M.A. RAMÍREZ CERVANTES, S.A. GONZÁLEZ NOVELO, E. SAURI DUCH

Instituto Tecnológico de Mérida, División de Estudios de Posgrado e Investigación. 
Ave. Tecnológico (km.5 carretera Mérida-Progreso), s/n Mérida, C.P. 97118, Yucátan, Mexique
Tél. et fax: +(99) 44 84 79, e-mail: essauri@labna.itmerida.mx

Resumen

La miel de abeja es uno de los principales productos de exportación de la Península de Yucatán. Su comercio internacional es cada día más difícil, debido a la competencia del producto de otros países. El calentamiento de la miel puede acelerar algunas reacciones químicas que disminuyan su calidad durante el almacenamiento. El objetivo del presente estudio es evaluar el efecto del calentamiento temporal de la miel sobre la variación de sus principales características de calidad durante el almacenamiento. Se realizó con miel de tahonal (Viguiera dentata var. heliantoides) y de dzidzilché (Gimnopodium antigonoides, Blake). Muestras de cada tipo se calentaron a 55°C durante 3, 6, 9 y 15 minutos, dejando enfriarlas hasta la temperatura ambiente (26 ± 2°C), se almacenaron a esta temperatura y se fueron tomando muestras durante tres meses y medio, para su evaluación. Se estudiaron los cambios de actividad diastásica, color, acidez total, y HMF. El tratamiento térmico temporal al que se sometieron las muestras no influyó significativamente en las características de calidad estudiadas, excepto en la actividad diastásica de la miel de dzidzilché, la cual disminuyó. Durante el almacenamiento, el incremento medio mensual del HMF fue mayor en la miel de tahonal que en la de dzidzilché, sin que el calentamiento inicial influyera en la variación. El calentamiento temporal durante 9 y 15 min. influyó significativamente en el incremento de la acidez durante el almacenamiento de la miel de tahonal solamente. Asimismo, la miel de tahonal se obscureció más rápido que la de dzidzilché, sin que el calentamiento influyera en esta diferencia. En general se concluyó que el tratamiento térmico inicial influyó en el cambio de algunos parámetros de calidad y que el comportamiento de ambos tipos de miel durante su almacenamiento fue diferente, debido probablemente, a sus diferentes composiciones. 

Palabras clave

miel de abeja, calentamiento, calidad, almacenamiento, tahonal, dzidzilché, HMF, cinética

Introducción

La miel de abeja es un alimento que se ha consumido desde tiempos inmemoriales. Es una mezcla compleja constituida principalmente por agua, azúcares (glucosa, fructosa, sacarosa, maltosa, azúcares superiores), ácido glucónico, lactona, compuestos nitrogenados, minerales y algunas vitaminas.

Es un producto natural que presenta grandes variaciones en su composición y características, las cuales se deben principalmente a su origen geográfico y botánico (MATEU, 1993), dependiendo sus principales características del origen floral del néctar recolectado por las abejas. De esta forma, los diferentes tipos de miel se definen en función de sus principales características organolépticas, como son color, aroma, sabor, por su consistencia y la mayor o menor facilidad para cristalizar durante el manejo y almacenamiento. Asimismo, los diferentes tipos de miel difieren, en mayor o menor medida, en su composición química, principalmente pH, acidez, contenido y proporción de carbohidratos, ácidos orgánicos, minerales y compuestos nitrogenados.

Los principales factores de calidad que se utilizan en el comercio internacional de la miel son, además de sus características sensoriales (olor, color y sabor), la humedad, el contenido de hidroximetilfurfural (HMF) y el índice de diastasa, siendo estos dos últimos fuertemente influenciados por el calentamiento y el tiempo de almacenamiento de este producto (ANONIMO, 1984). El contenido de HMF ha sido el que mayor importancia ha tenido durante los últimos años en el comercio internacional.

El HMF es un aldehído cíclico (C6H6O3) que se produce por degradación de los azúcares, principalmente a partir de la deshidratación de la fructosa y de la glucosa en medio ácido, sobre todo si se eleva la temperatura (BADUI, 1986; ESPINOZA-MANSILLA et al., 1993). Se ha encontrado que la termogeneración del HMF en la miel de abeja sigue una cinética de primer orden (JUAREZ-SALOMO y VALLE-VEGA, 1995) y parece ser que su formación es autocatalítica, (GHOSHDASTIDAR, CHAKRABARTI, 1992).

Durante el manejo y envasado de la miel en algunas ocasiones es sometida a un calentamiento temporal controlado en intercambiadores de calor, con diversos fines, tales como disminuir su viscosidad, disolver partículas cristalizadas gruesas, destrucción de levaduras, etc. (DETROY, 1979; SKOWRO-NEK et al., 1994; CRANE, 1985). Sin embargo, este calentamiento, así como el incremento de su temperatura debido a mal manejo durante su transporte y almacenamiento, puede producir pequeños incrementos en su contenido de HMF (SINGH et al., 1948; WHITE, 1980).

Diversos estudios se han realizado sobre la formación del HMF durante el almacenamiento de la miel de abeja y sobre los cambios de sus principales ca-racterísticas de calidad, sin embargo, en la bibliografía consultada no se han encontrado referencias respecto a la influencia del tipo de miel en su cinética de formación.

La aplicación de métodos adecuados durante la extracción de la miel en el campo contribuye a obtener un producto con buena calidad (ROOT, 1976), sin embargo, un manejo deficiente puede disminuirla. No obstante, algunos estudios realizados demuestran que para mantener la calidad óptima de la miel el principal parámetro a controlar es la temperatura (WINKLER, 1955). Es importante considerar que en los países tropicales las temperaturas medias ambientales son significativamente mayores que en los países de clima templado. Durante la recolección, manejo y almacenamiento de la miel en los países tropicales, en algunas ocasiones los recipientes en los que se recoge la miel se dejan mucho tiempo expuestos al sol, pudiendo sufrir un calentamiento excesivo (ROOT, 1976).

En la Península de Yucatán, México, se producen principalmente, dos tipos de mieles con características diferentes, conocidas como miel de tahonal (Viguiera dentata var. heliantoides) y de dzidzilché (Gimnopodium antigonoides, Blake), las cuales tienen una gran demanda en el mercado internacional.

Por otra parte, según la opinión de diversos apicultores de la Península de Yucatán, el calentamiento temporal de la miel puede acelerar algunas reacciones químicas que harían disminuir su calidad durante el almacenamiento, lo cual podría deberse (CRANE, 1985), a la acción catalítica de los principales ácidos sobre los azúcares presentes, produciendo un aumento indeseable en el contenido de algunos componentes, como por ejemplo, del HMF, pudiendo también dar lugar a la formación de pigmentos oscuros que modificarían el color. El objetivo general del presente estudio es evaluar el efecto del calentamiento momentáneo de la miel de tahonal y dzidzilché sobre la variación de sus principales características comerciales de calidad durante el almacenamiento. 

Materiales y métodos

Metodología general

Se utilizaron muestras de miel de tahonal y dzidzilché, recolectadas por nosotros mismos en el estado de Yucatán, México, las cuales se extrajeron de panales operculados, en su respectiva época de cosecha. Se utilizó un lote de cada tipo de miel, filtrado en frío para eliminar las partículas suspendidas presentes. La miel de cada tipo se dividió en cuatro porciones, cada una de las cuales se sometió a uno de los cuatro tratamientos evaluados: calentamiento a 55°C, (temperatura moderada que no modifica sensiblemente las características de la miel), durante 3, 6, 9 y 15 minutos. Los tratamientos térmicos aplicados se hicieron en baños de agua con temperatura controlada, midiendo directamente la temperatura de la miel. Una vez calentadas, las muestras se dejaron enfriar hasta la temperatura ambiente (26±2°C) y se almacenaron a esta temperatura. Periódicamente (alrededor de cada quince días) se fueron tomando pequeñas muestras durante tres meses y medio, para su análisis. Se evaluó el efecto del calentamiento sobre los cambios de sus principales características de calidad durante el almacenamiento: actividad diastásica, color, acidez total, y HMF. El estudio se realizó por duplicado.

Métodos analíticos

Para los análisis se emplearon los métodos recomendados por la Norma de Calidad Mexicana y por el Codex Alimentarius.
El porcentaje de humedad se determinó con un refractómetro de laboratorio tipo Abbe, haciendo la corrección correspondiente de las lecturas a 20°C.

La actividad diastásica se cuantificó con el método espectrofotométrico de SCHADE et al. (1961) modificado por HADORN (1962), el cual se basa en medir el tiempo necesario para que la enzima diastasa, presente naturalmente en la miel, hidrolice una cantidad conocida de almidón, adicionada a la muestra de miel diluida, cuyo pH se ajusta a 5,1 con una solución buffer, en presencia de yodo (MILLO, 1976).

El color se determinó visualmente utilizando un comparador Pfund.

La acidez total se cuantificó por volumetría, titulando una muestra de miel con una solución 0,1 N de hidróxido de sodio, hasta un pH de 8,3, dando el resultado como miliequivalentes de ácido por 100 g de miel.

El contenido de hidroximetilfurfural (HMF), se determinó siguiendo el método espectrofotométrico propuesto por WINKLER (1955), basado en su reacción con ácido tiobarbitúrico y p-toluidina.

Análisis de datos

Para cuantificar la variación global del contenido de HMF durante el almacenamiento, se calcularon dos factores (PAREDES, 1983), llamados Cociente Incremental aparente mensual (CI) y Factor Incremental (FI). El primero se calculó para tener un valor medio que se relacione con la variación mensual del HMF y el segundo, como un factor que nos permita estimar el contenido de HMF después de un tiempo de almacenamiento, a partir de su concentración inicial.

Estos factores se calculan con las siguientes relaciones:

donde:

• HMF, es la diferencia entre la concentración final de HMF y la concentración inicial, después del tiempo de almacenamiento t

• HMF final, es la concentración de HMF después de un determinado tiempo y HMF inicial es el contenido de HMF al inicio del almacenamiento.

Los resultados obtenidos se analizaron estadísticamente utilizando el paquete estadístico Statgraphicsâ.

Resultados y discusión

Características generales iniciales de las mieles

Las muestras de los dos tipos de miel estudiadas (Tabla I) fueron similares y cumplieron la norma de calidad, resaltando que el contenido de HMF fue pequeño, lo cual indica que la miel era de reciente cosecha y que no había sufrido calentamiento.

Tabla I - Características sensoriales, físicas y químicas de la miel de tahonal y dzidzilché

Variación del índice diastásico (ID)

La actividad diastásica inicial fue similar en ambos tipos de miel (fig. 1), sin embargo el calentamiento inicial tuvo efectos diferentes. En la miel de tahonal disminuyó significativamente y en la misma proporción en los cuatro tratamientos (de 32,6 a 25,8 °Schade), mientras que en la de dzidzilché, solamente el calentamiento inicial durante 9 y 15 min. produjo una disminución significativa (de 34,2 a 31,7 °Schade) del índice diastásico respecto a las mieles calentadas durante 3 y 5 min., diferencia que se mantuvo durante el almacenamiento (fig. 1).

miel de tahonal

miel de dzidzilché

Fig. 1 - Variación del índice diastásico

A lo largo del almacenamiento, los cambios del índice diastásico (ID) en las muestras correspondientes a los cuatro tratamientos de cada uno de los dos tipos de miel, tahonal y dzidzilché, siguieron comportamientos similares, ya que en ambos casos, el ID fue disminuyendo continuamente. Después de 23 semanas de almacenamiento, la miel de tahonal perdió alrededor del 35 % de su actividad, mientras que la de dzidzilché disminuyó entre el 61 y el 71 % de su actividad, según el tiempo de calentamiento. Este comportamiento general ha sido observado en diversos estudios (WHITE, 1964; IMAN, 1990). Asimismo, el calentamiento inicial al que fueron sometidas las muestras de ambos tipos de miel no tuvo una influencia catalítica significativa sobre la velocidad de su disminución durante el almacenamiento. De estos resultados se puede concluir que el tipo de miel influyó significativamente en la disminución del ID durante el almacenamiento, lo cual podría interpretarse como un efecto de las diferencias que presentan las mieles en su composición química.

Variación del contenido de HMF

El contenido inicial de HMF fue pequeño en ambos tipos de miel, alrededor de 3 mg/kg, (fig. 2) y el calentamiento al que fueron sometidas las muestras de miel solamente produjo un ligero incremento en ambos casos, el cual prácticamente no dependió del tiempo de tratamiento, ya que aumentaron hasta concentraciones alrededor de 5 mg/kg. Con respecto al calentamiento inicial, en el presente estudio no se encontró diferencia significativa entre los 4 tratamientos de cada tipo miel, lo cual indica que el calentamiento inicial al que fueron sometidas las muestras de miel no produjo un efecto catalítico en el incremento del HMF durante el almacenamiento. 

miel de tahonal

miel de dzidzilché

Fig. 2 - Variación del contenido de HMF

Durante el almacenamiento, los cambios del contenido de HMF en las muestras correspondientes a los cuatro tratamientos de cada uno de los dos tipos de miel, tahonal y dzidzilché, siguieron comportamientos globales similares, ya que en ambos casos, el HMF aumentó continuamente durante el almacenamiento, aunque en diferente proporción (fig. 2). Así mismo, en ambos casos dicho incremento no fue lineal. Después de 23 semanas de almacenamiento, el HMF aumentó hasta concentraciones alrededor de 30 mg/kg. (900 %) en la miel de tahonal, mientras que en la de dzidzilché llegó hasta alrededor de 16 mg/kg (433%). Este comportamiento cualitativo general (incremento significativo), es similar al encontrado en diversos estudios (WHITE, 1964; SKOWRONEK et al., 1994; GHOSHDASTIDAR, 1992; IMAN, 1990; HADORN, 1962).

Sin embargo, podemos observar que, cuantitativamente, el incremento de la concentración de HMF durante el almacenamiento fue significativamente mayor en la miel de tahonal que en la de dzidzilché, lo cual queda de manifiesto por los valores alcanzados después de las 23 semanas de almacenamiento (alrededor de 32 y 16 mg/kg, en la miel de tahonal y dzidzilché respectivamente) y por los cocientes de incremento aparente medio mensual (CI) y los factores incrementales aparentes medios, 4,4 y 7,3 para la miel de tahonal, y 2 y 3,5 para la de dzidzilché, respectivamente. Los cocientes de incremento CI encontrados, son significa-tivamente mayores que los obtenidos por GONNET (1979), al estudiar mieles de zonas frías y cálidas, 1,1 mg/kg y 2,1, respectivamente, aunque no indican los tipos de miel.

Adicionalmente, analizando la cinética del incremento de la concentración del HMF durante el almacenamiento se pudo establecer una cinética de primer orden, considerando una relación del tipo:

In C/Co = Kt,

en donde C, es la concentración de HMF (en mg/kg), después del tiempo de almacenamiento t, en semanas
Co, es la concentración inicial de HMF al inicio del almacenamiento
K, es la constante de la reacción de primer orden

De los valores de las constantes K obtenidos (tabla II) con los dos tipos de miel evaluados, se confirma el buen ajuste al modelo por los altos coeficientes de correlación obtenidos y la diferente velocidad de su formación en ambos tipos de miel, valores de la constante K.

Tabla II - Coeficientes de correlación y constantes de formación (de primer orden) de HMF durante el almacenamiento de la miel

El comportamiento tan diferente de ambos tipos de miel, respecto a este parámetro, se puede interpretar como un efecto de las diferencias que tienen en su composición química según su origen floral, especialmente en los azúcares reductores. El incremento de la concentración de HMF ha sido relacionado con la disminución del contenido de fructosa (HADORN, 1962). Este resultado nos permite concluir que la velocidad de incremento del HMF durante el almacena-
miento se debería calcular para cada tipo de miel. 

Variación de la acidez

La acidez inicial fue ligeramente mayor en la miel de dzidzilché (40 meq/kg) que en la de tahonal (38,3 meq/kg) y el calentamiento inicial no influyó signi-ficativamente en estos valores. Sin embargo, durante el almacenamiento se en-contró un significativo incremento, proporcional al tiempo (fig. 3), lo cual coincide con los resultados encontrados por HADORN (1962) e IMAN (1990).

miel de tahonal

miel de dzidzilché

Fig. 3 - Variación de la acidez

No obstante, mientras que en la miel de dzidzilché no se encontró diferencia significativa en la variación en los cuatro tiempos de calentamiento, en la de tahonal se encontraron valores significativamente mayores en las muestras calentadas 9 y 15 minutos, que en las calentadas 3 y 5 minutos, lo cual indica que el calentamiento inicial al que fueron sometidas las muestras produjo un efecto catalítico en la velocidad de incremento de la acidez. Asimismo, de los resultados obtenidos se puede concluir que el tipo de miel no influyó significativamente en la velocidad de su incremento durante el almacenamiento.

Variación del color

El calentamiento inicial no afectó sensiblemente el color de las muestras de miel, lo cual coincide con lo señalado por ROOT (1976). En ambos tipos de miel el color se incrementó significativamente durante el almacenamiento, aunque con patrones cualitativos de cambio diferentes, lo cual significa que se fueron haciendo más obscuras, pero en diferente medida.Durante el almacenamiento de la miel de tahonal (fig. 4), se observó un incremento del color siguiendo una curva de tipo exponencial, con un obscu-recimiento mucho mas rápido a partir de la semana 10 de almacenamiento. Sin embargo, en la miel de dzidzilché se observó este mismo efecto, pero se presentó más pronto, a partir de la semana 7.

Comparando los valores alcanzados por ambos tipos de miel después de las 23 semanas de almacenamiento, se observa que la miel de dzidzilché se obscureció mucho más (90 mm) que la de tahonal (65 mm). Esto indica que las diferencias en la composición de ambos tipos de miel influyó significativamente en la variación de su color. Dicho obscurecimiento se debe principalmente a reacciones de pardeamiento de tipo químico, en el cual los azúcares toman un papel preponderante.

miel de tahonal

miel de dzidzilché

Fig. 4 - Variación del color

No se encontró diferencia significativa en el oscurecimiento producido en los cuatro tratamientos en ambos tipos de miel, lo cual indica que no se puede establecer que el calentamiento inicial hubiera catalizado el cambio de color. Sin embargo, el origen de la miel sí influyó de manera significativa.

Conclusiones

1. El tratamiento térmico a 55°C durante los cuatro tiempos de calentamiento temporal estudiados (3, 5, 9 y 15 min.) aplicado a la miel de tahonal y dzidzilché no modificó significativamente los principales indicadores de calidad de ambos tipos de miel, excepto en la actividad diastásica en la miel de dzidzilché en las muestras calentadas durante 9 y 15 min;

2. Los calentamientos temporales durante 9 y 15 min. a 55°C solamente afectaron significativamente el incremento de la acidez durante el almacenamiento de la miel de tahonal, el cual fue mayor;

3. En ambos tipos de miel, el aumento de la concentración de HMF durante el almacenamiento se ajustó a una reacción de primer orden;

4. El comportamiento de la miel de tahonal y de dzidzilché durante el almacenamiento, después de haber sido calentadas temporalmente, fue diferente.