UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ FACULTAD DE INGENIERÍA Y CIENCIAS HUMANAS
ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE
INGENIERÍA AGROINDUSTRIAL
TESIS
PRESENTADO POR:
ARAUZO RAYMUNDO, Javier
PARA OPTAR EL TÍTULO PROFESIONAL DE
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
JUNÍN – PERÚ 2021
“CAPACIDAD ANTIOXIDANTE Y POLIFENOLES DE UNA BEBIDA FUNCIONAL DE CARAMBOLA
(Averrhoa carambola L.) Y GRANADILLA
(Passiflora ligularis)”
i
ASESOR:
M.Sc. HUGO FERNANDO CAÑARI MARTICORENA
CO ASESOR:
M.SC . EDSON HILMER JULCA MARCELO
DEDICATORIA
Este trabajo esta principalmente dedicado a Dios, porque el me dio la vida para llegar a este momento tan importante en mi formación profesional. Gracias a mi Madre porque ella es mi principal apoyo y siempre me mostro su amor y su apoyo incondicional sin importar nuestra opinión. A mi padre, a pesar de nuestra distancia física, siento que siempre a estado conmigo, y aunque hemos extrañado en la vida, se que este momento no es menor para ti, pero especialmente para mí.
Javier.
iii
AGRADECIMIENTOS
▪ En mi trabajo actual, agradezco a Dios por ser mi guía y compañero en el camino de mi vida y por darme la paciencia y la sabiduría para alcanzar con éxito mis metas.
▪ Agradezco a todos los maestros cuya sabiduría, conocimiento y apoyo me han inspirado a crecer como persona y como profesional.
▪ Agradecimiento a la universidad ya todas las instituciones que me permitieron terminar mi etapa de vida por su paciencia, guía y dirección durante esta investigación.
▪ Gracias a mi familia por permitirme cumplir con excelencia en el desarrollo de la tesis.
▪ A todos los que han sido mis maestros, hombres de gran sabiduría, por sus consejos que me han llevado hasta donde estoy.
Javier.
RESUMEN
Con el objetivo de evaluar la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles totales de una bebida funcional de carambola y granadilla. Se formularon tres combinaciones de zumo de carambola y granadilla (1:1; 2:3; 3:2) para determinar la combinación óptima por determinación de capacidad antioxidante (método de DPPH), contenido de polifenoles (método de Folín – Ciuocateu) cuyos resultados indican que la formulación óptima es la combinación C1 (1:1) con 50% de zumo de carambola y 50% de zumo de granadilla obteniéndose 53,80 0,85 M ET/mL de capacidad antioxidante y un contenido de polifenoles totales de 2,14 0,15 mg EAG/mL los que resultaron ser significativamente distintos de acuerdo con la prueba de Duncan con un nivel de significancia de 0,05. La evaluación sensorial llevada a cabo mediante escala hedónica de 10 puntos, empleando 40 panelistas no entrenados indica que la combinación óptima es C2 con 40% de zumo de carambola y 60% de zumo de granadilla (2:3) con un calificativo de “me agrada mucho”, siendo significativamente distinta de acuerdo con la prueba de Friedman con un nivel de significancia de 0,05, por lo que se puede concluir que la bebida funcional elaborada con carambola y granadilla tiene niveles significativos de capacidad antioxidante y contenido de polifenoles.
Palabras claves: Capacidad Antioxidante, Polifenoles, Bebida Funcional, Carambola, Granadilla.
v
ABSTRACT
To evaluate the antioxidant capacity and the content of total polyphenols of a functional drink of carambola and granadilla. Three combinations of carambola and passion fruit juice (1: 1; 2:
3; 3: 2) were formulated to determine the optimal combination by determining antioxidant capacity (DPPH method), polyphenol content (Folín-Ciuocateu method) whose Results indicate that the optimal formulation is the combination C1 (1:1) with 50% of carambola juice and 50% of passion fruit juice, obtaining 53.80 0.85 M ET / mL of antioxidant capacity and content of polyphenols totals of 2.14 0.15 mg EAG / mL which turned out to be significantly different according to Duncan's test with a significance level of 0.05. The sensory evaluation carried out using a 10-point hedonic scale, employing 40 untrained panelists, indicates that the optimal combination is C2 with 40% carambola juice and 60% granadilla juice (2:3) witha qualifier of “me it pleases a lot”, being significantly different according to the Friedman test with a significance level of 0.05, so it can be concluded that the functional drink made with carambola and granadilla has significant levels of antioxidant capacity and polyphenol content.
Keywords: Antioxidant capacity, polyphenols, functional drink, carambola, passion fruit.
ÍNDICE DE CONTENIDOS
ASESOR ... i
DEDICATORIA ... ii
AGRADECIMIENTOS ... iii
RESUMEN ...iv
ABSTRACT ... v
ÍNDICE DE TABLAS ... x
ÍNDICE DE FIGURAS ... xi
INTRODUCCIÓN ... 12
CAPÍTULO I PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA 1.1. Caracterización del problema... 14
1.2. Formulación del problema ... 16
1.2.1. Problema general ... 16
1.2.2. Problemas específicos ... 16
1.3. Objetivos de investigación ... 16
1.3.1. Objetivo general ... 16
1.3.2. Objetivos específicos ... 17
1.4. Justificación e importancia ... 17
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO 2.1. Antecedentes de la investigación ... 19
2.2. Teorías básicas ...21
2.2.1. La carambola (Averrhoa carambola L.) ...21
2.2.1.1. Origen, botánica, morfología y estructura ...21
2.2.1.2. Taxonomía ... 22
2.2.1.3. Variedades ... 23
vii
2.2.1.4. Valor alimenticio ... 23
2.2.1.5. Propiedades funcionales de la carambola ... 25
2.2.2. Granadilla (Pasiflora ligularis). ... 26
2.2.2.1. Clasificación taxonómica de la granadilla ... 27
2.2.2.2. Morfología del fruto de granadilla ... 28
2.2.2.3. Composición químico proximal de la granadilla ... 29
2.2.2.4. Usos. ... 29
2.2.2.5. Propiedades funcionales de las granadilla ... 30
2.2.3. Tecnología de bebidas funcionales ... 31
2.2.4. Antioxidantes ... 34
2.2.4.1. Capacidad antioxidante ... 34
2.2.4.2. Ensayo de radicales 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH) ... 35
2.2.5. Compuestos fenólicos. ... 36
2.2.5.1. Contenido de fenoles por el método Folin-Ciocalteu. ... 38
2.2.5.2. Contenido total de flavonoides ... 39
2.2.6. Evaluación Sensorial ... 40
2.2.6.1. Métodos. ... 41
2.3. Definiciones de variable de estudio ... 43
2.3.1. Nivel de combinaciones de zumo de frutas. ... 43
definido. 2.3.2. Análisis químico proximal... 43
2.3.3. Análisis fisicoquímico ... 43
2.3.4. Evaluación sensorial ... 43
2.3.5. Capacidad antioxidante ... 43
2.3.6. Contenido de polifenoles ... 44
2.4. Hipótesis de investigacion ... 44
2.4.1. Hipótesis general ... 44
2.4.2. Hipótesis de trabajo (estadística) ... 44
2.5. Operacionalizacion de las variables ... 44
CAPÍTULO III METODOLOGÍA DEL TRABAJO 3.1. Lugar de ejecución ... 46
3.2. Métodos ... 46
3.2.1. Bebida funcional de carambola y granadilla ... 46
3.2.1.1. Análisis químico proximal ... 46
3.2.1.2. Análisis fisicoquímico ... 46
3.2.2. Evaluación de capacidad antioxidante ... 47
3.2.3. Contenido de polifenoles totales. ... 47
3.2.4. Análisis Sensorial ... 48
3.3. Metodología investigación ... 49
3.3.1. Tipo de investigación: Aplicada ... 48
3.3.2. Nivel de investigación: Explicativo ... 48
3.3.3. Metodologia experimental ... 48
3.4. Poblacion y muestra ... 49
3.4.1. Población ... 50
3.4.2. Muestra... 50
3.5.1. Procedimientos. ... 51
3.5. Tecnicas, e instrumentos y procedimientos de recoleccion de datos ... 52
3.6. Procedimientos. ... 54
3.6.1. Flujograma de elaboración de la bebida funcional ... 54
3.6.2. Descripción del diagrama de flujo ... 54
3.7. Tecnicas ... 53
3.8. Instrumentos… ... 53
3.8.1. Materiales ... 53
ix
3.8.2. Equipos ... 53
3.8.3. Reactivos ... 54
3.9. Tecnicas de procesamiento de informacion ... 55
3.9.1. Procesamiento de datos ... 55
3.9.1. Metodo estadistico ... 55
CAPÍTULO IV DESCRIPCIÓN DE LOS RESULTADOS 4.1. Determinación de la combinación óptima mediante la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles de la bebida funcional ...57
4.1.1. Capacidad antioxidante de la bebida funcional ...57
4.1.2. Contenido de polifenoles de la bebida funcional ... 60
4.2. Determinación de la combinación óptima para la elaboración de la bebida funcional mediante evaluación sensorial ... 62
4.2.1. Evaluación sensorial de la bebida funcional de carambola y granadilla ... 62
4.2.1.1. Evaluación del atributo sabor mediante la prueba de Friedman ... 64
4.2.1.2. Evaluación del atributo color mediante la prueba de Friedman ... 65
4.2.1.3. Evaluación del atributo olor mediante la prueba de Friedman ... 66
4.2.1.4. Evaluación del atributo apariencia general mediante la prueba de Friedman ... 66
4.3. Análisis químico proximal y fisicoquímico de la bebida funcional de carambola y granadilla de mayor aceptación sensorial ... 68
CAPÍTULO V DISCUSIÓN DE LOS RESULTADOS 5.1. Determinación de la combinación óptima mediante la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles de la bebida funcional ... 69
5.2. Determinación de la combinación óptima para la elaboración de la bebida funcional mediante evaluación sensorial ... 71
5.3. Análisis químico proximal y fisicoquímico de la bebida funcional de carambola y
granadilla de mayor aceptación sensorial ... 71
CONCLUSIONES ... 73
RECOMENDACIONES ...75
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 76
ANEXOS ... 85
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Principales características de variedades de carambola ... 23Tabla 2. Valor nutricional de la carambola en 100 g de alimento ... 25
Tabla 3. Desarrollo de la calidad del fruto de granadilla dulce agrupada en cuatro estados de madurez. ... 27
tabla 4. compocicion quimico de la granadilla ... 29
Tabla 5. Operacionalización de las variables ... 45
tabla 6. tecnicas de instrumentos y procedimientos de recoleccion de datos… ... 50
Tabla 7. Capacidad antioxidante y porcentaje de captación de radicales libres ... 56
Tabla 8. Prueba de normalidad de Shapiro – Wilk ...57
Tabla 9. ANOVA de la capacidad antioxidante de la bebida funcional ... 59
Tabla 10. Prueba de Duncan para la capacidad antioxidante de la bebida funcional ... 58
Tabla 11. Contenido de polifenoles de la bebida funcional ... 58
Tabla 12. Prueba de normalidad de Shapiro – Wilk ... 61
Tabla 13. ANOVA del contenido de polifenoles (mg EAG/mL) de la bebida funcional ... 61
Tabla 14. Test de Duncan para la capacidad antioxidante de la bebida funcional ... 62
Tabla 15. Aceptabilidad sensorial de la bebida funcional de carambola y granadilla ... 63
Tabla 16. Prueba de Friedman para el atributo sabor ... 64
Tabla 17. Comparaciones múltiples de Friedman para el atributo sabor ... 65
xi
Tabla 17. Prueba de Friedman para el atributo color ... 65
Tabla 19. Comparaciones múltiples de Friedman para el atributo color ... 65
Tabla 20. Prueba de Friedman para el atributo olor ... 66
Tabla 21. Comparaciones múltiples de Friedman para el atributo olor ... 66
Tabla 22. Prueba de Friedman para el atributo sabor ... 67
Tabla 23. Comparaciones múltiples de Friedman para el atributo sabor ... 67
Tabla 24. Composición químico proximal de la bebida funcional ... 68
Tabla 25. Composición fisicoquímica de la bebida funcional ... 68
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Fruta de carambola lista para la cosecha ... 21Figura 2. Corte transversal de la carambola ... 23
Figura 3. Frutos de la granadilla (Passiflora ligularis) ... 28
Figura 4. Flujo del procesamiento de bebidas funcionales. ... 33
Figura 5. Reacción del radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo ... 36
Figura 6. Reacción del ácido gálico con azul de molibdeno y azul tungsteno ... 38
Figura 7. Formación de complejos para determinar el contenido de flavonoides ... 39
Figura 8. Principales clases de procedimientos de prueba sensorial ... 42
Figura 9. Diseño experimental propuesto ... 49
Figura 10. Flujograma de elaboracion de la bebida funcional de carambola y granadilla ... 52
Figura 11. Capacidad antioxidante de la bebida funcional de carambola y granadilla... 56
Figura 12. Contenido de polifenoles de la bebida funcional de carambola y granadilla ... 60
Figura 13. Valoración de los atributos sensoriales de la bebida funcional ... 63
INTRODUCCIÓN
En el mundo actual, la demanda de los consumidores está enfocada en alimentos con propiedades funcionales, como bajo contenido calórico, logrando un aumento muy lento del azúcar en y reduciendo los triglicéridos en la sangre (Sasaki et al., 2018); Es por eso que las razones recomendadas para hacer una bebida funcional de carambola y maracuyá y probarla en combinación en tres niveles. (1:1; 2:3; 3:2) con tres repeticiones cada una con el fin de elegir cuál de ellas tiene una mayor capacidad antioxidante, un mayor contenido de polifenoles y la que tenga una mejor aceptación sensorial.
La bebida funcional se elaborará con dos frutos exóticos, la carambola y la granadilla que tienen muy buenas características benéficas para la salud, lo que constituye un atractivo que debe comprobarse, pues no se conocen más detalles del uso combinado, pues toda las referencias y estudios se han realizado para cada fruto y estas brindan diversos beneficios para la salud del ser humano.
Tradicionalmente, para la elaboración de bebidas se emplean las frutas inmaduras y maduras, pues generalmente se formulan con adición de azúcar para obtener el contenido de solidos solubles adecuados de acuerdo con la norma técnica, pero la presente trata de optimizar la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles, pero sin olvidar la aceptación del producto.
Para la determinación de la capacidad antioxidante se empleó el ensayo de radicales 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH), método descrito por primera vez por Blois en 1958 y ha sido modificado por numerosos investigadores (Rojas & Buitrago, 2019), el cual ha dado los siguientes resultados: C1 con 53,80 0,85 M ET/mL; luego sigue C2 con 49,42 0,55 M ET/mL y C3 con 39,64 ± 1,27 M ET/mL.
Para Para determinar el contenido de polifenoles totales se utilizó el método de Folin- Ciocalteu, método recomendado por Singleton & Rossi, (1965); después de realizada la
prueba se obtuvo los resultados siguientes: C1 con 2,14 0,15 mg EAG/mL; luego C2 con 1,70
0,09 mg EAG/mL y C3 con 1,44 ± 0,21 mg EAG/mL.
La evaluación sensorial ha permitido encontrar la mejor combinación de la bebida funcional en función de su aceptabilidad, para lo cual se ha utilizado una escala hedónica del 1 al 10, para lo cual el panel de jueces estuvo integrado por 40 panelistas no entrenados que evaluaron las características organolépticas de: color, olor, sabor y aceptabilidad general.
De acuerdo con los resultados obtenidos en el estudio se puede afirmar que la bebida funcional de carambola y granadilla sería de especial utilidad y relevancia en la actualidad considerando el incremento de casos de obesidad y diabetes en todo el mundo, esta bebida tiene un sabor agradable, posee relativamente pequeñas cantidades de fructosa, glucosa y sacarosa.
Por lo tanto, la bebida funcional de carambola y granadilla tiene el potencial de servir como alimento funcional para personas obesas y pacientes con diabetes. Además, la evaluación sensorial por los 40 panelistas mostró valores altos de sabor, color, olor y aceptabilidad general.
Sin embargo, no se realizó una evaluación sensorial mediante un panel de expertos, ni tampoco a gran escala para evaluar la aceptabilidad del consumidor a gran escala; Tampoco se realizaron pruebas biológicas para evaluar los niveles de azúcar en la sangre después de tomar el suplemento
Por todas las consideraciones que se han tenido en cuenta, expresamos la importancia que tiene para todas aquellas personas que desean conocer algo más sobre el tema, por ello se recomienda su lectura a fin de conocer los detalles del trabajo.
El Autor.
CAPÍTULO I
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
1.1. Caracterización del problema
Las enfermedades no transmisibles (ENT), que son representadas especialmente por enfermedades cardiovasculares (ECV), cáncer, diabetes y enfermedades respiratorias crónicas, son una carga cada vez mayor en todo el mundo. Las ENT son más prevalentes en los países de ingresos bajos y medianos (PIBM) y son la principal causa de morbilidad y mortalidad, siendo la causa de casi tres cuartas partes de las muertes mundiales. Las ENT tienen un impacto a nivel individual, familiar y doméstico, pero también plantean grandes desafíos para la sociedad debido a las cargas económicas asociadas (Mansour et al., 2020).
Actualmente el consumo de frutas y verduras está ganando atención en todo el mundo por los beneficios para la salud que incluyen propiedades cardioprotectoras, anticancerígenas, antidiabéticas y antiobesidad. Los compuestos bioactivos como los polifenoles que incluyen flavonoides , taninos , catequinas , vitaminas C y E , β-caroteno,etc., y varios otros confieren estos beneficios protectores de la salud. La mezcla de estos compuestos puede proporcionar una mejor protección que un único fitoquímico debido a sus efectos sinérgicos. Todos estos compuestos se han adscrito a la captación de radicales libres, reduciendo el estrés oxidativo y previniendo la oxidación de biomoléculas que pueden romper cadenas de reacción de patógenos en el deterioro de funciones fisiológicas. Específicamente, los radicales libres producen daños celulares, lesiones tisulares y niveles elevados de especies reactivas de oxígeno (ROS) (Saravanan & Parimelazhagan, 2014).
Dentro de esta realidad, podemos indicar que el país posee una gran diversidad agrícola que muchas veces no se emplean de manera masiva a causa de diversos factores, como en el caso de algunos frutos nativos que contienen significativas cantidades de nutrientes y bioelementos funcionales útiles para la salud no se emplean en la dieta alimenticia, razón por la cual surge la idea de realizar una bebida apetecible con el fin de promover su consumo por
parte de la población, teniendo en consideración que estas dolencias no distinguen edad, raza, nivel socioeconómico entre otras.
La Averrhoa carambola L., perteneciente a la familia Oxalidaceae, comúnmente llamada "carambola" o "fruta estrella", muy popular en las regiones tropicales y subtropicales.
La carambola tiene dos tipos principales de sabor, dulce y ácido, y es rica en componentes fenólicos (Jia et al., 2018). Por lo general, la carambola se usa como medicina tradicional para el tratamiento de varias dolencias, mientras que se han informado las actividades farmacológicas de varias partes de la planta, como frutas, hojas y tallos, indicando actividades biológicas antiinflamatorias, antioxidantes, antimicrobianas y antiulcerosas (Das Gupta et al., 2013). Este fruto posee una alta actividad antioxidante que protege a la célula contra el daño celular, se debe tener en cuenta que la mayoría de los antioxidantes (70%) de la carambola están presentes en los tejidos y no en el jugo, a pesar de que el jugo constituye aproximadamente el 95% del peso fresco de la fruta (Warren & Sargent, 2011).
La granadilla (Passiflora ligularis), fruto que crece en diversas regiones tropicales del mundo. Se ha informado previamente que la pulpa de la fruta consta de una cantidad considerable de nutrientes como proteínas, carbohidratos, aminoácidos, vitamina C y fibra cruda, La cáscara contiene polisacáridos de alto peso molecular como xilosa, glucosa, galactosa, galactosamina y fructosa; Además de sus efectos antioxidantes y antibacterianos (Saravanan & Parimelazhagan, 2014). Sin embargo, los frutos de P.
ligularisno han sido expuestos a investigaciones farmacológicas y antioxidantes, tratar la ansiedad, el insomnio, el asma, la bronquitis y las infecciones urinarias (Viuda et al., 2020).
Se han desarrollado nuevos productos alimenticios con propiedades fisiológicas y/o terapéuticas para crear nuevas categorías de productos alimenticios que se consideran funcionales, como las bebidas formuladas a partir de frutas locales que pueden contener ingredientes probióticos, estas bebidas no solo aportan nutrientes naturales, sino también una variedad de sabores, aromas y colores exóticos, complementa un aporte nutricional y brinda beneficios adicionales a la salud humana. Entre ellos: B. las bebidas funcionales se elaboran a base de frutas, y en la región de Junín existe diversas frutas entre la sierra, como la carambola
y la granadilla, que requieren técnicas de conservación.
El objetivo es obtener una bebida funcional que contenga ingredientes bioactivos y altamente nutritiva gracias a las vitaminas, utilizando dos frutas de diferentes regiones (ligularis), la capacidad antioxidante de este producto, polifenoles totales, determina el ácido ascórbico, propiedades fisicoquímicas y organolépticas.
1.2. Formulación del problema
1.2.1. Problema general.
¿Cuál es la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles totales de una bebida funcional de carambola y granadilla?
1.2.2. Problemas específicos.
▪ ¿Cuál es el nivel de combinación óptima de zumo de carambola y granadilla para la elaboración de la bebida funcional, mediante la capacidad antioxidante y contenido de polifenoles totales de la bebida funcional?
▪ ¿Cuál es el nivel de combinación óptima de zumo de carambola y granadilla para la elaboración de la bebida funcional, mediante la evaluación sensorial?
▪ ¿Cuál es la composición químico proximal y fisicoquímica de la bebida funcional de carambola y granadilla de mayor aceptación?
1.3. Objetivos de investigación 1.3.1. Objetivo general.
Evaluar la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles totales de una bebida funcional de carambola y granadilla.
1.3.2. Objetivos específicos.
▪ Analizar el nivel de combinación óptima de zumo de carambola y granadilla para la elaboración de la bebida funcional, mediante la capacidad antioxidante y el contenido de polifenoles de la bebida funcional.
▪ Determinar es el nivel de combinación óptima de zumo de carambola y granadilla para la elaboración de la bebida funcional, mediante la evaluación sensorial.
▪ Realizar el análisis químico proximal y fisicoquímico de la bebida funcional de carambola y granadilla de mayor aceptación.
1.4. Justificación e importancia.
El sector de las bebidas funcionales ha experimentado un gran crecimiento en los últimos años con nuevos productos. Muchas de las nuevas innovaciones incluyen versiones más ligeras de jugos con menos calorías y carbohidratos, y más tipos de jugos utilizados. Una tendencia reciente es que los consumidores buscan bebidas que ayuden a mejorar su estado de salud debido a la creciente tasa de enfermedades, por lo que la mayoría de las bebidas no alcohólicas en el mercado tienen beneficios para la salud y valor agregado (Derkyi et al., 2018) En el mundo moderno, las demandas de los consumidores se centran en alimentos con propiedades funcionales, como poseer un contenido bajo en calorías, lograr un aumento lento del nivel de glucosa en sangre y reducir el nivel de triglicéridos en sangre (Sasaki et al., 2018), es por ello que las mezclas de los sabores más exóticos en los jugos (por ejemplo, naranja, fruta de la pasión y granada) se han vuelto comunes, razón por la cual, las bebidas de frutas están ingresando al mercado como un complemento saludable y nutritivo o una alternativa a los bocadillos; empleando la fortificación con vitaminas y minerales para atraer a consumidores con problemas de salud específicos (Derkyi et al., 2018).
Los consumidores demandan alimentos que, además de satisfacer el sabor, sean saludables o contribuyan a su salud, esta demanda puede ser cubierta por los denominados alimentos funcionales, de ahí el interés en la elaboración de bebidas funcionales con escasa
adición de azúcar ya que estos alimentos y sus componentes tienen muchos beneficios para la salud (Melini et al., 2019), es por ello que se emplearon en la elaboración la carambola que al alcanzar un adecuado grado de madurez tiene un sabor muy dulce y refrescante, cuya pulpa es jugosa, con alto contenido de fibra, rica en vitaminas A y C, capaz de prevenir el cáncer, reduce el estreñimiento gracias a su contenido en fibra soluble, bajo contenido de grasa, y sus hidratos de carbono y calorías, de manera que su consumo es también interesante cuando se sigue una dieta de adelgazamiento; además se empleó la granadilla una fruta que tiene elevado contenido de vitamina A y C, fisiológicamente contribuye a la adecuada visión, la piel, el cabello, el sistema óseo e inmunológico, del mismo modo coadyuba a la producción del colágeno y glóbulos rojos, además de favorecer la absorción del hierro.
Durante mucho tiempo, los alimentos altamente procesados se consumieron preferentemente en todo el mundo aumentando el riesgo de padecer enfermedades crónicas como diabetes, cáncer, enfermedades coronarias, obesidad y mortalidad prematura. El interés de los consumidores ha cambiado ahora hacia alimentos alternativos más saludables (Ruiz et al., 2020).
Por lo anterior, el trabajo de investigación “Capacidad Antioxidante y Polifenoles de una Bebidas Funcionales de Carambola (Averrhoa carambola L.) y Granadilla (Passiflora ligularis)”
determinó los niveles óptimos combinados de los jugos de estas frutas y su calidad, desarrollado para hacer manejo decisiones parámetro. Esto nos permite desarrollar productos funcionales, entre ellos antioxidantes que se encuentran en los pigmentos y compuestos fenólicos que aportan energía y permiten que el organismo absorba y elimine sustancias que en el futuro derivarán en enfermedades crónicas como el cáncer.
CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
2.1. Antecedentes de la investigación
Para desarrollar el trabajo de investigación se revisaron diversos trabajos y artículos, destacándose los siguientes:
Caballero & Dolores, (2018) en la tesis “Bebida funcional a base de passiflora edulis (maracuyá), passiflora ligularis (granadilla) y salvia hispanica (chía) para personas con dislipidemia”, evaluaron la formulación más adecuada según sus proporciones, características fisicoquímicas y sensoriales, de acuerdo a las preferencias y exigencias nutricionales de los adultos, eligiendo la bebida de maracuyá, granadilla y semillas de chía (30:20:30) de acuerdo a la evaluación sensorial, otorgándole el calificativo “me gusta mucho”, además aporta 1,12%
de ácidos grasos monoinsaturados; 2,25% de fibra alimentaria; 62,14 mg de vitamina C; 0,38
± 0,035 mmol TE/g de capacidad antioxidante y 286,48 ± 8,581 mg de compuestos fenólicos/g.
Liberato, (2020) Efecto de las concentraciones de chía (Salvia hispánica L.), jugo de maracuyá (Passiflora edulis) y granadilla (Passiflora ligularis) sobre las propiedades fisicoquímicas y aceptabilidad general de bebidas de frutas 1.00 – 4.00%), jugo de maracuyá ( 1.00 – 4.00%) y granadilla (16.50 – 19.50%) fueron examinados para pH, acidez titulable, sólidos solubles, sedimentación y evaluación general de aceptabilidad social. Se aplicó un diseño de mezcla simplex de centroide extendido para obtener un modelo matemático adecuado que represente el comportamiento de las variables en estudio y establecer la combinación predictiva óptima de factores que permita optimizar la respuesta. Las concentraciones de chía, jugo de maracuyá y maracuyá tuvieron un efecto significativo (p<0,05) sobre el pH y la aceptabilidad general, mientras que para la acidez titulable, los sólidos solubles y la sedimentación se encontraron resultados opuestos. Concentraciones de 2,02% de chía, 1,84% de jugo de maracuyá y 17,64% de granadilla permitieron un mejor pH (3,57) y mayor aceptabilidad.
Calificación general de 7.53 (valor aproximado de 8 puntos = calificación "Me gusta mucho") en bebida de frutas
Carranza & Luna, (2020) en el trabajo “Evaluación del lactosuero dulce y pulpa liofilizada de maracuyá (Passiflora edulis) en una bebida láctea fermentada funcional”
concluyeron que mediante el análisis de las características funcionales de la pulpa liofilizada de maracuyá se pudo observar que la cantidad de polifenoles totales presento valores medios y la capacidad antioxidante valores altos, que pueden ser potencialmente transferidos a la bebida fermentada. El tratamiento T3 (50% de lactosuero dulce y 1,5% de pulpa liofilizada de maracuyá) arrojó los mejores resultados en cuanto a los valores de polifenoles totales y capacidad antioxidante, por lo tanto, es una buena fuente potencial como bebida funcional. Los resultados de las características fisicoquímicas en la bebida láctea, ubicó al T6 (60% de lactosuero dulce y 1,5% de pulpa liofilizada de maracuyá) como el mejor parámetro para viscosidad y para el parámetro de acidez al T3 (50% de lactosuero dulce y 1,5% de pulpa liofilizada de maracuyá), resaltando que en ambos parámetros el porcentaje de pulpa no cambia.
Bartoszek & Polak, (2016) en el trabajo “una comparación de las capacidades antioxidantes de jugos de frutas, bebidas y néctares, según lo determinado por espectroscopias EPR y UV-vis” indican que todos los jugos de frutas, bebidas y néctares estudiados mostraron propiedades antioxidantes. Se encontró una dependencia entre la capacidad antioxidante equivalente de Trolox (TEAC) y el porcentaje de contenido de fruta en las muestras estudiadas.
Con base en la investigación realizada sobre las propiedades antioxidantes utilizando técnicas de espectroscopía EPR y UV-vis, se determinó que la espectroscopía EPR es el método más adecuado para determinar la capacidad antioxidante con el uso del radical libre DPPH*. Es un método exclusivo de radicales libres, y otras sustancias que están presentes en el material estudiado no participan en la señal registrada. Además, a diferencia de la espectroscopía UV- vis, el color de la muestra no influye en los resultados y, por lo tanto, es posible estudiar muestras turbias y poco claras.
2.2. Teorías básicas
2.2.1. La carambola (Averrhoa carambola L.).
2.2.1.1. Origen, botánica, morfología y estructura.
La carambola (Averrhoa carambola L.) se originó en el sudeste asiático y se ha cultivado en regiones tropicales y subtropicales durante cientos de años. La carambola también se conoce como carambola en los Estados Unidos. Hay otros nombres que incluyen: cinco esquinas, cinco dedos y numerosos nombres que no están en inglés. Uno de los nombres no ingleses más interesantes proviene de Filipinas, donde se llama "balembing" o "belimbing", que es un modismo que también se usa para describir a los políticos que parecen tener múltiples caras (Warren & Sargent, 2011).
Figura 1
Fruta de carambola lista para la cosecha
Fuente: (Brazo, 2019)
La carambola es un miembro de la familia Oxalidaceae y los árboles de hoja perenne crecen en regiones tropicales y subtropicales. El fruto es una baya que se origina en el ovario y por lo general tiene de cuatro a seis aletas (siendo cinco las más comunes) (Figura 1). Otros miembros de la familia son el bilimbi (Averrhoa bilimbi L.), también conocido como pepino de árbol, y las acederas (Oxalis sp.). Bilimbi es similar a la carambola, pero carece de las aletas pronunciadas de la carambola, lo que le da una apariencia similar a la de un pepino. Las acederas son plantas anuales herbáceas que pueden convertirse en una maleza molesta en los
invernaderos porque las vainas de semillas maduras son explosivamente dehiscentes (Warren
& Sargent, 2011).
Los vistosos frutos ovoides, oblongos o elipsoides, longitudinalmente (cinco) (rara vez cuatro o seis) angulados, de 6 a 15 cm de largo y hasta 9 cm de ancho, tienen una cutícula delgada y cerosa, piel de color amarillo anaranjado y jugosos, crujientes, de color amarillo translúcido. pulpa jugosa cuando está completamente madura. Las rebanadas cortadas en sección transversal tienen la forma de una estrella (Figura 2). La fruta es una baya y tiene un olor a ácido oxálico más o menos pronunciado y el sabor varía de muy ácido a levemente dulce (Babu et al., 2006).
2.2.1.2. Taxonomía.
La carambola tiene la siguiente clasificación taxonómica (Wikipedia, 2020):
Reino: Plantae
Subreino: Tracheobionta División: Magnoliophyta
Clase: Magnoliopsida Subclase: Rosidae
Orden: Oxalidales Familia: Oxalidaceae
Género: Averrhoa
Especie: Averrhoa carambola L.
Nombre común: carambola, carambolo, carambolos, tamarindo chino, tamarindo culí, árbol del pepino, carambolera, carambolero, caramboleiro
Figura 2
Corte transversal de la carambola
Fuente: Iandalon, (2016)
2.2.1.3. Variedades
Según Mateus et al., (2015) indica que de forma general que existen dos tipos principales de fruto de carambolo: dulces y acidas. De otra parte Morton, (1987) indica que hay 2 clases distintas de carambola: la más pequeña, muy ácida, de sabor rico y con más ácido oxálico; el más grande, del tipo llamado "dulce", de sabor suave, bastante suave, con menos ácido oxálico.
Algunos estudios realizados (Morton, 1987) y reportados por la FAO, describen las distintas variedades de carambola indicando las características más saltantes (Tabla 1).
Tabla 1
Principales características de variedades de carambola
Fuente: FAO & IICA, (1993)
2.2.1.4. Valor alimenticio
Se ha informado que existe una gran diferencia en la composición ácida entre la carambola verde madura y la carambola amarilla madura. se encontró que era fruta verde madura fresca de "Golden Star" tenía una acidez total de 12,51 mg/g y estaba compuesta por 5 mg de ácido oxálico, 4,37 de ácido tartárico, 1,32 de ácido cítrico, 1,21 de ácido málico, 0,39 de
α-cetoglutarato, 0,22 de ácido succínico y trazas de ácido fumárico. . La acidez total del fruto amarillo maduro fue de 13 mg/g y estuvo compuesta por 9,58 mg de ácido oxálico, 0,91 de ácido tartárico, 2,20 de α-cetoglutarato y 0,31 de ácido fumárico (Morton, 1987).
los contenidos de sólidos solubles se reportaron distintos valores para la carambola: 9,9
°Brix describiéndola como "dulce, bueno y parecido a una manzana"; 6,7 ºBrix describiéndola como "agrio y dulce"; 8,3 ºBrix descrita como "amargo, agrio y parecido a una manzana";
además se reportaron valores de 8,0 °Brix para la variedad Dah Pon calificándola como "bueno y suave", para la variedad Tean Ma 7,2 ºBrix calificándola como "dulce, bueno y suave". Los análisis mostraron que estas 5 muestras tenían un contenido de ácido ascórbico relativamente alto: 30, 37, 41, 43 y 50 mg, mientras que la variedad M-23007 tenía solo entre 14 y 17 mg (Morton,1987).
El contenido de ácido oxálico de 18 muestras de cultivares osciló entre 0,039 y 0,679 mg y otras 4 de muestras se encontraban en el intervalo inferior 0,167; 0,184; 0,202; 0,276 y 0,461 mg (Morton, 1987a).
Los tecnólogos puertorriqueños encontraron que el contenido de ácido oxálico de las carambolas maduras en promedio era de 0,5 g por 100 mL de jugo, estando el ácido mayormente en estado libre (Morton, 1987a). En la Tabla 2 se puede apreciar el valor nutricional de la carambola.
Cada 100 g de carambola fresca contiene 91% de agua, 31 kcal, 4% de azúcares y 2,8%
de fibra dietética. Las evaluaciones de 14 frutas tropicales producidas en Florida mostraron que la carambola tiene una alta actividad antioxidante. La alta actividad antioxidante tiene beneficios para la salud, como la protección contra el daño celular. La mayoría de los antioxidantes (70%) de la carambola están presentes en los tejidos y no en el jugo, a pesar de que el jugo constituye aproximadamente el 95% del peso fresco de la fruta. Estos antioxidantes existen como compuestos polifenólicos. A pesar de los beneficios para la salud antes
mencionados; La carambola no debe ser consumida por personas diagnosticadas con enfermedad renal. La fruta contiene ácido oxálico, que se ha asociado con una pérdida de la función renal. Pueden ocurrir varios problemas neurológicos; incluso se ha informado de la muerte. Los suelos de huertos contaminados se han relacionado con la acumulación de cadmio y otros metales pesados en la fruta de la carambola (Warren & Sargent, 2011).
Tabla 2
Valor nutricional de la carambola en 100 g de alimento.
Fuente: Morton, (1987)
2.2.1.5. Propiedades funcionales de la carambola.
Carambola ayuda con muchas enfermedades. Las hojas son antipruriginosas, antipiréticas y antihelmínticas, y son útiles para combatir la sarna, las fiebres intermitentes y los parásitos intestinales. La carambola y se ha utilizado ampliamente para el tratamiento de algunas enfermedades como la inflamación, la hipotensión, la hepatotoxicidad y los antioxidantes. Es un ingrediente de varias formulaciones a base de hierbas, que se utilizan para apoyar el sistema inmunológico. Los flavonoides naturales, los fenoles, las benzoquinonas, el alcohol dihidrobésico, los carotenoides y la luteína son los componentes principales de la
planta de carambola. También contiene dos alquilfenoles, a saber, 2, 5-dimetoxi-3- undecilfenol y 5-metoxi-3-undecilfenol, con dos benzoquinonas conocidas, 5-O-metilembelina y 2- deshidroxi-5-O-metilembelina de la madera de Averrhoa carambola y -caroteno, - criptoflavina, mutatoxantina, -caroteno, -apo-8′-carotenal, criptoxantina, criptocromo y luteína estaban presentes en frutos de carambola. A pesar de que esta planta ha ganado importancia científica, sin embargo, no existe ningún informe científico disponible en la literatura contra el efecto del extracto enriquecido con estos fitoconstituyentes en la modulación inmunológica. Por lo tanto, el presente estudio se llevó a cabo para evaluar la actividad antioxidante e inmunomoduladora in vivo del extracto de hojas de A. carambola contra la inmunosupresión inducida por ciclofosfamida (Wahab et al., 2014).
2.2.2. Granadilla (Pasiflora ligularis).
La fruta de la pasión (Passiflora spp.) se cultiva en diferentes partes del mundo, principalmente en regiones tropicales, siendo Brasil, Colombia, Perú y Ecuador los principales productores de estas frutas (Cerqueira et al., 2014). La granadilla dulce es la especie común de Passiflora que se extiende desde el centro de México hasta América Central y el oeste de América del Sur, pasando por el oeste de Bolivia hasta el centro-sur de Perú. En toda esta región, es popular y abundante en los mercados (Morton, 1987).
El comportamiento fisiológico, calidad y perecibilidad de los frutos depende de las características de cada fruto, de las condiciones ambientales y del manejo del cultivo, así como del cuidado poscosecha. La granadilla es un fruto climatérico; significa que el crecimiento y desarrollo de las bayas tiene lugar mientras están adheridas a la planta o después del proceso de recolección, dependiendo del estado de desarrollo de la fruta (Fischer et al., 2018).
El cambio de color de la epidermis durante la maduración de la granadilla es la característica más destacable, el paso de verde a amarillo se debe a la descomposición de la clorofila y la producción de nuevos pigmentos, principalmente carotenoides, tiñen el tejido de amarillo a rojo (Fischer et al., 2018).
Tabla 3
Desarrollo de la calidad del fruto de granadilla dulce agrupada en cuatro estados de madurez.
Fuente: (Fischer et al., 2018)
2.2.2.1. Clasificación taxonómica de la granadilla
De acuerdo con CABI, (2019) la clasificación taxonómica de las granadilla es la que se puede apreciar a continuación:
Dominio: Eukaryota Reino: Plantae
Phylum: espermatophyta Subfilo: Angiospermas Clase: Dicotyledonae
Orden: Violales
Familia: Passifloraceae Género: Passiflora
Especie: Passiflora ligularis
2.2.2.2. Morfología del fruto de granadilla
El fruto de P. ligularis es una cápsula no dehiscente, de 6,5–8 cm de largo, 5–7 cm de ancho, con un tallo de 6–12 cm de largo, de ovado a globoso, ligeramente aplanado en los polos y la punta es afilada. 3) (CABI, 2019).
Figura 3
Frutos de la granadilla (Passiflora ligularis)
Fuente: Redagrícola, (2020)
Los frutos de granadilla tienen una corteza de 1 mm de largo que es de color amarillo a naranja, a veces púrpura, verde o una combinación de ambos, con manchas blancas en la mayoría de las variedades. Se pueden ver seis tenues líneas verticales en esta corteza lisa. El pericarpio es un tejido esclerófilo duro que le da al fruto su textura firme y quebradiza, y cuando está maduro o bajo presión, se rasga en lugar de arrugarse como el maracuyá amarillo. El mesocarpio blanco subyacente, de 4-5 mm de espesor, es suave y esponjoso, y el endocarpio es una membrana blanca que se separa del mesocarpio en la madurez. Las semillas negras, ovaladas y planas están dispuestas en tres placentas alineadas longitudinalmente, y cada semilla está rodeada por una pulpa gelatinosa transparente que es muy dulce y fragante. Puede haber 250-350 semillas por fruto… (CABI, 2019).
2.2.2.3. Composición químico proximal de la granadilla
La granadilla tiene propiedades antioxidantes, contiene proteínas, potasio, calcio, fósforo, hierro, vitaminas A, B2, C, E, K y estimula la digestión. Cuando se come fresco, la fruta se abre y se comen la pulpa y la semilla. El jugo colado se utiliza para hacer bebidas frías y sorbetes (Frutireyes, 2018).
Tabla 4
Composición química de la granadilla x 100 g
Fuente:(Morton,1987).
2.2.2.4. Usos.
La granadilla es la segunda especie de Passiflora económicamente más importante y se utiliza principalmente por su fruto comestible, aunque sus flores también son valiosas como plantas ornamentales. Es especialmente apreciado en zonas donde el clima es demasiado frío para cultivar otras plantas (CABI, 2019).
La fruta generalmente se come con la mano, sin parte de la piel quebradiza o cortada por la mitad, y la pulpa dulce y sabrosa se extrae con una cuchara. Las semillas se tragan.
También puedes mezclarlo con agua o leche en una licuadora para hacer un jugo muy sabroso después de separar las semillas rotas. También puedes hacer mermelada
y gelatina Hay poco uso industrial de esta deliciosa fruta. El jugo tiene propiedades digestivas y diuréticas y contiene compuestos que curan heridas y previenen el reflujo en adultos y niños, por lo que es recomendable para pacientes que sufren de úlceras y hernias de hiato. Tiene un efecto antiespasmódico y adormecedor. Las hermosas flores se utilizan en la industria de la perfumería y las pieles se pueden utilizar como alimento para el ganado (CABI, 2019).
2.2.2.5. Propiedades funcionales de las granadilla.
La fruta de la pasión es uno de los beneficios para la salud menos conocidos de la fruta en la actualidad. Con razón se le llama la "fruta de los niños" porque contiene nutrientes que estimulan el crecimiento físico y mental. Ayuda en problemas digestivos ya que no irrita el estómago. Apaga la sed por su alto contenido en agua. Ayuda a conciliar el sueño gracias a sus propiedades relajantes (Fresh Plaza, 2019).
El fruto de la granadilla posee en su composición numerosos compuestos bioactivos como ácidos fenólicos, flavonoides, alcaloides, compuestos cianogénicos, glucósidos, vitaminas, minerales y terpenoides los cuales han mostrado diversas propiedades funcionales como actividades antiinflamatorias, antidiabéticas y ansiolíticas, así como su capacidad para proteger contra enfermedades cardiovasculares (Viuda et al., 2020).
Muchos expertos consideran esta fruta como un verdadero sedante natural, ya que la granadilla es recomendada para prevenir la tensión y aliviar el insomnio gracias a sus propiedades sedantes. El consumo regular de esta fruta mejora la salud digestiva ya que es una buena fuente de fibra y antioxidantes y además ayuda a limpiar el colesterol de la sangre (Fresh Plaza, 2019).
La granadilla también es buena para la salud cardiovascular, ya que sus numerosas proteínas y vitaminas ayudan a regular la frecuencia cardíaca y controlar la presión arterial, reduciendo así significativamente el riesgo de padecer enfermedades coronarias (Fresh Plaza, 2019).
Comer granadilla regularmente ayuda al cuerpo a producir glóbulos rojos, glóbulos
aumenta la producción de estos glóbulos, previniendo afecciones como la anemia (Fresh Plaza, 2019).
Sus vitaminas y antioxidantes promueven el buen funcionamiento de los sistemas urinario e intestinal. El maracuyá dulce se recomienda comúnmente para tratar cálculos renales y otras enfermedades renales. Además, la fruta es altamente efectiva como laxante y digestivo y por lo tanto recomendada para personas que sufren de estreñimiento (Fresh Plaza, 2019)
Por su alto contenido en vitamina A, la granadilla dulce se recomienda para mantener o mejorar la visión. La vitamina encargada de esta tarea es la rodospina, que ayuda a prevenir la destrucción de las células oculares (Fresh Plaza, 2019).
2.2.3. Tecnología de bebidas funcionales.
Se han utilizado varios términos en la historia para describir alimentos que tienen propiedades de prevención de enfermedades y promoción de la salud. En los últimos años, la demanda de alimentos “saludables”, incluidas las bebidas, ha aumentado a nivel mundial (Ozen et al., 2012). El término “nutracéutico” fue introducido en 1989 por la “Fundación de los Estados Unidos para la Innovación en Medicina” y el término puede aplicarse a un “alimento o parte de un alimento que proporciona beneficios médicos para la salud, incluida la prevención y el tratamiento de enfermedades” (Rodríguez et al., 2014). Aunque no existe una definición reglamentaria para “alimentos funcionales”, estos alimentos incluyen una amplia variedad de alimentos y componentes alimentarios que se cree que mejoran la salud y el bienestar en general, reducen el riesgo de enfermedades específicas o minimizan los efectos de otros problemas de salud (Kapsak et al., 2011). Los japonés fueron los primeros en introducir el concepto de alimento funcional a mediados de la década de 1980 para los alimentos que contienen ingredientes con funciones para la salud (Gunathilake, 2020).
Los alimentos funcionales son alimentos que se espera que brinden beneficios específicos para la salud y llevan etiquetas que indican que los beneficios para la salud pueden esperarse de su consumo por parte de quienes los utilizan para fines específicos de salud.
(Bigliardi & Galati, 2013).
En los Estados Unidos, los alimentos funcionales se definen como alimentos e ingredientes alimentarios que brindan beneficios para la salud más allá de la nutrición básica (Serafini et al., 2012). Por otro lado, la Comisión Europea lo ha definido como beneficioso para una o más funciones del cuerpo humano al mejorar y/o reducir las condiciones generales y físicas, junto con sus acciones nutricionales y fisiológicas básicas, definiéndose como alimentos que aportan beneficio. para la progresión de la enfermedad (Ozen et al., 2012). En Canadá, los alimentos funcionales se definen como alimentos que se asemejan a los alimentos convencionales en apariencia o se consumen como parte de la dieta normal, brindan beneficios fisiológicos además de la dieta básica y brindan beneficios crónicos. Se ha demostrado que reducen el riesgo de enfermedades (Gnati Lake, 2020).
Según los chinos, alimento funcional significa que un alimento tiene funciones especiales para la salud o es capaz de aportar vitaminas o minerales, es apto para el consumo de grupos especiales de personas y tiene la función de regular las funciones del cuerpo humano, pero no se utiliza con fines terapéuticos aparte de no causar ningún daño, ya sea agudo, subagudo o crónico (Gunathilake, 2020). En general, como se describe en Pravst, (2012), Los alimentos funcionales son alimentos naturales, inalterados, que han sido mejorados en un ingrediente por condiciones especiales de cultivo, reproducción o biotecnología. Alimentos a los que se han añadido ingredientes que tienen efectos. Alimentos de los que se han eliminado los ingredientes por medios técnicos o biotecnológicos de manera que el alimento proporciona beneficios que de otro modo no estarían disponibles. Un producto alimenticio en el que un ingrediente ha sido reemplazado por otro ingrediente que tiene propiedades beneficiosas.
Alimentos cuya composición haya sido alterada por medios enzimáticos, químicos o tecnológicos para su beneficio. Alimentos con biodisponibilidad alterada de los ingredientes. o cualquier combinación de los anteriores.
Los avances en la investigación científica en todo el mundo apoyan la idea de que los alimentos pueden satisfacer las necesidades nutricionales y ejercer un papel beneficioso en algunas enfermedades (Corbo et al., 2014; Otles & Cagindi, 2012). Los compuestos bioactivos
son constituyentes nutricionales adicionales que normalmente existen en cantidades diminutas en los alimentos. Los ejemplos incluyen betacaroteno de zanahorias, licopeno de tomate, beta-glucano de avena, ácido omega-3 de aceite de salmón, ácido linoleico conjugado de queso, lactobacilos de yogur e isoflavonas de soja (Gunathilake, 2020); en la Figura 4 se muestra el proceso de elaboración de bebidas funcionales.
Figura 4
Flujo del procesamiento de bebidas funcionales.
cascara
Fuente: Rivera & Manrique, (2005)
Selección
Hipoclorito Lavado y desinfección
Acido ascórbico Extracción de Zumo Bagazo
Pelado
Ascórbico Filtración de Zumo insolubles Partículas
Materia Prima
Ácido Cítrico Sorbato de Potasio
Concentración (20° Brix) Agua
Envasado (>85° C)
Enfriado
Almacenado
2.2.4. Antioxidantes.
Los antioxidantes son sustancias que están presentes en bajas concentraciones y retardan o inhiben significativamente la oxidación. Los estudios muestran que los antioxidantes naturales son compuestos fenólicos (tocoferoles, flavonoides, ácidos fenólicos), compuestos nitrogenados (alcaloides, derivados de la clorofila, aminoácidos, aminas), carotenoides o ácido ascórbico (Rojas & Buitrago, 2019).
Los antioxidantes dietéticos están asociados con la prevención de enfermedades crónicas relacionadas con el estrés oxidativo, incluidos ciertos tipos de cáncer, enfermedades cardiovasculares, diabetes y enfermedades neurodegenerativas. En los últimos años, ha habido un interés creciente en ampliar el conocimiento sobre sus efectos fisiológicos en el cuerpo humano. Existen numerosos estudios epidemiológicos, clínicos, de metaanálisis e in vitro para explicar los mecanismos de formación de cada una de las enfermedades crónicas, así como los efectos potenciales de los antioxidantes dietéticos sobre estas enfermedades y la salud intestinal. Los estudios exhaustivos sobre el viaje de los antioxidantes alimentarios desde la ingesta dietética hasta los tejidos u órganos merecen una seria consideración para tener una comprensión clara de los efectos fisiológicos de los antioxidantes dietéticos. Por lo tanto, la absorción y el metabolismo de los antioxidantes dietéticos, y los factores que afectan su absorción, como la solubilidad de los antioxidantes, la matriz alimentaria y la interacción entre los antioxidantes, han sido evaluados en varios artículos de investigación (Cömert & Gökmen, 2020).
2.2.4.1. Capacidad antioxidante.
El uso de la capacidad antioxidante (AOC) para una evaluación integral rápida de la actividad de los antioxidantes sería razonable ya que refleja el contenido y la eficacia de todos los EAGntes reductores orgánicos presentes en una muestra. Los métodos basados en la capacidad de los antioxidantes para interactuar con los radicales libres o reducir los iones de metales de valencia múltiple son los más populares cuando se trata de la determinación de
AOC. Los métodos de evaluación de AOC basados en la capacidad de los antioxidantes para eliminar o inactivar radicales libres, para cuya producción se utilizan diversos sistemas diferentes, no son eficaces en el tiempo, exigen la participación de personal altamente calificado y el uso de reactivos químicos de alto precio (Prior et al., 2005). Debido a las razones mencionadas anteriormente, el uso de sistemas redox es un método de evaluación de AOC en desarrollo, ya que un alto poder reductor es característico de la mayoría de los AO, particularmente hacia metales de valencia múltiple como Fe (III) y Cu (II) (Apak et al., 2013).
La determinación de AOC se basa en la reducción de Fe (III) y Cu (II) por una variedad de AO en presencia de ligandos para formar complejos coloreados de Fe (II) y Cu (I ) compuestos. La AOC se evalúa por la intensidad del color del compuesto complejo formado, con mayor frecuencia, mediante espectrofotometría. Dichos métodos se denominaron FRAP (ensayo de poder antioxidante / reductor férrico) y CUPRAC (capacidad antioxidante reductora cúprica).
El método CUPRAC se utiliza más ampliamente porque proporciona reacciones más rápidas que involucran AO, en comparación con FRAP (Saranchina et al., 2020).
2.2.4.2. Ensayo de radicales 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH).
Este método fue descrito por primera vez por Blois en 1958 y ha sido modificado por muchos investigadores. Dado que el DPPH es un radical libre estable que reacciona con compuestos que pueden donar átomos de hidrógeno, este ensayo se basa en la eliminación de DPPH mediante la adición de radicales o especies antioxidantes que pueden volver la solución de DPPH de color púrpura oscuro. Cuando la solución de DPPH se mezcla con sustratos capaces de donar átomos de hidrógeno, la forma reducida pierde su color púrpura (Figura 5).
Según la metodología, el grado de decoloración es proporcional a la concentración de moléculas antioxidantes. La actividad se mide por espectrofotometría UV. Una baja absorbancia indica una alta actividad eliminadora de radicales del compuesto bajo investigación (Rojas &
Buitrago, 2019).
Esta metodología es una de las más fáciles y precisas para la evaluación de la actividad antioxidante en extractos de plantas y sustancias aisladas puras como flavonoides y
terpenoides (Alves et al., 2010). Los antioxidantes como el hidroxianisol butilado (BHA), el hidroxitolueno butilado (BHT) y Trolox se usan comúnmente como referencias en los experimentos y los resultados se expresan como IC50 (μg/mL), lo que significa la concentración requerida para causar una inhibición de DPPH del 50%. El porcentaje de captación de radicales DPPH se calcula usando la siguiente ecuación (Rojas & Buitrago, 2019):
% 𝑑𝑒 𝑖𝑛ℎ𝑖𝑏𝑖𝑐𝑖ó𝑛 𝑑𝑒𝑙 𝑟𝑎𝑑𝑖𝑐𝑎𝑙 𝐷𝑃𝑃𝐻 = 𝐴1 − 𝐴0
× 100 𝐴0
Donde:
A1, absorbancia antes de la reacción (DPPH% + metanol).
A0, absorbancia después de la reacción (DPPH + muestra).
Figura 5
Reacción del radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo
Fuente: Rojas & Buitrago, (2019)
2.2.5. Compuestos fenólicos.
Los compuestos fenólicos son esenciales para el desarrollo de las plantas y juegan un papel importante en sus mecanismos de defensa, junto con los flavonoides, que tienen importantes actividades biológicas y son los metabolitos secundarios más abundantes, con más de 8000 estructuras fenólicas conocidas, que van desde moléculas simples como los ácidos fenólicos a sustancias altamente polimerizadas como los taninos (Tungmunnithum et al.,
2018). Los flavonoides se han utilizado en el desarrollo de nutracéuticos y fármacos debido a que tienen actividades biológicas relacionadas con el potencial antiinflamatorio, cardioprotector y anticanceroso, entre otros (Karak, 2019).
Los compuestos fenólicos son los antioxidantes más abundantes en la dieta humana.
Tienen una diversidad estructural considerable, caracterizada por los grupos hidroxilo en anillos aromáticos. De acuerdo con el número de anillos fenólicos y los elementos estructurales que unen los anillos entre sí, dichos compuestos se agrupan y clasifican en fenoles simples, ácidos fenólicos, flavonoides, xantonas, estilbenos y lignanos. Cada grupo tiene diferentes mecanismos de acción correlacionados con una especificidad estructural, que confieren las propiedades antioxidantes a los compuestos. Actúan principalmente en la captación de especies reactivas de oxígeno, nitrógeno y cloro o también pueden quedar iones metálicos, actuando tanto en la etapa de iniciación como en la propagación del proceso oxidativo (Morandi et al., 2019).
Los flavonoides son sustancias fenólicas hidroxiladas y las plantas los sintetizan en respuesta a una infección microbiana (Dixon et al., 1983). Los flavonoides son una subdivisión de un gran grupo de compuestos polifenólicos que tienen una estructura de benzo-γ-pirona, una clase versátil de compuestos naturales que representan metabolitos secundarios. Los flavonoides han despertado un enorme interés en la década anterior debido a sus efectos multidimensionales sobre la salud humana y animal, y su omnipresencia en el reino vegetal. Se denominan “ingredientes funcionales” y “biomoléculas promotoras de la salud” en la literatura reciente debido a su papel potencial en la promoción de la salud y la prevención de enfermedades crónico degenerativas. Han desempeñado un papel importante en el éxito de los tratamientos médicos tanto en la antigüedad como en la actualidad (Karak, 2019).
Debido a sus propiedades antioxidantes, antiinflamatorias, antimutagénicas, antibacterianas, anticancerígenas y de eliminación de radicales libres, se ha demostrado que los flavonoides son útiles en el cáncer, la enfermedad de Alzheimer (EA), la aterosclerosis, etc.
Tiene múltiples efectos bioquímicos y antioxidantes asociados con diversas enfermedades de
Sustancia medicinal con la capacidad de modular funciones enzimáticas celulares esenciales. También se sabe que son potentes inhibidores de varias enzimas, como la aldosa reductasa, la Ca2+-ATPasa, la xantina oxidasa (XO), la ciclooxigenasa (COX), la lipoxigenasa y la fosfoinositida-3-quinasa (Karak, 2019).
Las propiedades antimicrobianas de los flavonoides se propusieron tanto para el desarrollo de nuevos conservantes de alimentos como para el desarrollo de terapias. Se utiliza para el tratamiento de diversas infecciones microbianas, considerando el aumento de la resistencia microbiana frente al tratamiento antibiótico. Hoy en día, alrededor del 70% de las bacterias que causan infecciones en los hospitales son resistentes al menos a uno de los medicamentos más utilizados para el tratamiento. Algunos organismos son inmunes a todos los antibióticos aprobados y solo pueden tratarse con fármacos experimentales y potencialmente tóxicos (Karak, 2019); en la figura 6 se muestra la reacción del ácido gálico con azul de molibdeno y azul tungsteno.
2.2.5.1. Contenido de fenoles por el método Folin-Ciocalteu.
Figura 6
Reacción del ácido gálico con azul de molibdeno y azul tungsteno.
Fuente: Rojas & Buitrago, (2019)
El reactivo de fenol de Folin-Ciocalteu consiste en una mezcla de ácidos fosfomolíbdicos y fosfotúngsticos en los que el molibdeno y el tungsteno se encuentran en el estado 6+. Cuando ocurre la reducción, se forman el azul de molibdeno y el azul de tungsteno, en los cuales el estado de oxidación de los metales se encuentra entre 5 y 6. Se sabe que el reactivo de Folin- Ciocalteu reacciona no solo con fenoles sino también con una variedad de otros compuestos, por lo que no da una imagen completa de la cantidad o calidad de los componentes fenólicos en los extractos (Singleton & Rossi, 1965). El ácido gálico se utiliza como estándar para la curva de calibración. El contenido fenólico total se expresa en mg de equivalente de ácido gálico (GAE) por gramo de extracto.
2.1.1.1. Contenido total de flavonoides
El contenido total de flavonoides se determina utilizando un método colorimétrico descrito por Dewanto et al., (2002). Los extractos de EtOH o AcOEt (0,30 mL) se mezclan con 1,50 mL de agua destilada en un tubo de ensayo, seguido de la adición de 90 μL de una solución de NaNO2 al 5%. Después de 6 min, se añaden 180 μL de una solución de AlCl3 · 6H2O al 10%
y se deja reposar durante otros 5 min antes de añadir 0,6 mL de NaOH al 1 M. La mezcla se lleva a 330 µl con agua destilada y se mezcla (Rojas & Buitrago, 2019); en la figura 7 muestra formación de complejos para determinar el contenido de flavonoides.
Figura 7
Formación de complejos para determinar el contenido de flavonoides.
Fuente: Pereira et al., (2012)
La absorbancia se mide utilizando un espectrofotómetro frente a un blanco a 510 nm.
Las catequinas se utilizan como soluciones estándar. Los resultados se expresan en mg equivalentes de catequina por gramo de extracto (mg CE/g) (Rojas & Buitrago, 2019).
2.1.2. Evaluación Sensorial.
En 1975, la División de Evaluación Sensorial del Instituto de Tecnólogos de Alimentos (Anónimo, 1975), desarrolló la siguiente definición: “La evaluación sensorial es una disciplina científica que se utiliza para evocar, medir, analizar e interpretar reacciones a las características de los alimentos y materiales tal como las perciben los sentidos de la vista, el olfato, el gusto, el tacto y el oído” (Stone et al. 2021).
Las cuatro acciones primordiales del análisis sensorial son: identificar, calcular científicamente, examinar e interpretar. Así de esta manera para obtener resultados irrebatibles en un diseño experimental y un estudio estadístico adecuado. (González, Rodeiro.
Sanmartín, villa, 2014).
El Instituto de Alimentos de EEUU (IFT), define la evaluación sensorial como “la disciplina
científica utilizada para evocar, medir analizar e interpretar las reacciones a aquellas características de alimentos y otras sustancias, que son percibidas por los sentidos de la vista, olfato, gusto, tacto y oído (Hernández, 2015).
2.1.2.1. Métodos.
Se encuentran disponibles muchos métodos de prueba sensoriales que miden la percepción de alimentos y bebidas y sus cambios en las características sensoriales a lo largo del tiempo. Generalmente, los métodos aplicados se dividen en dos categorías: pruebas analíticas y pruebas hedónicas, las pruebas hedónicas a menudo también se denominan pruebas de consumo (de Bouillé & Beeren, 2016).
▪ Las pruebas analíticas se utilizan para medir las características sensoriales de los productos y pueden identificar si existe una diferencia entre las muestras, la naturaleza de la diferencia y el tamaño de la diferencia. Obviamente, al medir los cambios que ocurren durante el almacenamiento de alimentos y bebidas y con esto determinando la vida útil de alimentos y bebidas, es vital comprender la diferencia en la percepción sensorial de un alimento a lo largo del tiempo. Se aplican diferentes métodos analíticos para medir estas percepciones, incluidas pruebas de discriminación para medir si existen diferencias y pruebas cuantitativas para medir el tamaño y la naturaleza de las diferencias entre productos (de Bouillé & Beeren, 2016).
▪ Las pruebas hedónicas se utilizan para medir las respuestas de los consumidores a las características sensoriales y para identificar si les gustan los productos y cuánto les gustan y si hay preferencias en cuanto a agradar. Para determinar la vida útil de un producto, es clave comprender en qué punto a los consumidores les empieza a gustar menos una muestra envejecida que una nueva (de Bouillé & Beeren, 2016).
En la Figura 8 se muestra una descripción esquemática de las opciones de prueba. Esto también incluye algunas de las opciones utilizadas en las pruebas reales que se utilizan para
medir los cambios de percepción durante el almacenamiento del producto (de Bouillé &
Beeren, 2016).
Figura 8
Principales clases de procedimientos de prueba sensorial
Fuente: (de Bouillé & Beeren, 2016)
Si se supone que las muestras deben proporcionar exactamente las mismas características sensoriales durante toda la vida útil, las pruebas de discriminación pueden ser un buen método para aplicar para medir el final de la vida útil en términos de percepción. Sin embargo, en el caso de muchos productos, los consumidores aceptan que los alimentos y las bebidas se sometan a algunos cambios, pero que aún se encuentran dentro de un rango aceptable (de Bouillé & Beeren, 2016).
Preferencia Aceptabilidad Pruebas hedónicas
Diferencia del control Tetrada
Temporal / dinámica Comparación
pareada
Perfilada Prueba triangular
Pruebas cuantitativas Pruebas
discriminativas (diferencia)
Pruebas analíticas
