UN ESTUDIO SOBRE LA CINÉTICA DE DEGRADACIÓN DE ASCÓRBICO ACID IN DRUMSTICK (MORINGA OLIFERA) LEAVES ÁCIDO EN PALILLO DE TAMBOR

(MORINGA OLIFERA) HOJAS DURING COOKING DURANTE LA COCCIÓN

Abstract : The kinetics of ascorbic acid degradation in drumstick (Moringa olifera) leaves as well as in pure Resumen: La cinética de degradación del ácido ascórbico en el muslo (Moringa olifera) las hojas, así como en el más puro ascorbic acid solutions at the initial concentrations present in drumstick leaves over a temperature range El ácido ascórbico soluciones a las concentraciones iniciales presentes en muslo deja a más de un rango de temperatura of 50–120 º C (isothermal temperature process) has been studied. de 50 a 120 º C (temperatura de proceso isotérmico) ha sido estudiada. The degradation kinetics of ascorbic acid La cinética de degradación de ácido ascórbico was also evaluated in normal open-pan cooking, pressure-cooking and a newly developed and patented fuelefficient eco cooker (non-isothermal heating process). También se evaluó en abierto recipiente de cocción normal, la cocción a presión y un país desarrollado y patentado fuelefficient cocina ecológica recientemente (isotérmica de calor de proceso-no). The ascorbic acid degradation followed first-order La degradación del ácido ascórbico seguido de primer orden reaction kinetics where the rate constant increased with an increase in the temperature. cinética de la reacción en la constante de velocidad aumenta con el aumento de la temperatura. The temperature La temperatura dependence of degradation was adequately modelled by the Arrhenius equation. la dependencia de la degradación fue modelada adecuadamente por la ecuación de Arrhenius. A mathematical model Un modelo matemático was developed using the isothermal kinetic parameters obtained to predict the losses of ascorbic acid se ha desarrollado utilizando la cinética isotérmica parámetros obtenidos para predecir las pérdidas de ácido ascórbico from the time – temperature data of the non-isothermal heating/processing method. desde el momento - datos de la temperatura de la calefacción que no-isotérmica / método de procesamiento. The results obtained Los resultados obtenidos indicate the ascorbic acid degradation is of similar order of magnitude in all the methods of cooking. indicar la degradación del ácido ascórbico es del orden de magnitud similar en todos los métodos de cocción.

Keywords: ascorbic acid degradation; kinetics; drumstick leaves; cookers Palabras clave: degradación del ácido ascórbico, la cinética, las hojas muslo; cocinas

INTRODUCTION INTRODUCCIÓN

Fruits and vegetables undergo various handling, Frutas y hortalizas objeto de más manipulaciones diversas, storage and processing steps before they are consumed. almacenamiento y pasos de procesamiento antes de ser consumidos.

Thermal processing gives microbial safety, texture El proceso térmico da la seguridad microbiana, la textura and flavour, but the application of heat to vegetables y el sabor, pero la aplicación de calor a las verduras causes the loss of vitamins and minerals. provoca la pérdida de vitaminas y minerales. Water soluble Soluble en agua ascorbic acid is destroyed easily during cleaning and El ácido ascórbico se destruye fácilmente durante la limpieza y cooking. cocinar. The presence of ascorbic acid in processed La presencia de ácido ascórbico en el procesado food is considered to be associated with quality los alimentos se considera asociado a la calidad because of its relative instability to heat, oxygen and debido a su relativa inestabilidad al calor, oxígeno y light. la luz.

Ascorbic acid is highly sensitive to various modes of El ácido ascórbico es altamente sensible a los distintos modos de processing. procesamiento. Factors that can influence the nature of the Los factores que pueden influir en la naturaleza de la degradation mechanism include temperature, salt and mecanismo de degradación son, la sal y la temperatura sugar concentration, pH, oxygen, enzymes and metal concentración de azúcar, pH, oxígeno, enzimas y metal catalyst. catalizador. Kirk and coworkers conducted extensive Kirk y sus compañeros de trabajo llevado a cabo extensas studies of the degradation of the ascorbic acid Los estudios de la degradación del ácido ascórbico during storage in different food systems. durante el almacenamiento en sistemas de alimentación diferentes. Immediate Inmediato processing of leafy vegetables after harvesting or tratamiento de las verduras de hoja después de la cosecha o storage in a refrigerator conserves the ascorbic acid conservar en el frigorífico conserva el ácido ascórbico concentration. concentración. Some studies have been reported Algunos estudios han reportado on the effect of γ -irradiation on ascorbic acid sobre el efecto de γ-irradiación sobre el ácido ascórbico content during storage. contenido durante el almacenamiento. γ -Irradiated potatoes, γ-irradiados patatas, under identical storage conditions, initially showed en condiciones de almacenamiento idénticos, en un principio mostró 6–15% additional loss of ascorbic acid compared with 15.6% de pérdida adicional de ácido ascórbico en comparación con the control but on prolonged storage, showed large el control, sino en un almacenamiento prolongado, mostraron gran losses compared with the control. γ -Irradiation did pérdidas en comparación con el control. γ-irradiación se not result in any enhanced loss during cooking in no conducir a una mayor pérdida durante la cocción en comparison with the non-irradiated tubers. comparación con los tubérculos no irradiado.

Knowledge of degradation kinetics, including reaction order, rate constant and activation energy, is El conocimiento de la cinética de degradación, como orden de reacción, constante y la energía de activación tasa, es essential to predict quality loss during storage as well esenciales para predecir la pérdida de calidad durante el almacenamiento, así as thermal processing. como el tratamiento térmico. Kinetic data are reported for Los datos cinéticos se reportan the loss of ascorbic acid on storage of some fruit la pérdida de ácido ascórbico en el almacenamiento de la fruta juices like orange juice, jugos como el jugo de naranja, grapefruit juice and cocktails of orange, grapefruit, pineapple, apple, mango, el jugo de toronja y cócteles de naranja, toronja, piña, manzana, mango, kiwi and apricot juices in different proportions kiwi y jugo de albaricoque en diferentes proporciones and y of tomato juice. de jugo de tomate. Several kinetic studies have also Varios estudios cinéticos han been conducted on the degradation of ascorbic acid in buffer solution. llevado a cabo en la degradación de ácido ascórbico en solución tampón. However very little work has Sin embargo muy poco trabajo se ha been reported on kinetic data for thermal destruction of ascorbic acid in food systems. se informó sobre los datos cinéticos para la destrucción térmica de ácido ascórbico en los sistemas alimentarios. The stability of La estabilidad de ascorbic acid in tomato juice as a function of temperature, pH and metal catalyst has been reported earlier ácido ascórbico en el jugo de tomate en función de la temperatura, el pH y catalizador del metal se ha informado anteriormente

However, the kinetic data obtained from these studies at 7.2–37 º C will not be applicable to the higher Sin embargo, los datos cinéticos obtenidos de estos estudios en 7,2 a 37 º C no será aplicable a la mayor temperatures of household cooking or industrial processing. temperaturas de la cocina del hogar o la transformación industrial. Rates of ascorbic acid degradation during Las tasas de degradación de ácido ascórbico durante el thermal processing of canned peas have been studied del proceso de cocción de los guisantes

enlatados se han estudiado in which a temperature range of 110–132.2 º C has been covered. en el que un rango de temperatura de 110 a 132,2 º C ha sido cubierto. A study on the degradation of ascorbic acid in dried guava during storage reports ascorbic acid degradation to be a pseudo-first-order reaction. Un estudio sobre la degradación del ácido ascórbico en guayaba seca durante los informes de almacenamiento de degradación del ácido ascórbico para ser un primer pseudo-orden de reacción.

Pseudo-first-order degradation kinetics were reported for ascorbic acid during conventional and ohmic heating with activation energy of 12.6 kcal mol −1 and 12.5 kcal mol −1 for conventional and ohmic heating, respectively. -Degradación de primer orden cinética de pseudo fueron reportados para el ácido ascórbico durante y óhmico calefacción convencional con la energía de activación de 12,6 kcal mol -1 y 12,5 kcal mol -1 y óhmico calefacción convencional, respectivamente. Thermal degradation of green asparagus ascorbic acid, when heated between 110 and 140 ºC, are reported to follow first-order kinetics, with an activation energy of 12.3 (±2.0)kcal mol −1 . la degradación térmica de verde ácido ascórbico espárragos, cuando se calienta entre 110 y 140 º C, se informó a seguir una cinética de primer orden, con una energía de activación de 12.3 (± 2.0) kcal mol -1.

Different processing methods are used in household Los diferentes métodos de procesamiento se utilizan en el hogar cooking. cocinar. Some of them are normal open-pan cooking, Algunos de ellos están abiertos-recipiente de cocción normal, pressure-cooking, microwave cooking and gradual cocción a presión, cocina con microondas y gradual cooking using slow cookers. cocina con ollas de cocimiento lento. A fuel-efficient cooker Una cocina eficiente de combustible has recently been developed in our institute. Recientemente se ha desarrollado en nuestro instituto. The La principle of this cooker is based on multiple effect principio de esta cocina se basa en el efecto de múltiples evaporation, slow heating proportional to pick-up evaporación, calentamiento lento proporcional a la recogida rate of the supplied heat by the cooking vessel, and tasa del calor suministrado por el recipiente de cocción, y insulation, these features being combined in one unit. aislamiento, estas características se combinan en una sola unidad.

Not much work has been reported on the degradation No mucho trabajo se ha informado sobre la degradación kinetics of ascorbic acid with respect to different cinética de ácido ascórbico en lo que respecta a los diferentes cooking methods. métodos de cocción.

Green leafy vegetables have long been recognized vegetales de hojas verdes han sido reconocidos as an important source of ascorbic acid. como una importante fuente de ácido ascórbico. A scan of the Una exploración de la nutrient composition of different green leafy vegetable composición de nutrientes de diferentes vegetales de hoja verde showed drumstick (Moringa olifera) leaves to be a rich mostró muslo (Moringa olifera) deja de ser una rica source of ascorbic acid. fuente de ácido ascórbico. The drumstick fruit is also El fruto muslo es también a very good source of ascorbic acid. una buena fuente de ácido ascórbico. It is grown and Se cultiva y consumed in the tropics and semi-arid tropics of the en las zonas tropicales y semi-tropicales áridas consumido de la world. mundo. In India, these vegetables are, however, most En la India, estos vegetales son, sin embargo, la mayoría de often consumed when cooked, which leads to the losses a menudo se consumen cuando se cocina, lo que conduce a las pérdidas in ascorbic acid. en ácido ascórbico. Hence, the leaves of drumstick, which Por lo tanto, las hojas de la pierna, que is an important leafy vegetable in many part of India, es una hoja vegetal importante en

muchas partes de la India, were selected as a model food system for the studies. fueron seleccionados como un sistema de alimentación modelo para los estudios.

The main objectives of this study were therefore to Los principales objetivos de este estudio fueron, por tanto, (1) to determine the kinetic parameters for ascorbic (1) para determinar los parámetros cinéticos para ascórbico acid degradation in a model food system as well la degradación de ácido en un sistema alimentario modelo, así as in pure vitamin solutions (to study the effect of como en soluciones de vitamina pura (para estudiar el efecto de food components on degradation) over a temperature componentes de los alimentos sobre la degradación) sobre la temperatura range of 50–120 º C (isothermal temperature), (2) to rango de 50-120 º C (temperatura isotérmica), (2) study the degradation kinetics of ascorbic acid in estudio de la cinética de degradación de ácido ascórbico en different cooking methods (non-isothermal process), diferentes métodos de cocción (proceso isotérmico-no), (3) to develop a mathematical model relating the (3) desarrollar un modelo matemático que relaciona la calculated kinetic data from the isothermal heat calcula los datos de cinética del calor isotérmico processing and time-temperature profiles of different transformación y perfiles de temperatura-tiempo de los diferentes cooking methods (non-isothermal process) and (4) to métodos de cocción (proceso no isotérmico) y (4) apply this model to predict the ascorbic acid aplicar este modelo para predecir el ácido ascórbico degradation for non-isothermal heating processes from la degradación de calefacción que no-isotérmica procesos de the time–temperature data of the non-isothermal la temperatura de datos en tiempo de la no-isotérmico heating process, and to compare it with the actual proceso de calentamiento, y compararla con la real degradation values. valores de degradación.

MATERIALS AND METHODS MATERIALES Y MÉTODOS

Materials Materiales

The drumstick leaves were collected fresh from the Las hojas frescas se recogieron muslo de la UICT gardens in sealed polyethylene bags. UICT jardines en bolsas de polietileno selladas. Ascorbic Ascórbico acid was obtained from M/S Himedia, Lab Pvt Ltd, El ácido se obtiene de M S Himedia / Laboratorio SA de CV, Mumbai, India. Mumbai, India. All the other reagents used in the work Todos los reactivos utilizados en el trabajo were obtained from SD Fine Chemicals, Mumbai, se obtuvieron de SD Fine Chemicals, Mumbai, India. India. All the chemicals used were of AR grade. Todos los productos químicos utilizados fueron de grado AR.

Heat treatments Tratamientos térmicos

Heat treatments were carried out at different temperatures (50 60, 70, 80, 90, 100 and 120 ◦ C) for Los tratamientos térmicos se llevaron a cabo a diferentes temperaturas (50 60, 70, 80, 90, 100 y 120 ◦ C) 0–60 min. 00-60 min. A water-bath was used as a heating device. Un baño de agua fue utilizada como un dispositivo de calefacción.

(For 120 ◦ C an autoclave was used). (Para 120 ◦ C se utiliza un autoclave). To study the Para estudiar el degradation of ascorbic acid in pure solution, ascorbic acid concentration was taken to be the same as la degradación de ácido ascórbico en solución pura, la concentración de ácido ascórbico fue llevado a ser el mismo que that of the initial concentration of the model system. el de la concentración inicial del sistema modelo.

Samples (10 g) were transferred into a 100-ml beaker Las muestras (10 g) fueron trasladados en un vaso de 100 ml containing 40 ml of distilled water and pre-heated to que contiene 40 ml de agua destilada y pre-calentado a the particular temperature at which the studies were la temperatura en particular en el que los estudios se done. hacer. Samples, along with water, were withdrawn periodically and immediately analyzed for ascorbic acid. Las muestras, junto con el agua, fueron retirados periódicamente e inmediatamente analizados para el ácido ascórbico.

Estimation of ascorbic acid Estimación de ácido ascórbico

The heat-treated leafy vegetable samples, along with Los vegetales de hoja tratos muestras de calor, junto con the water, were ground to a paste with minimum el agua, se molieron hasta obtener una pasta con un mínimo de amount of 3% metaphosphoric acid in a mortar and cantidad de 3% de ácido metafosfórico en un mortero y pestle. maja. This was then transferred into a 100-ml volumetric flask with the help of a funnel. Este fue trasladado en un matraz aforado ml-100 con la ayuda de un embudo. The mortar and El mortero y pestle were rinsed several times with small amounts maja se lavaron varias veces con pequeñas cantidades of 3% metaphosphoric acid and added back to the de 3% de ácido metafosfórico y volver a agregar a la volumetric flask. matraz aforado. The volume was made up to 100 ml El volumen se compone de 100 ml using 3% metaphosphoric acid, mixed thoroughly, and con 3% de ácido metafosfórico, mezclado a fondo, y then filtered through filter paper. luego se filtra a través de papel filtro. The filtrate (2 ml) El filtrado (2 ml) was placed in a 50-ml stoppered conical flask followed by 2 ml of acetate buffer (pH 4.0, prepared by se colocó en un frasco de 50 ml con tapón cónico seguido de 2 ml de tampón acetato (pH 4,0, preparada por mixing 1 litre of 50% CH 3 COONa·3H 2 O with 1 litre mezcla de 1 litro de 50% CH 3 COONa · 3H 2 O con 1 litro of glacial acetic acid), 3 ml of Tillman's dye (2,6- de ácido acético glacial), 3 ml de tintura de Tillman (2,6 - dichlorophenol-indophenol) and 15 ml of xylene. diclorofenol-indofenol) y 15 ml de xileno. It Es was shaken vigorously for 10 s and the solvent was se agita vigorosamente durante 10 s, y el disolvente se allowed to separate. deja que se separen. The lower water layer was pipetted out and the colour of the xylene layer was measured La capa de agua inferior fue de una pipeta y el color de la capa de xileno se midió at 520 nm using a spectrophotometer 25 (Hitachi, Singapore, U-2001). a 520 nm utilizando un espectrofotómetro 25 (Hitachi, Singapur, U-2001). All the experiments were done in Todos los experimentos se realizaron en triplicate. por triplicado.

Cooking studies Cocinar los estudios

For cooking studies, normal open-pan cooking Para los estudios de cocina, abierta sartén normal (20 min), pressure cooking (15 min) and cooking in (20 min), cocción a presión (15 min) y cocinar en a newly developed and patented fuel-efficient slow un nuevo desarrollo y patentado bajo consumo de combustible lenta cooker, named 'Eco-cooker', (30 min on simmer and cocina, denominado 'Eco-cocina, (30 minutos a fuego lento y 30 min holding period) were selected as different 30 min período de tenencia) fueron seleccionados como diferentes cooking methods. métodos de cocción. The time and flow rates of fuel gas El tiempo y el flujo de los tipos de gas combustible for the eco cooker was selected as per the instructions para la cocina ecológica se ha seleccionado de acuerdo con las instrucciones given for its usage. dado para su uso. The same 1:4 (wt/vol) ratio 01:04 El mismo (peso / vol) relación of the leaves to water were taken and cooked using de las hojas al agua fueron tomadas y cocidas al these three different cooking methods. estos

tres métodos de cocción diferentes. Samples were Las muestras fueron withdrawn periodically, and analyzed for ascorbic acid retirados periódicamente, y se analizaron para el ácido ascórbico as described earlier. como se describió anteriormente.

Time –Temperature De tiempo y temperatura

Time –Temperature data for each of the cooking methods was monitored using a digital thermocouple. De tiempo y temperatura de datos para cada uno de los métodos de cocción se controlará mediante un termopar digital.

Kinetic calculations Cinética cálculos

Kinetic calculations were done based on the following cálculos cinéticos se realiza en base a los siguientes

formulae: fórmulas:

A general reaction rate expression for degradation Una reacción general expresión de la velocidad de la degradación kinetics can be written: 26 cinética se puede escribir: 26

where C is the quantitative value (concentration,mg g -1 or mg ml −1 ) of the component under consideration (ascorbic acid in this case), k is the reaction donde C es el valor cuantitativo (concentración, en mg g -1 o mg ml -1) del componente en cuestión (ácido ascórbico en este caso), k es la reacción rate constant, and m is the order of the reaction. constante de velocidad, y m es el orden de la reacción.

Since the degradation was found to follow of first Dado que la degradación se encuentran a seguir de los primeros order kinetics, m = 1, integration of eqn (1) over any cinética de orden, m = 1, la integración de la ecuación (1) sobre cualquier specified heating period t can be written as calefacción t período de tiempo determinado puede ser escrito como

Where [C] 0 is the initial concentration of ascorbic acid Donde [C] 0 es la concentración inicial de ácido ascórbico at time 0 and [C] t is the value after heating time t en el tiempo 0 y C] [t es el valor después de calentar el tiempo t (min). (Min).

The relationship of reaction rate to temperature was La relación de la velocidad de reacción a la temperatura se quantified by the Arrhenius equation, where cuantificada por la ecuación de Arrhenius, donde

where donde

E a is the activation energy of the degradation reaction (kcal mole −1 ), R is the universal gas constant E a es la energía de activación de la reacción de degradación (kcal mol -1), R es la constante universal de los gases

(1.98 kcal mole −1 K −1 ), T is absolute temperature (K), (1.98 kcal mol -1 K -1), T es la temperatura absoluta (K), and A 0 is a pre-exponential constant (min −1 ). y un 0 es un pre-exponencial constante (min -1).

RESULTS AND DISCUSSION RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Concentration of ascorbic acid in drumstick La concentración de ácido ascórbico en el muslo leaves after the heat treatments hojas después de los tratamientos de calor

The initial concentration of ascorbic acid in drumstick La concentración inicial de ácido ascórbico en el muslo leaves was 2 g kg −1 of leaves.Tables 1 and 2 show the hojas fue de 2 g kg -1 de leaves.Tables 1 y 2 muestran la effect of heat treatments on concentration of ascorbic efecto de los tratamientos térmicos sobre la concentración de ascórbico acid in drumstick leaves and in pure solutions of ácido en las hojas muslo y en soluciones puras de ascorbic acid for different treatment times. El ácido ascórbico para los tiempos de tratamiento diferentes. It can be Puede ser seen that the degradation is more or less similar both visto que la degradación es más o menos similares tanto in drumstick leaves and in pure ascorbic acid solutions en las hojas muslo y en el más puro soluciones de ácido ascórbico up to a temperature of 80 ◦ C. hasta una temperatura de 80 ◦ C. Beyond 80 ◦ C, ascorbic Más de 80 ◦ C, ascórbico acid was more stable in drumstick leaves, indicating ácido fue más estable en las hojas de baqueta, lo que indica the protective effect of other drumstick constituents. el efecto protector de los componentes de baqueta otros.

Which protective phytochemicals in drumstick leaves ¿Qué fitoquímicos protectores de pierna hojas were responsible is not known, and merits further fueron los responsables no se conoce, y el fondo más investigation. investigación.

Kinetic data for degradation of ascorbic acid Los datos cinéticos para la degradación de ácido ascórbico

Using linear regression, the degradation data were Mediante modelos de regresión lineal, los datos de degradación se analyzed using the standard integrated rate equation analizados utilizando el integrado ecuación de velocidad estándar to determine the overall order and rate constant for para determinar el orden general y constante de velocidad the degradation reaction. la reacción de degradación. A correlation coefficient of Un coeficiente de correlación de

>0.9 in all the cases confirmed that the degradation > 0,9 en todos los casos confirmados de que la degradación of ascorbic acid in pure solution and in leaves and de ácido ascórbico en solución pura y en las hojas y by all the cooking methods studied follows first-order kinetics at all the temperatures. por todos los métodos de cocción estudio sigue una cinética de primer orden en todas las temperaturas. Figures 1, 2 Las figuras 1, 2 and 3 show representative plots for drumstick leaves y 3 parcelas representativas para mostrar el muslo hojas and pure solutions of ascorbic acid at 80, 90 and y las soluciones puras de ácido ascórbico en 80, 90 y 100 º C, respectively. 100 º C, respectivamente. The time required for ascorbic El tiempo requerido para ascórbico acid to degrade to 50% of its original value, T 1/2, W as calculated from the rate constant as 0.693/k. ácido para degradar el 50% de su valor original, T 1 / 2, W, calculada a partir de la constante de

velocidad como 0.693 / k. Previous Anterior studies also indicated that ascorbic acid degradation Los estudios también indican que la degradación de ácido ascórbico follows first-order kinetics in aqueous solutions sigue una cinética de primer orden en soluciones acuosas over más a pH range 3.52–7.22, un rango de pH 3,52 hasta 7,22, and also for tomato juice, y también para el zumo de tomate, in a dehydrated food system at pH 6.8 en un sistema de alimentos deshidratados a pH 6.8 and in orange y en naranja juice. jugo.

Table 3 gives the rate constants and half-life for La Tabla 3 muestra las constantes de velocidad y la vida media de ascorbic acid in drumstick leaves, and in pure ácido ascórbico en las hojas de palillo, y en el más puro solutions. soluciones. The rate constants for ascorbic acid Las constantes de velocidad para el ácido ascórbico degradation in drumstick leaves increased from degradación en el muslo hojas aumentó de

0.03 min −1 for 50 ◦ C to 0.12 min −1 for 120 ◦ C, 0.03 min -1 durante 50 ◦ C a 0.12 min -1 por 120 ◦ C, and the half-life period decreased from 23.1 min to y el período de vida media se redujo de 23,1 min 5.77 min as the temperature increased from 50 to 5.77 min como el aumento de la temperatura de 50 a 120 ◦ C. 120 ◦ C. A similar trend was observed with pure vitamin Una tendencia similar se observó con la vitamina pura solutions. soluciones.

 

Rate constants reported for ascorbic acid in orange constantes de velocidad reportados para el ácido ascórbico en naranja juice jugo de ranged from 0.00105 to 0.03471 min −1 for a varió 0,00105 a 0,03471 min-1 para un temperature range of 70–98 ◦ C at ◦ Brix varying from rango de temperatura de 70 a 98 ◦ C a ◦ Brix que van desde 12.7 to 80.6. 12,7 a 80,6. The rate constant for ascorbic acid La constante de velocidad para el ácido ascórbico degradation during thermal processing of canned peas degradación durante el procesamiento térmico de guisantes en lata at 110 ◦ C has been reported as 0.0005 min −1

. a 110 ◦ C ha sido reportado como 0,0005 min -1. The rate La tasa de constants obtained for ascorbic acid in the present constantes obtenidos para el ácido ascórbico en el presente study are higher than the previously reported rate estudio son superiores a los previamente reportados tasa constants. constantes. Ascorbic acid is stable in acidic conditions, El ácido ascórbico es estable en condiciones ácidas, and hence less degradation and lower rate constants y menos por lo tanto, la degradación y baja constantes de velocidad are seen in orange juices. se ven en los zumos de naranja. In drumstick leaves, the En las hojas muslo, la losses could be higher due to the excessive leaching of las pérdidas podrían ser mayores debido a la excesiva lixiviación de ascorbic acid into the water. ácido ascórbico en el agua.

Activation energies, E a (kcal M −1 ), were calculated Energías de activación, E bis (kcal M -1), se calcularon as a product of gas constant, R(1.987 cal M −1 K −1 ), como producto de la constante de los gases, R (1.987 cal M-1 K-1), and the slope of the graph obtained by plotting Ln k y la pendiente de la gráfica obtenida mediante el trazado de k Ln vs. 1/T . vs 1 / T. Figure 4 shows the Arrhenius plot for the La Figura 4 muestra el gráfico de Arrhenius para la degradation of ascorbic acid in drumstick leaves and in la degradación de ácido ascórbico en las hojas muslo y en pure ascorbic acid solutions. pura soluciones de ácido ascórbico. The activation energies in Las energías de activación en the present study were 4.39 kcal mol −1 for drumstick el presente estudio fueron 4.39 kcal mol -1 para muslo

leaves and 5.37 kcal mol −1 for pure vitamin solution. hojas y 5.37 kcal mol-1 para la solución de vitamina pura.

Studies have reported wide variation in the activation Los estudios han reportado una amplia variación en la activación energy for ascorbic acid degradation in different food la energía de la degradación de ácido ascórbico en los alimentos diferentes systems. sistemas. The activation energy for ascorbic acid in La energía de activación para el ácido ascórbico en canned peas has been reported as 41 kcal mol −1 .The arvejas en conserva ha sido reportado como 41 kcal mol -1. El activation energy for aerobic oxidation at pH 5.6 and in energía de activación para la oxidación aeróbica a pH 5.6 y en the temperature range 60–85 ◦ C was 18 kcal mol −1 . 16 . el rango de temperaturas desde 60 hasta 85 ◦ C fue de 18 kcal mol -1. 16.

The E a was evaluated as 18.3 kcal mol −1 for ascorbic La E se evaluó como un 18,3 kcal mol -1 para ascórbico acid degradation in a dehydrated model system at la degradación de ácido en un sistema modelo deshidratados en

water activity of 0.65. 8 Lee et al 7 investigated the actividad de agua de 0,65. ocho Lee et al 7 investigó la degradation of ascorbic acid during storage of canned la degradación de ácido ascórbico durante el almacenamiento de conservas tomato juice and the E a was 3.3 kcal mol −1 . jugo de tomate y el E una era de 3,3 kcal mol -1. The E a El E a for orange juice and orange serum for a temperature de jugo de naranja y suero de naranja para una temperatura range of 70–98 ◦ C and ◦ Brix 12.6–80.6 was in the rango de 70 a 98 ◦ C y ◦ Brix 12.6 a 80.6 fue en el range 27.5–30 kcal mol −1 . rango de 27,5 a 30 kcal mol -1.

 

The difference in activation energies for ascorbic La diferencia en las energías de activación para ascórbico acid in the present study for drumstick leaves and ácido en el presente estudio para las hojas y muslo for the pure vitamin solution from the reported values para la solución de vitamina pura de los valores reportados may be due to the different temperature ranges used in puede ser debido a los rangos de temperatura diferentes, utilizados en the studies and to different environmental conditions, los estudios y a diferentes condiciones ambientales, such as oxygen, moisture, pH and compositions of tales como el oxígeno, la humedad, el pH y la composición de food products. productos alimenticios.

Time–temperature data of the three modes of Tiempo-temperatura de datos de las tres modalidades de cooking cocinar

To extend the results obtained from the isothermal Para extender los resultados obtenidos a partir de la isoterma heating experiments to the non-isothermal ones experimentos de calentamiento con el los no-isotérmico encountered in the three modes of cooking, viz open-pan cooking, pressure cooking and cooking in the eco encontrados en las tres modalidades de cocina, abierta sartén a saber, la cocina y la cocina de presión en el ecosistema cooker, time–temperature data during the processing cocina, la temperatura de datos en tiempo durante la tramitación of each was recorded (Fig 5). de cada uno se registró (Fig. 5).

Degradation profiles of ascorbic acid under the La degradación de los perfiles de ácido ascórbico en el marco del three modes of cooking tres modos de cocción

Ascorbic acid degradation was followed in each of la degradación de ácido ascórbico fue seguido en cada uno de these modes of cooking for drumstick leaves using the estos modos de cocción de las hojas con el muslo data for isothermal conditions. datos para condiciones isotérmicas. From Table 4 it can De la tabla 4 se puede be seen that the degradation was of a similar order of se observa que la degradación fue de un orden similar de magnitude in all the modes of cooking. magnitud en todos los modos de cocción.

Prediction of ascorbic acid loss during Predicción de la pérdida de ácido ascórbico durante el non-isothermal heating process -Isotérmica proceso de calentamiento no

To predict the amount of ascorbic acid degradation Para predecir la cantidad de degradación del ácido ascórbico occurring in drumstick leaves during a given non- que ocurren en las hojas pierna durante un período determinado no isothermal heating process, the following equation was proceso de calentamiento isotérmico, la ecuación siguiente derived from the integrated first-order rate law: derivado de la orden tasa de la primera ley integral:

Where k i is the rate constant at time t i . E a is the Donde i k es la constante de velocidad en el instante t i el tiempo. E a es la activation energy of the reaction, R is the gas constant, energía de activación de la reacción, R es la constante de los gases, T is absolute temperature and A 0 is a pre-exponential T es la temperatura absoluta y 0 es un pre-exponencial constant, which were previously calculated for the constante, que se calcularon anteriormente para el isothermal heating process. proceso de calentamiento isotérmico. The rate constant k i at La constante de velocidad k i en each temperature was calculated using eqn (4) and, cada temperatura se calculó mediante la ecuación (4) y, substituting for from the time–temperature data of sustituyendo a la temperatura de datos en tiempo de the non-isothermal heating process. la calefacción no-isotérmica proceso. Knowing the rate Conocer la tasa de constant k i , the rate dC/dt i , the amount degraded i constante k, la tasa de dC / dt i, la cantidad degradados during the time interval zero to t i and the final durante el intervalo de tiempo cero a t i y la final concentration C can be calculated as follows: Concentración C se puede calcular de la siguiente manera:

Rate = rate constant k i × initial concentration C Velocidad = constante de velocidad k i con la concentración de C ×

Amount degraded during t i (∆ C) = rate × t i i Cantidad degradados durante T i (Δ C) = tasa × t

Concentration after time t i = C − ∆ C Concentración después de tiempo t i = C - C Δ

These calculations were continued for the entire Estos cálculos se continuó durante todo el time period (heating and constant temperatures) at período de tiempo (temperaturas de calor y constante) en which each cooking process was conducted. que cada proceso de cocción se llevó a cabo. An MS Un MS Excel-based computer program was used to calculate base del programa de computadora-Excel para calcular the above parameters. los parámetros anteriores.

The total amount degraded after complete El importe total degradadas después de completar cooking =∑ ∆ C. The final concentration thus will cocinar = Σ Δ C. La concentración final por lo tanto se be = se = , where C 0 is the initial concentration of ascorbic acid. , Donde C 0 es la concentración inicial de ácido ascórbico.

The resulting predictions and Los valores calculados y the actual degradation obtained experimentally are la degradación reales obtenidos experimentalmente se given in Table 5. En la Tabla 5. A reasonable agreement between Un acuerdo razonable entre the actual and the predicted degradation/retention of la real y la degradación predijo / retención de ascorbic acid was obtained. El ácido ascórbico se obtuvo. Using this method, the El uso de este método, el degradation of ascorbic acid can be predicted for any la degradación de ácido ascórbico se puede predecir para cualquier processing method, if the time–temperature profile método de transformación, si la temperatura del perfil del tiempo of that processing operation is known. de que el tratamiento se conoce. Accuracy of Precisión de la the prediction can be improved by reducing the time la predicción puede ser mejorada al reducir el tiempo interval of the constant temperature assumption. intervalo de la hipótesis de temperatura constante.

CONCLUSIONS CONCLUSIONES

Slow cookers, as exemplified by an eco cooker, Olla de cocción lenta, como se ejemplifica en una cocina ecológica, are fuel efficient and show similar magnitude of retention of ascorbic acid as open-pan cooking and son eficientes en combustible y mostrar el resultado de similar magnitud de la retención de ácido ascórbico-como recipiente de cocción abierta y pressure-cooking. cocción a presión. The need to study the other watersoluble vitamins is also warranted. La necesidad de estudiar las vitaminas solubles en agua también es otra garantía. On the basis of the Sobre la base de la ascorbic acid retention, and fuel savings, an overall la retención de ácido ascórbico, y el ahorro de combustible, un total de judgment in favour of the slow eco cooker is suggested. sentencia a favor de la cocina ecológica lenta se sugiere.