Utilidad del color para clasificar los zumos de naranja según su elaboración

347 UTILIDAD DEL COLOR PARA CLASIFICAR LOS ZUMOS DE NARANJA SEGÚN SU ELABORACIÓN Rocío Fernandez-Vázquez , Carla C. Stinco, Mª L. Escudero-Gilete, Antonio J. Melendez- Martínez, Emilia Bejines Mejías, Francisco J. Heredia, Isabel M. Vicario Laboratorio de Color y Calidad de Alimentos, Universidad de Sevilla www.color.us.es, [email protected] Resumen En este trabajo se caracteriza el color de los zumos de naranja comerciales y se explora la utilidad de las coordenadas cromáticas para diferenciarlos según su proceso de elaboración. Se concluye que es posible la discriminación de los zumos elaborados a base de concentrado de los procedentes de naranjas exprimidas, a partir de los parámetros L* y C*ab. Palabras clave: Zumo de naranja, color, zumo concentrado, zumo pasteurizado. INTRODUCCION Entre los atributos de calidad apreciados por el consumidor en el zumo de naranja se encuentra el color. Además del estado de madurez de las naranjas, otros muchos factores como la especie, la variedad o el clima influyen en él [1]. El tratamiento térmico provoca cambios en el color del zumo [2] por lo que se ha propuesto su medida como un indicador de la degradación durante el proceso térmico de algunas frutas [3]. Actualmente existe en el mercado una amplia oferta de zumos de naranja, que en todos los casos han sufrido un tratamiento térmico más o menos severo. Así, según su elaboración se encuentran dos grandes grupos, los zumos procedentes de concentrado (ZC) y los zumos procedentes de naranjas exprimidas (ZE). Dentro de este último grupo podemos distinguir, a su vez, los de conservación a temperatura ambiente (ZEA) o en refrigeración (ZER). Los objetivos de este trabajo han sido: - caracterizar colorimétricamente los zumos comercializados en España - explorar la utilidad del color para diferenciarlos según el tratamiento tecnológico al que han sido sometidos y, finalmente, - proponer funciones que discriminen entre grupos previamente establecidos, con el fin de aplicarlas posteriormente a casos no clasificados originalmente. MATERIALES Y MÉTODOS Para la realización de este estudio se utilizaron 41 muestras de zumos de naranja comerciales, 15 de ellos procedentes de zumo a base de concentrado (ZC) y 26 procedentes de naranjas exprimidas (ZE). En este último grupo, 11 muestras eran de conservación a temperatura ambiente (ZEA) y 15 muestras de conservación en refrigeración (ZER). Como grupo test se emplearon 25 muestras de distinta procedencia, 15 de ZC y 10 ZE (5 ZEA y 5 ZER). El color de los zumos se midió en un espectrorradiómetro CAS 140 B (Instrument System, Munich, Alemania) equipado con una sonda Top 100 (Instrument System, Munich, Alemania) y un zoom Tamron mod. SP23 (Commack, Estados Unidos) con un iluminante D65, y observador 10º como referencia. Se realizaron tres medidas consecutivas y se calcularon los parámetros CIELAB (L*, a*, b*, C*ab y hab) y las diferencias de color (∆E*ab) entre muestras [4]. Los resultados fueron analizados estadísticamente mediante el análisis de la varianza (ANOVA) y Análisis Lineal Discriminantes (SDA) con el programa Statistica 8 [5]. IX CONGRESO NACIONAL DEL COLOR. ALICANTE 2010 348 RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la Figura 1(a) se muestra la distribución de los zumo en el diagrama de color (a*b*). Se observa que todos los zumos se localizan en el primer cuadrante, correspondiente a valores positivos de a* y b*, en la zona de los amarillos anaranjados. Los dos grupos, aparecen bien diferenciados. Tanto los valores de a*, como los de b* son significativamente más bajos para ZC (7.28 ± 2.21 y 63.32 ± 2.44, respectivamente) que para ZE (11.61 ± 2.20, 72.15 ± 2.57), lo que indica que los ZC presentan menos colorido que los ZE. Diagrama (a*b*) a* b* 80° 90° 50 60 70 80 90 0 10 20 30 ZE ZC (a) Diagrama (a*b*) a* b* 70 80° 90° 60 70 80 90 0 10 20 30 ZER ZEA (b) Figura1. Diagrama de color (a*,b*) para los zumos (a) ZC y ZE y (b) ZEA y ZER En la Tabla 1 se muestra el valor medio de las coordenadas cromáticas de los zumos, y sus desviaciones estándar. Se observan diferencias significativas en todos los parámetros (p<0.05) excepto para la coordenada L*. Los ZC presentan valores significativamente (p<0.05) más bajos para el croma (C*ab), es decir, son más pardos que las muestra de ZE. Las diferencias de color entre estos zumos sería visualmente apreciable por cualquier consumidor, ya que tienen un valor medio de ∆E*ab = 9.87 unidades de CIELAB, muy superior a las 5,6 consideradas el límite para una tolerancia normal [6]. Tabla 1. Parámetros cromáticos de los ZE y ZC. (Media ± Desv. Est). ZE ZC L* 79.62 ± 2.38 a 80.54 ± 2.36 a C* ab 73.11 ± 2.62 a 63.78 ± 2.36 b h ab 80.87 ± 1.68 a 83.42 ± 2.10 b Valores con distinto superíndice en la misma fila difieren significativamente (p<0.05). Al objeto de comprobar si es posible diferenciar los zumos ZE según sus condiciones de conservación, se representan las muestras ZEA y ZER en el diagrama de color (a*b*) (Figura 1b). En este caso, las muestras no aparecen tan claramente agrupadas como en el caso anterior. Las muestras de ZEA presentan valores ligeramente más bajos para las coordenadas a* y b* que las ZER, aunque la diferencia sólo es significativa para la coordenada b* (11.06 ± 2.59 vs 12.00 ± 1.87, 70.80 ± 2.67 vs. 73.15 ± 2.04, respectivamente). En la Tabla 2 se muestran las coordenadas de color para estos dos grupos. Los zumos presentan diferencias significativas para las coordenadas L* y C*ab. Las muestras de ZEA son IX CONGRESO NACIONAL DEL COLOR. ALICANTE 2010 349 más oscuras y más apagadas que las muestras ZER, lo que puede relacionarse con un tratamiento térmico más intenso en las primeras [2]. En este caso la diferencia de color estaría dentro del rango establecido para un observador con una tolerancia normal (2,8-5,6), ya que presenta un ∆E*ab = 3.88 unidades CIELAB [6] Tabla 2. Parámetros cromáticos de los ZER y ZEA. (Media ± Desv. Est). ZE ZER ZEA L* 80.87 ± 2.12 a 77.92 ± 1.55 b C* ab 74.15 ± 2.12 a 71.70 ± 2.67 b h ab 80.69 ± 1.37 a 81.12 ± 2.07 a Valores con distinta letra a-b en la misma fila difieren significativamente (p<0.05). Utilizando las coordenadas cromáticas como variables independientes se realizó un análisis discriminante, con inclusión de variables (método forward). Se realizó una primera clasificación entre todos los zumos (ZC, ZEA y ZER) considerando “a priori” igual probabilidad de que una muestra pueda pertenecer a un grupo u otro. Se estableció una tolerancia de 0,001 para eliminar variables que proporcionan información redundante. Las variables seleccionadas e incluidas en el modelo fueron L* (F = 17.92; lambda de Wilks = 4x10-6) y C*ab (F = 115.45, lambda de Wilks = 0.00). Las ecuaciones de clasificación obtenidas fueron las siguientes: z(ZC) = -770.054 + 16.450 L* + 3.342 C*ab z(ZER) = -823.584 + 14.855 L* + 5.984 C*ab z(ZEA) = -766.216 + 14.271 L* + 5.833 C*ab (Ec. 1) Como se observa en la Tabla 3, los porcentajes de clasificación correcta en el caso de ZC y ZEA son del 100%, pero para las muestras de zumos exprimidos ZER, el porcentaje de clasificación disminuye al 73.33%. Finalmente el porcentaje de clasificación global es del 90.24%, por lo que podemos considerar esta clasificación como fiable (porcentajes de acierto superiores al 60%). La peor clasificación de los zumos ZER era previsible, ya que este grupo tiene un proceso de fabricación similar al ZEA, que hace que sean cromáticamente muy parecidos entre sí. Tabla 3. Matriz de clasificación de los casos. En las filas las clasificaciones observadas y en las columnas las predichas. Porcentaje ZEA ZER ZC ZER 73 4.00 11.00 0.00 ZEA 100 11.00 0.00 0.00 ZC 100 0.00 0.00 15.00 Total 90 15.00 11.00 15.00 Al objeto de comprobar si es posible una mejor discriminación, realizamos un nuevo análisis, considerando sólo dos grupos ZC y ZE. En este caso las variables incluidas en el módelo fueron las mismas que en el caso anterior L* (F = 27.36, lambda de Wilks =1x10-6) y C*ab (F = 234.17, lambda de Wilks = 0.00). Las ecuaciones de clasificación obtenidas fueron las siguientes: z(ZC) = -770.054 + 16.450 L* + 3.342 C*ab z(ZE) = -823.584 + 14.855 L* + 5.984 C*ab (Ec. 2) IX CONGRESO NACIONAL DEL COLOR. ALICANTE 2010 350 En este supuesto, la totalidad de las muestras se clasificó correctamente (100% de aciertos para ambos grupos). Para comprobar la validez de los dos modelos, se ensayaron 25 muestras de zumos comerciales, distintos de los usados para la obtención de los modelos. En el caso de ZC se obtuvo una clasificación correcta en el 100% de los casos aplicando ambos modelos. Para los zumos exprimidos, se comprobó que la clasificación es total (100%) cuando no se pretende diferenciar entre ZEA y ZER. Cuando se intenta diferenciar entre estos dos tipos de zumos los porcentajes de acierto descienden a un 50%. CONCLUSIÓN Existen diferencias significativas y visualmente apreciables en el color de los zumos comerciales según sean exprimidos (ZE) o elaborados a partir de concentrado (ZC). Es posible la discriminación entre ambos grupos considerando las variables colorimétricas L* y C*ab. AGRADECIMIENTOS A la Consejería de Innovación, Ciencia y Empresa de la Junta de Andalucía por la concesión del proyecto P08- AGR-03784 REFERENCIAS [1] A. Casas, D. Mallent. “El color de los frutos cítricos. I. Generalidades. II. Factores que influyen en el color. Influencia de la especie, de la variedad y de la temperatura”. Rev Agroquim Tecnol Aliment 28:184–202 (1988). [2] Lee H.S. and Coates GA. “Effect of thermal pasteurization on Valencia orange juice color and pigments”. Lebensm.-Wiss. U.-Technol. 36:153–156. (2003). [3] Ávila, I.M.L.B. and Siva, C.L. “Modeling kinetics of thermal degradation of colour in peach puree”. J. Food Eng. 39, 161-166 (1999). [4] Commision Internationale de l’Eclaraige (CIE), Colorimetry, Publication CIE 15:2004 (CIE: Vienna, 2004) [5] StatSoft Inc. (2007). STATISTICA (data analysis software system). version 8. <www.statsoft.com>. [6] A. J. Meléndez-Martínez, I.M.Vicario, F.J. Heredia.“Correlation between visual and instrumental colour measurements of orange juice dilutions: effect of the background” Food Quality and Preference 16:471–478 (2005) IX CONGRESO NACIONAL DEL COLOR. ALICANTE 2010