Universidad César Vallejo Facultad de Ingeniería Escuela de Ingeniería Agroindustrial DETERMINACIÓN
DE
LAS
CARACTERÍSTICAS
FISICOQUÍMICAS
Y
CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DEL JUGO DE PORO PORO (Passiflora tripartita) VARIEDAD MOLLISIMA PROVENIENTE DE LA PROVINCIA DE SANTIAGO DE CHUCO
TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO AGROINDUSTRIAL Autor: Aguilar Rodriguez, Julio César
Asesor MSc.Barraza Jáuregui, Gabriela Del Carmen
Trujillo, Perú 2012
DETERMINACIÓN
DE
LAS
CARACTERÍSTICAS
CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DEL JUGO DE
FISICOQUÍMICAS
Y
PORO PORO (Passiflora
tripartita) VARIEDAD MOLLISIMA PROCEDENTE DE LA PROVINCIA DE SANTIAGO DE CHUCO
Aguilar Rodríguez, Julio César Autor
Presentada a la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad César Vallejo para su aprobación.
Hubert Arteaga Miñano Presidente
Ing. Sandra Pagador Flores
Ing. Gabriela Barraza Jauregui
Secretario
Vocal
TRUJILLO – PERÚ 2012
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DEDICATORIA.
Se les dedico con todo mi amor y cariño…
A Dios por darme la fortaleza, la salud, sabiduría, Responsabilidad e iluminar mis pasos para llegar hasta donde he llegado.
A mis queridos y amados padres por ser unas personas excelentes, por brindarme su amor, cariño, su ejemplo de humildad y lucha, por apoyarme en todo momento y confiar siempre en mí hasta el día de hoy, gracias papitos.
A mis queridos hermanos por su apoyo moral, económico y constante sacrificio en los momentos difíciles. Por su amor y cariño incondicional en el transcurso de mi vida estudiantil y más aún universitaria.
A mis amigos y compañeros por los lindos momentos vividos y por brindarme su amistad sincera e incondicional, la cual espero perdure para siempre. A una persona especial por brindarme su apoyo incondicional, moral y comprensión durante toda mi vida universitaria, muchas gracias Carmen Elena Bazán Alayo. A mi asesora Mg. Gabriela Barraza por brindarme conocimiento, apoyo y confianza para poder culminar con el desarrollo de mi tesis, muchas gracias.
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AGRADECIMIENTO.
La presente tesis para obtener el título profesional de Ingeniero Agroindustrial, no hubiese sido posible sin el esfuerzo conjunto del autor, asesora así también varias personas que se cruzaron en mi vida y que me apoyaron de manera directa e indirectamente. Ante todo pido disculpas a estas personas si por descuido dejara a alguien importante fuera de la mención de agradecimiento.
En primer lugar agradezco a Dios, que desde el cielo me brinda la sabiduría, ganas de seguir adelante y la fortaleza que me permite culminar esta etapa de mi vida y por haber puesto en mi camino a aquellas personas que han sido mi soporte y compañía durante todo el periodo de estudio universitario.
Quiero agradecerles a mis padres que me acompañaron desde el inicio en esta aventura que es la formación profesional brindándome su apoyo incondicional, económico y por dejarme la herencia más grande que es la educación.
Agradezco a mi asesora de tesis, MSc. Gabriela Barraza, por sus conocimientos invaluables que me brindo para llevar a cabo esta investigación, y sobre todo su gran paciencia para esperar a que este trabajo pudiera llegar a su fin.
Agradezco a toda la Plana Docente de la Escuela Académica Profesional de Ingeniería Agroindustrial quienes nos brindaron sus enseñanzas innovadoras para nuestra formación profesional, consejos y una formación humanista y espiritual.
Nuestra gratitud y reconocimiento por siempre
EL AUTOR
ii
PRESENTACIÓN.
Señores Miembros del Jurado:
En cumplimiento con las disposiciones vigentes del reglamento de Grados y Títulos de la Facultad de Ingeniería de la Universidad Cesar Vallejo de Trujillo, someto a su consideración y elevado criterio el presente informe de Tesis intitulado: DETERMINACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS FISICOQUÍMICAS Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DEL JUGO DE PORO PORO (Passiflora tripartita) VARIEDAD MOLLISIMA PROCEDENTE DE LA PROVINCIA DE SANTIAGO DE CHUCO
Es propicia esta oportunidad para manifestar nuestro sincero reconocimiento a nuestra alma Mater y toda su plana docente, que con su capacidad y buena voluntad contribuyeron a nuestra formación profesional.
Trujillo, Diciembre del 2012
AGUILAR RODRIGUEZ, JULIO CESAR
iii
INDICE GENERAL
DEDICATORIA.
...................................................................................... i
AGRADECIMIENTO.
..................................................................................... ii
PRESENTACIÓN.
.................................................................................... iii
RESUMEN
.................................................................................... 1
ABSTRACT
.................................................................................... 2
I.- INTRODUCCIÓN
.................................................................................... 3
1.1
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN .................................................................. 4
1.1.1 Realidad problemática .................................................................................... 4 1.1.2 Formulación del problema ................................................................................ 5 1.1.3 Justificación
.................................................................................... 5
1.1.4 Antecedentes
.................................................................................... 6
1.1.5 Objetivos
.................................................................................. 11
1.1.5.1
General
.................................................................................. 11
1.1.5.2
Específicos
.................................................................................. 11
1.2
MARCO REFERENCIAL ................................................................................ 12
1.2.1 Marco Teórico
.................................................................................. 12
1.2.1.1 Poro Poro (Passiflora tripartita) ..................................................................... 12 1.2.1.2
Capacidad antioxidante .......................................................................... 16
II.-METODOLOGÍA
.................................................................................. 29
2.1
Hipótesis
.................................................................................. 29
2.2
Tipo de estudio
.................................................................................. 29
2.3
Diseño de investigación .................................................................................. 29
2.4
Metodología
.................................................................................. 29
2.4.1 Análisis fisicoquímicos .................................................................................. 29 2.4.1.1 pH
.................................................................................. 29
2.4.1.2
Acidez titulable
.................................................................................. 29
2.4.1.3
Sólidos solubles
.................................................................................. 29
2.4.1.4
Humedad
.................................................................................. 29
2.4.1.5
Cenizas
.................................................................................. 30
2.4.1.6
Capacidad antioxidante .......................................................................... 30
iv
2.5
Población, muestra y muestreo ...................................................................... 30
2.6
Criterios de selección
2.7
Métodos de análisis de datos ......................................................................... 30
.................................................................................. 30
2.7.1 Desviación Estándar (DS)............................................................................... 30 2.7.2 Coeficiente de Variación (Cv) ......................................................................... 31 III.-
RESULTADOS
.................................................................................. 32
IV.-
DISCUSIÓN
.................................................................................. 33
V.-
CONCLUSIÓN
.................................................................................. 35
VI RECOMENDACIONES VI.-
.................................................................................. 35
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................... 36
ANEXOS
.................................................................................. 42
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Características fisicoquímicas del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima. ............................................................. 29 Tabla 2. Porcentaje de inhibición de jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima .............................................................. 29 Tabla 3. capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima. ............................................................. 29 Tabla 4 . Medida de absorbancia para curva patrón del DPPH............................. 43 Tabla 5. Absorbancia de las muestras de poro poro a diferentes concentraciones. ................................................................................................... 43 Tabla 6. Porcentaje de inhibición de cuatro muestras de poro poro...................... 44 Tabla 7. Resultados completos de la experimentación ......................................... 46
v
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Antioxidantes secuestrantes de radicales libres. .................................... 16 Figura 2. Curva patrón para DPPH ....................................................................... 43 Figura 3. Curva para el cálculo IC50 de la muestra I de poro poro. ...................... 44 Figura 4. Curva para el cálculo IC50 de la muestra II de poro poro. ..................... 45 Figura 5. Curva para el cálculo IC50 de la muestra III de poro poro. .................... 45 Figura 6. Curva para el cálculo IC50 de la muestra IV de poro poro. .................... 46 Figura 7. Materia Prima (poro poro) ...................................................................... 47 Figura 8. Lavado de Materia Prima (poro poro)..................................................... 47 Figura 9. Cortado y Pulpeado del Poro Poro ......................................................... 48 Figura 10. Tamizado y envasado del jugo de Poro Poro....................................... 48 Figura 11. Acidez titulable de las muestras de Poro Poro ..................................... 49 Figura 12. pH de las muestras de jugo de Poro Poro ............................................ 49 Figura 13. Muestras de Poro Poro con el reactivo DPPH ..................................... 50 Figura 14. Lecturas de las muestras de capacidad antioxidante en el Espectrofotómetro ................................................................................................. 50
vi
RESUMEN
En el presente trabajo de investigación se determinaron las características fisicoquímicas (pH, sólidos solubles, acidez titulable) y capacidad antioxidante del jugo de
poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollisima procedente de la
provincia de Santiago de Chuco.
Para determinar el pH, sólidos solubles y acidez titulable se emplearon los métodos AOAC (1995); mientras que la capacidad antioxidante, fue medida como la habilidad para atrapar el radical 2.2-difenil-1-picril hidrazilo (DPPH) por los antioxidantes presentes en el poro poro (Passiflora tripartita). La capacidad antioxidante fue expresada por el valor del índice de concentración necesario para decolorar en un 50% la concentración inicial de DPPH (IC50) en un método espectrofotométrico. Se realizaron cuatro repeticiones para cada análisis, calculándose el promedio, desviación estándar y coeficiente de variabilidad.
Se obtuvieron valores de 3.43±0.11 de pH, 13.5±0.6 °Brix de sólidos solubles y 2.14±0.09% de acidez titulable expresados como ácido cítrico anhidro. La capacidad antioxidante fue de 9.34±1.24 mg/mL expresada como IC50, siendo un valor bajo comparado con algunos otros géneros vegetales
Palabras
clave:
poro
poro,
Passiflora
características fisicoquímicas
1
tripartita,
capacidad
antioxidante,
ABSTRACT
In the present investigation were determined physicochemical characteristics (pH, soluble solids, titratable acidity) and antioxidant capacity of mollisima variety poro poro juice (Passiflora tripartita) from the province of Santiago de Chuco.
To determine the pH, titratable acidity and soluble solids were used AOAC methods (1995), while the antioxidant capacity was measured as the ability to trap the radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) for the antioxidants present in poro poro (Passiflora tripartita). The antioxidant capacity was expressed by the index value in concentration necessary to decolorize 50% initial concentration of DPPH (IC50) in a spectrophotometric method. Four replicates were performed for each analysis, calculating the mean, standard deviation and coefficient of variability, indicating the use of a significant sample.
It was obtained values of 3.43 ± 0.11 pH, 13.5 ± 0.6 ° Brix soluble solids and 2.14 ± 0.09 % of acidity expressed as anhydrous citric acid. The antioxidant capacity was 9.34 ± 1.24 mg/ml as IC50 value, being a low value compared to some other plant genera.
Keywords: poro poro, Passiflora tripartita, antioxidant capacity, physicochemical characteristics
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I.- INTRODUCCIÓN
En el Perú, existen lugares en donde se consumen con mucha frecuencia frutos cuyo valor nutritivo es poco conocido. Uno de éstos es el poro poro (Passiflora tripartita) var. Mollísima comúnmente conocido como “puro puro” o “tumbo serrano”. Este fruto es fragancioso y extraordinariamente rico en niacina y carotenos que crece en la cierra de la libertad, rico en vitaminas A, D, E y K, así como en vitamina C y fósforo. El poro poro es un producto con gran valor actual comercial o potencial por lo que se pretende encontrarle nuevos usos. Para explotar su valor potencial, es necesario conocer más afondo sus propiedades nutricionales y funcionales, como es el caso de su capacidad antioxidante (MENDIVEZ, 2010)
La importancia de los alimentos funcionales se debe a que contienen sustancias fisiológicamente activas que cumplen, al igual que los nutrientes esenciales, una función de beneficio contribuyendo a reducir la incidencia de ciertas enfermedades crónicas y por tanto son necesarias para una vida saludable (CARAGAY, 1992), para brindar una mayor información
al consumidor y al campesino el aporte
nutricional de este alimento tan consumido en nuestra región andina.
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1.1 PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN 1.1.1 Realidad problemática Desde que los seres humanos llegaron a América, especialmente a la región andina, se encontraron con ecosistemas diversos y complejos en los cuales tuvieron que adaptarse para sobrevivir en las condiciones existentes. El camino a seguir fue utilizar las especies vegetales y animales y desarrollar los medios de la producción de alimentos. En el proceso de utilización de los recursos genéticos, los seres humanos fueron domesticando diferentes plantas y animales. La gran variación ecológica de los Andes les proveyó suficiente material para seleccionar granos, raíces, frutas, hortalizas y tubérculos adaptados desde la costa, hasta alturas sobre los 4000 msnm. La población trató de asegurarse alimentos para los periodos de escasez utilizando productos silvestres. Entre los alimentos a los que los habitantes de la puna recurrieron en estas épocas de carestía estuvieron las especies
que
investigamos
en
el
presente
estudio
(ROBERFROID, 2002).
Actualmente el área de las ciencias de los alimentos y de la nutrición se ha hecho presente cada vez con mayor intensidad, sobre todo aquella conocida como la de los "alimentos funcionales" que acepta el papel de los componentes alimenticios, como nutrientes esenciales para el mantenimiento de la vida así como de la salud, y de los componentes no nutricionales pero que contribuyen a prevenir o retardar las enfermedades crónicas de la edad madura (HOLLINGWORTH, 1997).
Existe desconocimiento de las propiedades funcionales de muchos de los productos oriundos del Perú, los cuales, por falta de investigación, no se les da el valor que se merecen dentro de la industria. El poro poro o tumbo serrano es uno de ellos. Existen
4
pocos estudios del poro poro, por lo cual la presente investigación realizará una caracterización fisicoquímica de este fruto.
1.1.2 Formulación del problema ¿Cuáles serán las características fisicoquímicas y capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollísima proveniente de la provincia de Santiago de Chuco?
1.1.3 Justificación La Passiflora tripartita, conocido como “poro poro” o “tumbo serrano”, es un fruto fragancioso y extraordinariamente rico en niacina y caroteno que crece en la sierra de La Libertad, rico en vitaminas A, D, E y K, así como en
vitamina C, conteniendo
aproximadamente 61,71 mg. por 100 g del fruto y 33,64 mg de fósforo. El poro comercial
poro es un producto con gran valor actual
o potencial al que se pretende encontrarle nuevos
usos. Para explotar su valor potencial, es necesario conocer más a fondo sus propiedades nutricionales y funcionales, como es el caso de su capacidad antioxidante (MENDÍVEZ, 2010).
Los alimentos funcionales contienen sustancias fisiológicamente activas que cumplen, al igual que los nutrientes esenciales, una función de beneficio contribuyendo a reducir la incidencia de ciertas enfermedades crónicas y por tanto son necesarias para una vida saludable (CARAGAY, 1992).
Un alimento funcional se define como: "todo aquel alimento semejante
en
apariencia
física
al
alimento
convencional,
consumido como parte de la dieta diaria, pero capaz de producir efectos metabólicos o fisiológicos, útiles en la conservación de una buena salud física y mental, reduciendo el riesgo de enfermedades crónico-degenerativas, además de sus funciones
5
nutricionales básicas". Cabe mencionar, que el alimento con carácter de funcional no necesariamente está clasificado como un medicamento (ROBERFROID, 2002).
Debido a que la prevención de enfermedades crónicas constituye una mejor estrategia que su tratamiento, reducir el riesgo de enfermedades cardiovasculares o el cáncer se ha convertido en una materia de gran interés para profesionales de la salud, científicos y también para la industria alimentaria. Por esta razón, muchos alimentos funcionales son diseñados actualmente con el objetivo de proporcionar una ingesta elevada de antioxidantes y reducir el riesgo de enfermedades asociadas al estrés oxidativo. (ROBERFROID, 2002).
De lo anteriormente expuesto el poro poro (Passiflora tripartita) variedad mollisima puede ser uno de esos alimentos funcionales, por lo cual es necesaria su investigación.
1.1.4 Antecedentes La Passiflora tripartita no ha sido muy caracterizada, sólo ha sido usada para elaborar jugos y néctares. La capacidad antioxidante no ha sido evaluada a profundidad; pero, a continuación se presentan algunos estudios referentes a la medida de capacidad antioxidante realizado a diferentes vegetales que pueden servir de base para la presente investigación.
MOUSAVINEJAD
et
al.,
(2009)
determinaron
importantes
componentes promotores de la salud incluyendo seis tipos de antocianinas, flavonoides, fito estrógenos y ácido elágico en jugo de granada de 8 cultivares Iraníes, utilizando un HPLC-UV con cálculo individual del área de los picos basada en curvas estándar de cada componente. Se determinó también los fenoles totales y
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la actividad antioxidante por los métodos de Foling-Ciocalteu y DPPH
y compararon
los
valores
de
cada
cultivar.
Las
antocianinas predominantes fueron delfinidina 3,5 diglucosido (372-5301 mg/L) seguido por cianidina 3,5 diglucósido (242-2361 mg/L), delfinidina 3 glucósido (49-1042 mg/L) y pelargonidina 3,5 diglucósido (7-90 mg/L). El máximo valor de taninos totales fue encontrado en el cultivar Sweet Alak (3 mg/L), la cubierta del Savehblack mostró el máximo valor del ácido elágico (160 mg/L). La actividad antioxidante varió en cada cultivar (18-42 capacidad antioxidante equivalente Trolox) y está directamente relacionada con los fenoles totales en cada tipo de jugo.
Diversos estudios llevados a cabo en los últimos años, han puesto de manifiesto el poder antioxidante de algunos compuestos fenólicos presentes en distintas bebidas y frutas (zumos de fruta, vino, té, tomate, naranja y pomelo). Esta propiedad se asocia a su capacidad de capturar radicales libres, que hace que presenten un efecto positivo frente a distintas perturbaciones de la calidad de los alimentos y de la salud. En este último sentido, son numerosos los trabajos que muestran su efecto protector frente a determinadas enfermedades como alteraciones cardiovasculares y cancerígenas (LINDLEY, 1998).
PILJAC-ŽEGARAC et al., (2008) determinaron los cambios en el contenido total de fenoles y la capacidad antioxidante en zumos de
frutas
industriales
almacenados
durante
29
días
temperaturas de refrigeración; la capacidad antioxidante
a fue
evaluada usado el análisis de barrido del radical DPPH y voltamperometría cíclica expresado como capacidad antioxidante equivalente de Trolox.
7
La vitamina C está presente en las frutas, verduras y patatas en forma de ácido L ascórbico y ácido dehidroascórbico. El ascorbato es, probablemente, el antioxidante hidrosoluble más efectivo presente en el plasma. Es capaz de atrapar y reducir nitritos, inhibiendo por tanto la formación en el estómago de compuestos carcinogénico N-nitroso. Los estudios in vitro sugieren que ejerce un papel protector contra el daño oxidativo de los constituyentes celulares
y
las
lipoproteínas
circulantes.
Las
pruebas
epidemiológicas son consistentes con un efecto protector de la vitamina C contra el cáncer de estómago, faringe y esófago (JOHNSON, 2001).
MASKAN (2004) estudió el efecto de la producción de jugo de granada concentrado por medio de tres metodologías de calentamiento en la cinética y degradación del color; la concentración final del jugo fue
de 60.5 °Brix la cual fue
alcanzada en 23, 108 y 190 minutos usando microondas, rotavapor y calentamiento atmosférico, respectivamente; el análisis permitió mostrar que la degradación del color fue más severa cuando el jugo se concentraba en rotavapor al vacío; los resultados también indicaron que la variación de la diferencia total de color (TDC) siguió modelos de cinética de primer orden y combinados con orden cero, mientras que los parámetros de captura del color L, a y b, siguieron solamente la cinética del modelo combinado (orden cero y primer orden). OJASILD (2009) evaluó el potencial benéfico de las bebidas elaboradas a partir de frutas con actividad nutracéutica elevada. Se desarrollaron néctares de gulupa y de curuba o poro poro que cumplieran con la normatividad y tuvieran un alto grado de aceptación en el análisis sensorial. Para elegir la formulación adecuada para los néctares, se desarrollaron 18 diferentes formulaciones que seguían el diseño de experimentos basado en
8
el método estadístico del D.R Genechi Taguchi. Las variables de control fueron: presencia o no de mesocarpio, porcentaje (%) de pulpa, °Brix, temperatura de pasteurización, edulcorante y estabilizante. Como característica de calidad “mayor es mejor” se evalúo la viscosidad.
CARBAJAL et al., (2011) evaluaron la capacidad antioxidante, el poder reductor y el contenido de fenoles totales de extractos de algunas frutas y hojas del género Passiflora pertenecientes al departamento de Huila (Colombia). La capacidad antioxidante fue medida como la habilidad para atrapar el radical 2.2-difenil-1-picril hidrazilo (DPPH) y 2'-azino-bis 3-etilbenztiazolin-6- sulfonato de amonio (ABTS), el potencial para reducir el hierro (FRAP) y, finalmente, el contenido de fenoles totales se determinó mediante el ensayo del reactivo de Folin-Ciocalteu. Todos los extractos presentaron diferentes grados de capacidad antioxidante. Sin embargo, los extractos de las hojas exhibieron mayor capacidad antioxidante que los extractos de las frutas. Estas variaciones pueden deberse a un alto contenido de agentes reductores como el ácido ascórbico, minerales y carotenoides, factores genéticos y ambientales de las especies. Se evidenció la presencia de sustancias antioxidantes en los frutos y en los sustratos provenientes de las hojas de algunas especies del género Passiflora. Específicamente se encontraron valores significativos para los frutos de granadilla silvestre y para las hojas de gulupa.
CABRERA (2002) evaluó la composición en macronutrientes, minerales y vitamina C, así como la identificación de vitaminas liposolubles presentes en el fruto maduro de Passiflora tripartita poiret var. Mollisima o poro poro. Las muestras fueron recolectadas y sometidas a determinaciones bromatológicas de acuerdo a los métodos establecidos. Para humedad, método
9
gravimétrico de la estufa; acidez, método por volumétrico; carbohidratos, método de Fehling; proteínas totales, método semimicro Kjeldahal; fibra, método de Hennenberg; grasa, método soxlet; dosaje de calcio, método complexométrico; dosaje de fierro, método de Munsey con fenantrolina; dosaje de fóforo, método de fiske y Subbarow; dosaje de vitamina “C”,método de Tillmans modificado por Bessey y King; vitamina “A”, reacción de Carr Price; vitamina “D”,
reacción de Liberman Bouchard;
vitamina “E”, reacción de ácido acético y sulfúrico; vitamina “K”, reacción de dióxido de potasio y metanol.
CERNA (2008) evaluó el efecto del tiempo y la temperatura de pasteurización en las características sensoriales y fisicoquímicas del néctar mixto a base de caña de azúcar (Saccharum Officinarum L.) y extracto de poro poro (Passiflora tripartita), para lo cual se realizó un balance de masa para determinar la proporción de jugo de caña de azúcar y extracto de poro poro en el néctar que cumpla con la norma técnica peruana en cuanto al contenido
de
solidos
solubles
y
Hp.
Las
características
fisicoquímicas evaluadas fueron: pH, sólidos solubles, acidez y vitamina C, a los cuales se analizó estadísticamente a través de un diseño completamente randomizado empleando el análisis de varianza y la prueba de Duncan para encontrar si hay diferencias entre los tratamientos y los pares de tratamientos iguales o diferentes respectivamente. En cuanto a las características fisicoquímicas: pH, solidos solubles, acidez y vitamina C, se encontró que no habían diferencias significativas, es decir que los tratamientos eran estadísticamente iguales.
MUÑOZ et al., (2007) evaluaron la capacidad antioxidante y el contenido de compuestos fenólicos en la parte comestible de aguaymanto, carambola, tomate de árbol, yacón, tumbo costeño,
10
tumbo serrano o poro poro, noni, camu-camu y guinda, siendo la capacidad antioxidante determinada por dos métodos: usando ABTS encontraron valores de 0.01 a 27.66 mg TE/100g de muestra y aplicando el método DPPH, usando coeficiente de inhibición IC50 los valores obtenidos fueron de 3.45 a 7057.99 mg/mL. El contenido de compuestos fenólicos totales usando el método Folin-Ciocalteu encontraron valores entre 2.16 y 2393.72 mg GAE/100 g de materia fresca. La concentración de flavonoides y ácidos fenólicos libres fue determinada por HPLC, siendo los más altos valores de clorogénico y ácido ferúlico 81.47 y 188.72 mg/kg
de
peso
fresco,
respectivamente.
La
capacidad
antioxidante obtenida por los métodos de DPPH y ABTS esta correlacionada con el contenido de compuestos fenólicos totales.
1.1.5 Objetivos 1.1.5.1 General Determinar las características fisicoquímicas y capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollisima proveniente de la provincia de Santiago de Chuco.
1.1.5.2 Específicos Determinar el pH, % sólidos solubles (°Brix), % acidez titulable, del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollisima proveniente de la ciudad de Santiago de Chuco.
Determinar la capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollíssima proveniente de la provincia de Santiago de Chuco empleando el método de DPPH.
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1.2 MARCO REFERENCIAL 1.2.1 Marco Teórico 1.2.1.1 Poro Poro (Passiflora tripartita) 1.2.1.1.1 Definición Vegetal perteneciente al orden de las Apriétales, familia de la Pasiflorácea, orden passiflora, subgénero tacsonia y la especie mollisima, el poro poro o la Curuba es una planta leñosa, trepadora, pubescente, con tricomas rectos u ondulados, amarillo verdosos o incoloros, con promedio de 0,4 m. de largo. Su raíz es muy superficial poco profunda y fibrosa. Las hojas son tri, tetra o penta lobuladas, alternas, coriáceas, elípticas u oblongo elípticas, sus bordes, son aserrados, dentados u ondulados entre 7 y 10 cm de largo y 3 a 6 cm de ancho. Su tallo es cilíndrico, de color verde cuando joven y café claro cuando maduro. Las flores son de color rosado fuerte, muy vistosas y con aroma. Están compuestas por brácteas opérculo, hipantio, corona, androginóforo, cinco pétalos, cinco sépalos, cinco estambres, tres estigmas de color rojizo en la base y más claro hacia arriba, el ovario es súpero, las anteras son dorsifijas, oblongas y de color amarillo. El fruto es una baya oblonga de color amarillo – anaranjado al madurar, muy oloroso y de forma elíptica. El epicarpio es coriáceo, el mesocarpo es de color blanco y esponjoso, el arilo es transparente y de sabor ácido. Posee abundantes semillas, punteadas y con los bordes levantados (FAO, 2006). El poro poro es una fruta típica de la zona fría, crece bien entre 2.000 y 3.000 metros sobre el nivel del mar con temperaturas de 8°C a 16°C. Toda la parte vegetativa de la planta es cubierta por un vello suave que la protege mejor contra oscilaciones marcadas de temperatura. La humedad relativa no debe ser muy alta, 65% a 75%, especialmente por el problema de antracnosis que es la enfermedad más limitante en este cultivo. Las precipitaciones deben
12
estar entre 1.500 y 2.000 mm anuales, bien repartidas, porque la floración y fructificación ocurren durante todo el año. La planta requiere una luminosidad entre 1.300 a 1.600 horas / brillo solar / año, razón por la cual se debe disponer de un buen sistema de tutorado para aprovechar al máximo este factor climático (FAO, 2006).
El poro poro necesita suelos sueltos y muy bien drenados, textura franco - arenosa o franco – arcillosa, con pH entre 5.5 y 6.5. Es aconsejable que la zona este libre de heladas y vientos fuertes que puedan aumentar el número de flores caídas y por consiguiente, reducir la producción (FAO, 2006).
El poro poro produce frutos durante varios años, por lo que es necesario mantenerla mediante podas adecuadas que favorecen la producción por lo menos durante ocho a diez años. La recolección del fruto debe hacerse cuando esté pintón pues la curuba es una fruta climatérica. Debe cortarse por el pedúnculo con tijeras de podar y no se debe torcer, ni golpear ya que se producen daños que disminuyen su valor comercial.
Originaria de las tierras frías del norte de Suramérica, se cultiva por sus
frutos
que
se
consumen
principalmente
en
bebida
refrescante. La curuba se encuentra desde el norte de Argentina hasta México. Es cultivada principalmente en Ecuador, Perú, Bolivia, Colombia y Venezuela (FAO, 2006).
Según CAMPOS (2001), existen diversas variedades de este vegetal: Passiflora mollissima (poro poro o curuba silvestre): Se caracteriza por ser una planta pubescente, tener tallos cilíndricos, hojas trilobuladas pubescentes tanto por el haz como por el envés,
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aserradas. Las flores son péndulas con pétalos color rosado; corona en forma de tubérculos de color blanco o morado; hipantio cilíndrico; abaxialmente de color verde en la base; tomando color rosado hacia el ápice adaxialmente es de color blanco; con brácteas verdes adheridas a él. El fruto es ablongo de color amarillo pálido al madurar con epidermis ligeramente pubescente, blanda; la pulpa es de color anaranjado, corresponde al 60% del peso del fruto con un ph entre 3 y 3.5 las semillas son numerosas y corresponden al 7% del peso total y la cascara que es medianamente gruesa corresponde al 33% de peso total del fruto. El pedúnculo del fruto es medianamente largo.
Es la especie más conocida a nivel comercial, gustando por sus condiciones organolépticas particulares, utilizándola principalmente en la elaboración de jugos o cremas. Como problema presenta ser muy susceptible al ataque de antracnosis. Se encuentra a lo largo de las tres cordilleras en alturas que van desde los 2000 a 3600 m.s.n.m.
Passiflora tripartita Var.Mollissima (poro poro o curuba de Castilla): es la especie más emparentada con p. mollissima. El fruto es algo más pequeño pero de igual calidad. Al igual que la curuba, tiene un pericarpio blando al madurar.
Planta pubescente, tallos sub angulares, hojas pequeñas aserradas, pubescentes tanto por el haz como por el envés, sus lóbulos laterales forman un ángulo de 90° con el central. Flores con pétalos rosados, sépalos rosados con tintes verdes claros; corona en forma de tubérculos continuos blancos y de base morada; hipantio delgado; abaxialmente de color verde con ligeros tintes rojizos, adaxialmente verde claro; las brácteas no están adheridas al hipantio, pero están unidas entre si por tres aristas prominentes. El
14
androginóforo es de color blanco verdoso. Fruto pequeño de 9 cm de largo por 4 cm de ancho en promedio, inicialmente de color rojo oscuro y en la medida que madura es rojo con fondo amarillo por donde recibe los rayos solares y por el costado contrario es amarillo con líneas rojizas. La pulpa es suculenta y de color anaranjado.
Passiflora tarminiana (poro poro o curuba india): plantas con tallos teretes o subangulares, hojas trilobuladas, de color claro, glabras por el haz y pubescentes por envés, aserradas. La flor posee pétalos y sépalos de color rosado claro, generalmente perpendiculares a la corona, pero que pueden llegar a esta en forma paralela al hipantio; corona con tubérculos o ligeramente filamentosa y en la base de color morado; hipantioverde en la superficie abaxial y blanco en la adaxial, con brácteas unidas a menos de la mitad. El fruto es alargado y delgado, con pericarpio amarillo al madurar, la cascara es delgada y corresponde al 36% del peso total del fruto; su pulpa es de color anaranjado y aromatizada con un ph de 2.5 y que corresponde al 58% el peso total. Las semillas corresponden al 6% del peso total del fruto.
En departamentos como Boyacá, Cundinamarca y Santander esta especie es la segunda en comercialización después de p. mollisima, ya que sus condiciones organolépticas no la igualan por tener la pulpa un ligero sabor perfumado. Sin embargo en el valle del cauca, caldas y Antioquia entre otros, tiene una buena aceptación por presentar características importantes como ser poco atacada por la antracnosis pero si ligeramente por el cladosporium y responder bien a las podas, con formación rápida de ramas productoras, además de ser muy regular en la forma y en la producción de frutos.
15
1.2.1.2
Capacidad antioxidante
1.2.1.2.1 El Estrés oxidativo en la salud humana El oxígeno es esencial para los organismos vivos. Sin embargo, la generación de especies reactivas del oxígeno (ROS) y radicales libres (RL) es inevitable en el metabolismo aeróbico. Estas especies oxidantes
provocan
daños
acumulativos
en
moléculas
fundamentales para el funcionamiento del organismo, tales como proteínas, lípidos y ADN. No obstante, el organismo tiene sus propios mecanismos de defensa para hacer frente a la acción de las especies oxidantes. En determinadas situaciones las defensas antioxidantes pueden verse desbordadas por la excesiva generación de ROS. Este desequilibrio entre especies oxidantes y antioxidantes se conoce como estrés oxidativo, el cual está asociado a numerosas enfermedades y al proceso normal de envejecimiento (LEE et al., 2004).
La dieta juega un papel importante en la prevención de enfermedades
relacionadas
con
el
estrés
oxidativo,
fundamentalmente a través del aporte de compuestos bioactivos de origen vegetal. Entre ellos, las vitaminas hidrosolubles y liposolubles, carotenoides y una gran variedad de compuestos fenólicos, cuya actividad antioxidante y potenciales efectos beneficiosos están siendo ampliamente investigados en los últimos años (Prior, 2003). Así, las evidencias epidemiológicas que asocian el consumo de vegetales y frutas con una menor incidencia de enfermedades crónicas, junto con la mayor preocupación de los consumidores por mantener un estado de salud adecuado, está llevando a las industria alimentarias a diseñar alimentos funcionales que supongan un aporte extra de estos antioxidantes naturales.
16
1.2.1.2.2 Características de los antioxidantes Las principales características de un compuesto o sistema antioxidante son, la prevención o detección de una cadena de propagación oxidativa, mediante la estabilización del radical generado y la regeneración del antioxidante radicalario ayudando así a reducir el daño oxidativo en el cuerpo humano (NAMIKI, 1990).
Gordon
(1990)
da
una
clasificación
de
los
antioxidantes,
mencionando que; hay dos tipos principales de antioxidantes, el "primario" (ruptura de la reacción en cadena, secuestradores de radicales libres) y el "secundario" o "preventivo". Los mecanismos antioxidantes "secundarios" pueden incluir la desactivación de metales, inhibición de los hidroperóxidos lipídicos interrumpiendo la producción
de
volátiles
indeseables,
la
regeneración
de
antioxidantes "primarios", eliminar el oxígeno singulete, etc. Por lo anterior se puede definir como antioxidantes en el ámbito de los alimentos como “aquellas sustancias que, en bajas cantidades, actúan previniendo o retardando grandemente la oxidación de materiales fácilmente oxidables tales como las grasas” (CHIPAULT, 1962). 1.2.1.2.3 Antioxidantes en alimentos En el organismo se produce un equilibrio entre oxidantes/ antioxidantes, cuando este equilibrio se rompe a favor de los oxidantes se produce un estrés oxidativo el cual está implicado en muchos procesos fisiopatológicos, vide supra. Por tanto, es de vital importancia el consumo de alimentos que contengan antioxidantes naturales y de esta manera se pueda mantener el equilibrio entre oxidantes/antioxidantes o incluso esté a favor de los antioxidantes. Además, si tenemos en cuenta que durante la vida se produce un equilibrio entre oxidantes y antioxidantes, y a medida que el individuo envejece dicho balance está a favor de los oxidantes, es de
17
vital importancia un consumo de alimentos ricos en antioxidantes naturales para contrarrestarlos (CAO et al., 1998).
1.2.1.2.4 Antioxidantes indispensables para la salud En los últimos años ha cobrado especial interés, el estudio de la actividad biológica de los polifenoles y en especial la evaluación de la capacidad antioxidante asociada a ellos. Los polifenoles en vegetales, frutas y té pueden prevenir enfermedades degenerativas, incluyendo cánceres, con la acción antioxidante. Se ha comprobado también su capacidad para actuar como donadores de hidrógenos o quelar iones metálicos como el hierro y el cobre, inhibiendo la oxidación de las lipoproteínas de baja densidad (LDL), las cuales están implicadas en la patogénesis de las enfermedades coronarias (Hertog et al., 1993). Cabe mencionar que algunos polifenoles (como los aislados del té) inhiben la oxidación de las LDL in vitro (RIEMERSMA et al., 2001).
En experimentos in vitro, también se ha confirmado el papel protector de la quercetina, la cual ejerce efectos de inhibición frente a células cancerígenas en humanos: en cólon (Ranelleti et al., 1992), glándula mamaria y ovario (Scambia et al., 1990), en región gastrointestinal (Yoshida et al., 1990) y en la leucemia (Yoshida et al., 1992; Teofili et al., 1992; Ren et al., 2001). En experiencias con animales, una dosis oral de polifenoles suprimió la carcinogénesis de varios agentes carcinógenos (Sakakibara et al., 2003). Los polifenoles también demuestran actividad de vasorrelajación y antialergénica (SAKAKIBARA et al., 2003).
1.2.1.2.5 Fuentes naturales de los antioxidantes Las plantas como fuentes de antioxidantes se pueden utilizar para la preservación del valor nutritivo previniendo el deterioro oxidativo de lípidos y para propósitos medicinales. La mayor parte de la
18
capacidad antioxidante de los vegetales puede ser debida a los polifenoles que poseen características biológicas extensas y, particularmente, a su propiedad secuestrante de radicales libres (AQUINO et al., 2001). Una gran cantidad de estudios han establecido que los compuestos fenólicos
de
antioxidantes
las
plantas
potentes
incluyendo
con
los
efectos
flavonoides
son
antimutagénicos
y
anticarcinogénicos (RICE-EVANS et al., 1997). La actividad antioxidante de los polifenoles es la propiedad de mayor interés, ya que ha sido blanco de un sin número de estudios; este efecto se debe a que contienen en su estructura química un número variable de grupos hidroxilo fenólicos, los cuales reaccionan con los radicales libres (Figura 1).
N
N
N
.
NH
+
+ ArO.
N
.
pH 5.0 - 6.5
DPPH 517 nm (purpura)
DPPH Amarillo
Figura 1. Antioxidantes secuestrantes de radicales libres.
19
Consecuentemente es importante determinar la cantidad y especies de polifenoles en vegetales. El número de polifenoles naturales se ha estimado en casi más de un millón, porque aparecen generalmente como glicósidos, y las diferentes especies de azúcares y sus diferentes formas de enlaces generan una gran variedad. Sin embargo, la bioactividad se atribuye al fragmento aglicona no al azúcar (SAKAKIBARA et al., 2003).
1.2.1.2.6 Compuestos fenólicos Los compuestos fenólicos constituyen una de las principales clases de metabolitos secundarios de las plantas, donde desempeñan diversas funciones fisiológicas. Entre otras, intervienen en el crecimiento y reproducción de las plantas y en procesos defensivos frente a patógenos, predadores o radiación ultravioleta. Los compuestos fenólicos presentan un anillo benceno hidroxilado como elemento común en sus estructuras moleculares, las cuales pueden incluir grupos funcionales como ésteres, metil ésteres, glicósidos, etc. (Martínez et al., 2000; Duthie et al., 2000). Aunque existe una gran variedad de compuestos fenólicos en las plantas (se conocen más de 8000), la mayor parte de ellos tienen como origen metabólico común la ruta del ácido siquímico y el metabolismo de los fenilpropanoides (Robards et al., 1999). Los fenilpropanoides simples poseen un esqueleto básico de 9 carbonos (C6-C3) y derivan de los aminoácidos fenilalanina y tirosina producidos en la ruta del ácido siquímico. Las distintas familias de compuestos fenólicos se caracterizan principalmente por el número de átomos de carbono de su esqueleto básico molecular. - Ácidos cinámicos (C6-C3) - Ácidos benzoicos (C6-C1 o C6-C2) - Flavonoides (C6-C3-C6) - Proantocianidinas o taninos condensados ((C6-C3-C6)n)
20
- Estilbenos (C6-C2-C6) - Cumarinas (C6-C3) - Lignanos (C6-C3-C3-C6) - Ligninas ((C6-C3)n) Así, los compuestos fenólicos comprenden desde moléculas simples como los ácidos benzoicos hasta polímeros complejos como las ligninas. Dentro de cada familia, el número de compuestos fenólicos existentes será más o menos variado. Por ejemplo, se conocen más 4000 flavonoides diferentes, distribuidos en varias subfamilias. Los compuestos fenólicos están presentes en todo el reino vegetal y sus cantidades y tipos varían en función de la especie vegetal y variedad, parte de la planta considerada (frutos, semillas, hojas, tallos, etc.), horas de exposición solar, grado
de
madurez,
condiciones
de
cultivo,
procesado
y
almacenamiento, etc. En los alimentos, los compuestos fenólicos habitualmente se presentan conjugados con azúcares como la glucosa, galactosa, arabinosa, xilosa, o los ácidos glucurónico y galacturónico. También pueden unirse a ácidos carboxílicos, ácidos orgánicos, aminas y lípidos (DUTHIE et al., 2003).
1.2.1.2.7 Actividad antioxidante de los compuestos fenólicos La actividad antioxidante de los compuestos fenólicos se ve determinada por su estructura química, por lo que existen grandes diferencias en la efectividad como antioxidantes entre los distintos grupos de compuestos. Los compuestos fenólicos pueden actuar como antioxidantes mediante dos mecanismos principales (RICEEVANS et al., 1997): Como captadores de radicales libres. Los compuestos fenólicos pueden actuar como donantes de hidrógeno o electrones en reacciones de terminación que rompen el ciclo de generación de nuevos radicales libres, deteniendo las reacciones en cadena en
21
las que están implicados los radicales libres. El radical fenoxilo generado es menos reactivo ya que se estabiliza por resonancia con los electrones p del anillo aromático. Así, las características estructurales que determinan la capacidad de los compuestos fenólicos para captar radicales son: La presencia de dos grupos hidroxilo en posición orto (3’, 4’) en el anillo B (e.j quercetina, catequina). La presencia de dos grupos hidroxilo en posición meta (5, 7) en el anillo A (e.j canferol). La presencia en el anillo del doble enlace entre los carbonos 2 y 3 y, junto con el grupo 4-ceto (e.j. quercetina). Estas estructuras son importantes para la deslocalización de electrones y estabilización del radical fenoxilo, siempre que además estén presentes los dos orto-hidroxilos en el anillo B.
Como quelantes de metales. Esta acción requiere la presencia de grupos hidroxilos cercanos en el anillo aromático. De este modo, los o-dihidroxifenoles son secuestradores efectivos de iones metálicos e inhiben la generación de radicales libres por la reacción de Fenton. Generalmente, los siguientes grupos funcionales se consideran importantes para la actividad quelante de metales (Kokhar y Apenten 2003): La presencia de grupos hidroxilo en posición orto (e.j. 3’-4’ o 78). La presencia del grupo 4-ceto y grupos hidroxilo en posición 5 y/o 3 (e.j. quercetina).
La presencia de un gran número de grupos hidroxilo (e.j. ácido tánico). Además
de
las
características
estructurales
anteriormente
mencionadas, existen otros factores que afectan la actividad antioxidante de los compuestos fenólicos. Así, el número y posición
22
de grupos hidroxilo, el grado de polimerización o la presencia de azúcares unidos determinarán propiedades de los compuestos fenólicos tales como la solubilidad y la tendencia a ceder electrones o átomos de hidrógeno. El grado de polimerización de los compuestos fenólicos tiene un marcado efecto sobre la actividad antioxidante. Así, los compuestos poliméricos son más potentes como antioxidantes que los monómeros. Por ejemplo, los taninos son más efectivos frente a los radicales peroxilo que los fenoles simples. La actividad para captar O2 ·- aumenta con el grado de polimerización de los flavanoles y los dímeros de ácido ferúlico inhiben la peroxidación lipídica en mayor extensión que los monómeros (MOURE et al., 2001).
La eficacia antioxidante de las teaflavinas aumenta cuando se unen con ácido gálico o sus polímeros (Rice-Evans et al., 1997). Compuestos fenólicos con un elevado número de grupos hidroxilo en sus estructuras moleculares muestran una mayor actividad antioxidante in vitro. Es el caso de las teaflavinas y catequinas del té (Rice-Evans et al., 1997). Además, en los flavonoles, los hidroxilos en las posiciones 2’, 3’ y 4’ incrementan la estabilidad de los radicales permitiendo la deslocalización de electrones en los dobles enlaces del anillo benceno. La presencia de sustituyentes voluminosos en los anillos, que inducen la donación de electrones, aumenta la efectividad como antioxidantes de los compuestos fenólicos al disminuir la fuerza de los enlaces O-H. Por otro lado, el impedimento estérico generado por los sustituyentes en la región del radical, disminuye la velocidad de las reacciones de propagación en la que está implicado el propio radical fenoxilo, contribuyendo a su estabilización (ROBARDS et al., 1999). La actividad antioxidante de los compuestos fenólicos varía además en función de su solubilidad relativa en fase acuosa o lipofílica.
Los
flavonoides
23
y
los
ácidos
cinámicos
poseen
coeficientes de partición intermedios, que dependen en gran medida de su estructura química precisa y de los sustituyentes asociados
(grupos
hidroxilo,
metoxilo,
azúcares,
etc.).
Generalmente, los compuestos hidrofóbicos entran en las células más rápido que los hidrofílicos por procesos de difusión simple. Una vez en el organismo, los compuestos fenólicos más hidrofóbicos tendrán su destino en ambientes lipídicos y los más hidrofílicos quedarán en medios más acuosos (Parr et al., 2000). Así, la unión de azúcares hace a los compuestos fenólicos más hidrosolubles pero disminuye su actividad antioxidante (Rice et al., 1997). Por ello, los compuestos fenólicos con más afinidad por los ambientes lipídicos del organismo podrían tener una mayor relevancia en la prevención de enfermedades. De hecho, los compuestos fenólicos de caracter liposoluble y capaces de unirse a lípidos previenen la oxidación de las LDL ex vivo de forma directa y/o mediante la preservación de otros antioxidantes liposolubles como a-tocoferol (ZHU et al., 2000).
1.2.1.2.8 Métodos para evaluar la actividad antioxidante La actividad antioxidante de un compuesto puede evaluarse in vitro por medio de experimentos sencillos que examinan directamente dicha habilidad y que a la vez evalúan el posible efecto prooxidante sobre diferentes moléculas. Estos métodos deben ser rápidos, reproducibles y requerir cantidades pequeñas de los compuestos químicos por analizar, además de no estar influenciados por las propiedades físicas de dichos compuestos (MARCO, 1968).
Los resultados de los ensayos in vitro pueden usarse como un indicador directo de la actividad antioxidante in vivo; un compuesto que es poco efectivo in vitro, no será mejor in vivo (Aruoma et al., 1997). Estos ensayos también pueden alertar sobre posibles
24
efectos dañinos de los compuestos químicos. La mayoría de los métodos para determinar actividad antioxidante consisten en acelerar la oxidación en un sistema lipídico, usualmente por calentamiento, y monitoreando a continuación el consumo de oxígeno, la pérdida de sustrato o bien la formación de producto. Debido a que muchos factores pueden afectar la oxidación, incluyendo la temperatura, la presión de oxígeno y catalizadores metálicos, los resultados pueden variar dependiendo de las condiciones de oxidación empleadas. Los ensayos que miden sustratos o productos, también pueden dar resultados variables dependiendo de su especificidad (FUKUMOTO Y MAZZA, 2000). Los siguientes son ejemplos de los modelos in vitro más frecuentemente usados para la evaluación de la actividad antioxidante total. a) Método del radical 2,2-difenil-1-picrilhidracilo (DPPH•) (BrandWilliams et al.; 1995). Limitado por su reproducibilidad interensayos. b) Ensayo FRAP, (Del inglés ferric-reducing antioxidant power), (Benzie y Strain, 1996). Mide la capacidad de reducción. c) Método ORAC, (Del inglés Oxygen Radical Absorbance Capacity) (Cao et al., 1997). Cada antioxidante analizado presenta comportamientos muy dispares. d) Método del 6-sulfonato-3-etilbenzotiazolina (ABTS) (Re et al., 1999). La capacidad de captura de radicales libres en este método no es un reflejo de su verdadera actividad antioxidante. e) Método del N,N-dimetil-p-fenilendiamina (DMPD) (Fogliano et al., 1999). Método con reproducibilidad interensayo alta, útil para medios no lipídicos. Método del DPPH• Brand-Williams et al., (1995) evaluaron la actividad de compuestos específicos o extractos usando el radical libre estable 2,2-difenil-1-
25
picrilhidracilo (DPPH•) en una solución metanólica. La reducción del DPPH• se monitorea por la disminución en la absorbencia a una longitud de onda característica. En su forma de radical libre, el DPPH• absorbe a 515 nm y cuando sufre reducción por un antioxidante, esta absorción desaparece. En consecuencia, la desaparición del DPPH• proporciona un índice para estimar la capacidad del compuesto de prueba para atrapar radicales. El modelo que explica la actividad de un compuesto como antirradical se ejemplifica con la siguiente ecuación: DPPH• + ( A H )n
DPPH – H + ( A• )n
Donde AH es un antioxidante que actúa como antirradical donando átomos de hidrógeno, dando como resultado radicales con estructuras moleculares estables que detendrán la reacción en cadena, tal es el caso de los fenoles. El nuevo radical formado (A•) puede interactuar con otro radical para formar moléculas estables (DPPH-A, A-A). La reacción entre el DPPH• y un compuesto depende de la conformación estructural del mismo, por lo que las comparaciones cuantitativas no siempre son apropiadas.
1.3 MARCO CONCEPTUAL pH: La concentración de iones H+ indica el grado de acidez, o basicidad, de una disolución acuosa a 25°C; sin embargo el uso de exponentes no es sencillo y hace difícil su manejo. Por lo anterior en 1908 el bioquímico danés Sören Peter Lauritz Sörensen (Havrebjerg9.1.1868, Copenhague 12.2.1939) propuso que en lugar de concentraciones de ion H+ se usaran sus logaritmos negativos y que este índice logarítmico se representara por el símbolo pH p=potencia). hoy es común llamarlo pH (potencial de hidrogeno)(LEON et al).
26
Acidez Titulable (%): La acidez titulable es una medida del contenido de ácidos grasos organicos en una muestra. Su cálculo se basa en la masa molar de un ácido graso o una mezcla de ácidos grasos. Normalmente se mide por titulación directa en la disolución y con indicador visual (BOEKENOOGEN, 1964). Sólidos solubles (°Brix): Los grados Brix (símbolo °Bx) sirven para determinar el cociente total de sacarosa disuelta en un líquido. Una solución de 25 °Bx contiene 25 g de azúcar (sacarosa) por 100 g de líquido. Dicho de otro modo, en 100 g de solución hay 25 g de sacarosa y 75 g de agua. Cenizas (%): Las cenizas de un alimento son un término analítico equivalente al residuo inorgánico que queda después de calcinar la materia orgánica. Las cenizas normalmente, no son las mismas sustancias inorgánicas presentes en el alimento original, debido a las perdidas por volatilización o a las interacciones químicas entre los constituyentes. Humedad (%): Todos los alimentos, cualquiera que sea el método de industrialización a que hayan sido sometidos, contienen agua en mayor o menor proporción. Las cifras de contenido enagua varían entre un 60 y un 95% en los alimentos naturales. En los tejidos vegetales y animales, puede decirse que existe en dos formas generales: “agua libre” Y “agua ligada”. El agua libre o absorbida, que es la forma predominante, se libera con gran facilidad. El agua ligada se halla combinada o absorbida. Se encuentra en los alimentos como agua de cristalización (en los hidratos) o ligada a las proteínas y a las moléculas de sacáridos y absorbida sobre la superficie de las partículas coloidales (HART, 1991). Capacidad Antioxidante: Es la capacidad que tiene un compuesto para transferir
a una sustancia cromogena radicalaria; así como, por el
modo de acción de cada uno de ellos, es necesario combinar más de un
27
método para evaluarla de manera correcta. Se mide en porcentaje, TEAC o VCEAC (SANJINEZ, 2011).
28
II.- METODOLOGÍA 2.1 Hipótesis Implícita
2.2 Tipo de estudio Aplicado.
2.3 Diseño de investigación No experimental, descriptivo, simple. Se determinó las características fisicoquímicas y capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollisima proveniente de la provincia de Santiago de Chuco. Se realizó cuatro repeticiones para cada parámetro evaluado.
2.4 Metodología 2.4.1 Análisis fisicoquímicos 2.4.1.1 pH Se realizó mediante la NMX-F-534-(1992) mostrada en el Anexo 1.
2.4.1.2 Acidez titulable Se realizó mediante el método volumétrico (AOAC, 1995) mostrado en el Anexo 2.
2.4.1.3 Sólidos solubles Se determinó usando un refractómetro digital (AOAC, 1995).
2.4.1.4 Humedad Se realizó mediante el método gravimétrico (AOAC, 1995) mostrado en el Anexo 3.
29
2.4.1.5 Cenizas Se realizó mediante el método gravimétrico (AOAC, 1995) mostrado en el Anexo 4.
2.4.1.6 Capacidad antioxidante Se realizó por la metodología del DPPH de Brand-Williams et al., (1995), mostrado en el Anexo 5.
2.5 Población, muestra y muestreo Una muestra de 10 kg de poro poro se recolectó en el distrito de Cachicadán, Provincia de Santiago de Chuco, Departamento de La Libertad en el mes de setiembre del 2012. Se realizó un muestreo no probabilístico por conveniencia.
2.6 Criterios de selección Los frutos de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima, en estado de madurez fisiológica, fueron considerados como muestra siempre y cuando estuvieran en buen estado, sin presencia de plagas, picadura de insectos o con algún daño físico o microbiológico. 2.7 Métodos de análisis de datos Se determinó la desviación estándar de las repeticiones de las características fisicoquímicas (pH, % sólidos solubles (°Brix), % acidez titulable) y capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima, con el fin de evaluar el grado de variabilidad de los resultados experimentales. 2.7.1 Desviación Estándar (DS) Es una medida de dispersión e indica cuánto pueden alejarse los valores respecto al promedio (media), por lo tanto se aplicó para contrastar la variabilidad de los resultados obtenidos. La desviación estándar se estimó mediante la ecuación 2.
30
n
xi S2
x
2
i 1
n 1
(2)
Donde: i
= dato i que está entre (o, n) = promedio de los datos = numero datos
( GUTIERREZ, 2007)
2.7.2 Coeficiente de Variación (Cv) El coeficiente de variación permite comparar las dispersiones de dos distribuciones distintas, siempre que sus medias sean positivas.el coeficiente de variación se estimara mediante la ecuación 3. CV
X
*100
(3)
Donde: Cv = coeficiente de variación σ = desviación estándar de la población X = media aritmética de la población (GUTIERREZ, 2007)
31
III.- RESULTADOS Los resultados de la evaluación de las características fisicoquímicas del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima se muestran en la Tabla 1. Tabla 1. Características fisicoquímicas de jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima POROPORO
pH
Brix
Acidez titulable
Promedio
3.43
13.5
2.14
Desv. estandar
0.11
0.6
0.09
Coef. Variabilidad
3.31
4.3
4.13
Estos resultados representan el promedio de cuatro repeticiones. Los resultados de la evaluación del porcentaje de inhibición del radical DPPH y la capacidad antioxidante, expresada como IC50, del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima, se muestran en las Tablas 2 y 3. Tabla 2. Porcentaje de inhibición de jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima % Inhibición del DPPH Concentración
I (mg/mL)
II (mg/mL)
III (mg/mL)
IV (mg/mL)
5
32.00
33.33
32.97
39.17
10
52.68
49.45
47.32
54.20
15
63.50
55.54
59.85
68.67
20
75.73
61.74
67.21
75.97
Ver en anexo 6, figura 3, 4, 5 y 6. Tabla 3. Capacidad antioxidante de jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima POROPORO
IC50
Promedio
9.94
Desv. Stand
1.24
Coef. Variabilidad
12.47
Estos resultados representan el promedio de cuatro repeticiones.
32
IV.- DISCUSIÓN
El valor de pH (3.43±0.11) y porcentaje de sólidos solubles (13.5±0.6 °Brix) son ligeramente superiores a los reportados por MENDIVEZ Y MINCHÓN (2010), quienes analizaron las características fisicoquímicas de poro poro obteniendo valores de 3.16 (pH), y 12.5 (ºBrix). El porcentaje de acidez titulable (2.14±0.09%) fue mayor a los valores reportados por MENDIVEZ Y MINCHÓN (2010) y por Rodríguez y García (2007): 1.19 y 1.8% respectivamente. Tales diferencias pueden deberse a diferencia entre cultivares y de los efectos producidos por el grado de madurez, época de cosecha y lugar de producción (WILLS et al., 1998).
Determinar las características fisicoquímicas de una fruta es importante para conocer el tratamiento de estandarización a realizar para su procesamiento posterior, ya
sea para elaborar un néctar, mermelada, conserva,
deshidratado, etc. Son varios los factores que influyen en las preferencias de los consumidores, por ello los procesos de elaboración de jugos deben mantener sus características físicas, químicas y nutricionales esenciales (SIHGHAL et al., 1997). De acuerdo a la norma técnica peruana para jugos, néctares y bebidas de fruta, los jugos (zumos) de frutas deben contener una cantidad de sólidos solubles (ºBrix) entre 12 y 18%, un pH entre 3,4 y 4,0 (INDECOPI, 2009).
El porcentaje de inhibición del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollissima se muestra en la Tabla 4. Tal como se observa, el porcentaje de inhibición aumenta, a medida que aumenta la concentración del jugo de poro poro. La capacidad antioxidante fue determinada mediante el cálculo del coeficiente de inhibición IC50 (mg/mL) y se presenta en la Tabla 2. El IC50, representa la cantidad de jugo necesaria para reducir en un 50% la concentración inicial de DPPH. Es importante recordar que el valor de IC 50
33
es inversamente proporcional a la actividad antioxidante total, es decir que a menor valor de IC50 mayor actividad antioxidante total. El valor obtenido (9.34±1.24 mg/mL) para el jugo de poro poro nos indica una baja capacidad antioxidante en comparación con otras frutas y hortalizas, tal como mencionan BARKAR et al (2007) quienes reportaron un valor de IC50 de 70 μg/mL para guanábana (Annona muricata L.); LEBEAU et al. (2000), indicaron valores de IC50 para el té verde y hierba luisa de 32,43 y 1345,79 µg/mL, respectivamente; VILLANUEVA et al. (2010) reportaron un valor de IC50 de 114,20 ± 0,98 µg/mL para camu camu maduro (Myrciaria dubia); NAHAR et al. (2009), determinaron un valor IC50 de 56.85 µg/mL en hojas de Passiflora edulis Sims; pero mayores a los reportados por MARROQUÍN (2011) quien determinó valores IC50 de 1.65 ± 0.07 mg/mL, 4.61 ± 0.04 mg/mL y 4.95 ± 0.18 en metanol para Passiflora ligularis, Passiflora edulis y Passiflora incaranata respectivamente. Esta diferencia puede explicarse considerando que la capacidad antioxidante de una muestra vegetal no viene dado solo por la suma de las capacidades antioxidantes de cada componente, sino que también depende del micronutriente que contiene, pudiendo interactuar entre sí, produciéndose efectos sinérgicos o inhibitorios (MARROQUÍN 2011).
34
V.-
CONCLUSIÓN Se determinó las características fisicoquímicas y capacidad antioxidante del jugo de poro poro (Passiflora tripartita) variedad Mollisima proveniente de la provincia de Santiago de Chuco, obteniéndose valores de 3.43±0.11 de pH, 13.5±0.6 °Brix de sólidos solubles y 2.14±0.09% de acidez titulable expresados como ácido cítrico anhidro.
La capacidad antioxidante fue de 9.34±1.24 mg/mL expresada como IC50.
VI
RECOMENDACIONES Comparar las características fisicoquímicas y capacidad antioxidante durante el desarrollo y maduración del poro poro. Evaluar la capacidad antioxidante del jugo de poro poro por otros métodos.
35
VI.- REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Angulo Carmona, Rafael. 2003. [En línea] 12 de enero de 2003. [Citado el:
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41
ANEXOS
Anexo 1. NMX-F-534-1992. Determinación de pH en alimentos
Reactivos Los reactivos que a continuación se mencionan deben ser grado analítico. Cuando se indique agua, debe entenderse agua desionizada.
Solución reguladora pH 4.00 Solución reguladora pH 7.00 Solución reguladora pH 10.00 Solución saturada de cloruro de potasio.
Materiales 2 vasos de precipitados de 100 m Potenciómetro con su (s) electrodo (s) correspondiente(s). Agitador mecánico o electromagnético. Licuadora o mortero.
Preparación de la Muestra
Los productos alimenticios podrán consistir de un líquido, una mezcla de líquido y sólido, los que pueden diferir en acidez. Otros productos alimenticios podrán ser semisólidos o de carácter sólido. Las siguientes preparaciones para examinar pH se recomiendan para cubrir esta situación. Mezclar cuidadosamente la muestra hasta su homogeneización. Ajustar la temperatura a 20°C ± 0.5°C y determinar su pH como se indica en 7.
42
Anexo 2. Determinación de acidez titulable
Se utilizará el método de Acidez titulable y se realizará el procedimiento recomendado por la A.O.A.C (1995). Fundamento: El método se basa en determinar el volumen de NaOH estándar necesario para neutralizar el ácido contenido en la alícuota que se titula, determinando el punto final por medio del cambio de color que se produce por la presencia del indicador ácido-base empleado. Equipos y Materiales: Vaso de precipitación Agua destilada Termómetro Pipeta de 5 mL Potenciómetro Hidróxido de sodio (NaOH) 0,1 N. Fenolfataleina al 1% en alcohol al 95%.
Procedimiento: Tomar 10g de jugo y llevarlo a 250 ml con agua destilada. Transferir 50 ml de la solución a un Erlenmeyer de 125 ml y agregar 1 ml de solución de fenolftaleína al 1%. Titular con hidróxido de sodio 0.1 N hasta que aparezca una tonalidad grosella persistente por 30 segundos.
43
Anexo 3. Determinación de humedad
Se
colocarán
3
pequeños
trozos
de
piel
previamente
pesados
(5g
aproximadamente) en una placa petri y se introducirán en la estufa a 105ºC por 4 horas. Luego se calculará la humedad de cada muestra y se calculó el promedio (AOAC, 1995).
Anexo 4. Determinación de cenizas totales
Se colocó un peso determinado de muestra en un crisol (5 g) y se colocó en una mufla a 500ºC por 4 horas. Luego se obtendrá el peso de las cenizas y se aplicó la fórmula 14 (AOAC, 1995).
Anexo 5. Determinación de la capacidad Antioxidante por el método DPPH
a. Preparación de la curva patrón
Prepara el patrón de DPPH a la concentración de 100 uM sabiendo que 1 mol de DPPH pesa 394032g. Para preparar la curva patrón, preparar las siguientes concentraciones de DPPH en metanol: 70 uM, 40 uM, 10 uM y 3 uM. Leer la absorbancia en espectrofotómetro a 515-517 nm. Calibrar a cero con metanol. Graficar la concentración de DPPH frente a la absorbancia.
44
b. Preparación de la muestra de análisis Preparar soluciones en metanol a pH 2, del jugo de poro poro en las siguientes concentraciones: 5mg/mL, 10mg/mL, 15mg/mL y 20mg/mL. Hacer reaccionar 50 uL de cada concentración de la muestra realizada con 950 uL de DPPH por 30 minutos a oscuridad. Leer la absorbancia a 515 nm cada 20 segundos. Calcular el porcentaje de inhibición:
Graficar % Inh DPPH frente a la concentración de la muestra y establecer la ecuación que ajuste los resultados experimentales. Calcular el valor IC50 en la ecuación de mejor ajuste haciendo el valor de y (% de inhibición) = 50 y calculando x (concentración).
45
Anexo 6: Desviación estándar Tabla 4 . Medida de absorbancia para curva patrón del DPPH Concentración
Abs
3
0.086
10
0.136
40
0.532
70
1.078
100
1.644
1.8 y = 0.0162x - 0.0259 R² = 0.9912
1.6
Absorbancia
1.4 1.2 1 0.8 0.6 0.4 0.2 0 0
20
40
60
80
100
120
Concentración DPPH (mg/mL)
Figura 2. Curva patrón para DPPH Tabla 5. Absorbancia de las muestras de poro poro a diferentes concentraciones. Abs Concentración
I
II
III
IV
5
1.118
1.096
1.102
1.000
10
0.778
0.831
0.866
0.753
15
0.600
0.731
0.660
0.515
20
0.399
0.629
0.539
0.395
46
Tabla 6. Porcentaje de inhibición de cuatro muestras de poro poro % Inhibición del DPPH Concentración
I (mg/mL)
II (mg/mL)
III (mg/mL)
IV (mg/mL)
5
32.00
33.33
32.97
39.17
10
52.68
49.45
47.32
54.20
15
63.50
55.54
59.85
68.67
20
75.73
61.74
67.21
75.97
80 y = -0.0845x2 + 4.9544x + 9.8996 R² = 0.9939
70
% inhibicion
60
50 40 30 20 10 0 0
5
10
15
20
25
Concentracion (mg/mL)
Figura 3. Curva para el cálculo IC50 de la muestra I de poro poro. 70 y = -0.0991x2 + 4.3047x + 14.796 R² = 0.9884
60
% inhibicion
50 40 30 20 10 0 0
5
10
15
20
25
Concentracion (mg/ml)
Figura 4. Curva para el cálculo IC50 de la muestra II de poro poro.
47
80 y = -0.07x2 + 4.0541x + 14.279 R² = 0.9992
70
% inhibicion
60
50 40 30 20 10 0 0
5
10
15
20
25
Concentracion (mg/ml)
Figura 5. Curva para el cálculo IC50 de la muestra III de poro poro.
90 80
y = -0.0773x2 + 4.4288x + 18.628 R² = 0.9972
% inhibicion
70 60 50 40 30 20 10 0 0
5
10
15
20
25
Concentracion (mg/ml)
Figura 6. Curva para el cálculo IC50 de la muestra IV de poro poro.
48
Tabla 7. Resultados completos de la experimentación POROPORO
IC50
pH
Brix
Acidez titulable
I
9.69
3.39
14.0
II
10.93
3.52
13.0
III
10.84
3.28
14.0
IV
8.28
3.51
13.0
2.24 2.05 2.08 2.18
Promedio
9.94
3.43
13.5
2.14
Desv. Stand
1.24
0.11
0.6
0.09
Coef. Varia.
12.47
3.31
4.3
4.13
49
Anexo 7: FIGURAS DE LA MATERIA PRIMA
Figura 7: Materia Prima (poro poro)
Figura 8: Lavado de materia prima (poro poro)
50
Anexo 8: FIGURAS DELA OBTENCION DEL JUGO DE PORO PORO
Figura 9: Cortado y pulpeado del poro poro
Figura 10: Tamizado y envasado del Jugo De Poro Poro
51
Anexo 9: EVALUACIÓN DE LAS PROPIEDADS FISICOQUÍMICAS DEL PORO PORO
Figura 11: Acidez titulable de las muestras de poro poro
Figura 12: pH de las muestras de jugo de poro poro
52
Anexo 10: EVALUACIÓN DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DEL JUGO DE PORO PORO
Figura 13:Muestras de poro poro con el reactivo Dpph
Figura 14: Determinación de la capacidad antioxidante
53
