UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
ESCUELA DE POSGRADO
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
TESIS
PRESENTADA POR:
FLOR BEATRIZ LIZARRAGA GAMARRA
PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE:
MAESTRA EN TECNOLOGÍA Y GESTIÓN DE LA CALIDAD DE ALIMENTOS
HUANCAYO – PERÚ 2023
CARACTERISTICA FISICA, FISICOQUIMICAS,
MORFOLOGICAS, ANTOCIANINAS, POLIFENOLES TOTALES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE GENOTIPOS DE PAPAS DE
DIFERENTES PISOS ECOLOGICOS
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
UNIDAD DE POSGRADO
FACULTAD DE INGENIERÍA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
ACTA DE SUSTENTACION VIRTUAL DE TESIS
DE LA BACHILLER: FLOR BEATRIZ LIZARRAGA GAMARRA
UNIDAD DE POSGRADO DE FACULTAD DE INGENIERIA EN INDUSTRIAS ALIMENTARIAS PARA OPTAR EL GRADO ACADÉMICO DE MAESTRO EN TECNOLOGÍA Y GESTIÓN DE LA CALIDAD DE ALIMENTOS:
En el Microsoft Teams, Canal de sustentaciones virtuales de la Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional del Centro del Perú, a los treinta días del mes de enero del año dos mil veintitrés con la presencia del Jurado Examinador; conformado por los siguientes catedráticos:
Presidente : MSc. María Libia Gutiérrez Gonzales Secretario : MSc. Greta Hinostroza Quiñonez Vocales : Dr. Angel Héctor Zárate Malpica
Dra. Shalin Carhuallanqui Avila Dr. Miguel Angel Quispe Solano
La presidenta, del Jurado Examinador, de la Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarías, siendo la 11:00 horas ordenó dar inicio al acto de sustentación de Tesis ante el jurado nombrado por resolución Nº 009-2023-UPG-FAIIA-UNCP.
La Bachiller procedió a la exposición de su Tesis Titulada:
"CARACTERISTICA FISICA, FISICOQUIMICAS, MORFOLOGICAS, ANTOCIANINAS, POLIFENOLES TOTALES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE GENOTIPOS DE PAPAS DE DIFERENTES PISOS ECOLOGICOS”, asesorado por el docente Dr. Miguel Ángel Quispe Solano.
Los señores miembros del jurado procedieron a realizar las preguntas y objeciones del caso, luego la señora presidenta dispuso que los miembros del jurado pasen a la sala de deliberación que se encuentra en el canal de sustentaciones virtuales de la UPG FAIIA para deliberar; luego se pasó a la votación secreta con el siguiente resultado:
APROBADO CON MENCIÓN DE BUENO
El Jurado acordó regresar al canal de sustentaciones virtuales para emitir el resultado, lo que fue anunciado por la señora Presidenta, quién le FELICITÓ, con lo que terminó el acto, siendo las 13:00 horas, el proceso de sustentación queda grabado en el Microsoft Teams, canal de sustentaciones virtuales de la FAIIA teniendo el siguiente enlace:
https://uncpedu.sharepoint.com/sites/CANALDESUSTENTACINDEU.P.G.-
FAIIA/Shared%20Documents/12.%20SUST.%20FLOR%20BEATRIZ%20LIZARRAGA%20GAM ARRA%2030-01-
23/Recordings/12.%20SUST.%20FLOR%20BEATRIZ%20LIZARRAGA%20GAMARRA%2030- 01-23-20230130_110757-Grabaci%C3%B3n%20de%20la%20reuni%C3%B3n.mp4?web=1
M.Sc. María Libia Gutiérrez Gonzales PRESIDENTE DNI: 08821697
https://orcid.org/0000-0003-4359-6855
M.Sc. Greta Hinostroza Quiñonez SECRETARIO DNI: 20070892
https://orcid.org/0000-0001-9678-1400
Dr. Ángel Héctor Zárate Malpica JURADO DNI: 19965228
https://orcid.org/0000-0003-3451-0052
Dra. Shalin Carhuallanqui Avila JURADO DNI:20080124
https://orcid.org/0000-0003-2220-2140
Dr. Miguel Ángel Quispe Solano JURADO DNI: 20073150
https://orcid.org/0000-0002-1863-7400
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
UNIDAD DE POSGRADO DE LA FACULTAD DE INDUSTRIAS ALIMENTARIAS
Informe N° 033 – 2023/MAQS A : Dr. Miguel Angel Quispe Solano
Director de la UPG FAIIA de la UNCP
DE : Dr. Miguel Angel Quispe Solano - Docente de UPG – FAIIA ASUNTO :Reporte de similitud de la tesis (Turnitin)
FECHA : Huancayo, 19 de Junio del 2023
--- Mediante el presente me dirijo a usted para saludarlo cordialmente y a la vez informarle que después de verificar la similitud del trabajo de tesis, que a continuación se menciona, con el software Turnitin, en cumplimiento a la ley universitaria N° 30220, el estatuto de la UNCP, reglamento general de investigación y la Resolución N° 5207-CU-2019 del código de ética de investigación de la UNCP, se obtuvo el siguiente resultado:
TITULO DE LA TESIS TESISTAS % DE SIMILITUD CARACTERÍSTICA FÍSICA,
FISICOQUÍMICAS,
MORFOLÓGICAS, ANTOCIANINAS, POLIFENOLES TOTALES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE
GENOTIPOS DE PAPAS DE DIFERENTES PISOS ECOLÓGICOS
Flor Beatriz Lizarraga
Gamarra
21%
Adjunto recibo digital, informe de originalidad (primera página de la vista clásica) y resumen de coincidencias completo. Por lo tanto, se recomienda seguir con los trámites correspondientes ya que el porcentaje de similitud alcanzado cumple con lo establecido en el código de ética.
Es cuanto informo a Usted para su conocimiento y fines pertinentes.
Atentamente,
Es cuanto informo a Usted para su conocimiento y fines correspondientes.
Atte,
Dr. Miguel Angel Quispe Solano Docente Asesor
Dr. Miguel Ángel Quispe Solano Asesor
Dr. Miguel Ángel Quispe Solano Asesor
iii ASESOR
Dr. Miguel Angel Quispe Solano DNI: 20073150
ORCID: https://orcid.org/0000-0002-1863-7400
iv
DEDICATORIA
El esfuerzo y dedicación del presente trabajo de investigación se los dedico a mis mis hijas Nayara y Jimena a mi esposo por estar motivándome día a día seguir superándome y darme la fortaleza de ser quien soy.
v
AGRADECIMIENTO
A Dios, por guiar mis pasos, por otorgarme paciencia y sabiduría para continuar. Porque todo lo que hago es gracias a él.
A mis Docente de la Unidad de Posgrado de la Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias de la Universidad Nacional del Centro del Perú.
Al Instituto de Innovación Agraria Canaán - AYACUCHO. Al Ing. Máximo Morote - Especialista en papa; Ing. José Velásquez Mantari - Director INIA POR aportar con sus enseñanzas para la culminación de la presente investigación.
Al Dr. Miguel Angel Quispe Solano, por la orientación plasmada en la ejecución y culminación del presente trabajo de investigación.
A mis familiares, por la comprensión y apoyo durante todo este proceso.
vi
ÍNDICE GENERAL
ASESOR ... iii
DEDICATORIA ... iv
AGRADECIMIENTO ...v
ÍNDICE DE TABLAS ... viii
ÍNDICE DE FIGURAS ...x
RESUMEN ... xii
ABSTRACT... xiii
INTRODUCCIÓN ... 14
CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO 1.1. Antecedentes ... 17
1.2. Bases teóricas y conceptuales ... 21
1.2.1. La papa ... 21
1.2.2. Factores que influyen en los niveles de fitoquímicos beneficiosos, actividad antioxidante y antinutrientes en papas coloreadas ... 25
1.2.3. Polifenoles, antocianinas y capacidad antioxidante en papa ... 26
1.3. Bases conceptuales ... 30
1.4. Hipótesis de investigación ... 30
1.5. Operacionalización de las variables ... 31
CAPÍTULO II DISEÑO METODOLÓGICO 2.1. Tipo y Nivel de Investigación ... 32
2.2. Métodos de investigación ... 32
2.2.1. Características físicas ... 32
2.2.2. Características fisicoquímicas ... 32
2.2.3. Características morfológicas ... 33
2.2.4. Características funcionales: ... 33
2.3. Diseño de investigación ... 33
2.4. Población y muestra ... 35
2.4.1. Población ... 35
2.4.2. Muestra ... 35
2.4.3. Unidad experimental ... 35
2.4.4. Técnica de muestreo ... 35
vii
2.5. Técnicas de recopilación de datos ... 35
2.5.1. Técnicas ... 35
2.5.2. Procedimientos de recolección de datos: ... 36
2.6. Técnica de procesamiento de datos ... 38
CAPÍTULO III ANÁLISIS Y DISCUSIÓN DE RESULTADOS 3.1. Presentación, análisis e interpretación de los datos ... 39
3.1.1. Características físicas y fisicoquímicas de los genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 39
3.1.2. Características morfológicas de los genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 51
3.1.3. Contenido de antocianinas monoméricas, polifenoles totales y capacidad antioxidante de los genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 56
CONCLUSIONES ... 69
RECOMENDACIONES ... 70
REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ... 71
ANEXOS ... 82
viii
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1 Clasificación taxonómica de la papa ... 22 Tabla 2 Composición nutricional en 100 g de parte comestible de papa ... 25 Tabla 3 Operacionalización de la variable ... 31 Tabla 4 Valores de color por Cielab (L*, a*, b*, c* y h*) de la parte comestible
de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 41 Tabla 5 Valores de densidad aparente (g/cm3), % de humedad y % de materia
seca de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 44 Tabla 6 Análisis de varianza del valor de densidad aparente, % de humedad y
% de materia seca DCA de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 45 Tabla 7 Valores de pH y % de acidez (Expresado en el ácido cítrico) de los
diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 49 Tabla 8 Análisis de varianza del valor de pH y % de acidez (Expresado en el
ácido cítrico) DCA de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 49 Tabla 9 Características morfológicas de los genotipos de papas procedentes de
distintos pisos ecológicos. ... 53 Tabla 10 Análisis granulométrico de la harina de papa deshidratada de los
diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 58 Tabla 11 Contenido de humedad de la harina de papa deshidratada de los
diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 60 Tabla 12 Contenido de antocianinas monoméricas de la harina de papa
deshidratadas de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 60 Tabla 13 Análisis de varianza del Contenido de antocianinas monoméricas DCA
de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 60
ix
Tabla 14 Contenido de compuestos fenólicos en la harina de papa deshidratadas de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 62 Tabla 15 Análisis de varianza del Contenido de antocianinas monoméricas DCA
de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 63 Tabla 16 Capacidad antioxidante en la harina de papa deshidratada de los
diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 64 Tabla 17 Análisis de varianza del contenido de la capacidad antioxidante DCA
de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 65
x
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1 Morfología de la papa (Solanum tuberosum) ... 23 Figura 2 Principales ácidos fenólicos en papas. ... 27 Figura 3 Antocianinas principales antocianinas en papas de pulpa morada y
roja. ... 28 Figura 4 Estructura de los glucósidos de antocianina en papas moradas y
rojas. ... 29 Figura 5 Diseño experimental ... 34 Figura 6 Diagrama de flujo para la obtención de la harina de papa. ... 36 Figura 7 Coloración en las pulpas de papa (Corte transversal) de los diferentes
genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 40 Figura 8 Prueba de comparación de medias del valor de densidad aparente de
la papa de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 45 Figura 9 Prueba de comparación de medias del % de humedad de la papa de
los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 47 Figura 10 Prueba de comparación de medias del % de materia seca de la papa
de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 48 Figura 11 Prueba de comparación de medias del valor de pH de la papa de los
diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 50 Figura 12 Prueba de comparación de medias del valor del % de acidez de la
papa de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 50 Figura 13 Papa de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos
pisos ecológicos. ... 51 Figura 14 Rodajas de papa deshidratadas de los diferentes genotipos de papas
procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 56 Figura 15 Harina de la papa deshidratada de los diferentes genotipos de papas
procedentes de distintos pisos ecológicos. ... 57
xi
Figura 16 Prueba de comparación de medias del contenido de antocianinas monoméricas de las harinas de papa de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 61 Figura 17 Prueba de comparación de medias del contenido de polifenoles
totales de las harinas de papa de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 63 Figura 18 Prueba de comparación de medias de la capacidad antioxidante por
el método DPPH de las harinas de papa de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 66 Figura 19 Relación del contenido de antocianinas monoméricas y la capacidad
antioxidante de la harina de papa deshidratadas de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 67 Figura 20 Relación del contenido de compuestos fenólicos y la capacidad
antioxidante de la harina de papa deshidratadas de los diferentes genotipos de papas procedentes de distintos pisos ecológicos ... 68
xii RESUMEN
El objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar el efecto de la procedencia de los genotipos de papas nativa sobre las características físicas, fisicoquímicas, características morfológicas y funcionales (antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante), para los que se recepcionaron 6 genotipos de papa nativa (Qochani ACAN 4, Llachoqmayo ACAN 4, Qochani ACAN 5, Llachoqmayo ACAN 5, Lachoqmayo ACAN (N) y Llachoqmayo ACAN (N1)), los que se lavaron, rodajearon, escaldaron y secaron a temperatura controlada (50°C) por 24 horas obteniéndose harina fina. En los tubérculos se evaluó el color en forma cualitativa y cuantitativa esta última en escala Cielab (L*, a*, b*, h* y c*) (pulpa), se encontró diferencias estadísticas en los valores de pH, % de acidez, % de humedad, densidad aparente y materia seca (p<0,05), con respecto a los parámetros de peso, numero de ojos, diámetro, longitud y forma se evidencia diferencia entre los 6 genotipos de papa nativa, esta diferencia (p<0,05) también se da en el contenido de antocianinas monoméricas (74,21 a 266,60 mg Eq. Cyd-3-glu/100 g de muestra), compuestos fenólicos (33,1 a 60 mg de ácido gálico/100 g de muestra) y capacidad antioxidante (24,39 a 48,71 µmol trolox/100 g de muestra), además se evidencia una relación moderadamente alta entre las antocianinas monoméricas y la capacidad antioxidante (R2=0,726); y los compuestos fenólicos con la capacidad antioxidante (R2=0,700) lo que evidencia que estos genotipos de papa caracterizados poseen una fuente potencial de compuestos bioactivos que pueden ser aprovechados en la salud del consumidor.
Palabras claves: papas nativas, genotipos, antocianinas monoméricas, compuesto fenólicos, capacidad antioxidante.
xiii ABSTRACT
The objective of this research was to evaluate the effect of the origin of native potato genotypes on physical, physicochemical, morphological and functional characteristics (anthocyanins, polyphenols and antioxidant capacity), For which 6 native potato genotypes were received (Qochani ACAN 4, Llachoqmayo ACAN 4, Qochani ACAN 5, Llachoqmayo ACAN 5, Lachoqmayo ACAN (N) and Llachoqmayo ACAN (N1)), which were washed, sliced, blanched and dried at controlled temperature (50°C) for 24 hours, obtaining fine flour. In the tubers, color was evaluated qualitatively and quantitatively, the latter in Cielab scale (L*, a*, b*, h* and c*) (pulp), statistical differences were found in the values of pH, % acidity, % humidity, apparent density and dry matter (p<0, 05), with respect to the parameters of weight, number of eyes, diameter, length and shape, a difference between the 6 genotypes of native potato is evident, this difference (p<0.05) also occurs in the content of monomeric anthocyanins (74.21 to 266.60 mg Eq. Cyd-3-glu/100 g sample), phenolic compounds (33.1 to 60 mg gallic acid/100 g sample) and antioxidant capacity (24.39 to 48.71 µmol trolox/100 g sample), and a moderately high relationship between monomeric anthocyanins and antioxidant capacity (R2=0.726); and phenolic compounds with antioxidant capacity (R2=0.700), which shows that these characterized potato genotypes possess a potential source of bioactive compounds that can be exploited for consumer health.
Keywords: native potatoes, genotypes, monomeric anthocyanins, phenolic compounds, antioxidant capacity.
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INTRODUCCIÓN
Desde el año 2016 se viene evaluando nuevas variedades de papa mejorada en el INIA Canaan Ayacucho y en alianza estratégica con el PSI instalaron parcelas experimental cuyo objetivo es de evaluar el comportamiento agronómico y productividad de 50 clones mejorados de papa y de 6 genotipos (próximos a liberarse), en las condiciones agroecológicas en diferentes pisos altitudinales y con riego tecnificado en dos distritos de la provincia de Ayacucho, distrito de Acocro en las localidades de Santa Rosa de Pucuhuillca y Cochani, en el distrito de Chiara en las localidades de Manzanayocc, Llachoccmayocc, Condorcocha y Manallasac.
Esta alternativa es acogida con grandes expectativas por parte de los productores, que reconocen los beneficios que ofrece contar con semilla certificada y conocer el manejo adecuado de una parcela experimental, entre las ventajas que se tiene que estos genotipos están siendo resistentes a la rancha y que con el riego tecnificado la parcela no tendrá perdida ya que el agua se encontraría asegurado por la tecnificación, el ahorro de agua y su distribución uniforme en el terreno, la reducción de mano de obra, el mejor aprovechamiento de los fertilizantes y además, se evita la erosión hídrica del suelo al controlar el caudal aplicado.
Las papas andinas (Solanum tuberosum) son nativas de Sudamérica; Perú y Bolivia esta contiene la mayor biodiversidad genética, además de tener la capacidad de crecer de manera muy diferente, el tubérculo proporciona energía debido a su alto contenido de carbohidratos; Además, contiene minerales, fibra, proteínas y compuestos antioxidantes. tales como polifenoles y carotenoides, vitaminas E y C, que contribuyen a la nutrición y al bienestar de los consumidores. Estas las propiedades a menudo se subestiman o se ignoran (Burgos, Auqui, Amoros, Salas y Bonierbale, 2009). La presencia de fitoquímicos están relacionados por el color de carne que contienen, así mismo las papas de carne roja, morada y azul son una novedad atractiva y una alternativa interesante en comparación de la papa de color blanco o crema siendo ricos en polifenoles como ácido clorogénico y sus isómeros, ácido cafeico, flavonoides, antocianinas, ácido ascórbico y carotenoides con una fuerte actividad antioxidante por ende altas propiedades funcionales. Los niveles de antioxidantes en las papas de pulpa roja o morada son dos o tres veces más altas que en las papas de pulpa blanca o amarillas. Las papas coloreadas contienen glucósidos como la petunidina, peonidina, pelargodinina, cianidina, malvidina y delfinidina sin embargo, estas son afectados principalmente por la variedad, la
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ubicación de crecimiento, las condiciones climáticas, la práctica de cultivo, el almacenamiento (Cruz & Sierra, 2015).
Los compuestos polifenólicos en los tubérculos pueden presentarse en ambos los solubles (ésteres libres y solubles y solubles de glucósidos) e insolubles, la mayoría de ellas están sustituidas derivaciones del ácido hidroxicinámico en forma libre y ácido hidroxibenzoico en forma unida (Shahidi y Naczk, 1995). Los derivados del ácido hidroxicinámico más comunes en papa y las cáscaras de papa fueron reportadas como ácidos clorogénicos, ácido cafeico y ácido ferúlico, mientras que los ácidos hidroxibenzoicos están el ácido gálico, ácido húmico y sus derivados (Al- Weshah y & Rao, 2009; Kanatt, Chand er, Radh akris hna y Sharma, 20 05; Nara, Miy oshi, Honm a y Koga, 2006), Antocianinas y sub- grupo con los flavonoides esta diversidad de compuestos fenólicos en los tubérculos depende de su genotipo y características y puede verse afectado por el clima y su manejo por lo que los hacen valorar como un alimento funcional.
La sierra del Perú es una fuente invaluable para el origen y la evolución de nuevas variedades de papa, con más de 3200 variedades nativas documentadas (Ochoa citado por Cruz, 2001). Sin embargo, los registros actuales son limitados en cuanto a la ubicación y distribución de la diversidad de estas especies, lo que dificulta determinar el verdadero número de variedades debido a la complejidad del trabajo de homologación de las diversas colecciones en diferentes regiones del país (Cosio , 2006).
Es crucial identificar tanto las variedades existentes como las que se desean introducir para mantener la producción y preservar el germoplasma. Este registro se basará en un período y ubicación específicos con el fin de compararlo con cultivos estándar o existentes en condiciones de crecimiento similares. La caracterización de estas variedades requiere datos fenotípicos, que a menudo son difíciles de evaluar y pueden variar debido a influencias ambientales (Morí et al. citado por Sifuentes, 2001) Las diferentes variedades de la misma especie o diferentes proporcionan diferentes cantidades de nutrientes y compuestos funcionales. Por lo tanto, es importante generar esta información (Toledo y Burlingame, 2006). Burlingame, Mouillé y Charrondiére (2009), se encontraron variaciones significativas en el perfil nutricional de la papa debido a su extensa biodiversidad. En la misma línea de investigación realizada a cabo por Rodríguez Galdón et al. (2012), concluyó que es fundamental considerar el contenido nutricional como uno de los criterios a tener en
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cuenta para promover determinadas variedades de cultivos, y que el análisis y la divulgación de los nutrientes deben llevarse a cabo de manera sistemática. La papa es uno de los recursos con mayor carga genética y tiene la capacidad de crecer de manera muy diferente ambientes (Navarra, Goyer y Shakya, 2009).
Por lo que existe la necesidad que la producción y la calidad de los clones mejorados de papa y los cuatro genotipos que generan gran interés por parte de los productores, este trabajo de investigación aporta evaluando las características físicas, fisicoquímicas, características morfológicas y funcionales (antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante) a fin de que estos genotipos puedan ser validados a estas condiciones al ser liberados en un tiempo menor.
El objetivo de este estudio fue evaluar efecto de la procedencia de los genotipos de papas nativa sobre las características físicas, fisicoquímicas, características morfológicas y funcionales (antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante), y como hipótesis general se ha propuesto establecer si los distintos pisos ecológicos de las cual provienen los genotipos de papas ejercen un efecto diferente en sus características físicas, fisicoquímicas, características morfológicas y funcionales (antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante).
El contenido del informe está estructurado en tres capítulos, de la siguiente manera:
CAPÍTULO I, corresponde a los antecedentes, bases teóricas y conceptuales, términos básicos, hipótesis y operacionalización de las variables.
CAPÍTULO II, Incluye el tipo, nivel, así como el diseño de la misma. También abarca la población objetivo, la muestra utilizada, la unidad experimental, así como las técnicas e instrumentos empleados para recopilar y procesar los datos
CAPÍTULO III, corresponde al análisis y discusión de resultados.
Finalmente se tiene las conclusiones, recomendaciones y referencias bibliográficas.
La autora
17 CAPÍTULO I MARCO TEÓRICO 1.1. Antecedentes
Al presente se detalla antecedentes de investigación en el ámbito nacional e internacional como:
Castillo (2012) llevó a cabo una evaluación para analizar el impacto de 27 variedades de papas nativas (Solanum sp.) procedentes del Distrito de Pazos en cuanto a su contenido de componentes bioactivos y capacidad antioxidante. Estas variedades fueron diferenciadas según el color de su pulpa, incluyendo Cancahuejo, Huagalina y Pukina (pulpa blanca); Mashuapapa, Peruana, Puka tarma y Yanahuayro (pulpa amarilla); Pukahuayro, Machusuytu, Chingos, Puka abuelita, Yuraccma rojo, Caramelo y Vacapañuñum (pulpa roja); y Yanahuancuy, Talmish, Yuraccñahui, Yanassoncco callhuar, Satanaspamaqui, Pumapamaqui, Cceccorani, Condorpa chaqui, Cuchipelo, Yanacallhuay, Leona, Yuraccma morado y Cacho de toro (pulpa morada). Durante el estudio, se observó una variabilidad en los niveles de tacis, que oscilaban entre 0,33 y 201,01 mg de cianidina 3-glucósido/100 g (b.s) en base seca.
Los fenoles se encontraron en un rango de 287,3 a 1002,2 mg de ácido clorogénico/100 g (b.s.), los carotenoides variaron de 0,16 a 2,55 mg de β- caroteno/100 g (b.s), y las capacidades antioxidantes oscilaron entre 8347,25 y 32590,61 μg Trolox eq./g (b.s.). concluyendo que las pulpas de color morado y rojo presentaban los niveles más altos de antocianinas.
Heinonen, J., Farahmandazad, H., Vuorinen, A., Kallio, H., Yang, B. y Sainio, T. (2016) en la extracción y purificación de antocianinas de papa de pulpa púrpura en las que establecieron que la extracción de antocianinas por ebullición de los es el método es un pretratamiento más eficiente con un tiempo de 6 horas un tiempo más prolongado presenta un menor aumento en la concentración de antocianinas, asi mismo la extracción podría realizarse de manera eficiente con 20% en volumen de ácido (7% en volumen de ácido acético) acéticoácido) en las que la purificación de antocianinas por adsorción eliminó la mayoría de las impurezas principales del solución de antocianinas. Esto muestra que la adsorción con adsorbente polimérico
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XAD-7HP es un método eficiente para obtener extractos puros ricos en antocianinas de papas de pulpa púrpura y este proceso puede ser aplicado en una escala mayor fácilmente.
Gutiérrez-Quequezana, L., Vuorinen, AL, Kallio, H. y Yang, B. (2018) en el análisis mejorado de antocianinas y vitamina C en cultivares de papa azul púrpura para ello uso el metanol acuoso acidificado (70%) como disolvente de extracción óptimo y la liofilización mejora significativamente el rendimiento de extracción de las antocianinas variando en los cinco cultivares entre 0,42 a 3,18 mg / g de peso seco, siendo este último el valor más alto encontrado en el cultivar finlandés 'Synkeä Sakari', así mismo señalan que en comparación con el ditiotreitol (DTT), el hidrocloruro de tris (2-carboxietil) fosfina (TCEP) fue más eficiente para reducir el ácido deshidroascórbico (DHA) a ácido ascórbico (AA) y para cuantificar el contenido de ácido ascórbico total (TAA) y estas pueden analizarse directamente en muestras cocidas al vapor. El contenido de TAA en los tres cultivares de papa fue de alrededor de 0,30-0,35 mg / g de peso seco. La pérdida de AA en la cocción al vapor fue del 24%.mg / g de peso seco. La pérdida de AA en la cocción al vapor fue del 24%.
Lachman, J., Hamouz, K., Orsák, M., Pivec, V., Hejtmánková, K., Pazderů, K.
y Čepl, J. (2012) en el estudio del impacto de factores seleccionados - Cultivar, almacenar, cocinar y hornear sobre el contenido de antocianinas en papas de color carne en la que estableció que el contenido de antocianinas totales (TAC) en cultivares de papa de carne coloreada varió de 248.5 a 2257.8 mg kg-1 de materia mostrando diferencia estadísticamente significativa. Asi mismo el almacenamiento en frío (4°C) influye en TAC sustancialmente en los cultivares Violette y Highland Burgundy Red, el TAC aumentó en 18.5% y 12.1% respectivamente, y en el cultivar Valfi disminuyó en un 33.9%. El horneado aumentó TAC 3.34 veces mientras que cocinar en agua hervida lo aumentó 4.22 veces. Correlación entre la actividad antioxidante (AOA) y TAC (r2 = 0,659). Los cultivares Violette, Vitelotte y Highland Burgundy Red con el TAC más alto mostró un alto AOA y el cultivar Shetland Black y los cultivares Salad Blue y Blue El Congo con una textura de "mármol" mostró el TAC y AOA más bajos. Las antocianidinas individuales son huellas digitales de cultivares de papas de color.
Hejtmánková, K., Kotíková, Z., Hamouz, K., Pivec, V., Vacek, J., y Lachman, J.
(2013) en la evaluación de la Influencia del color de la pulpa, el año y el área de crecimiento en el contenido de carotenoides y antocianinas de 15 variedades papa
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(Solanum tuberosum L.) de la producción de 2 años señalándonos que el principal carotenoide fue la luteína en todas las variedades (54-93%), además se identificaron violaxantina, neoxantina, zeaxantina y β-caroteno en la mayoría de las muestras analizadas. Además, que el mayor contenido de carotenoides se encontró en las las variedades de S. phureja. El pigmentado variedades Blaue Anneliese, Violetta, Olivia (todas moradas) y H.B. Rojo (rojo) mostró carotenoides comparables nivel con la variedad de carne amarilla Agria; otras variedades pigmentadas contenían carotenoides similares niveles como variedades de carne blanca. El contenido de antocianinas totales varió de 210 a 2419 mg / kg de MS y corresponden a la intensidad del color de la carne. Se encontró una correlación débil entre carotenoides y antocianinas (r2 = 0,33). Por lo tanto, algunas variedades coloreadas podrían ser una buena fuente de ambos fitoquímicos estudiados.
Reyes, LF y Cisneros-Zevallos, L. (2007) en la cinética de degradación y color de antocianinas (ACY) en extractos acuosos de papas de carne morada y roja (Solanum tuberosum L.) señala que los cambios en la estabilidad cinética y color de extractos acuosos de ACY de púrpura y papas de carne roja son afectadas por el pH y la temperatura durante el almacenamiento lográndose una mayor estabilidad al almacenarlos extractos a condiciones de pH y temperatura bajas. La estabilidad de los extractos de ACY a pH (<3) y la degradación térmica de ACY (a pH 3) siguen una cinética de primer orden. Los extractos comerciales de zanahoria púrpura mostraron la mayor cantidad estabilidad seguida de extractos de papa de carne roja, mientras que la papa de carne morada y la uva comercial fueron extractos menos estables. Los extractos de ACY de papa de carne roja mostraron matices similares a FD&C Red # 40 y papa de carne morada los extractos tenían tonalidades similares a la col lombarda. Color visual de los extractos de papa estuvo marcadamente influenciado por la fuerza del tinte. Este estudio apoya el uso potencial de papas de colores como fuente de colorantes naturales para la industria alimentaria al predecir los cambios de degradación de extractos acuosos de ACY de papas bajo diferentes temperaturas de almacenamiento y períodos.
Furrer, A., Cladis, DP, Kurilich, A., Manoharan, R. y Ferruzzi, MG (2017) en los cambios en el contenido fenólico de variedades comerciales de papa a través del procesamiento industrial y la preparación fresca señalan que el contenido de ácidos clorogénicos totales (CQA) variaron de 43 a 953 mg / 100 g de muestra y estaban más concentrados en las papas pigmentadas en comparación con papas de carne
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blanca/amarilla. El contenido de antocianinas (ANC) osciló entre 18,6 y 22,9 mg / 100 g de muestra y estaban principalmente presentes en la carne de papas pigmentadas.
Así mismo la la retención de los compuestos fenólicos a través del procesamiento comercial oscilaron entre 49 y 85% para variedades pigmentadas y 32‒55% para blanco/amarillo. Los niveles de CQA se redujeron mediante el procesamiento, pero a mayor extensión en blanco con respecto a las papas pigmentadas. Los ANC fueron bien retenidos a través de procesamiento industrial de papas pigmentadas (79% a 129%). Los niveles de CQA fueron significativamente (p <0.05) más bajos en algunos productos industrialmente versus productos recién procesados, pero no para todos los productos. Si bien existen algunas diferencias, en general, la papa procesada industrialmente productos se comparó favorablemente con la preparación fresca en niveles y recuperación de fenólicos.
Ieri, F., Innocenti, M., Andrenelli, L., Vecchio, V. y Mulinacci, N. (2011) establecieron al Método rápido de HPLC / DAD / MS para determinar ácidos fenólicos, glicoalcaloides y antocianinas en papas pigmentadas (Solanum tuberosum L.) y correlaciones con variedad y origen geográfico en las que aplicó un único procedimiento para determinar simultáneamente ácidos fenólicos, antocianinas y glicoalcaloides en 13 cultivares, todos con cáscara pigmentada con respecto a la influencia de diferentes áreas de crecimiento, las concentraciones más altas de antocianinas y el menor contenido de glicocolaloides en la pulpa se encontraron en tubérculos del área geográfica a 1000 m.s.n.m en el sur de Italia. El análisis de componentes principales (PCA) permitió la discriminación de diferentes grupos cuando se aplicaron a los ácidos fenólicos, mientras que el diagrama de dispersión obtenido con respecto a los perfiles de antocianinas agrupó los cultivares en cinco grupos distintos, estos pigmentos pueden proponerse como "huellas digitales" del cultivar.
Calliope, SR, Lobo, MO y Sammán, NC (2018) evaluaron la biodiversidad de la papa andina: caracterización morfológica, nutricional y funcional para ello realizaron a través del análisis por conglomerados separándolos en 3 grupos según características distintivas, que las definen por sus aplicaciones industriales o nutricionales. El grupo 2 se caracterizó por un mayor contenido de macronutrientes y el grupo 3 con mayor antioxidante actividad, ambas serían recomendables para consumo directo. El genotipo CS 1418 tenía un gran tamaño y una forma ovalada podría destinarse a la industria de las papas fritas. El conocimiento de las propiedades
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nutricionales y funcionales de los genotipos contribuye a promover el cultivo en función de las propiedades y también a preservar la biodiversidad.
Chellaram, C., Parthasarathy, V., Praveen, M. M., John, A. A., Anand, T. P., Priya, G., & Kesavan, D. (2014) en el análisis del contenido fenólico y la capacidad antioxidante de la papa (Solanum Tuberosum L.) de la región de Tamil Nadu, India en las que encontró diferencia significativa en la capacidad antioxidante de tres papas moradas procesadas diferentes (S. tuberosumL.) extractos ensayados mediante DPPH y estabilidad de colorante FRAPS. El tratamiento a alta temperatura destruiría los compuestos de antocianina y disminuiría significativamente los colorantes de papa púrpura a base de antocianina. Por lo que se sugiere explotar y utilizar el colorante púrpura de la papa de manera más efectiva, el colorante debe mantenerse alejado de la luz y el tratamiento térmico. Las papas tratadas por liofilización directa tenían un contenido significativamente mayor que otro método de procesamiento. Así mismo en la estabilidad mostró que tanto la luz como el calor podrían acelerar la degradación del colorante de papa a base de antocianinas. El colorante de papa fresca mostró la propiedad más estable, seguido por la liofilización, secado en horno, vaporización antes de la liofilización.
1.2. Bases teóricas y conceptuales 1.2.1. La papa
Es una planta de tipo herbáceo que se desarrolla en la superficie del suelo, mostrando tallos, hojas, flores y frutos. Por otro lado, existe otra variante de la planta que crece de manera subterránea, caracterizada por estolones, tubérculos y raíces.
Los tubérculos pueden tener formas alargadas, redondas u oblongas, mientras que su color puede variar entre blanco, amarillo, violeta o rojizo (Sánchez, 2003).
Según (Darcy, 1972 y Hawkes, 1978 citados por Segura, 2004) la papa se clasifica taxonómicamente como se detalla en la tabla 1:
22 Tabla 1
Clasificación taxonómica de la papa
Reino Vegetal
División Spermatophyta o Fanerogama
Subdivisión Angiospermae
Clase Dicotiledonaeae
Orden Solanales tubiflorales
Suborden Solaninales
Familia Solanaceae
Sub familia Solanoideae
Genero Solamun
Serie Tuberosa
Especie tuberosum
Nota: Darcy (1972) y Hawkes (1978) citados por Segura (2004) Morfología
La papa es una planta herbácea anual, además de perenne y tiene la capacidad de reproducirse vegetativamente por medio de tubérculos (Figura 1), órgano de almacenamiento de la planta de papa. La planta tiene una duración de periodo vegetativo que oscila aproximadamente entre 11 y 180 días. Tiene la capacidad de adaptarse a diversos tipos de suelo. En la sierra, su producción se lleva a cabo principalmente durante los meses de diciembre, mientras que en la costa se da entre los meses de abril y julio (Sánchez, 2004) y está constituido por:
a. Brote: El tallo se forma a partir de las yemas ubicadas en el ojo o axila del tubérculo. La etapa óptima para la siembra es cuando un tubérculo presenta múltiples brotes, especialmente aquellos que son gruesos, ya que esto resultará en tallos más fuertes y, como resultado, un mayor rendimiento de la planta (Egúsquiza, 2000 y 2014).
b. Tallo: El tubérculo presenta tallos tanto aéreos como subterráneos, conocidos como estolones y tubérculos. Los tubérculos se originan a partir de una semilla sexual y dan lugar a un tallo principal, mientras que los que provienen de una semilla vegetativa (tubérculo) producen varios tallos (Albornoz, 19749 citado por Palencia, 1989).
c. Raíz: Se trata de la parte de la planta que se encuentra bajo tierra y se encarga de absorber agua y nutrientes. Estas estructuras se originan en los puntos de conexión de los tallos subterráneos y se agrupan para formar un sistema de raíces fibroso (Egúsquiza, 2014). En lugar de tener una raíz principal, las plantas desarrollan raíces adventicias que pueden adentrarse en el suelo hasta alcanzar una profundidad de 60 a 90 cm (Infoagro y Rubio et al. Citados por Echía, 2014).
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d. Hojas: Las hojas están dispuestas en forma de espiral alrededor del tallo y tienen un eje central llamado raquis, el cual contiene folíolos primarios, secundarios e incluso terciarios. La sección del raquis ubicada debajo del par inferior de folíolos primarios se conoce como peciolo. Por lo general, cada folíolo está conectado al raquis mediante un pequeño tallo llamado peciolulo, aunque en algunas hojas los folíolos pueden ser sésiles, es decir, carecer de peciolulo (Huamán, 1984; Sánchez, 2003).
Figura 1
Morfología de la papa (Solanum tuberosum)
e. Flor: La flor es completa, perfecta, hermafrodita y está compuesta por cinco partes. Se agrupan en una inflorescencia de tipo cima, sostenida por el pedúnculo floral que se ramifica, formando pedicelos en los cuales se conecta la base del cáliz de la flor (Palencia, 1989; Huamán, 1984; Sánchez, 2003).
f. Fruto y semilla: El fruto de la papa se origina a partir del crecimiento y desarrollo del ovario de la flor. La semilla sexual corresponde al óvulo fecundado y maduro, y la cantidad de semillas presentes en el fruto puede
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variar desde ninguna hasta un máximo de 400 (Huamán, 1984; Sánchez, 2003).
g. Estolones: El rizoma es un tipo de tallo subterráneo que surge a partir de la yema presente en el tallo subterráneo. La cantidad y longitud de los rizomas varía en función de la variedad de la planta, el número de tallos subterráneos y todas las condiciones que influyen en su crecimiento (INIAA, 1994).
h. Tubérculos: Es un tallo subterráneo que tiene una función especializada en el almacenamiento de sustancias de reserva con valor nutricional. Las formas más frecuentes de este tallo son redondas, ovales y oblongas. Además, existen variedades con formas redondas comprimidas, elípticas, largas, aplanadas, clavadas, en forma de riñón, fusiformes, curvadas, en forma de espiral, en forma de dedos, con aspecto de acordeón y otras con una apariencia muy tuberosa (Egúsquiza, 2014).
Variedades de papa
La Papa en el Perú alberga la colección genética más extensa a nivel mundial, se cuenta con más de 5000 variedades, tanto cultivadas como silvestres (Sánchez, 2004). La especie de papa domesticada más relevante a nivel global es la Solanum tuberosum aproximadamente existen 5000 variedades de papas en el mundo, y Perú es el país con la mayor diversidad, al contar con 8 especies nativas domesticadas y más de 2000 variedades, de las más de 4000 que existen en Latinoamérica. Además, En nuestro país se encuentran presentes 91 de las 200 especies que crecen de forma silvestre en casi toda nuestra región, las cuales en su mayoría no son comestibles (Portal agrario Ancash, 2008).
Características nutricionales
La calidad nutricional lo convierte en una fuente importante para nuestra alimentación y ella está íntimamente relacionada con su composición química la que se detalla en la tabla 2 y ella está influenciado por los factores genéticos por su variedad y otros como los factores ambientales: localidad, clima, suelo, prácticas culturales y estado de madurez (Bonierbale et al., 2008).
25 Tabla 2
Composición nutricional en 100 g de parte comestible de papa
Componente Papa amarilla Papa blanca
Energia (Kcal) 103 97
Agua (g) 732 74.5
Proteina (g) 2.0 2.1
Grasa (g) 0.4 0.1
Carbohidrato (g) 233 223
Fibra (g) 0.7 0.6
Ceniza (g) 1.1 1.0
Calcio (g) 6 9
Fosforo (mg) 52 47
Hierro (mg) 0.4 0.5
Retinol (mg) 0 3
Tiamina (mg) 0.07 0.09
Riboflamina (mg) 006 0.09
Niacina (mg) 1.85 1.67
Acido ascòrbico reducido (mg) 9.0 14.0
Nota: Collazos (1996)
1.2.2. Factores que influyen en los niveles de fitoquímicos beneficiosos, actividad antioxidante y antinutrientes en papas coloreadas
a) Efecto de variedades y cultivares de papa
El principal beneficio de las variedades coloreadas de papas es su contenido de antocianinas, además de que la capacidad antioxidante del jugo de papas coloreadas es varias veces mayor en comparación con la de los de carne amarilla. La mayoría de los cultivares de colores contienen niveles de carotenoides comparables a los de carne amarilla (Hejtmánková et al., 2013). Además, las variedades coloreadas Highland Burgundy Red y Blaue Annelise son relativamente alto en contenido de β-caroteno, la única provitamina presente en las papas. El principal carotenoide en todas las variedades son luteína (54–93%); además, violaxantina, neoxantina, zeaxantina y El β-caroteno se ha identificado en la mayoría de las muestras analizadas (contenido de carotenoide total varió de 0.779 a 13.3 mg / kg de materia seca (DM)). TAC y la representación de antocianidinas individuales difieren significativamente entre individuos variedades y cultivares de papa de color y pueden ser su huella digital (Lachman et al., 2012). TAC de los cultivares analizados expresados como la Cy que varió entre 0.7 (Blue Congo) y 74.3 mg / 100 g de peso fresco (Blaue Ludiano) y de acuerdo con la variación en el contenido de antocianinas en los valores de mejoramiento de la papa expresados como cianidin-3-glucósido según lo informado por Brown et al. (2005).
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b) Efectos de la ubicación del cultivo, las condiciones climáticas y la práctica de cultivo sobre los principales antioxidantes y capacidad antioxidante de la papa
Los compuestos biológicamente activos como antocianinas, polifenoles, y carotenoides, así como la capacidad antioxidante están influenciados por la ubicación, el clima y el crecimiento y el almacenamiento en condiciones de tubérculos de papa.
En un estudio sobre la relación de las antocianinas con el color en papas cultivadas orgánica y convencionalmente Murniece et al. (2014) señala que los valores de este no tienen influencia significativa por efecto de las diferentes prácticas de cultivo en las cantidades de antocianinas (p> 0.05), mientras que entre las variedades hubo una diferencia significativa notado (p<0.001). Una fuerte correlación entre la cantidad de antocianinas y el color se determinó incluso cuando la cantidad de antocianinas en las papas era muy pequeña. Ahí Se han publicado algunos informes sobre el aumento de carbohidratos de selenio, selenio orgánico, amino total ácidos, capacidad antioxidante y fotosíntesis de papas (Cuderman et al., 2008; Germ et al., 2007). En un estudio de 2014, los principales componentes fenólicos en las papas moradas (CGA, ácido cafeico, malvidina-5-glu-3-dirhamnosa – glucosa, ácido cafeico – éster de acetillrhamnosa y ácido cafeico – prenilnamosa éster) aumentaron significativamente con selenio (Lei et al., 2014). Peso total del tubérculo aumentó significativamente con selenio (r2 = 0.964, p = 0.002). La razón podría ser que el Un mayor número de tubérculos condujo a tubérculos más pequeños. El selenio podría aumentar el número de tubérculos de papas moradas, pero inhiben la expansión del tubérculo. La antocianina y el contenido fenólico total disminuyen con el crecimiento y la madurez del tubérculo (Reyes et al., 2004).
1.2.3. Polifenoles, antocianinas y capacidad antioxidante en papa a) Polifenoles en la papa
Los tubérculos de papa contienen metabolitos secundarios (compuestos polifenólicos) que presentan sustratos para el pardeamiento enzimático de papas que ocurre durante el pelado, corte o rallado de tubérculos de papa cruda, que es causada por la polifenol oxidasa (Jang y Song, 2004). l-tirosina y ácido clorogénico (Dao y Friedman, 1992) son principales componentes polifenólicos de la papa (Matheis, 1987, 1989; Leja, 1989; Niggeweg et al., 2004; Burlingame et al., 2009). El compuesto fenólico más común en los tubérculos es el aminoácido tirosina, seguido de ácido cafeico, escopolina, ácido ferúlico y ácido criptoclorogénico. El ácido cafeico puede
27
ser un producto de la hidrólisis de CGA (Figura 2) y exhibe fuerte actividad antioxidante (AOA), así como sus compuestos de ácido hidroxicinámico relacionados (Chen y Ho, 1997). Yamamoto y col. (1997) han encontrado que los niveles de ácido cafeico en las partes comestibles de las papas son tan altos como 0.2–3.2 mg / kg;
los polifenoles totales fueron 422–834 mg /kg. Las partes de la piel contenían doble la cantidad en cada caso Algunos polifenoles están presentes solo en niveles menores, como los neoclorogénicos, ácido (7 mg / kg), ácido p-cumarico (4 mg / kg), ácido sinapico (3 mg / kg) y 3,4-dicaffeoylquinic ácido (3 mg / kg). Ácido 3,5-dicaffeoil- quinico, escopoletina y trans-feruloilputrescina se encontraron solo en pequeños niveles.
Figura 2
Principales ácidos fenólicos en papas.
b) Antocianinas en papa
Los cultivares de papa pigmentados son una rica fuente de antocianinas, en particular derivados acilados (Eichhorn y Winterhalter, 2005). Estos fitoquímicos tienen alta libre actividad de eliminación de radicales, que ayuda a reducir el riesgo de enfermedades crónicas y relacionadas con la edad degeneración neuronal Las papas de carne morada y roja proporcionan una fuente natural de antocianinas, que se han asociado con la promoción de la salud. El atributo más importante de estos pigmentos es que son potentes antioxidantes en la dieta (Brown et al., 2003; Brown, 2004). Las papas coloreadas principalmente en rojo y variedades de papa morada
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contienen antocianinas en la piel y pulpa (Lachman y Hamouz, 2005; Lachman et al., 2005) y protegen al organismo humano contra oxidantes, radicales libres y colesterol de lipoproteínas de baja densidad (Hung et al., 1997). La variación natural del cultivo.
el germoplasma de papa incluye tipos pigmentados de rojo y morado debido a la presencia de antocianinas (la estructura de los aglicones se da en la Figura 3) en la piel y / o carne (Reddivari et al., 2007).
Figura 3
Antocianinas principales antocianinas en papas de pulpa morada y roja.
Los fenólicos se encuentran principalmente en las cáscaras de tubérculos de papa (De Sotillo et al., 1994a, b). Hung y col. (1997), utilizando la variedad de papa productora de tubérculos rojos Norland, observó cambios en la antocianina contenido y color de la superficie del tubérculo durante el desarrollo del tubérculo: la intensidad del enrojecimiento y la antocianina el contenido por unidad de superficie disminuyó a medida que aumentó el peso del tubérculo. Alta presión La cromatografía líquida (HPLC) mostró que la pelargonidina y la peonidina son las principales antocianidinas.en la peridermia del tubérculo. Informes anteriores sobre antocianinas de varias papas revelan un predominio de uno o más de los p-coumaroyl-5-glucoside-
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3-rhamnoglucosides de pelargonidin, cianidina, peonidina, delfinidina, petunidina y malvidina. En algunos casos las antocianinas se informan sin acilación o el resto p- coumarico podría reemplazarse con feruloil acilo como se establece en la tabla 3.
Figura 4
Estructura de los glucósidos de antocianina en papas moradas y rojas.
c) Capacidad antioxidante en papa
Diversos estudios tienen como objetivo principal generar tubérculos de papa con un aumento niveles de compuestos fenólicos y antocianinas (contenidos en las vacuolas celulares, principalmente en el epidermis) y, por lo tanto, papas con capacidades antioxidantes modificadas y mejoradas (Kosieradzka et al., 2004;
Lukaszewicz y Szopa, 2005; Stobiecki et al., 2003). Sobreexpresión de ADN codificar dihidroflavonol 4-reductasa en la orientación de los sentidos podría resultar en un aumento de antocianinas tuberculosas, un aumento de cuatro veces en petunidina y pelargonidina (Han et al., 2006). Las capacidades antioxidantes de las fracciones pigmentadas de las hojuelas de papa moradas están relacionadas con el análisis
30
cultivares de papa y sus principales antocianinas (Andersen et al., 2002). En comparación del color, el contenido de antocianinas por área de superficie dada y el contenido fenólico del tubérculo se encontró que las variedades de papas rojas diferían significativamente en color (Naito et al., 1998). Los ensayos ORAC y FRAP revelaron que los niveles de antioxidantes en las papas rojas o moradas fueron dos o tres veces más altas que en papas de carne blanca o amarilla. Estudios de mejoramiento con papas pigmentadas y líneas de plantas de papa transgénicas (Stobiecki et al., 2003; Lukaszewicz et al., 2004; Kosieradzka et al., 2004;
Lukaszewicz y Szopa, 2005) ahora se realizan con el objetivo de obtener clones que contienen altos niveles de antocianinas (Brown et al., 2003; Andersen et al., 2002).
1.3. Bases conceptuales a) Antocianinas
Los pigmentos presentes en los vegetales son sustancias que pueden ser fácilmente degradadas a través de reacciones químicas. Su estabilidad es altamente variable y está determinada por su estructura y la composición del entorno en el que se encuentran.
b) Polifenoles totales
Es la cuantificación analítica del contenido de todos los compuestos fenólicos presentes en la materia prima
c) Capacidad Antioxidante
La capacidad antioxidante se refiere a la habilidad de una sustancia antioxidante para reducir la presencia de especies reactivas de oxígeno antes de que ataquen a diferentes sustratos, como lípidos, proteínas y ADN
d) Características morfológicas
Es el resultado de la expresión de LAS estructuras visibles o morfológicas que permiten diferenciar entre genotipos.
e) Características funcionales
Un alimento funcional es aquel que contiene un componente, ya sea nutriente o no nutriente, que tiene un efecto selectivo en una o varias funciones del organismo, y ofrece un beneficio adicional más allá de su valor nutricional básico
1.4. Hipótesis de investigación
Los distintos pisos ecológicos de las cual provienen los genotipos de papas ejercen un efecto diferente en sus características físicas, fisicoquímicas,
31
características morfológicas y funcionales (antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante).
1.5. Operacionalización de las variables
En la Tabla 3 se detalla la matriz de operacionalización de las variables identificadas en la investigación:
Tabla 3
Operacionalización de la variable
Variable Dimensión Indicadores Unidad de medida Fuente y/o
instrumento Variable Independiente
Genotipos de papas provenientes de diferentes pisos
ecológicos
Son los nuevos cultivos de papa manejados a fin de
mejorar sus propiedades tecno
funciónales
Genotipos papa G1 G2 G3 G4 G5 G6
Qochani ACAN 4 Llachoqmayo ACAN 4 Qochani
ACAN 5 Llachoqmayo
ACAN 5 Lachoqmayo
ACAN (N) Llachoqmayo
ACAN (N1)
Ficha de normalización de genotipos
Variable dependiente
Características físicas Son las cualidades fisicas que posee la papa para para identificarla frente a
otra.
Color de cascara Color de pulpa
L, a, b, c y h Colorímetro
Características fisicoquímicas
Son las cualidades fisicoquímicas que posee la papa para para identificarla
frente a otra.
Acidez pH
% materia seca Humedad Densidad aparente
%}
Unidades
%
% g/cm3
Equipo de titulación Potenciómetro
Probeta Estufa Buretas
Características morfológicas
Son las cualidades biométricas que posee la papa para
para identificarla f
Peso Largo Ancho Diámetro N° de ojos
g cm cm cm Unidades
Balanza Vernier Vernier Vernier Visual Características
funcionales:
Antocianinas
Polifenoles
Capacidad antioxidante
Son pigmentos responsables por el color que presenta el
cultivo Son compuestos de
origen vegetal presente en la papa.
Es la capacidad que tiene la papa para disminuir la presencia
de especies reactiva de oxigeno antes de su ataque a diversos
sustratos
Antocianinas Totales
Polifenoles totales
Capacidad antioxidante
mg de Tacys/g de muestra
mg GE/g de muestra
µmol TE/g de muestra
Espectrofotómetro
Espectrofotómetro
Espectrofotómetro
32 CAPÍTULO II
DISEÑO METODOLÓGICO 2.1. Tipo y Nivel de Investigación
a) Tipo de investigación
El tipo de la investigación a desarrollar es tecnológico (Fidias, 2006).
b) Nivel de investigación
El nivel de la investigación es a desarrollar es experimental (Fidias, 2006.) 2.2. Métodos de investigación
El método aplicado en la investigación corresponde a una investigación deductiva (Sampieri, 2008) en ella se evaluó 6 genotipos de papa nativa: Qochani ACAN 4, Llachoqmayo ACAN 4, Qochani ACAN 5, Llachoqmayo ACAN 5, Lachoqmayo ACAN (N) y Llachoqmayo ACAN (N1) en las que se evaluaron las características físicas, fisicoquímicas, características morfológicas y funcionales (antocianinas, polifenoles y capacidad antioxidante),
Así mismo se ha utilizado diferentes metodologías para la caracterización física, fisicoquímica y funcional y estos se detallan a continuación:
2.2.1. Características físicas
Color de piel y pulpa: método colorímetro recomendado por Santacruz et al., (2012).
2.2.2. Características fisicoquímicas
pH: método potenciométrico recomendado por la AOAC (1997).
Acidez: método recomendado por la NTC 4106 – 1997 Materia seca: método recomendado por la AOAC (1997).
% de almidón: método recomendado por (Arzapalo, Q. et al., 2015). Arzapalo, Huamán, Quispe y Espinoza (2012).
Densidad de solido: método descrito por Mosehin (1970) adaptado por Gil y Olmos (1998).
Humedad: método recomendado por la AOAC (1997).
33 2.2.3. Características morfológicas
Peso, ancho, diámetro, N° de ojos: método recomendado por Salazar, Zambrano y Valecillos (2008)
2.2.4. Características funcionales:
a) Antocianinas totales monoméricas: Método establecido por Fuleki y Francis (1968) adaptado por Giusti y Wrolstad (2003) cuyo principio es la capacidad de las antocianinas monoméricas de cambiar de color de manera reversible en función del pH, particularmente en condiciones de pH 1,0 y pH 4,5.
b) Polifenoles totales: se utilizará el método recomendado por Singleton et al, (1999) con algunas modificaciones.
c) Capacidad antioxidante: se empleará el método del radical DPPH método recomendado por Brand et al, (1995) con algunas modificaciones, donde la solución del radical DPPH se preparó utilizando una mezcla de 80% de etanol y 20% de agua destilada. La cuantificación se llevó a cabo utilizando una curva estándar de trolox, y los resultados se expresaron en mM trolox (TE) como medida de la capacidad antioxidante equivalente
2.3. Diseño de investigación
En la investigación se ha establecido el diseño experimental Según el autor (Santa palella y feliberto Martins (2010)), el diseño experimental es aquel según el cual el investigador manipula una variable experimental no comprobada, bajo condiciones estrictamente controladas, según se presentan en la Figura 5:
34 Figura 5
Diseño experimental
Leyenda
G1, G2, G3, G4, G5 y G6= Genotipo de papa
R1, R2 y R3= Repeticiones de la variable respuesta con respecto a las características fisicoquímicas, morfológicas y funcionales de la papa.
Papa (Ayacucho)
Llachoqmayo ACAN4 G2=
(3564 m.s.n.m.)
Llachoqmayo ACAN (N) G5=
(3814 m.s.n.m.) Qochani ACAN 5
G3=
(3374 m.s.n.m.)
R1, R2,…R3=
Características fisicoquímicas, morfológicas y funcionales
Llachoqmayo ACAN5 G4=
(3512 m.s.n.m.)
R1, R2,….R3=
Características fisicoquímicas, nutricionales, morfológicas y
funcionales R1, R2,…R3=
Características fisicoquímicas, nutricionales, morfológicas y
funcionales R1, R2,…R3=
Características fisicoquímicas, nutricionales, morfológicas y
funcionales Qochani ACAN 4
G1=
(3249 m.s.n.m.)
R1, R2,…R3=
Características fisicoquímicas, morfológicas y
funcionales
Llachoqmayo ACAN (N1) G6=
(3634 m.s.n.m.)
R1, R2,…R3=
Características fisicoquímicas, nutricionales, morfológicas y
funcionales
35 2.4. Población y muestra
2.4.1. Población
El trabajo de investigación consideró la producción de tubérculos genotipos mejorados proveniente de los distritos de Acocro localidades de Santa Rosa de Pucuhuilca y Cochani, distrito de Chiara localidades Llachoccmayo, Condorcocha, Manzanayoc y Manallasac de la región de Ayacucho, ubicados a una altitud de 3265 y 3814 m.s.n.m.
Cosecha de 6 genotipos de papa (Qochani ACAN 4, Llachoqmayo ACAN 4, Qochani ACAN 5, Llachoqmayo ACAN 5, Lachoqmayo ACAN (N) y Llachoqmayo ACAN (N1)) de diferentes pisos ecológicos manejados por MIDAGRI – INIA – EEA CANAÁN – AYAC/PNIRYT/R
2.4.2. Muestra
10 Kg. De muestra de tubérculos genotipos mejorados de las localidades de Santa Rosa de Pucuhuilca y Cochani, Llachoccmayo, Condorcocha, Manzanayoc y Manallasac (Qochani ACAN 4, Llachoqmayo ACAN 4, Qochani ACAN 5, Llachoqmayo ACAN 5, Lachoqmayo ACAN (N) y Llachoqmayo ACAN (N1)).
2.4.3. Unidad experimental
La unidad experimental obedece a cada una de los extractos en los que se valoró las antocianinas monoméricas totales y la capacidad antioxidante.
2.4.4. Técnica de muestreo
En la presente investigación se utilizó la técnica de muestreo no probabilístico para la toma de muestra.
2.5. Técnicas de recopilación de datos 2.5.1. Técnicas
La técnica usada en la investigación corresponde a una observación indirecta (Yarlequé, Javier, Monroe y Nuñez, 2007), En cuanto a la evaluación del contenido de antocianinas y la capacidad antioxidante, los resultados no se cuantificaron directamente, ya que implican la transformación de los datos obtenidos de diferentes equipos, como el espectrofotómetro. Este proceso interno se considera valioso y se convierte en valores cualitativos para su interpretación, y todos estos resultados se validaron mediante metodologías específicas
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2.5.2. Procedimientos de recolección de datos:
Los datos se recopilaron después de obtener la harina de los 6 genotipos de papas de diferentes pisos ecológicos, en base al diagrama de flujo que se presenta en la Anexo y se describe a continuación:
Figura 6
Diagrama de flujo para la obtención de la harina de papa.
