendo. La mayoría de las muestras de este estudio (76% para el contenido de HMF y 96% para AD) conservaron sus características de calidad después de 2 y 4 años de almacenamiento bajo condiciones controladas de temperatura (21 ± 2 °C) y 28% de humedad relativa. Aplicando altas presiones hidrostáticas (APH), se consiguió que el 90 % para el contenido de HMF y el 100% para AD de las muestras de este estudio cumplieran con los parámetros de calidad de la miel. De cara a buscar nuevas alternativas de uso de miel y propóleos, en los experimentos desarrollados se encontraron aplicaciones: En vegetales como la patata, donde el extracto de propóleos en combinación con el aceite esencial de menta, logró inhibir totalmente la germinación en almacenamiento a 8 °C en las dos variedades de patata (cv Monalisa y cv Jaerla) y una germinación menor al 20% en cv Jaerla almacenada a 25 °C durante 60 días. Así mismo, una combinación de miel (30% p/v y ácido ascórbico 0.05 % p/v) aplicada sobre patata mínimamente procesada y cortada en láminas, consiguió una inhibición de la PPO por encima del 90% y un efecto antioxidante con retardo de pardeamiento de la mezcla al evaluar pH, color y apreciación sensorial (textura, aspecto y olor) durante 14 días a 4 °C, por lo que se afirma que puede ser un antioxidante natural. En carne, se logró un efecto positivo sobre la calidad de carne de ternera fresca almacenada a 4 °C durante 14 días, demostrando las propiedades antioxidantes y antibacterianas en mesófilos y Enterobacterias de propóleos y mielato en mezcla (8 y 10 %, respectivamente) con lo cual se aduce podrían usarse como conservantes naturales. Así mismo, los experimentos donde se obtuvo miel pulverizada mediante liofilización, la mezcla de harina y miel al 50 % p/p fue la que mejores características de humedad e higroscopicidad presentó, por lo cual fue la que se utilizó para adicionar a la carne picada al 10 y 20 % p/p. Ralentización del crecimiento de Enterobacterias y aerobios mesófilos totales consiguieron los tratamientos aplicados, en mayor medida con mayor concentración de miel, pero el color de las muestras tratadas fue afectado con disminución para los parámetros L* y a*, durante 10 días de seguimiento, por lo que nuevos estudios que incluyan mayor cantidad de parámetros pueden plantearse con base en estos resultados.

Amongst bee products, Honey is the most popular, mainly because of its sweetener effect consequently the most consumed and commercialized; nevertheless, beyond this fact there is arguably a raising interest towards its properties which allows its use in a wide range of other applications in different fields, the food sector is one of them. Thanks to its minor components, such as the bioactive constituents, add up another property, an antioxidant capability, a common feature between the bee products. As it happens with honey, propolis also has shown this antioxidant capability thus increasing its commercial applications throughout a search of alternatives uses within the food sector, even more, considering the rising trend towards the use of natural origin products as alternatives of the synthetic traditional offer. Following the aforementioned feature, this doctoral project´s objective was to characterize honey bee and propolis, monitoring their freshness parameters over time and, based on their results to identify the processes and innovative products which would lead to the eventual development of new food matrices originated from each of one them independently and in a mixture. The most abundant components within honey are sugars, thanks to them this a relatively steady product which lifetime spans approximately two years under regular store conditions < 30 °C, RH around 60%, protected from direct solar radiation and bottled in glass flasks. In spite of such steadiness, honey ages and decays over the time, losing its properties and developing substances that signal low quality such as hydroxymethylfurfural (HMF). The diastase activity is also a quality indicator, varies as function of the botanical origin and the bees´ contribution, its value reduces over the time. This study´s samples kept their quality characteristics after 2 and 4 years under controlled temperature (21 ± 2 °C) and RH 28% store conditions. By applying high hydrostatic pressures (HHP), it was achieved that 90% for the HMF content and 100% for diastase activity of the samples of this study complied with the honey quality parameters. In order to find new alternatives for the use of honey and propolis, the experiments carried out identified applications as follows: In vegetables as potatos, where propolis extract and peppermint essential oil are blended, it completely suppressed sprout in both potato varieties (cv Monalisa and cv Jaerla) stored at 8 °C and a reduced suppressed sprout of 20% in cv Jaerla stored at 25 °C in a time span of 60 days. Likewise, using a blend with 30% (w/v) of honey and ascorbic acid (0.05% w/v), applied on potatoes minimally processed and slices of potato yielded the most effective PPO restrain effect above 90% and an antioxidant effect, showing a delay of the brownish when pH, color and sensory analysis (texture, aspect and smell) was evaluated at 4 °C during 14 days, signaling the potential natural antioxidant power of these blends. In beef, a positive effect was achieved on fresh veal beef stored at 4 °C during 14 days, showing that a blend of propolis and honeydew (8 and 10 %, respectively) shows an antioxidant and biocide outcome against mesophiles and Enterobacteria, in consequence, it is thought they could be used as natural preservatives. Likewise, the experiments where powdered honey was obtained through lyophilization, the blend of this powder and honey 50% w/w yielded the best moisture and hygroscopic characteristics, therefore, it was used to be added to the chopped beef using 10% and 20% w/w dose. A slowdown of Enterobacteria growth and total aerobic mesophiles were reached with these treatments, proportionally better results were achieved the higher honey’s concentration, but samples color were impacted showing reduced values of L* and a* parameters in the course of 10 days, which suggests that new studies should include a higher number of parameters can be proposed based on the current results.