STABILITY OF LYCOPENE INTOMATO DEHYDRATIONESTABILIDAD DE LICOPENO EN TOMATE DESHIDRATACININTRODUCCIN El tomate es un importante producto agrcola de todo el mundo. Ms de 80% tomates de procesamiento se produce y consume en forma de procesado productos como el jugo de tomate, pasta, pur de tomate, salsa y salsa (Gould, 1992). Tomates y productos de tomate son las principales fuentes de compuestos de licopeno y son considerados como contribuyentes importantes de carotenoides en el dieta humana. Los consumidores, los investigadores y la industria alimentaria tienen dramticamente aumentado su inters y la conciencia de los beneficios de salud de licopeno de tomates. El licopeno es capaz de funcionar como un antioxidante y exhibe una fsica templado constante de velocidad con el oxgeno singlete in vitro. La constante de extincin de licopeno se encontr que era ms del doble que el de b-caroteno y 10 veces ms que el de a-tocoferol, lo que hace que su presencia en la dieta de gran inters (Di Mascio et al, 1991;. Conn et al ., 1991; Devasagayam et al, 1992;.. Ribaya-Mercado et al, 1995). El aumento de la evidencia clnica apoya el papel de licopeno como un micronutriente importante, ya que parece proporcionar proteccin contra el cncer de prstata, cncer de pulmn, y una amplia gama de otros cnceres epiteliales (Micozzi et al, 1990;. Olson, 1986; Levy et al. , 1995). La cantidad de licopeno en los frutos de tomate fresco depende de la variedad, la madurez y las condiciones ambientales. Normalmente, los tomates contienen licopeno sobre 3-10 mg por 100 g de materia prima (Hart y Scott, 1995; Tonucci et al, 1995;. Liu y Luh, 1977). McCallum (1955) estudi la distribucin de licopeno y otros carotenoides en el tomate y encontr que el pericarpio exterior fue ms alta en licopeno y carotenoides totales, y el loculares fue la ms alta en caroteno. Segn Al-Wandawi et al. (1985), la piel del tomate contienen 12 mg/100 g (base hmeda) licopeno, mientras que el tomate madura entera contiene slo 3,4 mg/100 g (base hmeda) licopeno. La concentracin de licopeno en la piel del tomate es tres veces mayor que en los tomates maduros enteros. En frutos de tomate, ms de 21 pigmentos en la clase de carotenoides se han identificado y cuantificado. El licopeno es el carotenoide principal en los tomates, con cantidades inferiores de un-caroteno, beta-caroteno, g-caroteno, J-caroteno, fitoeno, fitoflueno, neurosporeno, lutena, etc (Gould, 1992). Las estructuras qumicas de licopeno se presenta en la Figura 3.1. El licopeno pertenece al subgrupo de carotenos que consisten slo de hidrgeno y tomos de carbono. La formulacin qumica del licopeno es C40H56. En su estructura molecular, el licopeno es un hidrocarburo polieno, un carotenoide acclico que tiene 13 dobles enlaces, de los cuales 11 se conjugan enlaces dobles dispuestos linealmente en la forma trans y siete de los cuales puede isomerizar a partir de la forma trans a la forma cis o viceversa bajo la influencia de calor o de ciertos catalizadores. El licopeno no tiene actividad de provitamina A, debido a la falta de estructura de anillo b-ionona de b-caroteno. En la naturaleza, el licopeno se encuentra casi exclusivamente en la forma trans. Estereoismera formas de licopeno fueron descritos con referencia especial a las propiedades de los absorcin de la luz en relacin con sus estructuras moleculares. Color y antioxidante actividades de licopeno son una consecuencia de su estructura nica, una extendida sistema de dobles enlaces conjugados. El licopeno, en virtud de su estructura acclica y la hidrofobicidad extrema, se presentan muchas caractersticas biolgicas nicas y distintivas en sistema de mamferos. El licopeno, como un polieno conjugado, se puede esperar que someterse a por lo menos dos cambios durante el procesamiento de tomate, es decir, isomerizacin y oxidacin. El licopeno isomerizaciones ha demostrado tener lugar tanto en formas aisladas y en los productos de tomate. Licopeno isomerizacin (de trans a cis) puede tener lugar en el procesamiento tales como calentamiento y secado. Por otro lado, cis-y trans-ismeros re-isomerizacin es otra reaccin durante el almacenamiento del producto de tomate. Ismeros cis se encuentran en l, de baja energa potencial estado inestable, mientras que los ismeros trans se encuentran en el estado base estable. Aunque se produce la degradacin general de licopeno, los productos finales obtenidos son los resultados de la escisin oxidativa directa en los sitios de dobles enlaces en la molcula.

En el procesamiento de tomate, los tomates se lavan, clasifican, y en rodajas. Para secos rodajas de tomate y polvo, los tomates se someten a un proceso de deshidratacin. cualquiera de los dos efectos trmicos y mecnicos estn a menudo involucrados en los procesos, lo que afecta la calidad de los productos de tomate. Debido a que el color es un importante factor de calidad para el procesamiento de los tomates, las mediciones de color han sido un medio conveniente de evaluar la calidad de los productos derivados del tomate. Frutos de tomate rojo intenso, que contener altas concentraciones de licopeno, son transformados en productos con rojo oscuro de color. Los cambios de contenido de licopeno y la distribucin de las redes transeuropeas y ismeros cis se traducir en un cambio de la propiedad biolgica (Zechmeister, 1962). Determinacin del grado de isomerizacin licopeno podra obtener una mejor comprensin sobre el potencial de la calidad nutricional de los productos a base de tomate. en productos de tomate procesados, la oxidacin es un proceso complejo y depende de muchos factores, tales como las condiciones de procesamiento, la humedad, la temperatura y la presencia de oxidantes y lpidos pro-o anti. La cantidad de azcar, cidos (Ph), y aminocidos tambin afectan el color de los productos a base de tomate, causando la formulacin de pigmentos marrones (Gould, 1992). La exposicin al aire a altas temperaturas durante el procesamiento de los productos de tomate hacer que el de origen natural trans-licopeno que se isomeriza y se oxida, dando como resultado una prdida de color rojo. Los estudios sobre el efecto de las condiciones de procesamiento en los cambios cualitativos y cuantitativos en la degradacin del licopeno durante el procesamiento de tomate son pocos. Este estudio fue diseado para definir el efecto de los tratamientos de deshidratacin en el contenido de licopeno y la distribucin de los transand cis-ismeros en los productos de tomate en los diferentes mtodos de deshidratacin y los pasos para la mxima retencin de la bioactividad de licopeno en los productos de tomate.

Materiales y mtodos MATERIAL Tomates maduros y firmes, Lycopersicum esculentum, var. Heinz 9478, fueron obtenida del Invernadero y Cultivos Procesamiento Centro de Investigacin, Agricultura and Agri-Food Canada, Harrow, Ontario, y se almacena a 5 C antes de su uso. Daados y frutas demasiado maduras se desecharon. El estndar de todos los trans-licopeno fueron adquiridos de Sigma Chemical Co. (St. Louis, MO). Todos los reactivos eran de cromatografa lquida de alta resolucin (HPLC) grado. MTODOS Tratamiento para la piel Los tomates fueron perforados con un conjunto de agujas finas para crear agujeros de alfiler en la superficie del tomate. La densidad del agujero de perno fue 20 holes/cm2 (Shi et al., 1998). Los tratamientos de deshidratacin Dos tipos de muestras, de humedad intermedia (IM) y muestras secas, se prepararon. Despus de los tratamientos de la piel, los tratamientos de deshidratacin de los tomates maduros fueron diseados como despus de tres mtodos: (a) mediante secado por aire convencional a 95 C durante 6-10 h; (b) por secado al vaco a 55 C durante 4-8 h; (c) primero por un tratamiento osmtico a 25 C en 65 Brix solucin de sacarosa durante 4 h, seguido de secado al vaco a 55 C durante 4-8 h. Tomates tambin se sometieron a secado al aire a 90 110, 120, y 150 C durante 1-6 h, respectivamente. El contenido de humedad final de la mensajera instantnea y muestras secas fueron 50-55% y 3-4%, respectivamente.

Preparacin de la muestra para el anlisis por HPLC Se seleccionaron cinco tomates y mezclar en el pur en un mezclador Waring durante 3 min. El pur se homogeneiz con Polytron (PT 2000, Kinematica AG, Littau, Suiza). Se pesaron exactamente diez g de pur de tomate reconstituido (8-9 Brix) y se transfiri a matraces de 125 ml. Los matraces se envuelven con papel de aluminio para evitar la luz. Se aadieron cien ml de solucin de hexano-acetona-etanol (02:01:01 v / v / v) en un matraz para solubilizar el licopeno, que se agit durante 10 min en un agitador de accin de la mueca hasta que el licopeno se extrae por completo. Adems, se aadieron 15 ml de agua, seguido por otros 5 minutos en el agitador. La solucin se separ en 65 ml polares y 55 capas no polares ml, que fue seguido por filtracin a vaco a travs de papel de filtro de 0,22 mm. La capa superior de hexano se recogi para anlisis por HPLC. Todo el procedimiento se realiz con poca luz. Todos los extractos se almacenaron en el congelador a 220 C antes del anlisis por HPLC. Instrumento y Cromatografa Se determin el contenido de licopeno en muestras de tomate fresco y procesado por HPLC, con una columna C30 polimrico 3 mm analtica (C30 separacin isocrtica 4,6 mm ID 3 250 mm, S-5) (YMC, Inc. Wilmington, NC). Se utiliz ter de metilo-butilo (MTBE) (62:38 v / v) a un flujo de 1 ml / min: una fase mvil de metanol. Cada muestra se analiz por triplicado. Los anlisis se realizaron con poca luz para evitar la degradacin de la muestra por la foto-oxidacin. Medicin de parmetros de color La medicin de parmetros de color de los tomates frescos y deshidratados se determin mediante lectura directa con un Minolta Chroma Meter (CR 200, Minolta, Japn). El instrumento tena un rea de vista de 25,4 mm y se utiliz con un iluminante D65 como una referencia en un ngulo de observacin de 10 . Los parmetros de color de laboratorio "cif" se calculan a partir de los datos de reflectancia: luminancia (L *), el ndice de saturacin de color rojo (a *) y el ndice de saturacin de color amarillo (b *).RESULTADOS Y DISCUSIONES EFECTO DE LAS TCNICAS DE DESHIDRATACIN RETENCIN LICOPENO El contenido total de licopeno en los tomates frescos y deshidratados se muestra en Cuadro 3.1. La deshidratacin de rodajas de tomate se realiza tpicamente a altas temperaturas durante un perodo prolongado bajo vaco. La tendencia general de retencin de licopeno en muestras disminuy ligeramente durante los procesos de deshidratacin. Durante la deshidratacin osmtica, contenido de licopeno se mantuvo esencialmente constante. Despus del secado osmtico-vaco, la retencin total de licopeno en los tomates fue mayor que los que utilizan por secado al vaco. Una explicacin probable es que la solucin de azcar mantiene el oxgeno de los tomates y reduce la oxidacin de licopeno en la matriz de tejido de tomate a baja temperatura de funcionamiento. Secado al aire convencional disminuye la retencin de licopeno en gran medida en muestras de tomate. Esto se atribuy a la influencia del calor y el oxgeno. El tratamiento trmico se desintegr el tejido de tomate y el aumento de la exposicin al oxgeno y la luz, que resultado en la destruccin de licopeno.

INFLUENCIA DE DESHIDRATACIN EN LICOPENO ISOMERIZACIN La distribucin de los ismeros en las diferentes muestras de tomate deshidratadas se muestra en la Tabla 3.1. En las muestras de tomate fresco, contenido de licopeno es 755 mg / g sobre una base de peso en seco. Cis-ismeros no fueron detectados en las muestras de tomate fresco. El licopeno se produce en la naturaleza principalmente en la configuracin trans ms estable (Zechmeister, 1962; Chandler y Schwartz, 1987; Rodrguez-Amaya y Tavares, 1992). Los ismeros cis aparecieron en muestras de tomate (Figura 3.2). Un aumento significativo de los ismeros cis con disminucin simultnea se observ en los ismeros trans en las muestras de tomate deshidratado a travs diferentes mtodos de deshidratacin. TABLA 3.1. El contenido total de licopeno y el ismero cis en el tomate deshidratado

Las muestras (Shi et al., 1999). Los datos se presentan como medias de determinaciones por triplicado. Los promedios en una columna que no comparten superndice comn (a-d) son significativamente diferentes (P, 0,01).

Figura 3.2 Comparacin de la degradacin del licopeno en los diferentes procesos de deshidratacin (tomate F-fresco, el tratamiento OT-osmtica, secado OV-osmtica-vaco, secado V-vaco, secado AD-aire) (Shi et al., 1999).La degradacin del licopeno no slo afecta el atractivo color de los productos finales, sino tambin su valor nutritivo para el beneficio de la salud. La causa principal de la biodegradacin licopeno en la deshidratacin del tomate es de isomerizacin y oxidacin. En general se supone que el licopeno en experimenta generales isomerizacin con el procesamiento trmico. Esto dio lugar a la conversin de isomerizacin de ismeros trans de ismeros cis. Se observ que un menor nmero de ismeros cis estaban presentes en los tomates osmticamente deshidratadas en comparacin con aquellos directamente sec al aire y se sec a vaco. Tomates despus del tratamiento osmtico mostraron muy poco de isomerizacin. Otros mtodos de deshidratacin, especialmente en el secado de aire convencional, producen una mayor isomerizacin. La cantidad ms alta de cis-ismeros se encontr en muestras de tomate secado al aire. Esto apoya la hiptesis de Miers et al. (1958) que la cantidad de ismeros cis excede los presentes en el material de tomate inicial y muestras de tomate tratados osmticamente cuando se deshidrata por mtodos convencionales. Los ismeros cis se formaron en muestras de tomate y aumentaron con la temperatura y el tiempo durante la deshidratacin. Un aumento en ismeros cis indica una prdida de biopotencia de licopeno. Cada muestra deshidratado mediante diferentes mtodos tena un factor que favorece la isomerizacin negativa y / o la oxidacin de la licopeno, por ejemplo, permeabilidad al oxgeno, exposicin a la luz, y tal vez la presencia de algunos metales en el sistema de procesamiento. Una gran prdida de licopeno durante el procesamiento sera el resultado de un procedimiento ms largo y ms drstico, en particular en las etapas de deshidratacin trmica. La deshidratacin de los tomates a temperatura moderada generalmente no causa una prdida significativa en el contenido total de licopeno (Nguyen y Schwartz, 1998), pero la conversin de trans a ismeros cis siempre ocurri en los productos deshidratados. En el tratamiento osmtico, el mecanismo de pre-dominante puede ser isomerizacin de licopeno. Debido a que el contenido total de licopeno se mantuvo casi constante, slo la distribucin de trans-y cis-ismeros fue cambiado. En el secado al aire, isomerizacin y oxidacin (autooxidacin) eran dos factores fuertes que afectaron simultneamente el contenido total de licopeno, distribucin de trans-y cis-ismeros, y potencia biolgica. Cabe sealar que el licopeno es un componente de polieno que tiene 13 dobles enlaces, de los cuales 11 son dobles enlaces conjugados y 7 de los cuales puede isomerizar de la forma trans a la forma cis o viceversa bajo la influencia del calor, la luz, accin mecnica, y otros factores. Los cambios en el contenido de licopeno y la distribucin de trans-y cis-ismeros se traducir en una reduccin en la potencia biolgica, cuando los productos a base de tomate se someten a procesamiento (Zechmeister, 1962;. Khachik et al, 1992;. Emenhiser et al, 1995; Wilberg y Rodrguez-Amaya, 1995; Stahl y Sies, 1996). Solucin osmtica (azcar) que queda en la capa superficial de tomate evita que el oxgeno penetre y oxidante de licopeno. Tratamiento osmtico podra reducir las prdidas de licopeno en comparacin con otros mtodos de deshidratacin. Estos resultados sern de utilidad para desarrollar nuevas tcnicas de deshidratacin y mejorar la calidad del producto.

EFECTO DE LA TEMPERATURA EN LA DEGRADACIN LICOPENO Los efectos de la temperatura en licopeno total y contenido de ismero cis en el pur de tomate durante la deshidratacin se muestran en las figuras 3.3 y 3.4. El aumento de la temperatura del tratamiento trmico 90 a 150 C caus una mayor disminucin de licopeno total. Tambin se observ que la mayora de los cambios en la concentracin de licopeno total y el ismero cis se produjo dentro de la primera hora de tratamiento trmico. Despus de 2 h de tratamiento trmico, la tasa de degradacin disminuye. El aumento de la temperatura desde 90 C a 150 C caus un 35% de aumento en licopeno total. El aumento de la temperatura provoca la degradacin y la isomerizacin de licopeno. El mayor porcentaje de prdida de licopeno en comparacin con la ganancia en ismero cis sugiere que la oxidacin de licopeno es el mecanismo principal para la prdida de licopeno durante el tratamiento trmico. Menos ismeros cis estaban presentes en el tratamiento a baja temperatura. Los ismeros cis se formaron en muestras de tomate y aumentaron con la temperatura y el tiempo durante el primer 1 - a 2-h de tratamiento. Cuando los productos a base de tomate se someten a procesamiento, los cambios en el contenido de licopeno y la distribucin de la forma trans a ismeros cis pueden resultar en un cambio en la potencia bioactividad (Zechmeister 1962; Khachik et al, 1992; Emenhiser et al, 1995.; Wilberg y Rodrguez-Amaya, 1995; Stahl y Sies, 1996).

Figura 3.3 El efecto de la temperatura sobre la degradacin total de licopeno.

Figura 3.4 El efecto de la temperatura sobre la degradacin del ismero cis.

DEGRADACIN LICOPENO Y COLOR CAMBIOS DE TOMATE PRODUCTOS Un nmero de publicaciones han informado de la tendencia de los compuestos de licopeno para isomerizar de una forma a otra con el acompaamiento de los cambios de color (Wong y Bohart, 1957; Miers et al, 1958.). El licopeno se encuentra en cromoplastos dispersas a travs de los frutos de tomate. El licopeno parece microcristales slidas para que la luz reflejada por ellas da al tomate su color tpico de color rojo brillante. Cuando se disuelve el licopeno en lpidos u otros disolventes, es de color naranja o amarillo oscuro, pero no rojo. Parece posible que la de origen natural trans-licopeno isomeriza a los menos rojo en parte ismeros cis con un cambio correspondiente en los espectros de absorcin durante el procesamiento de los productos de tomate (Miers et al., 1958). Evaluacin del color de los tomates frescos enteros han sido tradicionalmente presentada como Hunter L *, a *, b *. Los resultados de los parmetros de color L *, a * y b *, junto con el de la diferencia total de color (DE) de los productos de tomate deshidratado relacin a * / b * y se presentan en la Tabla 3.2.Tomatoes con tratamiento osmtico tena un color ms rojo que en los tratados por secado al aire y secado al vaco, lo que indicaba que haba ms licopeno en las muestras. Para el total de diferencia de color E:

Wiese y Dalmasso (1994) informaron de un aumento en el ngulo de tono de jugo de tomate despus del procesamiento y de almacenamiento, lo que indica prdida de color rojo. Retencin del color en los productos de tomate es mejor a temperaturas ms bajas (Sherkat y Luh, 1976; Villari et al, 1994.). La principal causa de la degradacin del licopeno en los alimentos es la oxidacin. En los productos a base de tomate, la oxidacin es un proceso complejo y depende de muchos factores, como las condiciones de procesamiento, la humedad, el oxgeno, la temperatura, la luz y la presencia de pro-o autoxidants y lpidos. La gran superficie expuesta al aire y metal oxidacin de los pigmentos de los productos de tomate mejorado (Miers et al., 1958). La cantidad de azcar, cidos (Ph), y aminocidos, as como el tiempo de procesamiento tambin afect el color de los productos de tomate procesados por causando la formacin de pigmentos marrones (Gould, 1992). De la Tabla 3.2, un poco mejor color puede ser observado en las muestras deshidratadas a bajas temperaturas. Las diferencias de color entre las muestras no fueron discernibles fcilmente por evaluacin visual. No hubo diferencia significativa entre el valor de color de Hunter A * de diferentes tomates deshidratados. Esto se atribuy a la formacin de cristales de licopeno en la matriz de tejido de tomate despus de calentar en los procesos de deshidratacin. En calefaccin, el espectro no cambi en gran medida. Pero haba una diferencia significativa (P 5 0,01) en la proporcin de ismeros cis-trans a. La medicin del color no mostr la composicin relativa de trans-y cis-ismeros. Un aumento de ismeros cis indicara un cambio en la bioactividad licopeno, pero no se presentaba como una diferencia significativa en el color. Contenido de licopeno y la relacin de transto ismeros cis pueden haber causado la a * / b * valor para permanecer en un nivel superior (Wong y Bohart, 1957). La calidad del color, a * / b *, se mantuvo esencialmente sin cambios durante el tratamiento osmtico, pero no haba menores valores de a * / b * en la muestra secada al aire convencional. El color del producto mostr un deterioro progresivo de la calidad general de color (DE) en el secado al aire convencional. Yeatman (1969) indic que el valor b * L * / a * proporciona una alta correlacin lineal con decenas de colores visuales de los productos a base de tomate. La media b * L * / un valor global * para el tratamiento osmtica, secado osmo-vac, fueron 16,42 y 18,34, respectivamente. La reflectancia promedio de lectura de color para las frutas deshidratadas osmticamente tena caractersticas de color cercanas a las del material fresco. La valores de a * L * y la disminucin en el otro tratamiento de deshidratacin. Una comparacin de licopeno tendencia degradacin de color y los parmetros en los diferentes productos de tomate deshidratadas muestran las tendencias de cambio no son paralelas. Tomates con tratamiento osmtico tenan un color ms rojo que los tratados por secado al aire y secado al vaco, lo que indicaba que haba ms licopeno en las muestras. Tomates osmticamente deshidratados parecan ser prometedores a travs de esta nueva tcnica de procesamiento para mantener el color rojizo fresca y natural.

TABLA 3.2. Valores de color de las muestras deshidratadas de tomate (Shi et al., 1999).

Los datos se presentan como medias de determinaciones por triplicado. Los promedios en una columna que no comparten superndice comn (a-e) son significativamente diferentes (P 0,01).

CONCLUSIONES Conservacin de licopeno durante el procesamiento de tomate de productos de tomate es de importancia comercial. La degradacin del licopeno no slo afecta al color atractivo de los productos de tomate, sino tambin su valor nutritivo y sabor. Cuatro mtodos de deshidratacin producen pequeas diferencias en el contenido total de licopeno, pero dio lugar a muy diferentes de distribucin de la composicin de ismeros. Los tratamientos osmticos retenidos ms licopeno total e indujeron slo ligeros cambios en la distribucin de las transacciones y los ismeros cis. El tratamiento osmtico vaco tiene menos efecto sobre la prdida de licopeno y la isomerizacin de secado al vaco y secado por aire convencional. El tratamiento trmico bajo condiciones atmosfricas en los procesos de deshidratacin da cuenta de la degradacin de licopeno a travs de isomerizacin y oxidacin. En el tratamiento osmtico, el mecanismo predominante de cambio puede ser de isomerizacin de licopeno. Debido a que el contenido total de licopeno se mantuvo esencialmente constante, se cambi slo la distribucin de ismeros trans y cis. En el secado al aire, de isomerizacin y oxidacin (auto-oxidacin) fueron dos factores que afectaron simultneamente a la disminucin del contenido total de licopeno, la distribucin de los ismeros trans y cis, y potencia biolgica. Tratamiento osmtico podra reducir las prdidas de licopeno en comparacin con otros mtodos de deshidratacin. Estos resultados sern de utilidad para desarrollar nuevas tecnologas de deshidratacin y mejorar la calidad del producto.