e-ISSN: 1390-5902
CEDAMAZ, Vol. 13, No. 1, pp. 1–7, Enero–Junio 2023
DOI: 10.54753/cedamaz.v13i1.1721
Desarrollo de una bebida soluble antioxidante con base en tomate de árbol
(Solanum betacea) para deportistas
Development of a soluble antioxidant beverage of tree tomato (Solanum betacea) for
sportsmen
Fernando Buitrón 1,* y Jenny Ruales 2
1Instituto Superior Tecnológico Ecuatoriano de Productividad, Quito, Ecuador
2Departamento de Ciencias de los Alimentos y Biotecnología, Escuela Politécnica Nacional, Quito, Ecuador
*Autor para correspondencia: fernando.buitronp@gmail.com
Fecha de recepción del manuscrito: 07/12/2022 Fecha de aceptación del manuscrito: 16/05/2023 Fecha de publicación: 30/06/2023
Resumen—Los deportistas requieren hidratación que además de carbohidratos y electrolitos contenga antioxidantes y dado que el tomate
de árbol (Solanum betacea) es rico en antioxidantes el objetivo del presente estudio fue la elaboración de una bebida hidratante a base de
polvo de tomate de árbol para deportistas. Se realizó la caracterización química y nutricional de la pulpa que luego fue tratada con un cóctel
enzimático para incrementar los sólidos disueltos. Para definir las condiciones de secado de la pulpa por aspersión se probaron las variables:
flujo de alimentación (12 y 17 mL/min); temperatura de secado (130, 140 150 y 180 °C); concentración de maltodextrina (3, 7 y 9%) y la
mejor condición de secado se seleccionó con un análisis sensorial. Se procesó la fruta para realizar la formulación de la bebida hidratante,
en la que se analizó la solubilidad, efectividad del proceso, características sensoriales y contenido de polifenoles. Las condiciones óptimas
de secado fueron temperatura de secado de 140 °C, flujo de alimentación de 12 mL/min, y adición de maltodextrina al 9%, se adicionó
fosfato tricálcico a 100 ppm para mejorar la efectividad. La pulpa deshidratada tuvo un alto contenido de -carotenos, minerales, polifenoles
y antioxidantes. La formulación del producto tuvo un 37,47% de pulpa que proporciona 120 mg de polifenoles por cada 100 g de producto.
Se empacó en un trilaminado de 40 gr para preparar 600 mL. Finalmente, el estudio de estabilidad del producto (16,7 °C y 67-80% de
humedad relativa) durante tres meses mostró una vida útil de un año.
Palabras clave—Solanum betacea, Hidratante en polvo, Antioxidante, Deportistas, Secado por aspersión.
Abstract—Athletes require specific hydration that contains antioxidants in addition to carbohydrates and electrolytes, because the tree
tomato (Solanum betacea) is rich in antioxidants, the objective of the present study was the elaboration of a hydrating drink in tree toma-
to powder for athletes. The pulp was chemically and nutritionally characterized and then treated with an enzymatic cocktail to increase
dissolved solids. To define the pulp spray drying conditions, the following variables were tested: feed flow (12 and 17 mL/min); drying
temperature (130, 140, 150 and 180 °C); maltodextrin concentration (3, 7 and 9%) and the best drying condition was selected by sensory
analysis. The fruit was processed and formulated of the hydrating drink powder, in which solubility, process effectiveness, sensory cha-
racteristics and polyphenol content were analyzed. The optimum drying conditions were drying temperature of 140 °C, feed flow of 12
mL/min, and addition of maltodextrin at 9%; tricalcium phosphate was added at 100 ppm to improve effectiveness. The dehydrated pulp
contained a high content of -carotenes, minerals, polyphenols and antioxidants. The product formulation contained 37.47% pulp providing
120 mg of polyphenols per-100 g of product. It was packed in a 40 g trilaminate to prepare 600 mL. Finally, the product stability study
(16.7 °C and 67-80% relative humidity) for three months showed a shelf life of one year.
Keywords—Solanum betacea, Moisturizing powder, Antioxidant, Sportsmen, Spray drying.
INTRODUCCIÓN
Los deportistas de alto rendimiento realizan un esfuerzo
físico que genera pérdida de electrolitos por medio de
la sudoración que causa acumulación de ácido láctico, da-
ño muscular, deshidratación y producción de radicales libres
que provocan problemas degenerativos, por ello la necesidad
de la hidratación con una bebida que no sólo contenga elec-
trolitos y carbohidratos para restaurar las pérdidas de dichos
componentes sino también antioxidantes y polifenoles para
neutralizar el efecto de los radicales libres (Aritz Urdampi-
lleta et al., 2015).
Los principales antioxidantes contenidos en frutas y ve-
getales tienen la capacidad de prevenir enfermedades cróni-
cas no transmisibles asociadas al estrés oxidativo. Es así que
la pulpa de Solanum betacea (tamarillo o tomate de árbol)
Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-SinDerivadas 4.0. 1
DESARROLLO DE UNA BEBIDA SOLUBLE ANTIOXIDANTE BUITRÓN
se destaca por presentar vitamina C, vitamina E, provitami-
na A, minerales (potasio, calcio, cobre, hierro, manganeso y
magnesio) y compuestos antioxidantes, como antocianinas y
carotenoides (Alves et al., 2017). Sin embargo, en el país no
se ha explotado el potencial de esta fruta para la hidratación
de deportistas.
El tomate de árbol (S. betacea) es una planta nativa de
América del Sur Bolivia, Chile, Ecuador, y Perú. S. betacea
fue domesticada en el norte de Perú y el sur de Ecuador; y co-
mercialmente se lo cultiva en Colombia, Ecuador, Perú y en
Nueva Zelanda (Alves et al., 2017). En Ecuador S. betacea
se cultiva en un rango de 2000 a 3000 msnm., en las provin-
cias de Carchi, Imbabura, Pichincha, Cotopaxi, Tungurahua,
Chimborazo, Bolívar, Cañar, Azuay y Loja (Revelo Moran et
al., 2004), donde podemos encontrar cuatro genotipos: rojo
punton, anaranjado gigante, amarillo punton y mora. Existen
en mayor cantidad los genotipos anaranjado y amarillo y en
menor cantidad los morados (Chamba Vaca, 2018).
Según Morillas-Ruiz y Delgado-Alarcón (2012), S. be-
tacea tiene una concentración de compuestos fenólicos
2010,40 ± 0,02 gGA/g (µg de ácido gálico por gramo de fru-
ta) que le confieren capacidad de inhibición de radicales li-
bres y actividad antioxidante, y además posee actividad pre-
biótica ya que se ha identificado hidrocoloides (proteína ara-
binogalactana) y polisacáridos hemicelulósicos productores
de ácidos grasos de cadena corta. Por lo tanto, S. betacea
es un alimento funcional potencial debido a sus propieda-
des biológicas, efectos antioxidantes, antiinflamatorios, an-
tivirales, antibacterianos, antidepresivos, anticancerígenos y
sus pigmentos naturales se asocian con la prevención de en-
fermedades crónicas.
Debido a las carectísticas que presenta S. betacea y aten-
diendo a la necesidad de los deportistas de alto rendimiento,
el principal objetivo de esta investigación es elaborar una ba-
se deshidratada de pulpa de tomate de árbol de genotipo ana-
ranjado gigante para la preparación de una bebida hidratante.
MATERIALES Y MÉTODOS
Obtención y preparación de la materia prima.
El tomate de árbol (S. betacea) de genotipo anaranjado
gigante se obtuvo en el cantón Cevallos, provincia de Tun-
gurahua. Se utilizaron 80 kg de fruta madura, previamente
seleccionada con la escala de color 5-6 de la norma técnica
NTE INEN 1 909:2015 (INEN, 2015).
Para obtener la pulpa, se lavó la fruta con agua potable
y cloro con una concentración de 50 ppm, se cortaron los
pedúnculos y la cáscara se retiró mediante pelado manual,
luego se troceó la fruta con el desintegrador RIETZ de 5 HP
modelo RP-8-k-115, marca General Electric. El despulpado
de la fruta se realizó en el pulpatador Langsenkamp mode-
lo M5707 con una malla de poro (N° 23) para separar las
semillas de la pulpa. La pulpa obtenida y los desechos se pe-
saron para calcular el rendimiento del proceso. Finalmente,
se empacó la pulpa en bolsas de polietileno de 8 kg y fueron
almacenadas a -19 ºC hasta su utilización.
Caracterización fisicoquímica de la pulpa de S. beta-
cea.
La caracterización fisicoquímica de la materia prima con-
sistió en evaluar los sólidos solubles totales, pH, índice de
solubilidad (ISA) y materia insoluble en alcohol (MIA). El
contenido de sólidos solubles totales fue determinado con la
medición de grados Brix de cada muestra al colocar 2 gotas
de pulpa de tomate de árbol en un brixómetro Hand Hekd
Refractometer CHASE modelo N º80 -109. El pH se deter-
minó en muestras de 40 mL de pulpa homogenizada en un
vaso de precipitación de 250 mL con un pH-metro ORION
modelo 21OA calibrado antes de cada medición.
Para la determinación de la materia insoluble en alcohol
(MIA) se colocaron 20 g de pulpa (M) homogenizada dentro
un tubo Falcon y se centrifugó durante 10 minutos a 5000
rpm, concluido luego se separó el sobrenadante. A la pulpa
residual, se agregó 20 mL de alcohol etílico al 90%, se agitó
empleando un vortex y luego se centrifugó por 10 minutos a
4000 rpm. El proceso se repitió hasta que la pulpa se tornó
de color blanco. La pulpa blanca fue depositada en una caja
Petri y se registró el peso inicial (P1), luego fue sometida
a secado en una estufa a 70 ºC durante 24 horas. Una vez
enfriada la caja Petri en un desecador se registró el peso final
(P2) y se calculó el porcentaje de MIA con la Ecuación 1.
%MIA =P
2−P
1
M
×100 (1)
Caracterización nutricional y de compuestos bioacti-
vos de la pulpa de S. betacea.
La caracterización nutricional y de compuestos bioactivos
consistió en los análisis: proximal, vitaminas, minerales, azú-
cares, ácidos orgánicos, polifenoles y la capacidad antioxi-
dante.
El análisis proximal de la pulpa de S. betacea consistió
en la determinación de la humedad, extracto etéreo, proteína,
ceniza y carbohidratos. La humedad se determinó según el
método descrito en AOAC (2007), 920.151, (37.1.12) utili-
zando una estufa de vacío a 70 ºC y 100 mm de Hg. El Ex-
tracto Etéreo (E.E) fue determinado según el método descrito
en AOAC (2007), 934.06, (37.1.10) y 920.39, (4.5.01), me-
diante secado en estufa de vacío y extracción con éter etílico
en un equipo Goldfisch. El contenido de Proteína (P) se ter-
minó según el método explicado en AOAC, (2007), 920.152,
(37.1.35). El contenido de cenizas se determinó según el mé-
todo descrito en AOAC, (2007), 940.26, (37.1.18), en una
mufla a 525 ºC. El contenido de carbohidratos (C) se deter-
minó según el método señalado por Hart y Fisher (1991).
Para determinar el valor energético se utilizó la Ecuación 2
(Hart y Fisher, 1991).
Valor energ ´etico kcal
100g= (P×4)+(E.E×9)+(C×4)
(2)
El contenido de Vitamina C como de β-carotenos se deter-
minó con el método descrito por (DECAB, 2004b). Este aná-
lisis se realizó en un equipo de HPLC marca Hewlett Packard
(HP), modelo 1050 series, usando un detector de UV-VIS.
El análisis de contenido de minerales (calcio, magnesio,
sodio, potasio, zinc, manganeso, hierro y cobre) en la pulpa
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de tomate de árbol realizó por espectroscopia de absorción
atómica según el método DECAB-01(Ruales et al., 2000).
El contenido de ácidos orgánicos se cuantificó siguiendo
el método descrito por (Pérez et al. (1997). Mientras que el
contenido de azúcares se cuantificó aplicando el método Mo-
dificado del Manual de la columna ASTEC NH2 (DECAB,
2004a). La extracción y determinación de polifenoles solu-
bles totales se realizó según el método descrito por Slinkard
y Singleton (1977) y la capacidad antioxidante, se determinó
aplicando el método ABTS indicado por Re et al. (1999).
Hidrólisis de la pulpa de S. betacea.
Con el objeto de disminuir la carga de sólidos insolubles
(SIS) y aumentar la cantidad de sólidos disueltos (SD) se
realizó la hidrólisis de la pulpa. Para esto, se descongeló la
pulpa y hidrólizó a 30 ºC durante 30 minutos adicionando
1mL/kg de coctel enzimático Rap Vegetable Juice®.
Secado por aspersión de la pulpa de S. betacea.
El proceso de secado por aspersión se realizó en el equi-
po de secado marca BUCHI-B299, modelo MM-LAN 045
con una temperatura de salida entre 80 – 100 ºC. La pulpa
fue mezclada con maltodexltrina para mejorar el proceso de
secado e incrementar el rendimiento y la solubilidad del pro-
ducto seco(Miravet Valero, 2009) Previo a definir las condi-
ciones del proceso de secado, probaron 13 tratamientos con
los factores: i) flujo de alimentación con dos niveles (12 y 17
mL/min); ii) temperatura de secado con cuatro niveles (130,
140 150 y 180 ºC); iii) concentración de maltodextrina con
tres niveles (3, 7 y 9%).
Efectividad del proceso.
La efectividad del proceso se evaluó por la cantidad de
sólidos disueltos en la pulpa (Ecuación 3). Donde EF corres-
ponde al porcentaje de efectividad, SD a los sólidos disueltos
que incluyen la adición de maltodextrina y el 3% de Sólidos
Insolubles. Los SIS correspondieron a los sólidos insolubles
tomados después de la enzimación
%EF =Peso del producto f inal
Peso de SD +Peso de SIS
×100 (3)
A partir de los resultados obtenidos en la efectividad del
proceso se seleccionaron los tratamientos con mayor rendi-
miento para la evaluación sensorial de los tratamientos y es-
coger la formulación más aceptable.
Características sensoriales de la pulpa deshidratada.
La evaluación sensorial se realizó con un grupo de 10 pa-
nelistas semi entrenados a quienes se presentaron las mues-
tras preparadas en forma de bebidas. Cada muestra fue iden-
tificada mediante cifras al azar de 3 dígitos. La bebida a eva-
luar se preparó al mezclar 20 g de la pulpa deshidratada de
tomate de árbol (en polvo) con 300 mL de agua de cada tra-
tamiento. Los atributos evaluados fueron el aroma y sabor
intenso a tomate de árbol, apariencia y consistencia de la
mezcla, presencia de grumos, color y presencia de sabores
extraños. Los atributos de sabor y aroma se calificaron usan-
do una escala de 1 a 10 cm, los demás atributos se calificaron
cualitativamente (Anzaldúa, 1994). El tratamiento que pre-
sentó las mejores puntuaciones sensoriales fue seleccionado
para formular el polvo hidratante.
Formulación del polvo hidratante.
Una vez determinado el mejor tratamiento de acuerdo con
los análisis sensoriales, se procedió a la formulación del pro-
ducto terminado. Se preparó una mezcla con 10 g de saca-
rosa, 14 g glucosa y 17 g pulpa deshidratada para preparar
500 mL de bebida. Para la adición de minerales se consideró
como referencia algunos productos hidratantes del mercado
y como aditivos se añadió fosfato tricálcico antiaglomerante,
sorbato de potasio como preservante, ácido cítrico como aci-
dulante, vitamina C como antioxidante, cloruro de magnesio
y cloruro de sodio como electrolitos funcionales y carboxi-
metil celulosa (CMC) al 1% como modificador de textura.
El producto terminado en forma de hidratante en polvo fue
empacado en presentaciones de 40 g en bolsa trilaminadas
de LDPE/foil/LDPE de 0,043 mm de espesor.
Estabilidad del polvo hidratante.
Para determinar la estabilidad del producto se evaluó el
polvo hidratante durante períodos de 0, 15, 30, 60 y 90 días
a temperatura ambiente (18 °C). Al cabo de cada periodo, en
cada muestra se determinó el contenido de humedad, ISA.
También se realizó un análisis sensorial al día 0 y 75 para de-
terminar la vida útil del producto. Para comprobar la inocui-
dad del producto final se realizó el análisis microbiológico
por recuento del total de aerobios hongos filamentosos y le-
vaduras por gramo de alimento"según la Norma ISO 21527
(INEN, 2014) .
Para la determinación del IAA, ISA y PH se siguió el mé-
todo de Anderson et al. (1969), con algunas modificaciones.
Se pesaron 1,25 g (b.s) de harina en un tubo de centrífuga
previamente pesado, se adicionó 30 mL de agua destilada y
se colocó en baño maría a 60 °C durante 30 min con agi-
tación constante en un baño termostático (Lab Companion
BW-20H) equipada con una plancha de agitación sumergi-
ble (Variomag). Se dejó enfriar a temperatura ambiente para
llevar a centrifugación, a 4900 rpm durante 30 minutos en
una centrífuga (Bioblock Scientific Sigma 2-15). Luego, se
decantó el sobrenadante, se midió su volumen y se tomó una
alícuota de 10 mL en una caja Petri previamente pesada y
se secó en estufa a 70 °C durante 24 horas. Posteriormente,
se pesó nuevamente. El gel retenido en los tubos se pesó. El
IAA, ISA y PH se determinaron de acuerdo a las ecuaciones
5 a 7, respectivamente (Rodríguez-Sandoval et al., 2012).
El contenido de humedad se determinó por el método gra-
vimétrico 920.151.(37.1.12) (AOAC, 2007), para lo cual se
colocaron 2 g de polvo hidratante en cajas Petri y se llevó a
una estufa de vacío a 70 ºC hasta sequedad.
Análisis estadístico
La distribución normal de la eficiencia del proceso fue ve-
rificada con la prueba de Shapiro-Wilks con un nivel de sig-
nificancia de 0,05. Se realizó un análisis de factores simple
entre las variables temperatura, concentración de maltodex-
trina y flujo de alimentación con la variable eficiencia del
proceso para determinar las mejores condiciones de secado.
3
DESARROLLO DE UNA BEBIDA SOLUBLE ANTIOXIDANTE BUITRÓN
Todos los análisis se realizaron con el software SigmaStat y
la herramienta Statwin.
RESULTADOS
Caracterización nutricional y de compuestos bioacti-
vos de la pulpa de S betacea.
La pulpa de tomate de árbol presentó valores de sólidos
totales de (10 grados Brix), y la media (con las desviaciones
típicas entre paréntesis) de pH fue de 3,6 (0,02) y el porcen-
taje de MIA de 1,26 (0,07). Se observó que los sólidos tota-
les de la pulpa hidrolizada increm entaron a 12 grados Brix,
mientras que el pH disminuyó ligeramente a 3,46 (0,02).
La caracterización nutricional se encuentra expresada en
valores en base seca (BS) (Tabla 1), se evidenció que la pulpa
de tomate de árbol contiene altas concentraciones de carbohi-
dratos, vitamina C, y minerales como el potasio, magnesio
y calcio. Las concentraciones de polifenoles y antioxidantes
fueron altas tanto en la pulpa como en la pulpa deshidratada
(Tabla 5).
Tabla 1: Caracterización nutricional de la pulpa de S. betacea
(n=3). (Media de los parámetros y su desviación estándar entre
paréntesis)
Parámetro Unidades/100 g BS Media
Humedad % p/p 84,02 (1,09)
Proteína g/100 g 14,85 (0,23)
Grasas g/100 g 4,49 (0,25)
Carbohidratos
totales g/100 g 75,63 (0,51)
Valor calórico Kcal/100 g 367,73
Vitamina C mg/100 g 105,00 (9,00)
β-carotenos mg/100 g 22,90 (1,50)
Azúcares
Fructosa g/100 g 10,14 (0,76)
Glucosa g/100 g 10,64 (0,15)
Sacarosa g/100 g 12,13 (0,89)
Ácidos orgánicos
Ácido cítrico g/100 g 15,41 (0,33)
Ácido tartárico g/100 g LND
Ácido málico g/100 g 1,97 (0,15)
Minerales
Calcio mg/100 g 160 (5,20)
Magnesio mg/100 g 97,85 (2,90)
Sodio mg/100 g 0,40 (0,01)
Potasio mg/100 g 2490,69 (71,00)
Zinc mg/100 g 1,20 (0,10)
Hierro g/100 g 1,30 (0,01)
Cobre g/100 g 0,50 (0,03)
LND : Límites no detectables
BS: Base Seca
Selección del tratamiento en base a la efectividad del pro-
ceso y las características sensoriales de la pulpa deshidratada
A partir de la evaluación de la efectividad del proceso (Tabla
2), se seleccionaron los tratamientos que presentaron efecti-
vidades superiores al 35% y correspondieron a los tratamien-
tos T3, T12, T7, T5, T11, T9 y T2 a los cuales se realizó el
análisis sensorial (Tabla 3). Se descartó el T13, ya que a esta
temperatura la consistencia del producto fue pastosa y no era
apta para el producto final.
Tabla 2: Evaluación de la efectividad del proceso
Tratamiento Temperatura
(ºC)
Flujo
(mL/min)
Maltodextrina
(g/kg de pulpa)
Efectividad
del proceso(%)
T1 180 12 30 18,43
T2 180 17 70 34,83
T3 180 12 70 43,71
T4 180 17 30 14,62
T5 170 12 90 38,01
T6 165 14,5 70 28,2
T7 150 17 70 39,11
T8 150 12 70 26,84
T9 150 17 30 36,57
T10 150 12 30 27,22
T11 150 12 90 37,04
T12 140 12 90 42,00
T13 130 12 90 35,48
Al evaluar el efecto del flujo de alimentación sobre la efec-
tividad del proceso, los tratamientos seleccionados no pre-
sentaron diferencias significativas (p>0,05), siendo el flujo de
alimentación de 12 mL/min, el que presentó la mejor efecti-
vidad del proceso. Tampoco se presentaron diferencias signi-
ficativas entre los tratamientos al evaluar el efecto de la con-
centración de maltodextrina sobre la efectividad del proceso
(p>0,05). En este caso, la tendencia fue que la concentración
de maltodextrina de 90 g/kg de pulpa presentó las mejores
eficiencias del proceso. Finalmente, al evaluar la temperatu-
ra y la efectividad del proceso tampoco se presentaron dife-
rencias significativas (p>0,05), y la tendencia mostró que la
efectividad del proceso mejora a 140 y 150 °C de temperatu-
ra, mientras que las temperaturas de 150 y 180 °C provocaron
que parte del producto se queme.
Tabla 3: Puntuaciones del Análisis sensorial de los tratamientos
seleccionados
Tratamiento
Condiciones
ºC/
(mL/min)/
(g/kg)
Aroma
(U)
Sabor
(U)
Color
(U)
Aspecto
(U)
Sabores
extraños
(U)
T9 150/17/30 4,01 4,26 4,68 4,60 5,80
T7 150/17/70 2,93 2,51 5,85 3,35 5,56
T3 180/12/70 4,18 3,20 7,35 5,51 6,90
T2 180/17/70 3,93 3,01 7,26 4,51 5,48
T12 140/12/90 8,00 8,64 7,86 8,57 0,00
T11 150/12/90 7,79 7,29 7,43 8,54 2,00
Aunque los tratamientos seleccionados presentaron las
mejores eficiencias de proceso, durante el análisis sensorial
(Tabla 3), se presentaron altas puntuaciones en el parámetro
de sabores extraños (quemado) para los tratamientos T9, T7,
T3 y T2. Y los tratamientos T11 y T12 obtuvieron las mayo-
res puntuaciones para los parámetros de aroma, sabor, color
y aspecto, se seleccionó al T12 (140 °C, flujo de 12 mL/min
y una concentración de maltodextrina de 90 g/kg) como el
mejor tratamiento por la ausencia de sabores extraños. Una
vez seleccionadas las condiciones del proceso de secado, se
mejoró la efectividad del mismo al 50% con la adición de
100 ppm fosfato tricálcico de para obtener un mejor arrastre
y menos compactación en las paredes del atomizador (Mira-
vet Valero, 2009).
Formulación del polvo hidratante
La formulación del polvo hidratante a partir de la pulpa
deshidratada a 140 °C, flujo de 12 mL/min, una concentra-
ción de maltodextrina de 90 g/kg y 100 ppm de fosfato tri-
cálcico se presenta en la Tabla 4. En esta formulación fue
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necesario añadir aditivos para que el polvo hidratante cum-
pla con los requerimientos de azúcares y minerales de una
bebida hidratante. Además, se adicionó carboximetil celulo-
sa (CMC) para mejorar la estabilidad del producto disuelto,
fosfato tricálcico (anticompactante) para aumentar la solu-
bilidad y sorbato de potasio como conservante del producto
final. El valor calórico del producto final fue de 119,79 calo-
rías en 600 mL.
Tabla 4: Formulación de la bebida hidratante en polvo
Ingredientes Porcentaje
(%)
Pulpa deshidratada 37,47
Azúcar 25,10
Glucosa 35,59
Fosfato tricálcico 0,37
Estabilizante CMC 0,37
Cloruro de sodio 0,56
Ácido cítrico 0,11
Ácido ascórbico 0,11
Cloruro de magnesio 0,15
Sorbato de potasio 0,15
Total 100
Aunque la concentración de sales minerales, polifenoles y
antioxidantes disminuyó en el producto final, aún cumple con
los requerimientos de una bebida hidratante para actividad
deportiva (Tabla 5).
Tabla 5: Comparación de nutrientes de interés entre la pulpa
deshidratada y el polvo hidratante. (Media de los parámetros y su
desviación estándar entre paréntesis)
Parámetro Unidades n Pulpa
Deshidratada nPolvo
hidratante
Polifenoles mg/100g
muestra 3 223,65 (6,44) 3 115,23 (4,29)
Capacidad
Antioxidante
µmol/100g
muestra 3 929,88 (55,35) 3 513,84 (10,62)
Cloruro de
sodio g/100g 3 1 0,62
Ca mg/kg 3 160 (5,20) 1 6,72
Na mg/kg 3 0,40 (0,01) 1 136,00
Mg mg/kg 3 2490,69 (71,00) 1 150,60
Zn mg/kg 3 1,20 (0,10) 1 LD
LD: Límite de detección
Por otro lado, se puede evidenciar la inocuidad del produc-
to final, puesto que en el contaje total de aerobios la muestra
no presenta crecimiento de bacterias ni levaduras, mientras
que presentó el conteo mínimo de hongos (Tabla 6).
Tabla 6: Análisis microbiológico producto terminado
Parámetro Conteo UFC/g
Contaje Aerobios 10 (a)
Contaje Hongos 2,6 X 103
Contaje Levaduras 10 (b)
UFC: Unidades Formadoras de colonias.
a: Estimado de Aerobios Contaje en Placa, fuera de rango
25-250, en los análisis la muestra en la dilución 10-1, no
hay crecimiento de bacterias.
b: Estimado de levaduras Contaje en Placa, fuera de rango
10-150, en los análisis la muestra en la dilución 10-1, no
hay crecimiento de levaduras.
Estabilidad del polvo hidratante. Se determinó que el pun-
to crítico de humedad para el producto final es del 9% de
una muestra compactada y el punto crítico de solubilidad de
la pulpa deshidratada es del 24%. Como se observa en la
Figura 1, la humedad del producto final no alcanza al pun-
to crítico mientras que la solubilidad supera el punto crítico
durante el periodo evaluado.
Fig. 1: Evolución del porcentaje ISA y el porcentaje de humedad
medidos en los 0, 15, 30, 60 y 90 días
Las ecuaciones de la vida útil del polvo hidratante de
acuerdo con el porcentaje de ISA y la humedad se visuali-
zan en la Tabla 7. Sin embargo, de acuerdo con el análisis se
determinó que la vida útil del producto es de 330 días alma-
cenado en percha a una temperatura ambiente de 16,7 °C y
humedad relativa entre el 67% y 80%.
Tabla 7: Vida útil del polvo hidratante
Parámetro Ecuación Límites
Críticos
Días a
límites
críticos
Solubilidad y = -0,7248x + 41,509 24 360
Humedad y = 0,257x + 1,3008 9 450
DISCUSIÓN
Los contenidos de ácido cítrico y ácido málico, β-
carotenos y polifenoles de la pulpa de S. betacea fueron su-
periores a los valores reportados por Acosta-Quezada et al.
(2015) en cultivares ecuatorianos de S. betacea anaranjado y
se mantuvieron dentro de los rangos el contenido de azúcares
(fructosa, glucosa y sacarosa). Ene l caso de los polifenoles,
el valor se asemejó al valor encontrado en la jalea de semi-
llas de S betacea anaranjado (Acosta-Quezada et al., 2015).
Mientras que los valores de β-carotenos encontrados en es-
te estudio concuerdan con los presentados por Ali Hassan
y Abu Bakar (2013) en cultivares de S. betacea morado de
Malasia. Las diferencias presentadas pueden deberse a que
los contenidos dependen de varios factores como la varie-
dad, estacionalidad, condiciones de cultivo, almacenamiento,
etc.(Márquez et al., 2017).
Los rendimientos obtenidos en la presente investigación,
asemejan a los de Siddick y Ganesh (2016), quienes encon-
traron una temperatura de 16 °C como la óptima para la recu-
peración de pulpa deshidratada de C. betacea, por otro lado
encontró que el secado a 140, 150 y 160 °C la solubilidad
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DESARROLLO DE UNA BEBIDA SOLUBLE ANTIOXIDANTE BUITRÓN
de los polvos de C. betacea se incrementa en comparación
a los polvos secados en temperaturas inferiores y el mayor
rendimiento a una temperatura de secado de 120 °C (Herre-
ra Campos, 2018). Este último resultado difiere con nuestros
resultados ya que a 130 °C se obtuvo un polvo de consisten-
cia pastosa, esto podría deberse a las diferentes proporciones
de maltodextrina utilizadas en los ensayos y la no adición de
goma arábiga. Ya que tanto la maltodextrina y la goma ará-
biga se utilizan como portadores de material para eliminar
la pegajosidad y aumentar la temperatura de transición ví-
trea de la mezcla, sin embargo, se debe tomar en cuenta que
la aplicación excesiva de maltodextrina reduce la aceptación
del consumidor (Moghbeli et al., 2019). Por otro lado, en fu-
turos procesos para mejorar los rendimientos del secado por
aspersión se puede implementar otro tipo de portadores de
material como proteínas, polisacáridos (pectina) y surfactan-
tes (Moghbeli et al., 2019).
Al realizar el proceso de secado por aspersión se contribu-
yó a mantener las actividades antioxidantes de S. betacea, co-
mo lo demuestran Dillwyn et al. (2022), quienes midieron las
mayores actividades antioxidantes para el proceso de secado
por aspersión en comparación con el secado al sol, secado
en bandejas. El polvo hidrante fue formulado para suplir las
calorías necesarias para restaurar una hora de práctica depor-
tiva, ya que la falta de hidratación en los deportistas conlleva
efectos negativos, especialmente si la actividad física es de
larga duración. Según Urdampilleta et al. (2013) una deshi-
dratación superior al 2% incrementa la frecuencia cardiaca
y la temperatura corporal hasta los 40 °C, lo que obliga al
deportista a detener la actividad física. Por lo tanto, los de-
portistas deben ingerir líquidos con una frecuencia concreta
de volúmenes y concentraciones de electrolitos adecuados.
En cuanto al contenido de electrolitos de la bebida hidra-
tante de S betacea, la formulación se realizó en base a los
minerales establecidos en las etiquetas de los hidratantes en
el mercado debido a que cumplen con las recomendaciones
para bebidas de deportistas de 450-700 mg/L de sodio (Oli-
vos et al., 2012). Aunque aún no es un requisito la adición
de compuestos funcionales para la hidratación de deportistas
(Feye, 2018), la bebida hidratante de S. betacea formulada en
el presente estudio posee un valor nutricional superior a las
bebidas hidratantes comerciales debido a su alto contenido
de vitaminas y antioxidantes debido a que ayudan a comba-
tir el aumento de la producción de radicales libres y estrés
oxidativo (Olivos et al., 2012).
El producto final cumple cabalmente con los requerimien-
tos de carbohidratos y electrolitos para un deportista y ade-
más tiene propiedades funcionales por la presencia de poli-
fenoles. El contenido de polifenoles y la capacidad antioxi-
dante determinados en el producto final es alto y de acuerdo
con el equivalente de Trolux, de S betacea, esta bebida es una
fuente intermedia de antioxidantes (Márquez et al., 2017), el
potencial antioxidante de este producto hidratante es su con-
tenido de 120 mg de polifenoles por cada 100 g de producto.
El contenido de ácido ascórbico del producto final es infe-
rior al obtenido por Castro et al. (2022) en una bebida similar
y se debió que existió una degradación total de la vitamina C
por el proceso térmico y se añadió vitamina C. La pulpa des-
hidratada del producto final también es un buen aporte de
minerales, que de acuerdo con Torres (2012), S betacea pre-
senta buena bioaccesibilidad de Ca y Fe.
El análisis microbiológico del producto demuestra que no
hay crecimiento de bacterias ni levaduras y el conteo de hon-
gos está dentro del límite permisible, esto se debería a la pre-
sencia de compuestos fenólicos con posibles características
antimicrobianas (Zhao et al., 2009). Mientras que la evalua-
ción de la estabilidad del producto final indica que en un em-
paque trilaminado es posible almacenarlo hasta un año sin
que pierda sus características organolépticas. El producto fi-
nal es competitivo dentro del mercado, porque hasta el mo-
mento no se han desarrollado bebidas hidratantes naturales y
con antioxidantes y polifenoles, que coadyuvan en la hidra-
tación y a combatir enfermedades cardiovasculares.
CONCLUSIONES
La pulpa deshidratada tuvo una correcta rehidratación y
sin presencia de sabores extraños; el spray dryer en el proce-
so de secado existía compactación en las paredes del deshi-
dratador, requirió la adición de anticompactante, para evitar
la compactación de polvo en las paredes del mismo y tener
mayor rendimiento.
El proceso se definió con las siguientes condiciones 12
mL/min de flujo de alimentación, 140 ºC de temperatura de
entrada de aire a la cámara, adición de maltodextrina al 9%
y la adición de 100 ppm de anticompactante, que resultó en
un incremento del rendimiento del proceso del 50% y el in-
cremento del 29% de solubilidad.
El producto final resultó en un hidratante natural y funcio-
nal con el aprovechamiento de las propiedades antioxidan-
tes y electrolitos que posee S betacea (tomate de árbol), las
propiedades antioxidantes se mantuvieron con el proceso de
secado por aspersión, sin embargo fue necesario fortalecer la
bebida con vitamina C, obteniendo un producto ideal para la
reposición de energía y electrolitos perdidos en la práctica
deportiva, que es comparable con las bebidas energéticas del
mercado con contenido superior en polifenoles.
CONTRIBUCIONES DE LOS AUTORES
Conceptualización y metodología RJ.; análisis formal, in-
vestigación, curación de datos, BF.; redacción — preparación
del borrador original, BF; redacción — revisión y edición, RJ
y BF; y supervisión, RJ. Todos los autores han leído y acep-
tado la versión publicada del manuscrito. Ruales, Jenny: RJ.
Buitrón, Fernando: BF
FINANCIAMIENTO
El presente estudio fue financiado por el proyecto PA-
VUC (Producing added value from under-utilized tropical
fruit crops with high comercial potencial) FP6-2003-INCO-
DEV-DOS. CONTRACT 015279. La actualización de los re-
sultados para la publicación fue financiada por el Instituto
Tecnológico Superior Ecuatoriano de Productividad.
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e-ISSN: 1390-5902
CEDAMAZ, Vol. 13, No. 1, pp. 1–7, Enero–Junio 2023
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