UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS TROPICAL
T E S I S
PRESENTADO POR LA BACHILLER:
CAISAHUANA SANABRIA, Mary Consuelo
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE:
INGENIERA EN CIENCIAS AGRARIAS
ESPECIALIDAD: INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
SATIPO – PERÚ 2012
“EVALUACIÓN DE VITAMINA C, POLIFENOLES TOTALES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE EN DOS ESTADOS DE MADUREZ DEL CAMU CAMU (Myrciaria dubia H.B.K. Mc
Vaugh) DE MAZAMARI - SATIPO"
ASESORA:
ING. NORMA NÉLIDA BELTRÁN CHÁVEZ
DEDICATORIA
Dedicado con mucho amor y cariño a mis padres:
Roberto y Enedina.
A mis hermanas: Lucy, Cecilia, Sara, Flor y Giesy.
AGRADECIMIENTO
Agradezco a DIOS por su cuidado y protección todos los días.
A mis padres por su incondicional ayuda económica en mis estudios superiores y consejos.
A la Ing. Norma Beltrán Chávez por su apoyo cada momento.
Al Ing. Luis Artica Mallqui por su ayuda en el análisis de las muestras.
Al Ing. Juan Abel Paucar Anchirayco por su apoyo incondicional.
A todos los docentes de la Facultad de Ciencias Agrarias – UNCP por sus conocimientos impartidos.
ÍNDICE
Página RESUMEN
I. INTRODUCCIÓN
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1. EL CAMU CAMU(Myrciaria dubiaH.B.K. Mc Vaugh) 2.1.1. Origen y distribución geográfica
2.1.2. Taxonomía y denominaciones 2.1.3. Condiciones de cultivo
2.1.4. Descripción botánica 2.1.5. Estados de madurez 2.1.6. Cosecha y post cosecha 2.1.7. Composición del fruto 2.1.8. Usos
2.1.9. Beneficios naturales 2.2. VITAMINA C
2.2.1. Fuentes principales
2.2.2. Propiedades antioxidantes 2.2.3. Métodos de determinación 2.2.4. Vitamina C del camu camu 2.3. POLIFENOLES
2.3.1. Clasificación
2.3.2. Fuentes principales
2.3.3. Propiedades antioxidantes
2.3.4. Métodos de identificación y cuantificación 2.3.5. Polifenoles del camu camu
2.4. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE 2.4.1. Métodos de evaluación
2.4.2. Capacidad antioxidante de frutas y productos vegetales 2.4.3. Capacidad antioxidante del camu camu
III. MATERIAL Y MÉTODOS 3.1. LUGAR DE EJECUCIÓN 3.2. MATERIALES
3.2.1. Materia prima
3.2.2. Equipos, materiales y reactivos
3 3 3 4 4 4 5 6 7 7 7 8 9 9 10 11 12 14 14 15 16 16 17 19 21 23 23 23 23 23
3.3. MÉTODOS DE ANÁLISIS 3.3.1. Análisis fisicoquímico 3.3.2. Análisis proximal 3.3.3. Análisis químicos
3.4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL 3.5. VARIABLES DE ESTUDIO
3.5.1. Variables independientes 3.5.2. Variables dependientes 3.6. DISEÑO ESTADÍSTICO 3.7. MODELO MATEMÁTICO IV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. ANÁLISIS FISICOQUÍMICO 4.2. ANÁLISIS PROXIMAL 4.3. ANÁLISIS QUÍMICOS
4.3.1. Vitamina C
4.3.2. Polifenoles totales 4.3.3. Capacidad antioxidante 4.4. ANÁLISIS ESTADÍSTICO
V. CONCLUSIONES
VI. RECOMENDACIONES
VII. BIBLIOGRAFÍA ANEXOS
25 25 25 26 26 28 28 28 28 28 29 29 31 33 39 35 38 41
LISTA DE CUADROS
Cuadro N°
Página
01 02 03 04 05 06
07
08
Análisis fisicoquímico del camu camu según el estado de madurez Análisis proximal del camu camu en dos estados de madurez Vitamina C del camu camu en estado pintón y maduro
Polifenoles totales del camu camu en estado pintón y maduro Capacidad antioxidante del camu camu en estado pintón y maduro Análisis de varianza del efecto del estado de madurez del camu camu sobre la vitamina C
Análisis de varianza del efecto del estado de madurez del camu camu sobre los polifenoles totales
Análisis de varianza del efecto del estado de madurez del camu camu sobre la capacidad antioxidante
29 31 33 36 38
41
42
42
LISTA DE FIGURAS
Figura N°
Página
01 02
03 04 05 06
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08
09
10
11
Estructura química del ácido ascórbico
Estructura química del ácido cafeico, ácido ferúlico y ácido clorogénico
Estructura química general de las flavonas Estructura química del ácido gálico y la catequina Método del 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH)
Diagrama de flujo para la preparación de muestras del camu camu en estado pintón y maduro
Comparación de vitamina C entre los estados de madurez del camu camu
Comparación de polifenoles totales entre los estados de madurez del camu camu
Comparación de la capacidad antioxidante entre los estados de madurez del camu camu
Relación entre la vitamina C y la capacidad antioxidante en dos estados de madurez del camu camu
Relación entre los polifenoles totales y la capacidad antioxidante en dos estados de madurez del camu camu
8
12 13 13 18
27
34
37
40
43
45
LISTA DE ANEXOS
Anexo N°
Página
01 02 03 04 05 06
07
08
09
10
Metodología del análisis fisicoquímico Metodología del análisis proximal
Metodología de la determinación de vitamina C
Metodología de la determinación de polifenoles totales
Metodología de la determinación de la capacidad antioxidante Resultados de vitamina C en dos estados de madurez del camu camu
Resultados de polifenoles totales en dos estados de madurez del camu camu
Resultados de la capacidad antioxidante en dos estados de madurez del camu camu
Norma técnica peruana 011.031:2007
Comisión de reglamentos técnicos y comerciales - INDECOPI Galería de fotografías
56 58 62 64 65
66
66
66
67 68
RESUMEN
Se evaluó la vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante en dos estados de madurez del Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh (camu camu). La materia prima procede del fundo “El Limón”, ubicado en el centro poblado de Santa Martha del distrito de Mazamari - provincia de Satipo.Para obtener los extractos del fruto, fueron sometidos a selección, clasificación, lavado, pesado, pelado, trozado y análisis. En la evaluación el contenido de vitamina C, polifenoles y capacidad antioxidante en los estados pintón y maduro; se utilizó el Diseño Completamente al Azar (DCA). La composición fisicoquímica de los frutos de camu camu en estado pintón fue: sólidos solubles 5,4 °Brix; pH 2,79 y acidez total 4,63% y en estado maduro: sólidos solubles 6,0 °Brix, pH 3,35 y acidez total 4,38%. La composición proximal para el estado pintón son: humedad 80,55%, ceniza 0,35%, proteína 1,52%, grasa 0,23%, fibra 0,19% y carbohidratos 17,16%; mientras que, el estado maduro fue: humedad 82,62%, ceniza 0,29%, proteína 1,47%, grasa 0,40%, fibra 0,20% y carbohidratos 15,02%. El mayor contenido de vitamina C se determinó en el estado maduro, 3129,52mg ácido ascórbico/100g, seguido del estado pintón 3000,08mg ácido ascórbico/100g. La mayor cantidad de polifenoles totales en el estado maduro fue: 480,53mg ácido gálico/L, y del estado pintón 382,55mg ácido gálico/L. La mejor capacidad antioxidante, expresada en porcentaje de inhibición de radicales libres, fue para el estado maduro 89,87%, y del estado pintón 78,46%. Existe relación entre la vitamina C y capacidad antioxidante en dos estados de madurez, presentando el coeficientes de correlación r= 0,965 y r=
0,8456 respectivamente; en polifenoles totales y capacidad antioxidante el coeficiente de correlación r = 1 en sus dos estados de madurez.
3 4 5
I. INTRODUCCIÓN
Numerosas investigaciones han demostrado que el consumo de legumbres y frutas ayuda en la prevención del cáncer, enfermedades cardiovasculares y degenerativas, principales causas de muerte en nuestras sociedades. El efecto benéfico se atribuye principalmente a las vitaminas C y E, polifenoles y carotenoides, por su acción antioxidante. Esto ha traído interés en los antioxidantes presentes de forma natural en la dieta humana, que son preferidos debido a la actual preocupación por los efectos tóxicos de aquellos provenientes de fuentes sintéticas.
El camu camu (Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh) es una planta nativa dela Amazonía peruana, cuyos frutos se consumen en forma de refresco, cremolada y helado, elaborados en forma artesanal, y en pequeñas cantidades se emplean en el procesamiento de jugos, néctares, mermeladas, yogurt y caramelos. Además, estos frutos presentan alto contenido de vitamina C, compuesto antioxidante que el ser humano no lo puede sintetizar y necesariamente debe ingerirlo en su dieta; también contienen otras sustancias con capacidad antioxidante, como son los polifenoles, El interés por el rol de los antioxidantes en la salud humana promueve la realización de investigaciones en el campo de la ciencia de alimentos y la nutrición. En tal sentido, el estudio de los componentes benéficos de los frutos del camu camu procedente del Distrito de Mazamari - Provincia de Satipo, puede contribuir con información científica para determinar el momento de cosecha donde se aproveche mejor sus propiedades nutricionales y funcionales. Por ello, se planteó como problema de investigación:
¿Cuál de los dos estados de madurez del camu camu (Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh) tendrá mayor contenido de vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante?
Se planteó la siguiente hipótesis: los frutos de camu camu (Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh) en estado maduro tiene mayor contenido de vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante.
Los objetivos de la investigación fueron:
Objetivo general
Evaluar la vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante en dos estados de madurez del camu camu (Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh).
Objetivos específicos
Identificar la composición fisicoquímica y proximal del camu camu en estado pintón y maduro.
Determinarla cantidad de vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante del camu camu en estado pintón y maduro.
Determinar la relación entre la vitamina C y polifenoles totales con la capacidad antioxidante.
II. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA
2.1. EL CAMU CAMU (Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh) 2.1.1. Origen y distribución geográfica
El camu camu es una especie originaria de la región amazónica. Crece naturalmente en las orillas de los ríos, pequeños charcos y cursos menores de agua en esta región.
Se encuentra en estado silvestre en forma de rodales naturales en Perú, Brasil, Colombia, Venezuela y Ecuador (Torres, 2010), así como también en Bolivia y en las Guyanas (Rengifo, 2009).
Las mayores concentraciones en abundancia y diversidad, se encuentran en las cuencas de los ríos de la Amazonía peruana (Klinar et al., 2009). La región Loreto presenta condiciones medioambientales ideales para el crecimiento y desarrollo de este frutal, pues las mayores poblaciones naturales de camu camu se ubican en esa región (Correa y Aldana, 2007); también tenemos poblaciones naturales en Ucayali.
En la actualidad existen cultivos con plantaciones en Madre de Dios, Tingo María (Huánuco), Chanchamayo y Satipo (Junín) (Rengifo, 2009).
2.1.2. Taxonomía y denominaciones Rengifo (2009) informa que pertenece a:
Familia : Myrtaceae Género : Myrciaria
Especie : Dubia H.B.K. Mc Vaugh
La especie Myrciaria Dubia H.B.K. Mc Vaugh es conocida con los siguientes nombres comunes: camu camu en Ecuador y Perú, camo camo, cacari, azedinha, miraúba y arazá de agua en Brasil (Torres, 2010), del mismo modo algracia, guayabillo, guayabito y limoncillo en Venezuela (Rengifo, 2009).
2.1.3. Condiciones de cultivo
El camu camu es tolerante a la inundación y puede quedar totalmente sumergido en el agua cuatro a cinco meses. En estas zonas la precipitación pluvial está entre 1700 a 4000mm/año, la temperatura promedio en 25 °C, con mínimas anuales superiores a 20
°C. Sin embargo, se adapta a suelos con buen drenaje y regímenes hídricos con sequías de hasta dos meses. Tolera bien suelos ácidos de baja fertilidad, aunque sus rendimientos son mayores cuando la distribución de lluvias y la fertilidad del suelo son mejores (Torres, 2010).
2.1.4. Descripción botánica
El camu camu es un arbusto de 3m, pudiendo alcanzar hasta 8m de altura, glabro, muy ramificado, con ramas que nacen desde tierra. Posee tronco delgado y liso, tiene un diámetro de 10-15cm, muy ramificado, con renuevos basales que se desarrollan profusamente; las ramas son delgadas y levemente péndulas. El tronco forma una corteza color café claro a grisácea, con las ramas superiores hispiduladas (Rengifo, 2009).
Las hojas varían entre 4,5 y 12,0cm de longitud y el ancho entre 1,5 y 4,5cm; tienen ápice muy puntiagudo y la base redondeada, a menudo algo asimétrico. Las inflorescencias son axilares, con cuatro flores subsésiles, dispuestas en dos pares.
Los pétalos están en número cuatro, son de color blanco, de 3 a 4mm de largo, aovados, cóncavos glandulosos y ciliados (Torres, 2010).
Los frutos son globosos, de superficie lisa y brillante, de color rojo oscuro hasta negro púrpura al madurar; miden de 2 a 4cm de diámetro, con 1 a 4 semillas por fruto, peso promedio alrededor de 8,4g por fruto. Las semillas son reniformes, aplanadas, cubiertas por una vellosidad blanca rala de menos de 1mm de longitud (Klinar et al., 2009).
2.1.5. Estados de madurez
Los términos madurez fisiológica y madurez comercial denotan diferentes estados de desarrollo en el caso de los frutos. Actualmente, la definición más aceptada para la madurez fisiológica es la siguiente: aquel estado en el cual un fruto ha alcanzado un estado de desarrollo suficiente para que, después de la cosecha y manejo post cosecha, su calidad sea al menos, la mínima aceptable para el consumidor final. La madurez comercial se define como el estado de desarrollo en el que el fruto ha alcanzado su máxima calidad estética y sensorial que lo hacen apto para el consumo humano inmediato (Chire y Dávila, 2004).
Los frutos del camu camu presentan cuatro estados de maduración: verde 0% de coloración granate, verde pintón 25 a 50% de coloración granate, pintón 50 a 75% de coloración granate y maduro 75% a más de coloración granate (Torres, 2010).
Se ha reconocido, además, que el camu camu que ha sido recolectado en estado verde, de ahí en adelante no experimenta ningún avance hacia la madurez; más bien se observa que su color se torna amarillento y con signos de descomposición. Esto puede derivarse de procesos autoxidativos de la vitamina C, por lo que el estado de madurez apropiado, únicamente se podrá obtener en el arbusto, y no así por métodos artificiales o de otro tipo. El estado de madurez se considera un factor para determinar el precio venta al consumidor (Calvay, 2009).
2.1.6. Cosecha y post cosecha a) Cosecha
Se realiza de forma manual (Correa y Aldana, 2007). La cosecha de las poblaciones naturales y de las plantas sembradas en las zonas inundables se produce en un solo período del año, de diciembre a marzo. En cambio, las plantas sembradas en tierras no inundables tienen mayor período de cosecha (noviembre a mayo), aunque, también se encuentran frutos en el resto del año (Rubio, 2000).
En plantaciones naturales, la cosecha se realiza utilizando pequeñas canoas, pues en esa época las tierras están cubiertas por agua, cosechándose frutos que están sobre la superficie del agua (Rubio, 2000). Poblaciones naturales producen 9,5-12,7 TM frutos/ha/año y en plantaciones la productividad es más elevada (Alves et al., 2002).
b) Post cosecha
El fruto cosechado es muy perecedero, por lo que se debe proteger del sol y la lluvia, de lo contrario la pulpa se deshace y la cáscara pierde color granate debido al proceso de oxidación (Torres, 2010).
La duración de frutos frescos es muy limitada, generalmente pocos días. Por lo tanto, un cultivo en grandes extensiones o una colecta extensiva en poblaciones naturales tienen sentido cuando los mercados y/o las posibilidades de procesamiento o conservación (sobre todo refrigeración) se localizan en las cercanías directas del área de cultivo o colecta (Alves et al., 2002).
Los frutos cosechados deben colocarse en envases de no más de 5kg de capacidad.
Existe mucha pérdida de calidad, por aplastamiento, cuando se utilizan envases muy grandes. Los frutos deben ser lavados y aireados, después de lo cual se puede proceder a despulparlos (Rubio, 2000).
2.1.7. Composición del fruto
a) Composición fisicoquímica
La Norma Técnica Peruana 011.031:2007 indica los parámetros para pulpa de camu camu (sin especificar estado de madurez), expresando que tiene 5,0-6,5 °Brix, pH 2,3- 3,0 y acidez total 2,3-4,3%; es decir, un pH ácido, bajo contenido de sólidos totales y alto contenido de acidez total.
Para la obtención de una bebida nutracéutica a partir de camu camu que fortalezca el sistema inmunológico, los frutos evaluados presentaron los siguientes valores: sólidos solubles 6,20 y 6,70 °Brix, pH 3,00 y 3,20, acidez cítrica 2,50 y 1,80%, para el estado pintón y maduro, respectivamente (Salas et al., 2002).
Los frutos de camu camu tienen características fisicoquímicas de acuerdo al estado de madurez, ya que en estado pintón presenta 5,5 °Brix, pH 2,53 y acidez cítrica 3,07%
mientras que en estado maduro posee 6,8 °Brix, pH 2,56 y acidez cítrica 3,08%
(Rengifo, 2009).
b) Composición proximal
Según Tablas Peruanas de Composición de Alimentos por 100g de parte comestible, se reporta los siguientes valores: agua 93,3g, proteína 0,5g, grasa total 0,1g, fibra cruda 0,4g, ceniza 0,2g y carbohidratos 5,9g (Reyes et al., 2009).
En el trabajo de investigación sobre el potencial nutritivo y funcional de guayaba, cocona y camu camu, se detalla la composición del fruto de camu camu en 100g de pulpa: agua 94,4g, proteína 0,5g, grasa 0,1g, ceniza 0,2g, fibra 0,6g y carbohidratos 4,7g (Torres, 2010).
2.1.8. Usos
La pulpa con o sin refinación, se debe congelar a -18 °C ya que permite conservarla por períodos prolongados. La comercialización de la pulpa puede hacerse en bolsas de polietileno, llenadas al vacío y congelado (Torres, 2010).
El camu camu se utiliza en la industria de alimentos y farmacéutica. En la primera, el fruto se usa para producir principalmente jugo, néctar, mermelada, helado y yogurt (Klinar et al., 2009); además, se elaboran vino y vinagre, también se emplea en la línea de confitería (Torres, 2010). En la industria farmacéutica y luego de un proceso de liofilización, el camu camu sirve para elaborar tabletas y cápsulas como fuente de vitamina C natural; también para otros productos multivitamínicos, combinándose con otras frutas tropicales. (Klinar et al., 2009).
2.1.9. Beneficios naturales
El camu camu es útil para reducir la migraña, dolores de cabeza, herpes, cálculos de la vesícula y, especialmente, resfrío y gripe severos. Estimula las defensas naturales del organismo e interviene en la absorción del hierro procedente de los alimentos de origen vegetal, previniendo la anemia. Ayuda a evitar la fatiga. Previene las infecciones y evita el escorbuto, el cual es la clásica manifestación de insuficiencia grave de ácido ascórbico o Vitamina C (Pinedo et al., 2001).
Es importante para el organismo porque protege a las células contra el envejecimiento, ayuda en la cicatrización de heridas y mantiene encías saludables; también es un poderoso antidepresivo (Zavala, 2010).
2.2. VITAMINA C
Conocida como ácido ascórbico, la vitamina C es un compuesto altamente polar y por lo tanto soluble en agua (hidrosoluble). Es considerada como el agente reductor más reactivo que puede ocurrir en forma natural en el tejido viviente, también se considera como nutriente esencial para el ser humano, ya que éste no puede sintetizarlo por sí solo (Núñez, 2008).
En la figura 01, se muestra la estructura química del ácido ascórbico
La inestabilidad de esta vitamina es considerado el principal problema, pues como se sabe la vitamina C es la menos estable de las vitaminas hidrosolubles. En especial es lábil al calentamiento en presencia de oligometales como el cobre. En solución se degrada, además el ácido ascórbico se oxida fácilmente en presencia de oxígeno y la rapidez de oxidación aumenta cuando se eleva la temperatura (Ramos et al., 2002).
Entre otros factores que pueden influir en los mecanismos de degradación de la vitamina C, se pueden citar la concentración de sal y azúcar, el pH, las enzimas, los catalizadores metálicos y la concentración inicial de ácido (Núñez, 2008).
2.2.1. Fuentes principales
En la naturaleza está presente casi en forma reducida de ácido L-ascórbico. Las principales fuentes de vitamina C son las frutas, hortalizas y zumos (Villarroel, 2008).
Tradicionalmente los alimentos ricos en vitamina C son las frutas del tipo cítrico:
naranja, mandarina, pomelo, frutilla, melón y kiwi; vegetales como el tomate, brócoli, pimienta, espinaca y berro (Chire y Dávila, 2004), así como también perejil y brotes de soya (Murillo, 2006). Sin embargo, el camu camu contiene más vitamina C que cualquier otra fruta, pues comparada con la naranja, el camu camu proporciona 30 veces más vitamina C (Zavala, 2010).
El contenido de vitamina C en las frutas y verduras varía de acuerdo al estado de madurez, siendo menor cuando están verdes, aumenta la cantidad cuando está en su punto de maduración y luego vuelve a disminuir (Villarroel, 2008)
2.2.2. Propiedades antioxidantes
Los antioxidantes son moléculas que tienen la propiedad de evitar o prevenir la oxidación con otras moléculas. En estas reacciones de oxidación, a veces, se producen radicales libres, especies muy oxidativas y que pueden dañar al organismo (Almajano, 2009).
La vitamina C ha sido reconocida por la Food and Drug Administration (FDA) como uno de los cuatro antioxidantes dietéticos, los otros tres son la vitaminas E, la vitamina A cuyo precursor es el β- caroteno, y el selenio. Esta vitamina se considera uno de los antioxidantes naturales más eficaces, menos tóxicos, y posee las características de lo que podría considerarse un secuestrador ideal de radicales libres (Núñez, 2008). En el organismo, una de sus principales propiedades consiste en regenerar el α-tocoferol a partir de radicales tocoferoxilo (Guija et al., 2005).
Es una vitamina antioxidante que el ser humano no puede sintetizar y necesariamente debe ingerirlo en su dieta (Guija et al., 2005). El consumo de una naranja mediana cubre casi el requerimiento diario de un adulto, aportando 45mg (Villarroel, 2008).
Por otro lado, la vitamina C es usada frecuentemente en los alimentos, constituyendo uno de los agentes antioxidantes naturales más poderosos que desarrolla su acción en los compartimientos acuosos celulares (Villarroel, 2008). Se ha utilizado contra la oxidación en vinos, cerveza, frutas, vegetales, bebidas, carnes curadas y productos de pescado (Núñez, 2008).
2.2.3. Métodos de determinación Los métodos más empleados son:
a) Método detitulación volumétrica
Este método se fundamenta en la reducción del 2,6 diclorofenol-indofenol (DFI), que es coloreado, a su forma reducida que es incolora, por efecto del ascorbato, que pasa a su forma oxidada deshidroascorbato. El punto final está determinado por la aparición de una coloración rosada debida a la presencia de DFI sin reducir, en medio ácido. Se trata por lo tanto de una volumetría de oxidación-reducción (Horwitz, 2005).
b) Método espectrofotométrico
Fue propuesto por el Departamento de Agricultura de Canadá (Villarroel, 2008). La determinación espectrofotométrica del contenido de ácido ascórbico en frutas y vegetales, se basa en la reducción del colorante 2,6 diclorofenol-indofenol por efecto de la solución del ácido ascórbico. El contenido de ácido ascórbico es directamente proporcional a la capacidad de un extracto de la muestra para reducir una solución del colorante; esta capacidad es determinada espectrofotométricamente (Briceño, 2002).
c) Método cromatográfico
En este tipo de método se utiliza el equipo de HPLC (Cromatografía Líquida de Alta Resolución), equipado con columna PHENOMENEX GEMINI/C- 18/110A/5µm/250x46.0mm, detector UV-VIS modelo SPD-10AVVP e inyector de muestra de capacidad de 20µl. Comúnmente se utiliza como fase móvil una solución a 0,2M de KH2PO4 ajustado a un pH de 2,4 con H3PO4 y a un flujo (flow-rate) de 0,5mL/min. La detección se realiza a una longitud de onda de 254nm del espectro UV, usando como estándar al ácido ascórbico (Calvay et al., 2009).
2.2.4. Vitamina C del camu camu
El camu camu es una excelente fuente de vitamina C, ya que contiene entre 2400 y 3000 mg/100g cuantificados en la pulpa y hasta 5000 mg/100g en la cáscara (Zavala, 2010).
De acuerdo a la evaluación comparativa de contenido de Vitamina C en diferentes estados de maduración del fruto de camu camu, se encontró la presencia de vitamina C en 100g de material vegetal: 1,78, 2,05, 2,34 y 2,86% en fruto inmaduro, verde- pintón, pintón-maduro y maduro, respectivamente; concluyendo que el contenido de vitamina C es directamente proporcional al grado de maduración (Klinar et al., 2009).
Durante la evaluación de factores de procesamiento de pulpa de Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh (camu camu) que reducen el contenido de vitamina C (ácido ascórbico), se reportó el valor de esta vitamina en tres estados de madurez: verde 3356, pintón 3319 y maduro 3017mg/100g, respectivamente (Ramos et al., 2002).
El trabajo realizado en la Universidad Nacional Agraria de la Selva, que evaluó el contenido de ácido ascórbico en la cáscara de camu camu en diferentes estados de madurez, concluyó que el mayor contenido se presentó en la cáscara fresca en estado maduro 21,95, seguida por el estado pintón 20,50 y luego el estado verde 13,78mg ácido ascórbico/g muestra (Villanueva-Tiburcio et al., 2010).
En el Seminario de Valorización de Cultivos Andinos y Potencialidades de sus Componentes Bioactivos, realizado en la ciudad de Huancayo, se dio a conocer el contenido de vitamina C del fruto de camu camu en tres estados de madurez: verde 2279,6, pintón 1910,1 y maduro 2006,5mg ácido ascórbico/100g (Campos, 2010).
El camu camu es un buen antioxidante natural porque aporta importantes cantidades de vitamina C con lo cual el organismo tendrá los niveles adecuados de esta vitamina y por lo tanto estará mejor protegido contra los radicales libres (Hughes, 2008).
2.3. POLIFENOLES
Hace unos años, el término antioxidante se asociaba automáticamente con compuestos como la vitamina C (ácido ascórbico), vitamina E, eventualmente la vitamina A y su precursor de origen vegetal, el β-caroteno. Sin embargo, en los últimos tiempos se empezó a extender este concepto a una serie de sustancias, más o por lo menos igualmente efectivas, que se encuentran dentro de un grupo fitoquímicamente conocido como polifenoles (Dudonn et al., 2009).
Los polifenoles constituyen una de las principales clases de metabolitos secundarios de los vegetales, donde tienen diversas funciones fisiológicas. Entre otros, intervienen en el crecimiento y reproducción de las plantas, además en los procesos defensivos contra patógenos, depredadores e incluso radiación ultravioleta (Almajano, 2009).Son sustancias químicamente heterogéneas de aproximadamente 10000 compuestos individuales; algunos son solubles solamente en solventes orgánicos (Barrios, 2007).
Estos compuestos presentan un anillo benzo hidroxilado, como un elemento común en todas sus estructuras moleculares, las cuales pueden incluir grupos funcionales como esters, metil-esters, glicósidos, etc. En los alimentos, los compuestos fenólicos se presentan conjugados con azúcares, como la glucosa, galactosa, arabinosa, ramosa, xilosa o los ácidos glucorónicos y galacturónicos. También pueden unirse con ácidos carboxílicos, ácidos orgánicos, aminoácidos y lípidos (Almajano, 2009).
Además, los polifenoles desempeñan un papel importante en las características sensoriales (color, aroma, sabor) y nutricionales (González et al., 2001).
2.3.1. Clasificación
Los tres grupos más importantes de fenólicos dietéticos son los ácidos fenólicos, flavonoides y los polímeros fenólicos (Palencia, 2002).
a) Ácidos fenólicos
Forman un grupo diverso que incluye los derivados del ácido hidroxibenzoico y del ácido hidroxicinámico. Ejemplos de los derivados del ácido hidroxicinámico son los ácidos p-cumárico, cafeico y ferúlico. Generalmente están presentes en diversas formas conjugadas, siendo más frecuentes como ésteres que como glucósidos. El miembro más importante de este grupo, en los alimentos, es el ácidoclorogénico, un éster del ácido cafeico con el ácido quínico (Palencia, 2002)
En la figura 02, se muestra la estructura química del ácido cafeico, ácido ferúlico y ácido clorogénico
b) Flavonoides
Son el grupo fenólico más grande en los alimentos vegetales. Son compuestos de bajo peso molecular que generalmente existen enlazados a moléculas de azúcares. Los flavonoides están agrupados en antocianinas y antoxantinas. Las antocianinas son moléculas de pigmentos rojos, azules y púrpuras. Las antoxantinas, que incluyen flavonoles, flavonas,flavanoles, e isoflavonas, son moléculas incoloras o de colores que oscilan desde el blanco hasta el amarillo (Palencia, 2002).
En la figura 03, se muestra la estructura química general de las flavonas c) Polímeros fenólicos
Entre los polímeros fenólicos existen: los difenoles, con dos grupos -OH en el anillo aromático de benceno, como la hidroquinona, el fenol simple más ampliamente distribuido; y los trifenoles, con tres grupos -OH en el anillo aromático, siendo el ácido gálico un ejemplo de estos, que está presente en forma esterificada en las catequinas del té, en forma soluble como ésteres del ácido quínico, o condensado en taninos hidrolizables (ácidos tánicos), o derivados del ácido elágico (Palencia, 2002).
En la figura 04, se muestra la estructura química del ácido gálico y la catequina O
OH O
H
OH R
O
R'
2.3.2. Fuentes principales
Los polifenoles están presentes en todo el reino vegetal, sus cantidades y tipos varían en función de la especie, variedad y parte del vegetal considerado (frutas, semillas, brotes, hojas, entre otros), horas de exposición solar, grado de maduración, condiciones de cultivo, etc. (Almajano, 2009).
Estos compuestos se hallan preferentemente en las capas más superficiales de verduras y frutas, para proteger de la oxidación los tejidos de las capas inferiores (Palencia, 2002)
Investigaciones científicas realizadas en frutas nativas peruanas y recursos vegetales promisorios como aguaymanto, papaya de monte, tomate de árbol y tuna roja (Repo y Encina, 2008), carambola, yacón, tumbo, camu camu, noni y guinda, demuestran que contienen una elevada cantidad de polifenoles, recomendándose el consumo de estos frutos promisorios en una alimentación saludable para una mejor calidad de vida (Muñoz et al., 2007).
En la actualidad, este grupo de compuestos de origen vegetal presentan un gran interés nutricional por su contribución al mantenimiento de la salud humana (Almajano, 2009).
2.3.3. Propiedades antioxidantes
En el organismo, los radicales libres son bloqueados por un complejo sistema antioxidante de enzimas como la catalasa, superóxido dismutasa, glutatión peroxidasa y antioxidantes no enzimáticos, como las vitaminas A, E y C, además de los polifenoles (Almajano, 2009), que son sustancias responsables en gran medida de una enorme variedad de actividades biológicas atribuidas a frutas, verduras y plantas, o productos obtenidos a partir de las mismas (Dudonn et al., 2009).
Los polifenoles han reportado beneficio para la salud humana, especialmente en la prevención de enfermedades degenerativas, potenciando en la dieta el consumo de frutas que impiden la acumulación de radicales libres que causan daño oxidativo a lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, asociados a diversas enfermedades cancerígenas, cardiovasculares y neurodegenerativas (Barrios, 2007).
Asimismo, debido a que los polifenoles poseen propiedades antioxidantes y capacidad de captar radicales libres, muchos de estos compuestos también podrían ofrecer algún grado de protección contra el Alzheimer (Dudonn et al., 2009).
2.3.4. Métodos de identificación y cuantificación Entre los métodos más usados en alimentos, destacan:
a) Método de Folin-Ciocalteau
Este método espectrofotométrico se fundamenta en su carácter reductor y es el más empleado (Kuskoski et al., 2005).La oxidación de los fenoles, presentes en la muestra, causa la aparición de una coloración azulada que presenta un máximo de absorción a 765nm, y que se cuantifica por espectrofotometría en base a una curva patrón de ácido gálico o catequina (Leyva, 2009).
Se trata de un método preciso y sensible, pero que, aun así, padece numerosas variaciones cuando es aplicado por diferentes grupos de investigación, fundamentalmente en lo relativo a los volúmenes utilizados de la muestra, concentración de reactivos, además del tiempo y temperatura de incubación (Almajano, 2009).
Cuando se evalúan las propiedades antioxidantes de los alimentos vegetales o productos naturales, la cuantificación de polifenoles totales por el método de Folin- Ciocalteau proporciona información valiosa a la hora de seleccionar variedades con mayor potencial antioxidante (Amagase et al., 2009).
b) Otros métodos
Las técnicas cromatográficas han permitido la separación, aislamiento, purificación e identificación de compuestos fenólicos, así como el estudio de la interacción entre los polifenoles y otros componentes de los alimentos. Hoy en día, las técnicas de cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) son las más empleadas para la caracterización de los polifenoles en una gran variedad de extractos vegetales, frutas, zumos, aceite de oliva, vinos y otras bebidas (Martínez-Valverde et al., 2000).
2.3.5. Polifenoles del camu camu
En el trabajo de investigación sobre el potencial nutritivo y funcional de la guayaba, cocona y camu camu, el valor encontrado de polifenoles totales en pulpa de camu camu fue 1,67mg ácido gálico/100g (Torres, 2010).
En el Centro de Investigación de Bioquímica y Nutrición - Facultad de Medicina Humana de la Universidad de San Martín de Porres, se evaluó el contenido de compuestos fenólicos en recursos vegetales promisorios, encontrándose en la parte
comestible del camu camu un valor de 2393,72mg GAE/100g peso fresco (Muñoz et al., 2007).
En Brasil se evaluó el contenido polifenoles totales en la cáscara de camu camu en diferentes estados de madurez, obteniendo los siguientes valores: pintón 7,70, maduro 6,02 y verde 5,95mg ácido gálico/g cáscara seca (Villanueva-Tiburcio et al., 2010).
En la Revista de la Sociedad Química del Perú, se publicó los resultados de la concentración total de polifenoles en el fruto de camu camu, observando la mayor concentración en la pulpa y cáscara, con 23468,00 y 17905,50, siendo menor en las semillas con 2969,70mg ácido gálico/100g peso seco (Sotero et al., 2009).
En el Seminario de Valorización de Cultivos Andinos y Potencialidades de sus Componentes Bioactivos, realizado en la ciudad de Huancayo, también se dio a conocer los valores de polifenoles totales del fruto de camu camu en tres estados de madurez: verde 1119,8, pintón 1425,1 y maduro 1322,8mg GAE/100g (Campos, 2010).
2.4. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
Es un parámetro que determina qué tanto el compuesto antioxidante evita que su sustrato se oxide. Si el valor es cercano a cien, la capacidad antioxidante del compuesto en cuestión es alta. Sé plantea que la capacidad antioxidante es un parámetro para valorar la calidad dietética del producto en distintas condiciones de almacenamiento y procesos industriales (Escobar et al., 2010).
Asimismo, la capacidad antioxidante de un alimento depende de la naturaleza y concentración de los antioxidantes naturales presentes (Zapata et al., 2007). De igual manera, la capacidad antioxidante es dependiente de otros factores, incluidas las propiedades de los sustratos, condiciones y etapas de oxidación, así como la posible localización de los antioxidantes y sustratos en las distintas fases presentes en el alimento (González et al., 2001).
La capacidad antioxidante también depende del microambiente en que se encuentran los compuestos, interactuando entre sí y pudiendo producirse efectos sinérgicos o inhibitorios (Kuskoski et al., 2005). El efecto sinérgico que puede existir entre diferentes antioxidantes indica que el efecto antioxidante total puede ser más grande que la suma del efecto antioxidante individual, y en el aislamiento de un componente no se verá exactamente reflejado toda su acción (Kim et al., 2004).
La mayoría de estudios científicos en los que se valora la capacidad antioxidante, bien de compuestos puros o extractos vegetales, se utiliza el Trolox (ácido-6-hidroxi- 2,5,7,8-tetrametilcromano-2-carboxílico) como patrón (Martínez-Valverde et al., 2000).
Se compara la cantidad de inhibición de radicales libres de la muestra con la de un patrón, Trolox, un isómero hidrosoluble de la vitamina E, a partir de una recta de calibrado (Almajano, 2009).
Es necesario considerar que las determinaciones de la actividad antioxidante realizadas in vitro nos dan sólo una idea aproximada de lo que ocurre en situaciones complejas in vivo. Sin embargo, la extrapolación de resultados in vitro a lo que ocurre en un organismo in vivo, sólo es posible cuando se conoce la biodisponibilidad del compuesto activo, vale decir, cuando se sabe que, es estable en el tubo digestivo, se absorbe y alcanza niveles circulantes significativos (Leighton y Urquiaga, 2000).
2.4.1. Métodos de evaluación
Se han desarrollado distintos métodos de evaluación, generalmente basados en la evaluación de la capacidad de captura de radicales libres o en la evaluación de su capacidad reductora, constituyendo el grupo de métodos químicos (González et al., 2001).
Una de las estrategias más aplicadas en las medidas in vitro de la capacidad antioxidante total de un compuesto, mezcla o alimento, consiste en determinar la actividad del antioxidante frente a sustancias cromógenas de naturaleza radical; la pérdida de color ocurre de forma proporcional con la concentración (Kuskoski et al., 2005).
Entre los métodos usados comúnmente, destacan:
a) Método DPPH
Este método nos permite evaluar la actividad antioxidante de sustancias frente al radical libre estable 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) en una solución de metanólica que tiene un color violeta intenso, el cual se pierde progresivamente cuando se añade la muestra que contiene antioxidantes (Leyva, 2009).La reducción del DPPH es seguida por monitoreo de la disminución de la absorbancia en la longitud de onda durante la reacción. El radical en forma de DPPH absorbe a 515nm y por reducción de un antioxidante (AH) disminuye la absorbancia (Brand-Williams et al., 1995).
En la figura 05, se muestra la reacción entre el DPPH y un antioxidante (AH):
La capacidad para secuestrar los radicales DPPH está en función al contenido del principio activo presente en cada una de las muestras en estudio (Zavaleta, 2005).
El método DPPH es adecuado para medir la capacidad antioxidante de alimentos y extractos vegetales (Leyva, 2009).
b) Otros métodos.
Los distintos métodos difieren en el agente oxidante, en el sustrato empleado, en la medida del punto final, en la técnica instrumental utilizada y en posibles interacciones de la muestra con el medio de reacción (Medrazi et al., 2006).
A continuación se presenta una breve relación de ellos: Ensayo TRAP, del inglés Total Radical-Trapping Parameter (casi no se emplea); Captura del anión superóxido (no se ha encontrado buena correlación con la capacidad preventiva de la oxidación lipídica);
Ensayo FRAP, del inglés Ferric-Reducing Antioxidant Power (mide la capacidad de reducción que no refleja necesariamente la actividad antioxidante; Método ORAC, del inglés Oxygen Radical Absorbance Capacity (cada antioxidante analizado presenta comportamientos muy dispares) (González et al., 2001).
En el caso del Método ABTS, ácido 2,2´azino-bis(3-etilbenzotiazolin)-6-sulfónico, la capacidad de captura de radicales libres no es un reflejo de su verdadera actividad antioxidante; mientras que el Método DMPD (N,N-dimetil-p-fenilendiamina) presenta alta reproducibilidad inter-ensayo y se considera muy útil para medios no lipídicos (Kuskoski et al., 2005).
2.4.2. Capacidad antioxidante de frutas y productos vegetales
La dieta juega un papel importante en la prevención de las enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo, fundamentalmente a través de la ingestión de compuestos bioactivos de origen vegetal. Entre ellos, las vitaminas y una gran variedad de compuestos fenólicos, de los cuales la capacidad antioxidante está siendo investigada ampliamente en los últimos años (Almajano, 2009).
Existe interés en organizaciones internacionales de salud por conocer y difundir las propiedades antioxidantes que tienen los alimentos de consumo habitual, especialmente por su aporte de sustancias protectoras contenidas en frutas, hortalizas y otros vegetales, que son el resultado del metabolismo secundario que poseen todas las plantas. Por tales razones, resulta de particular interés investigar el poder antioxidante de los productos vegetales de nuestro medio (Zavaleta, 2005).
En las regiones tropicales no es costumbre consumir vino y no se cultiva la uva ni el arándano, pero existen muchas variedades de frutas que se consumen directamente o como jugo. Por lo tanto, de acuerdo al estudio de la capacidad antioxidante de 40frutas tropicales, se ha encontrado que muchas de éstas poseen gran capacidad antioxidante, destacando las siguientes: guanábana, chirimoya, guayaba, marañón, carambola, plátano verde, noni, ciruela, granadilla, mango, papaya, mamey, naranja, limón, maracuyá, zapote y níspero (Murillo, 2006).
En la investigación sobre la capacidad antioxidante y determinación de ácidos fenólicos y flavonoides en ocho alimentos nativos del Perú, el más potente fue el huacatay, que produjo el máximo porcentaje de inhibición de radicales libres (84,70%), seguido del aguaymanto (60,00%), pituca (38,10%), sachapapa morada (39,05%), tumbo (34,29%), sachatomate (29,56%), olluco (27,62%) y por último, el sachaculantro (23,81%)(Zavaleta, 2005).
Un estudio de la evaluación de la capacidad antioxidante de plantas medicinales peruanas, demostró la mayor capacidad de captación de radicales libres el extracto en corteza de canela 70,34%, seguido de la harina de maca Koken 60,32%, hojas de muña 59,85%, hojas de lagarto caspi 57,15%, hojas de hiporuro 44,18%, hojas de yacón 42,86% y harina de maca Amazon 40,71%(Castañeda et al., 2008).
La determinación de la capacidad antioxidante y compuestos bioactivos de frutas nativas peruanas, destacó que la tuna roja presenta una capacidad de inhibición del radical DPPH (77,65%) mucho mayor que la tuna anaranjada (41,65%) y la tuna verde (34,20%); concluyendo que la capacidad antioxidante está directamente relacionada con el contenido de pigmentos de la fruta (Repo y Encina, 2008).
En el VI Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica, realizado en la ciudad de Acapulco (México), se presentó los resultados del análisis de la capacidad antioxidante de cáscaras de frutos cítricos. La naranja valencia tuvo un valor de 87,75%, cercano al correspondiente para el BHT de 95,18%, que es un antioxidante sintético, siendo el extracto que obtuvo el valor más alto. Entre otros valores, destacaron el limón mexicano 52,48% y la naranja agria 43,75% (Escobar et al., 2010).
También es cierto que la capacidad antioxidante de las diversas frutas y verduras está influenciada por diferentes factores como la variedad de cultivo, zona geográfica e incluso horas de luz, tipo de suelo, temperatura y fertilizantes utilizados, por lo que es indispensable disponer de datos de los alimentos cultivados en el país (Navarro et al., 2006).
2.4.3. Capacidad antioxidante del camu camu
Su gran poder antioxidante se mide por su actividad inhibidora de radicales DPPH (1,1-difenil-2-picrilhidrazilo), que podría sobrepasar a la vitamina C pura y al Trolox (Hughes, 2008).
El coeficiente de inhibición al 50% (IC50) del radical libre DPPH, es expresado en µg/mL o mg/mL (Zavaleta, 2005).El valor IC50 representa la cantidad de extracto que reduce la absorbancia de la solución de DPPH en un 50%. Un menor valor de IC50
indica mayor actividad antioxidante porque requiere menos extracto para disminuir en un 50% la absorbancia de la solución DPPH. Los frutos que tienen el valor de IC50
menor tienen mayor actividad antioxidante (Murillo, 2006).
En la evaluación de la capacidad antioxidante en recursos vegetales promisorios, se encontró en la parte comestible del camu camu un IC50 (mg/mL) de 3,45, así como también valores de 805,63mg AAE/100g y 110,52μmol TE/g, para el VCEAC (capacidad antioxidante equivalente a vitamina C) y TEAC (capacidad antioxidante equivalente a Trolox), respectivamente; concluyendo que el camu camu posee capacidad antioxidante muy elevada (Muñoz et al., 2007).
La actividad antioxidante determinada en pulpa concentrada de camu camu en dos estados de madurez, concluyó que la más alta habilidad para inhibir radicales libres como el DPPH corresponde al estado maduro en el día 60 de almacenamiento, superando al estado pintón en todas las evaluaciones. En comparación con la cáscara de camu camu, las pulpas concentradas de estados de madurez diferentes poseen mayor valor de IC50, expresado en µg/mL: estado maduro 5,85 > estado pintón 19,12 >
cascara pintón 46,20 (Calvay, 2009).
En el Laboratorio de Productos Naturales de la Facultad de Farmacia y Bioquímica de la Universidad Nacional San Luis Gonzaga de Ica, se realizó un trabajo de evaluación de la actividad antioxidante del extracto acuoso del fruto de camu camu en el método de inhibición de las enzimas polifenoloxidasas (PPO). Al realizar una estimación cuantitativa, por comparación con la capacidad de inhibición enzimática de un estándar de referencia (Vitamina C), se comprobó que dicho extracto presenta una actividad antioxidante (30,13%) mayor que la vitamina C (7,24%), es decir, una potencia antioxidante 4 veces mayor (Klinar et al., 2009).
Dentro de los resultados del estudio de los diferentes extractos de siete plantas medicinales peruanas, que presentaron una buena capacidad antioxidante medida por el porcentaje de captación de radicales libres, destacó el fruto de camu camu con 98,09% (Castañeda et al., 2008).
En la investigación sobre el potencial nutritivo y funcional de la guayaba, cocona y camu camu, la capacidad antioxidante se calculó por la sumatoria de los contenidos de vitamina C, polifenoles totales y carotenoides, por ser compuestos con capacidad antioxidante. En el camu camu fresco el resultado fue 1735,64mg/100g, valor alto en comparación con los reportados con otras frutas, debido principalmente al aporte de vitamina C en esta fruta (Torres, 2010).
Finalmente, en el Seminario de Valorización de Cultivos Andinos y Potencialidades de sus Componentes Bioactivos, realizado en la ciudad de Huancayo, se presentó los resultados de capacidad antioxidante del fruto de camu camu en tres estados de madurez: verde 152,9, pintón 184,8 y maduro 166,7µmol TE/g (Campos, 2010).
2 3
III. MATERIAL Y MÉTODOS
3.1. LUGAR DE EJECUCIÓN
El trabajo de investigación se llevó a cabo en el Laboratorio de Control de Calidad de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional del Centro del Perú - Huancayo.
3.2. MATERIALES
3.2.1. Materia Prima
Se utilizó frutos de camu camu (Myrciaria dubia H.B.K. Mc Vaugh) de la variedad criollo, procedente del Fundo “El Limón”, ubicado en el Centro Poblado de Santa Martha del Distrito de Mazamari - Provincia de Satipo, a una altitud 625msnm.
3.2.2. Equipos, materiales y reactivos a) Equipos
Espectrofotómetro UV-VIS SHIMADZU, 200-1100nm
Balanza analítica electrónica SAREOR IUS, capacidad 220g, precisión 0,0001g
Centrífuga MLW, modelo 230, máx. 6 000rpm
Agitador magnético LABOR, modelo T62.1, 200-2 500rpm
Baño maría WILEY MILL, 0-100 °C
Estufa MLW, modelo WSU 200, 0-350 ºC
Mufla THERM GOMETET, modelo 6000, máx. 1 200 ºC
Digestor de proteínas GERHARDT
Equipo de destilación semi-micro Kjeldahl PIREX, capacidad 1L
Equipo de titulación GERMANY, capacidad 25mL
Extractor Soxhlet PIREX, capacidad 250mL, 3 cuerpos
Peachímetro digitalFCHOED, pH 0-14
Refractómetro manual AGAGO, 0-80 °Brix
Balanza ATLAS, capacidad 0-10kg
Bernier STANLEY
Cocinilla eléctrica MLV, modelo WSO 200, máx. 300 °C
b) Materiales
Vaso de precipitación de 50, 100 y 250mL
Bureta de 25mL
Fiolas de 50, 100, 500 y 1000mL
Pipetas graduadas de 1, 5 y 10mL
Micropipetas de 100-1000µL
Balones de 50mL
Matraz Erlenmeyer de 100 y 250mL
Probeta de 250 y 1000mL
Tubos de prueba con tapa de 4mL
Campanas desecadoras
Placas petri
Crisoles de porcelana
Mortero con pilón
Embudos de vidrio
Papel filtro Whatman N° 2 y 4
Cápsulas
Papel aluminio
Pinzas de metal
Soporte universal
Gradillas
Varillas
Cuchara de acero inoxidable
Pizeta
Otros: canastas, jabas de plástico y madera, bolsas de polietileno
c) Reactivos
Ácido sulfúrico al 1,25%
Ácido clorhídrico 0,05N
Hidróxido de sodio 0,1N y al 1,25%
Hexano absoluto
Indicador de fenolftaleína al 1%
Solución Buffer pH 4,0 y 7,0
Etanol al 80%
Methanol 89-91%
2,6 diclorofenol-indofenol
Acido oxálico 0,4 %
Carbonato de cálcico 20%
Folin-Ciocalteau
Carbonato de sodio
DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo)
Catalizador Kjeldahl (sulfato de potasio, cobre y selenio metálico)
Ácido bórico
Agua destilada
3.3. MÉTODOS DE ANÁLISIS 3.3.1. Análisis fisicoquímico
a) Sólidos solubles: Método refractométrico de lectura directa y expresado en grados Brix (AOAC, 1994).
b) pH: Método potenciométrico de medida directa (AOAC, 1994).
c) Acidez total: Método de titulación con NaOH 0,1N y expresado en ácido cítrico (AOAC, 1994).
3.3.2. Análisis proximal
a) Humedad: Método gravimétrico basado en la pérdida de peso de una muestra sometida en la estufa a 100 °C por 6 horas hasta obtener peso constante (NTP 205.002:1979).
b) Ceniza: Por incineración de la muestra en la mufla a 600 °C por 3 horas (NTP N 205.004:1979).
c) Proteína: Método semi-micro Kjendahl, utilizando el factor de conversión 6,25 (AOAC, 1990).
d) Grasa: Método de Soxhelt, usando hexano para extraer la grasa de una muestra previamente desecada (NTP 205.006:1980).
e) Fibra: Por hidrólisis ácida y alcalina en caliente de una muestra previamente desengrasada (NTP 205.003:1980).
f) Carbohidratos: Por diferencia, sé obtiene restando de 100, el peso en gramos de los macro componentes (Reyes et al., 2009).
3.3.3. Análisis químicos
a) Determinación de vitamina C: Método espectrofotométrico basado en la reducción del colorante 2,6 diclorofenol-indofenol por efecto del ácido ascórbico en solución. El estándar utilizado fue ácido ascórbico.
Los resultados se expresaron en mg ácido ascórbico/100g muestra.
b) Determinación de polifenoles totales: Método Folin-Ciocalteau (1998). El estándar utilizado fue ácido gálico. Los resultados se expresaron en mg ácido gálico/L muestra.
c) Determinación de la capacidad antioxidante: Método de Von Gadow y Col (1997), basado en una reacción con el 2,2 difenil-1- picrilhidrazilo (DPPH). Los resultados se expresaron en porcentaje de inhibición de radicales libres.
3.4. METODOLOGÍA EXPERIMENTAL
El diagrama de flujo para la preparación de muestras del camu camu en estado pintón y maduro, se muestra en la figura 06. Las descripciones se indican a continuación:
a) Recolección.- Se recolectaron manualmente 2kg de frutos de camu camu de cada estado de madurez (pintón y maduro).
b) Selección y clasificación.- Los frutos recolectados fueron seleccionados separando aquellos que estaban golpeados o picados, y según el tamaño homogéneo. Se clasificaron según el estado de madurez.
c) Lavado y desinfección.- Se realizó por inmersión en agua, con la finalidad de retirar partículas extrañas adheridas a la superficie de los frutos. Una vez lavados, la desinfección se realizó para reducir la cantidad de microorganismos. Para lo cual se sumergió los frutos en una solución de hipoclorito de sodio 15ppm, por 3 minutos a temperatura ambiente. Luego, se enjuagó adecuadamente.
d) Pesado.- Se pesaron 500g de frutos de camu camu por cada estado de madurez en estudio.
e) Pelado y trozado.- Los frutos fueron pelados y trozados manualmente a fin de separar la cáscara y semillas, obteniendo la pulpa.
f) Análisis.- Se cogió la cantidad necesaria de pulpa fresca de camu camu para realizar los análisis de determinación de vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante.
Manual
Frutos dañados 700g
Partículas extrañas 300g
500g por estado de madurez
Cáscara y semillas 460g
2kg
1300g
1000g
500g
40g
Por estado de madurez 40g
VC. 10g PT. 15g CA.15g
Figura 06. Diagrama de flujo para la preparación de muestras del camu camu en estado pintón y maduro
40x2=80g
RENDIMIENTO:
N = (80g/2000g) x 100%
N = 4%
RECOLECCIÓN
LAVADO Y DESINFECCIÓN
PESADO SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN
ANÁLISIS PELADO Y TROZADO
3.5. VARIABLES DE ESTUDIO
3.5.1. Variables independientes
Estado pintón
Estado maduro
3.5.2. Variables dependientes
Vitamina C
Polifenoles totales
Capacidad antioxidante
3.6. DISEÑO ESTADÍSTICO
Para la evaluación de la vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante en dos estados de madurez del camu camu, se utilizó el Diseño Completamente al Azar (DCA) con 3 repeticiones. Para la comparación de medias se empleó la prueba de Duncan al 5% de nivel de significación.
Para determinar la relación entre la vitamina C y polifenoles totales con la capacidad antioxidante, se realizó el análisis de regresión lineal simple, polinómica y correlación de variables.
Los datos obtenidos fueron analizados mediante los programas Statgraphics Centurion y Microsoft Office Excel 2010.
3.7. MODELO MATEMÁTICO Modelo aditivo lineal:
Yij = µ + Ai +
ε
ijDónde:
Yij = Cualquier observación de vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante
µ = Media poblacional
Ai = Efecto del i-ésimo estado de madurez
ε
ij = Error aleatorio del experimentoIV. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
4.1. ANÁLISIS FÍSICOQUÍMICO
En el cuadro 01, se puede apreciar las características fisicoquímicas (sólidos solubles, pH y acidez total) de los frutos de camu camu según el estado de madurez.
Cuadro 01. Análisis fisicoquímico del camu camu según el estado de madurez
Característica fisicoquímica
Estados de madurez Pintón Maduro Sólidos solubles (°Brix)
pH
Acidez total (%)
5,4 2,79 4,63
6,0 3,35 4,38
Como puede observarse, los resultados de sólidos solubles se encuentran dentro del rango 5,0-6,5 °Brix, indicado por la Norma Técnica Peruana 011.031:2007 que refiere los parámetros para pulpa de camu camu (sin especificar estado de madurez).
Los resultados en estado pintón son muy cercanos el valor de 5,5 °Brix mencionado por Rengifo (2009) quien también reporta en estado maduro 6,8 °Brix, lo cual es mayor a lo obtenido para los frutos de camu camu procedente del Distrito de Mazamari - Provincia de Satipo. Zapata et al. (2007) explican que factores varietales y medioambientales pueden iniciar cambios en la composición fisicoquímica.
Rojas (2002) explica que diferentes estudios han demostrado que la principal causa de la concentración de sólidos solubles en los frutos es el transporte de azúcar desde las hojas y sitios de reserva. Por tal motivo, la pulpa presenta monosacáridos como glucosa y fructuosa. Del mismo modo, Núñez (2008) precisa que el ligero incremento del contenido de sólidos solubles sugiere un aumento de la proporción de sacarosa y de azúcares reductores.
Encina (2005) comenta que la cantidad de sólidos solubles de la pulpa de una fruta es también índice del grado de madurez de la misma.
Los resultados de pH se pueden considerar en el rango 2,3-3,0 indicado por la Norma Técnica Peruana 011.031:2007 que refiere los parámetros para pulpa de camu camu (sin especificar estado de madurez), aunque el pH del camu camu maduro es ligeramente mayor.
El pH del fruto en estado pintón es mayor al valor 2,53 que indica Rengifo (2009) pero inferior a 3,00 determinado por Salas et al. (2002) en camu camu procedente de Pucallpa, quien además menciona que el fruto en estado maduro posee pH 3,20, valor que es menor a lo obtenido en la presente investigación.
Rojas et al. (2008) aducen que el valor del pH varía en función de la clase de fruta, que durante el proceso de maduración produce varios ácidos, afectando el pH.
Cahuana (1991) concluyó que la determinación del pH en las frutas es muy importante, ya que mediante éste se puede conocer el estado de madurez y el grado de deterioro. Por consiguiente, Rojas (2002) comprobó que el pH se estabiliza durante la madurez de la pulpa, disminuyendo en los estados más avanzados de sobre madurez.
La acidez total de los frutos de camu camu en ambos estados de madurez está por encima del rango 2,3-4,3% indicado en la Norma Técnica Peruana 011.031:2007 que refiere los parámetros para pulpa de camu camu (sin especificar estado de madurez).
De la misma manera, los resultados obtenidos son más altos que los valores expresados en ácido cítrico 3,07 y 3,08% para el estado pintón y maduro, respectivamente, referidos por Rengifo (2009). Zapata et al. (2007) asumen que la variación de las condiciones climáticas entre las diferentes estaciones podría influir significativamente en los perfiles de composición.
Cahuana (1991) menciona que a medida que se acerca el punto de maduración disminuye la acidez, esto sucede en la mayoría de los frutos pues la acidez depende del estado de madurez. Sin embargo, la tasa de ácidos en el fruto maduro sigue siendo alta. Además, conforme la fruta madura se reduce el contenido de ácidos, lo que se traduce en un incremento de pH, esto sucede porque durante la maduración los ácidos orgánicos son respirados o convertidos en azúcares, declinando en el periodo de la actividad metabólica máxima durante el curso de la maduración.
El contenido de ácidos es un requisito importante de calidad y en frutas cítricas dulces, durante su época normal de cosecha, la acidez varía desde el inicio de la temporada hasta al final de la misma referido por Encina (2005).
4.2. ANÁLISIS PROXIMAL
El cuadro 02 muestra los resultados del análisis proximal que se realizó a los frutos de camu camu en dos estados de madurez.
Cuadro 02. Análisis proximal del camu camu en dos estados de madurez
Componente
Estados de madurez Pintón Maduro Humedad (%)
Ceniza (%) Proteína /%) Grasa (%) Fibra (%)
Carbohidratos (%)
80,55 0,35 1,52 0,23 0,19 17,16
82,62 0,29 1,47 0,40 0,20 15,02
El mayor porcentaje de ceniza, proteína y carbohidratos, se encontró en el estado pintón, mientras que el estado maduro presentó una cantidad relativamente superior de humedad, grasa y fibra.
De los resultados obtenidos, los valores de humedad son inferiores a 93,9 señalado por Reyes et al. (2009) y 94,4 reportado por Torres (2010) en frutos cosechados en el estado de madurez comestible, procedentes de Ecuador. Lovera (2007) indica que el contenido de humedad depende tanto de la zona (manejo agronómico y condiciones ecológicas), procedencia y mes de realización de la cosecha.
Asimismo, Arenas et al. (1999) manifiestan que la humedad en los frutos tiene una estrecha relación con la humedad ambiental, mientras que, Núñez (2008) explica que la disminución en el contenido de humedad se debe a que durante la maduración existen pérdidas de agua en forma de vapor a través de rutas primarias tales como estomas y cutícula, fenómenos conocidos como traspiración.
Los porcentajes de ceniza son un poco más altos que 0,2 establecido en las Tablas Peruanas de Composición de Alimentos (2009) y mencionado por Reyes et al.
(2009).Sin embargo, los resultados coinciden con Arenas et al. (1999) quienes encontraron diferencias significativas en la comparación de frutos muy maduros con
respecto a los pintones y maduros, observándose la disminución del contenido de cenizas a medida que avanza la madurez de éstos. Además, Lovera (2007) resalta que el desarrollo de los frutos no está condicionado solamente a las disponibilidades de agua en el suelo, sino al suministro de elementos minerales del terreno.
En cuanto a las proteínas, los resultados determinados son muy superiores a 0,5 referido tanto por Reyes et al. (2009) como por Torres (2010), autor que adicionalmente indica que las proteínas suelen representar menos del 1% del peso fresco de las frutas; están compuestos de aminoácidos esenciales, diez de los cuales se clasifican como esenciales para la dieta humana. Encina (2005) señala que los frutos, en especial aquellos con características cítricas, tienen un bajo contenido de proteína. No obstante, Kalt (2005) argumenta que los valores varían debido a factores ambientales y grado de madurez.
Los porcentajes de grasa obtenidos son elevados comparados con 0,1 establecido en las Tablas Peruanas de Composición de Alimentos (2010), pero coincide con lo reportado por Torres (2009) quien explica que el contenido lipídico de las frutas suele hallarse por debajo del 1% y varía con el producto. Su valor nutritivo no deriva sólo de que las grasas constituyen una fuente energética, sino también del hecho de que el organismo requiere pequeñas cantidades de ácidos grasos insaturados. Por otro lado, según Cahuana (1991) la mayor cantidad de grasas se concentra en las semillas y en menor en las otras partes del fruto.
Las cantidades de fibra son menores al valor 0,4 indicado por Reyes et al. (2009) y más aún comparados con 0,6 determinado por Torres (2010), el cual refiere que el contenido de fibra de las frutas frescas se encuentra ordinariamente entre 0,7 y 4,7%.
Las frutas con menor contenido en agua, o cuya porción comestible contienen semillas, ofrece valores de fibra elevada. Sin embargo, Kalt (2005) argumenta que los valores varían debido a factores genéticos.
Los valores de carbohidratos se consideran muy superiores a 5,9 y 4,7, datos señalados por Reyes et al. (2009) y Torres (2010), respectivamente. Este último autor indica que el contenido de hidratos de carbono varía notablemente durante la maduración; los azúcares abundan en la fruta plenamente madura, lo cual coincide con los resultados obtenidos en el presente estudio, que además es respaldado por Repo y Encina (2008) quienes aducen que las frutas, en general, son fuentes importantes de carbohidratos. Al respecto, Encina (2005) comenta que los glúcidos en frutos con características cítricas, están conformados por monosacáridos (glucosa y
