Original article

Optimization of processing parameters for natural cloudy mango (Mangifera indica L.) juice using pectolytic and cellulolytic enzymes

Optimisation des paramètres pour le traitement de jus de mangue (Mangifera indica L.) naturellement trouble avec l’emploi d’enzymes pectolytiques et cellulolytiques

Optimización de los parámetros para el tratamiento de zumo de mango (Mangifera indica L.) naturalmente oscuro, mediante el empleo de enzimas pectolíticas y celulolíticas

¹ Sch. Food Sci. Technol., Jiangnan Univ., Key Lab. Food Sci. Saf.y, Minist. Educ., No.1800, Lihu Road, Wuxi, 214122, Jiangsu Province, P.R. China
checknd@hotmail.com
² Inst. Technol. Alim. (ITA), Minist. Mines Ind., Lab. Réf. Aflatoxines et Contrôle des aliments en Afrique de I’Ouest, Route des Pères Maristes, BP 2765, Dakar, Sénégal

^∗ Correspondence and reprints

Received: 30 August 2010
Accepted: 17 November 2010

Abstract

Introduction. Many desirable properties make cloudy fruit juice widely produced according to consumer acceptance. The pulp of mango (Mangifera indica L.), a good source of carbohydrates and water, has many uses including the production of juice. Nowadays, the use of food enzymes has become widespread in the juice industry for various reasons. However, the application of enzymes has not yet been tested in the context of the production of cloudy mango juice, except for the stabilization of nectars. Thus, the aim of our study was to examine and optimize some parameters involved in the enzymatic production of cloudy mango juice. Materials and methods. To achieve our objective, we used Response Surface Methodology (RSM) by combining five factors: time (30–50 min), temperature (35–55 °C), pH 4–5.5, Pectinex^r Ultra SP-L (20–40 μL·L^-1) and Cellubrix^r L (15–25 μL· L^-1). Results and discussion. The study of juice yield, cloud stability and the browning index showed that the coefficients of determination (R² values) of these traits with the studied parameters were greater than 0.900. The optimized juice yield, cloud stability and browning index varied with specific values chosen for the five parameters mentioned above. Conclusions. Finally, the use of 30 μ L·L^-1 Pectinex^r Ultra SP-L and 22 μL·L^-1 Cellubrix at 45 °C, for 43 min, at pH 5.5, was found to be the optimum set of conditions for processing cloudy mango juice.

Résumé

Introduction. De nombreuses caractéristiques intéressantes ont permis de produire largement des jus de fruits troubles conformes avec l’acceptabilité du consommateur. La pulpe de mangue (Mangifera indica L.), une bonne source d’hydrates de carbone et d’eau, a de nombreuses utilisations dont la production de jus. Aujourd’hui, l’utilisation d’enzymes agroalimentaires est devenue très répandue dans les industries du jus pour diverses raisons. Cependant, l’application d’enzymes n’a pas été encore testée dans le contexte de la production de jus de mangue trouble, si ce n’est pour la stabilisation de nectars. De ce fait, l’objectif de notre étude a été d’étudier, pour optimisation, certains paramètres impliqués dans la production enzymatique de jus de mangue trouble. Matériel et méthodes. Pour atteindre notre objectif, nous avons utilisé la méthodologie de surface des réponses en combinant cinq paramètres : le temps (30–50 min), la température (35–55 °C), le pH (4–5,5), et des enzymes tels que Pectinex^r Ultra SP-L (20–40 μL· L^-1) et Cellubrix^r L (15–25 μ L·L^-1). Résultats et discussion. L’étude du rendement en jus, de la stabilité du trouble et de l’index de la coloration brune ont montré que les coefficients de corrélations (valeurs de R²) de ces caractères avec les paramètres étudiés étaient tous supérieurs à 0,900. Le rendement en jus, la stabilité du trouble et l’index de la coloration brune optimisés ont varié en fonction des valeurs spécifiques choisies pour les cinq paramètres cités précédemment. Conclusions. Finalement, l’utilisation de 30 μL· L^-1 de Pectinex^r Ultra SP-L, de 22 μL·L^-1 de Cellubrix® L à 45 °C, pendant 43 min et à un pH de 5,5, a été retenue comme condition optimale pour le traitement du jus de mangue trouble.

Resumen

Introducción. Numerosas características interesantes permitieron producir más zumos de frutas oscuros, de acuerdo con la aceptabilidad del consumidor. La pulpa de mango (Mangifera indica L.), una buena fuente de hidratos de carbono y de agua, tiene numerosos usos, entre los cuales, la producción de zumo. A día de hoy, por varias razones, el uso de enzimas agroalimentarias se ha expandido en las industrias del zumo. No obstante, la aplicación de enzimas aún no se ha probado en el contexto de la producción del zumo de mango oscuro, ni siquiera para la estabilización de los néctares. Por ello, el objetivo de nuestro estudio fue el análisis de ciertos parámetros implicados en la producción enzimática del zumo de mango oscuro. Material y métodos. Para llegar a nuestro objetivo, empleamos la metodología de superficie de respuestas, gracias a la combinación de cinco parámetros: el tiempo (30–50 min), la temperatura (35–55 °C), el pH (4–5,5), y las encimas, tales como Pectinex® Ultra SP-L (20–40 μL· L^-1) y Cellubrix® L (15–25 μL· L^-1). Resultados y discusión. El estudio del rendimiento de zumo, de la estabilidad de la turbidez y del índice de coloración morena mostró que los coeficientes de las correlaciones (valores de R²) entre dichos caracteres y los parámetros estudiados, eran todos superiores a 0,900. La optimización del rendimiento de zumo, de la estabilidad de la turbidez y del índice de la coloración morena varió en función de los valores específicos, elegidos para los cinco parámetros citados anteriormente. Conclusión. Finalmente, se fijó como condición óptima para el tratamiento del zumo de mango oscuro el uso de 30 μ L·L^-1 de Pectinex® Ultra SP-L, de 22 μL·L^-1 de Cellubrix® L, a 45 °C, durante 43 min y con un pH de 5,5.