Introducción

La miel es producida por las abejas de la especie Apis mellífera (Arcos Farfán, 2016Arcos Farfán, L. J. (2016). "Análisis Físico Químico De La Miel De Abeja Clase II."
). Presenta grandes beneficios para el hombre en forma de medicina o de alimento y es consumida mundialmente en diferentes formas terminadas (Subramanian et al., 2007Subramanian, R., H. Umesh Hebbar and N. Rastogi (2007). "Processing of honey: a review." International Journal of Food Properties 10.
). La miel es un producto semilíquido (agua: 15-18%) compuesto de una mezcla compleja de carbohidratos, fundamentalmente glucosa (40%) y fructosa (35%) (Ulloa et al., 2010Ulloa, J. A., Mondragon, P., Rodríguez, R., Resendiz, J. A., and Rosas, P. (2010). "La miel de abeja y su importancia." CONACYT.
) y pequeñas cantidades de proteínas, vitaminas, minerales, ácidos orgánicos, pólenes, cera, y microorganismos (Fallico et al., 2004Fallico, B., M. Zappala, E. Arena and A. Verzera (2004). "Effects of conditioning on HMF content in unifloral honeys." Food Chemistry 85.
). Factores externos, como el clima, el procesamiento de la miel y el almacenamiento pueden afectar su composición química (Lockhead, 1933Lockhead, A. (1933). "Factors concerned with the fermentation of honey." Zentbl. Bakt. Parasitkde II Abst. 88.
; Wakhle, 1995Wakhle, D. (1995). "Design for honey processing unit Part I." Ind. Bee J. 57.
).

El calentamiento de la miel es de gran importancia comercial durante su procesamiento influyendo en su calidad. Sin embargo, el calentamiento de la miel promueve la pérdida de sustancias aromáticas termolábiles y provoca daños que pueden ser evidenciados mediante la cuantificación de parámetros de control como la actividad de la diastasa y el contenido de hidroximetilfurfural (HMF) (Cervantes et al., 2000Cervantes, M. R., S. G. Novelo and E. S. Duch (2000). "Effect of the temporary thermic treatment of honey on variation of the quality of the same during storage." Apiacta 35.
; Subovsky et al., 2002Subovsky, M. J., A. E. Castillo, A. Sosa López and N. Cano (2002). "Importancia de la calidad de la miel." Agrotecnia.(9): 25-27, 2002.
; Eshete et al., 2019Eshete, Y. and T. Eshetie (2019). "Review on the Effect of Processing Temperature and Time duration on Commercial Honey Quali-ty Parameters."
). Valores altos de HMF, o excesivamente bajos de actividad de diastasa, son indicativos de condiciones inadecuadas de almacenamiento, y/o de un posible sobrecalentamiento durante su procesamiento (Bogdanov et al., 2000Bogdanov, S., C. Lüllmann, P. Martín, H. Russmann, G. Vorwohl and L. Persano Oddo (2000). "Calidad de la miel de abeja y están-dares de control: Revisión realizada por la Comisión Internacional de la Miel." Galeria Apícola Virtual.
; Karabournioti et al., 2001Karabournioti, S. and P. Zervalaki (2001). "Efecto del calentamien-to en el HMF y la invertasa de la miel." Apiacta 36.
).

Las diastasas son enzimas aportadas por las abejas durante la elaboración de la miel, que tienen función hidrolítica sobre los azúcares complejos (hidroliza el almidón en glucosa), transformándolos en azúcares simples. Su actividad es máxima en el proceso de extracción y decrece con el tiempo (Cervera et al., 1994Cervera, S. S. and M. M. S. Cervera (1994). "Índice de diastasas y contenido en hidrosimetilfurfural en la mieles de La Rioja." Zubía.
). La actividad de la diastasa está estrechamente relacionada con su estructura y puede modificarse por desnaturalización, provocada por calentamiento (Cheftel et al., 1989Cheftel, J., J. Cuq and D. Lorient (1989). "Proteínas alimentarias.Editorial Acribia." Zaragoza, España. Cap 4.
).

La cantidad de hidroximetilfurfural (HMF) es proporcional a la temperatura y al tiempo de calentamiento o de almacenamiento (Fallico et al., 2004Fallico, B., M. Zappala, E. Arena and A. Verzera (2004). "Effects of conditioning on HMF content in unifloral honeys." Food Chemistry 85.
). El HMF en la miel es un producto típico de degradación, el cual usualmente está ausente en las mieles frescas pero su concentración tiende a aumentar en función del tiempo, de bajos valores de pH, del origen botánico, de la humedad y de la temperatura (Spano et al., 2006Spano, N., L. Casula, A. Panzanelli, M. I. Pilo, P. C. Piu, R. Scanu, A. Tapparo and G. Sanna (2006). "An RP-HPLC determination of 5-hydroxymethylfurfural in honey: The case of strawberry tree honey." Talanta 68.
). Las mieles recién cosechadas y no calentadas contienen de 1 a 5 mg/kg de HMF. De hecho, se ha descrito que, a temperaturas superiores a los 20 °C durante el almacenamiento, el HMF tiende a aumentar ±1 mg/kg por mes.

La miel de abejas es parte de los rubros exportables más importantes del Grupo Empresarial Agroforestal del Ministerio de la Agricultura (MINAG), aporta aproximadamente 20 millones de dólares de ingresos anuales. Actualmente, la apicultura produce un promedio de 8 000 toneladas de miel por año, a partir de 186 000 colmenas, con un rendimiento per cápita de 40 a 45 Kg.

Para su comercialización los intermediarios, exportadores, importadores mayoristas y minoristas exigen un producto de alta calidad. De acuerdo con la Norma de Calidad de la miel y regulación internacional de la Comisión Internacional de la Miel y la norma cubana (NC) 371:2012, la actividad de la diastasa debe ser ≥8, expresado como número de diastasa (DN). El DN en la escala Schade, que corresponde al número de la escala Gothe, se define como gramos de almidón hidrolizado en 1 hora a 40 ^oC por 100 g de miel (Tosi et al., 2008Tosi, E., Martinet, R., Ortega, M., Lucero, H., and Ré, R. (2008). "Honey diastase activity modified by heating." Food Chemistry 106.
). Además, el Parlamento Europeo (2002), ha establecido un valor mínimo de actividad de diastasa de 3 para mieles con bajo contenido enzimático (ej: mieles de cítricos) (Europea, 2002Europea, C. d. l. U. (2002). "Directiva 2001/110/ce del consejo de 20 de diciembre de 2001 relativa a la miel." Diario oficial de las Comunidades europeas, l10.
).

Por su parte, de acuerdo con la norma del Codex Comitee on Sugar (CCS) para la miel (ALINORM, 01/25), el contenido de HMF en la miel después del procesamiento, no debe exceder los 40 mg/kg, con excepción de las mieles que provienen de países tropicales en las cuales el contenido de HMF no debe exceder los 80mg/kg (Fallico et al., 2004Fallico, B., M. Zappala, E. Arena and A. Verzera (2004). "Effects of conditioning on HMF content in unifloral honeys." Food Chemistry 85.
). Sin embargo, en Cuba, la norma cubana (NC) 1099: 2015 establece como límite de aceptación 40 mg/kg como máximo para el HMF.

Al ser uno de los requisitos a cumplir para la comercialización de la miel e indicador de calidad, se analizó la variación histórica de la actividad de la diastasa y las concentraciones de HMF en mieles comerciales cubanas.

Materiales y Métodos

Los datos de actividad de la diastasa y las concentraciones de HMF provenientes de mieles comerciales en Cuba fueron analizados a partir de los valores recogidos en el Registro General de Control de la Calidad del Centro de Investigaciones Apícolas (CIAPI) entre 2001 y 2018. La variación mensual y anual de la actividad de la diastasa y el HMF en el período 2001-2018, se analizó mediante una prueba de Kruskall-Wallis con una prueba a posteriori de Comparación Múltiple de Dunns. Las diferencias en los valores de HMF y actividad de diastasa entre las diferentes Unidades Empresarial Básicas (UEB) (El Cano, Sancti Spíritus (SS) y Contramaestre (CM)) a lo largo del periodo 2001-2018 se evaluaron con un ANOVA bifactorial con una prueba a posteriori de Bonferroni.

Resultados

Los niveles promedio de diastasa registrados nunca descienden de 8 Unidades Schade que es el límite inferior propuesto para mieles frescas (establecido por Codex Alimentarius - Alinorm 01/25 y European Union Directive 110/2001). Sin embargo, de manera general en el período analizado, se registró un decrecimiento de la actividad diastasa a un ritmo anual de 0,59±0,26 Unidades Schade.

En el período 2001-2007 se registra una marcada caída en los niveles de diastasa, hasta un mínimo en el año 2007 de 20,06 ± 0,34 unidades Schade. En los dos años posteriores se observa una ligera tendencia al aumento que se estabiliza en el periodo 2009-2017con un promedio de 23,07±1,31 Unidades Schade. No obstante, en este segundo período los valores son significativamente menores que en el primero; df = 15; P <0,01 (Fig. 1A).

En el caso del HMF, los valores en el periodo 2001-2018 no exceden el valor máximo de aceptación de 40 mg/kg. Sin embargo, siguen una tendencia al aumento. Adicionalmente, su variación promedio en los años evaluados puede dividirse en dos etapas. La primera abarca los años del 2001 al 2012, para los cuales los valores promedio de HMF oscilan entre 1.43 y 4.83 mg/kg con una media de 3,2 ± 0,94 mg/kg y tienden a un ligero decrecimiento de 0,14 mg/kg al año. La segunda etapa, abarca los años del 2013 al 2018, en los cuales se registró un aumento significativo (Kruskal-Wallis 2100; P<0.0001) con una media de 9,40 ±1,72. Durante este segundo período se registró un incremento de 1,10 mg/kg anualmente (fig. 1B). Hay q tener en cuenta las condiciones de almacenaje y la exposición de los bidones de miel al sol o el envejecimiento de la miel producida, dado que son los factores que provocan el aumento del HMF.

Por los resultados obtenidos del análisis de los datos, la variación de la actividad de la diastasa a lo largo del año puede dividirse en tres etapas. Una primera etapa que abarca los meses de enero a abril, en el cual el promedio de la actividad diastasa es de 25,42±1,25 unidades Schade. El segundo período en los meses de mayo a agosto donde se registra una disminución de la actividad diastasa con valores significativamente menores que en el resto del año (Kruskall Wallis 70,71; P < 0,0001). Y un tercer período de septiembre a diciembre en que se observa un aumento en los valores de la diastasa casi similares a los del primer periodo (Fig. 2A).

La variación promedio de HMF, a lo largo del año, puede dividirse en tres períodos. El primero abarca los meses de enero a mayo, durante los cuales las concentraciones de HMF se mantienen relativamente similares, con un promedio de 4,70±0,26 mg/kg. En el segundo período, comprendido por los meses de junio a octubre se produce un incremento significativo del HMF (Kuskall-Wallis 666,9; P <0,0001) con un promedio de 8,85±2,92 mg/kg y un máximo de HMF en el mes de octubre de 13,79±1,76 mg/kg. El último periodo incluye los meses de noviembre y diciembre, en los cuales se observa un marcado decrecimiento que alcanza valores medios de 4,83±1,69 mg/kg. Los valores en estos dos últimos meses oscilan en la media de los valores de HMF registrados en los primeros meses (Fig. 2B).

La planta con menores niveles de diastasa fue la de El Cano, la cual no almacena ni recibe miel del campo, de los productores y lo que recibe es la miel seleccionada para envasar en frascos que es miel que debe ser de calidad, seguido por la planta de Sancti Spíritus y la de Contramaestre, esta última con los mayores niveles de diastasa (P<0,001). A pesar de que en la planta de El Cano se observaron los menores niveles de diastasa, este parámetro mostró un comportamiento al aumento, alcanzando en el 2017 niveles de diastasa similares en las tres plantas (Fig. 3).

El comportamiento del HMF en las tres plantas analizadas se puede dividir en dos períodos, mostrando de manera general una tendencia al aumento. Los valores de HMF en el primer período no muestran diferencias significativas. Sin embargo, a partir de los años 2011 y 2012 los valores de este parámetro tienden a aumentar drásticamente, fundamentalmente en las plantas El Cano y Sancti Spíritus.

Diversos estudios han descrito que es posible encontrar cantidades detectables de HMF en mieles que han sufrido cortas exposiciones al sol, sobre todo en regiones con climas cálidos (White, 1994White, J. W. (1994). "The role of HMF and diastase assays in honey quality evaluation." Bee world 75.
, Solis-Silva et al., 2018Solis-Silva, R., A. D. Hernández-Fuentes, R. Jimenez-Alvarado, G. Aguírre-Alvarez, J. A. Barrera-Jiménez and R. G. Campos-Montiel (2018). "Efecto del tratamiento térmico en la cristalización, activi-dad antioxidante e hidroximetilfurfural de una miel multifloral recién colectada." Investigación y Desarrollo en Ciencia y Tecno-logía de Alimentos 3.
). De hecho, se ha reportado que mieles producidas en estas regiones tienen naturalmente bajos niveles de actividad diastasa (Gidamis et al., 2004Gidamis, A. B., B. E. Chove, N. B. Shayo, S. A. Nnko and N. T. Bangu (2004). "Quality evaluation of honey harvested from selected areas in Tanzania with special emphasis on hydroxymethyl furfural (HMF) levels." Plant Foods for human nutrition 59.
).

El tiempo y la temperatura de calentamiento durante el procesamiento de la miel son otros factores que también deben tenerse en cuenta al analizar la actividad de la diastasa y el HMF en las diferentes plantas (Singh et al., 1988Singh, N., S. Singh, A. Bawa and K. Sekhon (1988). "Honey-its food uses." Indian Food Packer 42.
). En todas las plantas se realiza un paso de precalentamiento del producto, garantizando que la temperatura de la miel no sobrepase los 40 °C. Sin embargo, en la planta de El Cano, los bidones son almacenados en un local cerrado, sin circulación de aire, a temperatura ambiente. Estas condiciones pudieron influir en el deterioro significativo de la actividad de la diastasa y el aumento del HMF observado en esta planta. Diversos estudios han reportado que el almacenamiento prolongado en las cooperativas y un manejo no muy cuidadoso desde su colecta hasta la llegada a la cooperativa pueden provocar un aumento significativo de HMF (Visquert Fas, 2016Visquert Fas, M. (2016). Influencia de las condiciones térmicas en la calidad de la miel.
; Mouhoubi-Tafinine et al., 2018Mouhoubi-Tafinine, Z., S. Ouchemoukh, H. Louaileche and A. Ta-mendjari (2018). "Effect of storage on hydroxymethylfurfural (HMF) and color of some Algerian honey." International Food Research Journal 25.
) y la disminución de la actividad de la diastasa (Pasias et al., 2018Pasias, I., I. Kiriakou, A. Kaitatzis, A. Koutelidakis and C. Proestos (2018). "Effect of late harvest and floral origin on honey antibac-terial properties and quality parameters." Food chemistry 242.
). Este mismo escenario se evidenció fundamentalmente en la planta de El Cano. Este resultado es contrario a lo que se esperaba teniendo en cuenta que la planta de El Cano no recibe miel del campo proveniente directamente de los productores, sino que recibe la miel seleccionada para envasar en frascos, con lo cual se espera que sea de buena calidad.

La planta de Contramaestre en comparación con el resto presentó mejor calidad en las mieles almacenadas lo que refleja un mejor manejo del producto y/o de las condiciones de almacenamiento, a pesar de ser la zona del país con las temperaturas más elevadas. Esto confirma la tesis de problemas tecnológicos que pudieran incluir prácticas deficientes en el almacenamiento del producto y/un flujo de producción lento que contribuye al envejecimiento.

Los resultados obtenidos en este estudio muestran una clara tendencia al deterioro en los niveles de actividad de diastasa y las concentraciones de HMF en las mieles procesadas en las diferentes plantas del país fundamentalmente a partir del periodo 2010-2013 influenciado por las condiciones de almacenamiento y manipulación de las mieles en el tránsito entre el productor luego de ser extraídas y las Plantas de Beneficio.

Conclusiones

Se evidencian un deterioro en los niveles de actividad de diastasa y las concentraciones de HMF de las mieles analizadas, sin embargo, las mieles analizadas continúan siendo consideradas como mieles que cumplen las normas de calidad, pero pierden una parte de su valor comercial con esos cambios que son evitables con mejores prácticas.

El deterioro de ambos parámetros, concentración de HMF y niveles de actividad diastásica están siendo afectados por las condiciones de manejo del producto, dígase condiciones y temperatura de almacenamiento.

Referencias Bibliográficas