Research, development and innovation of hydrosustainable products based on pomegranate

Resumen

El objetivo de esta tesis doctoral fue valorar, desarrollar y caracterizar nuevos productos a base de granada; los nuevos productos deben tener su propia identidad, incluyendo determinadas propiedades funcionales y organolépticas, deben estar basados en granadas hidroSOStenibles y deben estar totalmente adaptados a las necesidades y requisitos de los consumidores europeos. Para alcanzar este objetivo general, la tesis doctoral se estructuró en 4 bloques de investigación:  Bloque I, Cultivo de granada hidroSOSsostenibles.  Bloque II, Visión general de los productos comerciales de granada.  Bloque III, Preparación de arilos de granada deshidratados.  Bloque IV, Preparación de smoothies a base de granada. Bloque I. En primer lugar, es bien conocido que la producción de alimentos depende mayoritariamente de la disponibilidad de agua que de cualquier otro recurso. En consecuencia, es necesario aceptar la coexistencia de la agricultura española con una importante escasez de agua. Por tanto, se necesita un cambio de política en el manejo sostenible de este recurso esencial, y las estrategias de riego deficitario (DI) (por ejemplo, riego deficitario sostenido, SDI) pueden ser una opción interesante. Aunque los granados son tolerantes a la sequía, se espera que el cultivo de granada bajo condiciones DI genere estrés hídrico en los árboles, lo que implicará un aumento en su contenido de compuestos bioactivos y en su perfil sensorial; al mismo tiempo, se mejorará la eficiencia del uso del agua. El objetivo específico de este bloque fue reunir un conocimiento más profundo sobre los efectos simultáneos de SDI (durante el crecimiento y maduración del fruto) y de la carga de la cosecha (aclareo) sobre el rendimiento y la calidad de la granada Mollar de Elche y la granada Wonderful mediante la evaluación de la fruta: (i) características físicas, (ii) características químicas, y (iii) atributos sensoriales descriptivos. El aclareo fue efectivo para aumentar el tamaño y el peso de las frutas, pero desafortunadamente ni el contenido en punicalagina ni el contenido polifenólico total se vieron afectados positivamente por el riego y el aclareo. Las granadas Wonderful bajo estrés hídrico y aclareo se caracterizaron por un alto contenido de azúcar (glucosa y fructosa), junto con un mayor tamaño y peso, mientras que las granadas Mollar de Elche se caracterizaron por un alto contenido de alcoholes y monoterpenoides, y algunos de los atributos sensoriales clave (color, afrutado, y granada fresca). Bloque II. En segundo lugar, la investigación científica y la industria alimentaria están trabajando en el desarrollo de nuevos productos basados en frutas y verduras debido a la preferencia de los consumidores por productos sostenibles, saludables y listos para el consumo. La conciencia del consumidor sobre el impacto de los alimentos en la salud y el bienestar ha aumentado en los últimos años. Muchos productos a base de granada aprovechan de la imagen saludable generalizada de esta fruta, mientras que su contenido real de fitoquímicos bioactivos es "desafortunadamente" bajo. Los productos comerciales disponibles de granada, incluyendo cápsulas y suplementos, y zumos y néctares fueron analizados comparando la información del etiquetado con el contenido real de compuestos bioactivos (punicalagina, ácido elágico y fenoles totales) y con su capacidad antioxidante asociada (DPPH•, ABTS•+ y FRAP). Los resultados experimentales mostraron una alta variabilidad en el contenido de compuestos bioactivos y la necesidad de instar a las empresas alimentarias a optimizar los procesos y las condiciones de almacenamiento, y una "estandarización" de etiquetado y no aportar una imagen "teóricamente" esperada. Bloque III. Debido a que la ingesta diaria de frutas y verduras es inferior a la ingesta dietética recomendada (IDR), una buena opción para aumentar la ingesta de frutas y verduras es el consumo de frutas deshidratadas y smoothies. Por lo tanto, la mejora del catálogo de productos de granada en el mercado será uno de los objetivos importantes de esta tesis doctoral: (i) arilos deshidratados y (ii) smoothies de granada. El objetivo del tercer bloque fue evaluar la cinética de secado, los parámetros de calidad (contenido de antocianinas, capacidad antioxidante, color, rehidratación), propiedades sensoriales y aceptación del consumidor de los arilos secos (cultivar Mollar de Elche, ME) preparados usando deshidratación osmótica (OD) con concentrados de zumo de frutas seleccionados (manzana, granada Wonderful y/o aronia) y comparando los resultados con los obtenidos después de utilizar la técnica de secado combinada [pre-secado por convección (CPD) seguido de un secado a microondas al vacío (VMFD)] de arilos de granada ME. El uso de OD proporcionó arilos deshidratados con la dulzura característica de los arilos ME, mejorando el color y la complejidad aromática característica de la granada Wonderful. Todas las muestras preparadas con las nuevas técnicas de secado propuestas fueron más apreciadas por el consumidor que la muestra comercial analizada ("drivers": ésteres, atributos afrutados y dulces); los mejores resultados se obtuvieron para la muestra deshidratada utilizando el zumo de granada Wonderful concentrado en la OD seguido de la técnica propuesta de secado combinado. Bloque IV. Con respecto al último bloque, el objetivo fue evaluar el efecto de la adición de puré de higos, jínjol o membrillo al zumo de granada (cultivares Wonderful y Mollar de Elche) en la preparación de smoothies en dos proporciones diferentes de puré:zumo (40:60 y 60:40) sobre la composición nutricional, la actividad antioxidante y el contenido en polifenoles. Además, también se evaluó el efecto de los compuestos bioactivos durante el almacenamiento. El factor que más afectó a la composición de los smoothies fue el tipo de puré de frutas utilizado. Los smoothies de higo fueron ricos en antocianinas, los smoothies de jínjol en flavonoles y vitamina C, y finalmente los smoothies de membrillo en ácidos hidroxicinámicos. Se observó que la adición de puré de membrillo al zumo de granada Wonderful en una proporción de 40:60 condujo a un mayor contenido de antocianinas, flavanoles, flavan-3-oles, procianidinas poliméricas y ácidos fenólicos tras 6 meses de almacenamiento a 4ºC. Como conclusión general, se ha demostrado que tanto la industria alimentaria como los consumidores deben presentar especial atención a los nuevos productos a base de granada hidroSOStenible ya que son productos de alta calidad basados en los siguientes hechos: (i) son respetuosas con el medio ambiente porque se preparan utilizando frutos cultivados bajo estrategias de ahorro de agua de riego, (ii) son productos aceptados socialmente porque usan materias primas locales y (iii) son sabrosos y ricos en compuestos bioactivos como resultado del estrés creado por las estrategias de riego utilizadas (cultivo hidroSOStenible).