INTRODUCCION
La carne constituye una fuente rica en proteínas de alto valor biológico y nutrientes esenciales que son escasos en las dietas de algunas poblaciones (Wyness, 2016). Sin embargo, su elevado contenido de agua (aw = 0.99) y pH ligeramente ácido ocasionan que tenga una vida útil corta a menos que se re- curra a métodos de conservación (Ahmad et al., 2018). El deterioro causado por el crecimiento microbiano puede provenir de fuentes primarias y secundarias (Yafetto et al., 2019), como los equipos de procesamiento (cortadoras, moledoras, etc.), el ambiente (aire, agua, etc.) y la manipulación, siendo este último factor el que más puede afectar la calidad de la carne, causando evidentes cambios en sus atributos, y pudiendo constituirse en vehículo de enfermedades.
Los microorganismos dominantes causantes de deterioro son determinados por las condiciones de almacenamiento. En ese sentido, el pH de la carne tiene un papel funda- mental, pudiendo retrasar el crecimiento microbiano si se encuentra suficientemente bajo (Iulietto et al., 2015). Ante esto, una forma frecuente de evaluar la vida útil de la carne es a través de la cuantificación de microorganismos indicadores y la medida de pH (Lucas et al., 2018; Pellissery et al., 2020).
Debido a la importancia de conservar la carne y eliminar cualquier riesgo para la salud del consumidor, la industria de alimentos impulsa la búsqueda y el desarrollo de métodos alternativos a los tradicionales para obtener un producto microbiológicamente seguro, manteniendo sus características organolépticas y sin causar problemas a la percepción del consumidor. Algunos de los métodos más estudiados en productos cárnicos son la irradiación, empaques activos y uso de compuestos naturales, los que pueden ser usados solos o en combinación (Zhang et al., 2009; Li y Farid, 2016; Shahbazi y Shavisi, 2018; Lucas et al., 2020, 2021b).
El empacado al vacío junto con la refrigeración inhiben el desarrollo de diversos microorganismos causantes del deterioro de la carne, como Pseudomonas spp u otros microorganismos aerobios. Sin embargo, los lactobacilos y Brochothrix thermosphacta están asociados a la formación de limo, coloración u olores desagradables en anaerobiosis y en fases tardías de almacenamiento en frío (Mateauda, 2013). Por tanto, se requiere de metodologías complementarias que ayuden a controlar estos microorganismos alterantes, extendiendo con ello la vida útil de la carne.
Las plantas del género Capsicum spp son una fuente importante de compuestos bioactivos como vitaminas C y A, carotenoides, compuestos fenólicos, terpenoides, esteroides y alcaloides, conocidos por su efecto promotor de la salud contra enfermedades degenerativas (Silva et al., 2013). Además, presentan actividad antimicrobiana (Sosa-Moguel et al., 2017; Aguieiras et al., 2021), por lo que podrían considerarse como una alternativa en la con- servación de alimentos. Este género compren- de más de 200 variedades, pero las cinco especies principales son: C. annuum, C. baccatum, C. chinense, C. frutescens y C. pubescens. En Perú, el plan de desarrollo sostenible de las especies del género Capsicum 2018-2028 (MINAGRI, 2017) considera que uno de los tres productos que representa un sector importante de la agricultura peruana, a nivel industrial y de pequeños productores, y por ser aprovechados para la gastronomía, es el ají panca (Capsicum chinense). Sin embargo, son escasas las investigaciones que evalúan las propiedades antimicrobianas de este ají y su aplicación en la conservación de alimentos. Por ello, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar la influencia de la aplicación de oleorresina de Capsicum chinense en la vida útil de la carne de res empacada al vacío y almacenada en refrigeración.
MATERIALES Y MÉTODOS
Lugar de Ejecución y Muestras
La investigación se desarrolló en el Laboratorio de Salud Pública y Salud Ambiental (LSPSA) de la Facultad de Medicina Veterinaria de la Universidad Nacional Mayor de San Marcos, Lima.
Los frutos de ají panca provinieron de la provincia de Barranca, 190 km al noroeste de Lima, a una altura de 49 msnm, y fueron adquiridos (20 kg) de un distribuidor mayorista local. Los frutos en buen estado fueron seleccionados y lavados para eliminar impurezas. Luego fueron sometidos a deshidratación a 65 °C por 20 h hasta obtenerse peso constante y consistencia quebradiza.
Se adquirieron 5 kg de carne del músculo cuadrado de bovino (Bostaurus) del mercado local. La muestra fue trasladada al LSPSA en contenedor refrigerado, donde se determinó el pH. La carne fue lavada y se realizaron cortes de 50 g.
Caracterización de la Oleorresina
Para la obtención de oleorresina del ají panca se realizó la lixiviación con etanol de grado alimenticio en la proporción 1:10 muestra/solvente (1 kg/10 L), a temperatura ambiente, protegido de la luz y aproximadamente por 12 h. El macerado fue filtrado y el sol- vente fue removido utilizando un rotavapor acoplado a bomba de vacío (Buchi R-100) a 60 °C y 200 mbar, manteniéndolo en estufa (Memmert 854) a 40 °C. El extracto con- centrado (oleorresina) fue almacenado bajo refrigeración en frascos ámbar. El rendimiento de la extracción de oleorresina se calculó con base al volumen obtenido a partir de 100 g de ají panca molido. Asimismo, se realizó el re- cuento de aerobios mesófilos totales en Agar Plate Count (APC) en incubación a 35 °C por 48 h (ICMSF, 2000). Una fracción de la muestra fue remitida a la Unidad de Investigación de Productos Naturales de la Universidad Peruana Cayetano Heredia, Lima, para la determinación del contenido de capsaicina y dihidrocapsaicina por HPLC con detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD) (AOAC, 1995).
Evaluación del Efecto de la Oleorresina
Los cortes de carne fueron distribuidos en forma aleatoria a dos grupos de tratamiento, con 32 cortes por grupo. Se distribuyó en forma aséptica 2.5 ml de la oleorresina por toda la superficie de los cortes asignados al Grupo 1 (G1). El volumen de oleorresina fue tomado como referencia según las recomen- daciones de Careaga et al. (2003). Los cortes asignados al grupo 2 (G2) constituyeron el grupo control, sin aplicación de oleorresina. Todos los cortes de carne fueron empacados al vacío (selladora Oster Foodsaver V2240) y guardados en refrigeración a 0-4
°C durante 90 días. Se tomaron aleatoria- mente tres muestras de cada grupo experimental los días 0, 1, 15, 30, 45, 60, 75 y 90 de almacenamiento para análisis microbiológicos y uno para medición del pH de la carne (ISO, 1999; potenciómetro Hanna HI 2211).
Análisis Microbiológico
Se realizó el recuento de aerobios mesófilos totales (AMT) en APC con incubación a 35 °C por 48 h (ICMSF, 2000), recuento de aerobios psicrótrofos totales (APT) en Agar Tripticasa de Soya (TSA) con incubación a 7 °C por 10 días (ICMSF, 2000), recuento de bacterias ácido lácticas (BAL) en Agar Man Rogosa Sharp (MRS) a 30 °C por 72 h en condiciones microaerofílicas (Hall, 2001) y recuento de B. thermosphacta en agar sulfato de estreptomicina, acetato de talio y actidiona (STAA) con incubación a 25°C por 48 h (Gardner, 1966) y posterior confirmación de las colonias sospechosas realizando la prueba de la oxidasa.
Análisis de Datos
Se elaboraron curvas de crecimiento microbiano y del pH. Los datos resultantes de los dos grupos fueron analizados median- te la prueba t de Student con un nivel de con- fianza de 95%. Se utilizó el paquete estadístico IBM SPSS 22. Se consideraron los Criterios Microbiológicos de Calidad Sanitaria e Inocuidad para los Alimentos y Bebidas de Consumo Humano (carne cruda; refrigerada o congelada) del MINSA (2008) para establecer los niveles de aceptación. Se utiliza- ron las curvas de desarrollo de AMT y pH para estimar el tiempo de vida útil mediante un análisis de regresión. Asimismo, se utilizó 6.4 de pH como valor límite de aceptabilidad de acuerdo con los requisitos de las carnes rojas indicado por INDECOPI (1977).
RESULTADOS
En la extracción de la oleorresina se obtuvo un rendimiento de 12.53 ± 0.30%. Los contenidos de capsaicina y de dihidrocapsaicina en la oleorresina fueron de 1.39 y 0.54 mg/g, respectivamente.
Todos los recuentos microbianos realiza- dos en las muestras de carne de G1 fueron menores a los de G2 (control). Los recuentos de AMT mostraron diferencias significativas entre grupos en los días 45 (p=0.02), 75 (p=0.001) y 90 (p=0.01) de almacenamiento. El análisis de regresión para G1 (y=0.0871x + 3.8229; R2=1) y para G2 (y=0.075x + 4.775; R2=1) entre los días 1 al 15 permitió determinar que, de acuerdo con la norma sanitaria NTS N.° 071-MINSA/DIGESA-V.01 (MINSA, 2008), se obtuvo un nivel de aceptabilidad (5 log UFC/g) hasta los 13 días de almacenamiento para los cortes de carne de G1, mientras que fue de 3 días para el grupo control (G2). Las muestras del G1 no alcanzaron el nivel de inaceptabilidad o riesgo (7 log UFC/g) durante el tiempo del estudio, pero las muestras de G2 mostraron niveles de inaceptabilidad a partir de los 60 días de almacenamiento (y=0.0153x + 5.93; R2=1), y de no apto para el consumo humano desde el día 70 (Figura 1).
Los recuentos de APT mostraron valores significativamente menores para G1 comparado con G2 (p=0.01) en el día 75 (Figura 2). Por otro lado, los recuentos de BAL fue- ron menores en G1, hallándose diferencias significativas entre grupos en los días 15 (p=0.04), 75 (p=0.02) y 90 (p=0.03) de almacenamiento (Figura 3). Así mismo, los recuentos de B. thermosphacta fueron significativamente diferentes entre grupos los días 1 (p=0.02), 15 (p=0.03), 60 (p=0.04), 75 (p=0.001) y 90 (p=0.001) de almacenamiento (Figura 4).
En el grupo con oleorresina (G1) se pudo observar un incremento en los recuentos de BAL entre los días 15 y 45, mientras que disminuyeron los de B. thermosphacta. Esta relación inversa no se evidenció en el grupo control (G2).
El pH inicial (día 0) fue de 5.95 ± 0.08 y 6.09 ± 0.17 para G1 y G2, respectivamente., manteniéndose valores menores en G1 durante el curso del estudio. El pH en el día 1 fue significativamente menor en G1 (5.87 ± 0.18) que en G2 (6.20 ± 0.11) (p<0.05). Los valores de pH de G1 permanecieron en niveles adecuados hasta el día 60, en tanto que se mantuvieron en niveles adecuados en G2 hasta el día 45. El análisis de regresión para G1 entre los 60 y 75 días de almacenamiento (y = 0.06x + 2.16; R2=1) permitió establecer que aproximadamente en el día 70 se alcanzó el valor máximo de pH óptimo de 6.4 (INDECOPI, 1977), mientras se presentó en el día 56 en G2 , de acuerdo con el análisis entre los días 45 y 60 (y = 0.0473x + 3.74; R2= 1).
DISCUSIÓN
El porcentaje de rendimiento de extracción de la oleorresina fue diferente a lo re- portado en la literatura, posiblemente debido a factores como la parte del fruto empleada, preparación de la muestra, proceso de pre- extracción, solvente utilizado y tiempo de extracción, entre otros (Chinn, 2011; Stoica, 2016). Riquelme et al. (2017), trabajando con Capsicum annuum obtuvieron 1.17 ± 0.2% de rendimiento, atribuyendo el bajo porcentaje a la especie, la región y a la época de siembra y cosecha. Melgar-Lalanne et al. (2017), por otro lado, mencionan que la ex- tracción con soxhlet produce un mayor rendimiento que otros métodos, lo que se evidencia en el 22.77% de rendimiento obtenido por Baldeón y Hernández (2017) para C. chinense, empleando soxhlet para la extracción etanólica y evaporador rotatorio al vacío a 40 °C para la concentración, que difiere de la extracción por lixiviación y concentración a 60 °C, empleada en este estudio.
El recuento de AMT en el extracto fue menor a 10 UFC/ml, lo cual podría atribuirse a la presencia de componentes bioactivos como la capsaicina y los derivados capsai cinoides (Aminzare, 2016; Stoica et al., 2016). No obstante, las concentraciones de capsaicina y dihidrocapsaicina fueron menores a lo reportado por Gutiérrez (2014) con 10.97 y 6.09 mg/g, respectivamente, con similar técnica analítica; así como por Chinn et al. (2011) quienes encontraron rangos de 7-9 mg/g de capsaicina y 2.05 ± 0.13 mg/g de dihidrocapsaicina utilizando el fruto ente- ro, y por Kabita et al. (2020) con 2.87 y 1.03 mg/g para dichos componentes, respectiva- mente. Según Bogusz et al. (2018), los niveles de los capsaicinoides pueden variar con el genotipo, estados de madurez y condiciones durante el crecimiento y pos cosecha, en tanto que Stoica et al. (2016), en su trabajo de revisión reportan que la concentración de capsaicina varía, además, con el taxón, origen geográfico y condiciones climáticas; asimismo, mencionan que el género Capsicum es el único que produce capsaicinoides, siendo la capsaicina el compuesto activo más pungente de los ajíes; y el de mayor concentración comparado con la dihidrocapsaicina, siendo esta diferencia independiente de las partes del fruto o de la especie de ají (Gavilán et al., 2018). Ante esta información, las bajas concentraciones obtenidas en el presente trabajo, adicionalmente a factores propios del cultivo, podrían atribuirse a que el ají panca es de pungencia leve y al tipo de sol- vente utilizado, debido a la polaridad del etanol que actúa como mejor solvente de extracción a partir de frutos frescos (Chinn et al., 2011).
En cuanto a los microorganismos evaluados, la carne en fase inicial de enfriamiento posiblemente presente una mezcla de mesófilos y psicrótrofos, y a medida que transcurre el almacenamiento también podrían proliferar otros microorganismos consideran- do que la velocidad de crecimiento dependerá de la temperatura, tiempo, pH y presencia de la oleorresina. Hubo recuentos con valores aceptables de AMT al inicio del estudio para ambos grupos, evidenciando el cuidado en el momento de la manipulación previa al estudio. Durante el periodo de evaluación, a pesar del empacado al vacío, los recuentos de AMT aumentaron progresivamente para ambos grupos, resultados que coinciden con Dong-Gyun Yim et al. (2019) y Mateauda (2013) en sus estudios en carnes empacadas al vacío. Las muestras del G1 solo mostraron un descenso en el recuento en el día 1, que podría deberse a una extensión de la fase lago periodo de adaptación de los AMT a la presencia de la oleorresina. Este periodo de adaptación y recuperación de recuentos de bacterias ha sido descrito en otros microorganismos psicrófilos sometidos a condiciones desfavorables como la presencia de sal (Lucas et al., 2021a).
Los psicrótrofos son generalmente los responsables de la alteración de la carne en condiciones de refrigeración. La velocidad del deterioro se incrementa a medida que aumenta el recuento de dichos microorganismos, especialmente de Pseudomonas sp. En el presente estudio, los recuentos obtenidos de aerobios psicrótrofos totales (APT) evidenciaron incremento durante el periodo de almacenamiento, similar a lo obtenido por Mateuda (2013) o al incremento en los re- cuentos de Pseudomonas spp mencionado por Dong-Gyun Yim et al. (2019). Los re- cuentos menores en G1 podrían atribuirse a los efectos antibacterianos reportados para los capsaicinoides (Chinn et al., 2011; Riquelme et al., 2017) y otros compuestos que pueden encontrarse en la oleorresina como los carotenoides (Melgar-Lalanne et al., 2017), que podrían tener efectos en Pseudomonas spp, como se ha evidenciado en otras especies de Capsicum (Gurnani et al., 2014).
Las BAL son anaerobias oxígenos tolerantes que predominan como contaminantes en carnes empacadas bajo condiciones anaeróbicas. B. thermosphacta es una bacteria aerobia facultativa que posee habilidad para crecer a temperaturas de refrigeración, por lo que se le considera como contaminan- te de carnes y otros productos almacenados en frío (Chen et al., 2020). Sharma et al. (2013) reportaron que en presencia de capsaicina hay una mejora en la producción de L-lactato por la BAL L. acidophilus, lo que podría sustentar el progreso en la curva de crecimiento de las BAL durante el almacenamiento encontrado en el presente estudio. La disminución en los recuentos de B. thermosphacta se debería también a los compuestos bioactivos formados por las BAL, como la producción de ácido láctico reporta- do por Olaoye et al. (2015) en carne de cerdo. B. thermosphacta parecería tener cierta resistencia a los cambios de pH (Goncalves et al., 2018).
Después del día 45, en G1 los recuentos de BAL se mantuvieron constantes (6.1 log UFC/g), lo que podría considerarse una ven- taja debido a que en algunos reportes se menciona que pueden comportarse como responsables primarios de la contaminación bajo condiciones anaeróbicas en productos empacados (EFSA, 2016).
El pH de la carne disminuye rápidamente, incluso hasta 5.5 entre las 18-40 h después del beneficio. El descenso significativo de pH del día 1 en G1 (5.87 ± 0.18) comparado a G2 (6.20 ± 0.11) podría atribuirse a la presencia de la oleorresina, a los metabolitos ácidos producidos por la BAL (Shahbazi y Shavisi, 2018) o a la sinergia de ambos, alcanzando en el día 30 el descenso máximo hasta 5.71 ± 0.03 y 5.73 ± 0.15, en G1 y G2 respectivamente; comportamiento que difiere a lo reportado por Mateauda (2013) cuyas muestras empacadas al vacío inician con 6.25 ± 0.17 y en el día 142 alcanzan un valor de 5.83 ± 0.10, mencionando que no se alcanzó un pH adecuado de maduración debido al crecimiento y competencia entre los distintos géneros bacterianos que podrían estar presentes.
CONCLUSIONES
La aplicación de oleorresina de ají panca a carne empacada al vacío reduce los recuentos de aerobios mesófilos totales (AMT) bacterias ácido-lácticas (BAL) y Brochothrix thermosphacta y mantiene los niveles de pH inferiores respecto al grupo control durante todo el almacenamiento en refrigeración.
La aplicación de oleorresina de ají panca extiende la vida útil de carne empacada al vacío y almacenada en refrigeración hasta 70 días en comparación con el grupo control que fue hasta 56 días.