Universidad Jorge Tadeo Lozano. Cra. 4 #

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1 DETERMINACIÓN DE LA COMPOSICIÓN QUÍMICA Y ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE EN DISTINTOS ESTADOS DE MADUREZ DE FRUTAS DE CONSUMO HABITUAL EN COLOMBIA, MORA (Rubus glaucus B.), MARACUYÁ (Passiflora edulis S.), GUAYABA (Psidium guajava L.) Y PAPAYUELA (Carica cundinamarcensis J.) RESUMEN Ligia Rodríguez 1*, Leslie Lopez 1, Maribel García 1 1 Facultad de Ciencias Naturales, Ingeniería de Alimentos. Universidad Jorge Tadeo Lozano. Cra. 4 # *ligia.rodriguez@utadeo.edu.co Para determinar los cambios que se producen en las frutas durante el proceso de madurez se determinó la composición proximal y la actividad antioxidante de cuatro frutas promisorias a las cuales se reconocen potenciales beneficios. La frutas evaluadas fueron mora (Rubus glaucus B), maracuyá (Passiflora edulis S.), guayaba (Psidium guajava L.) y papayuela (Carica cundinamarcensis J.) las cuales fueron adquiridas en el mercado local en 3 estados de madurez (Estado 2 Verde, Estado 3 pintón, Estado 5 madurez comercial). Los cambios de composición de las frutas durante la madurez en general fueron equivalentes para las frutas estudiadas, los sólidos solubles totales (SST) y los azúcares reductores aumentaron con la reducción de la firmeza. Los azúcares reductores alcanzan su máximo en el estado de madurez plena en contraste con la acidez titulable que decrece. El ácido ascórbico y los compuestos fenólicos aumentan continuamente durante la madurez y la actividad antioxidante aumenta del estado inmaduro al estado totalmente maduro para todas las frutas. Todos los datos fueron sometidos al análisis de varianza (ANOVA), seguido de test LSD con nivel de significancia de P<0.05. Palabras claves: Estados de madurez, Polifenoles, Actividad antioxidante. ABSTRACT To determine the compositional changes during ripening of four fleshed fruits with potential benefits it was studied their proximal composition and antioxidant activity. The fruits tested were blackberrie (Rubus glaucus B), passion fruit (Passiflora edulis S.), guava (Psidium guajava L) and mountain papaya (Carica cundinamarcensis J.). These were bought at the local market throughout the immature stage to the full-ripe stage. The changes of fruit composition were the same to the all of the fruit tested. Total soluble solids (TSS) and total sugars increased with a decrease in flesh firmness.

2 Reducing sugars and titratable acidity increased up to the full-ripe stage and then decreased. Ascorbic acid, phenolic compounds and the antioxidant activity increased continuously from the inmature stage to the full-ripe stage. Analysis of variance (ANOVA), followed by Fisher s protected LSD test with a significance level of P<0.05, were performed on all data. Keywords: Maturity stages, phenolic compounds, antioxidant activity. I. INTRODUCCIÓN Los productos vegetales, pero especialmente las frutas poseen una variedad de compuestos químicos que actúan como agentes antioxidantes inhibiendo a las especies reactivas del oxígeno (ERO) que causan daño celular que se puede expresar como patología, tales como las enfermedades cardiovasculares. El objetivo de este estudio fue determinar si estas propiedades al igual que la composición proximal de las frutas cambian durante el proceso de madurez fisiológica de las frutas. Las frutas usadas en el estudio son de amplio consumo en Colombia y fueron adquiridas en el mercado local, en época de cosecha en 3 estados de madurez establecidos según las tablas que para cada fruta ha emitido el Instituto Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC), a partir de ellas se obtuvo extractos acuosos y metanólicos para la actividad antioxidante y muestras frescas para el análisis proximal. La actividad antioxidante se determinó mediante decoloración del radical violeta 2,2- difenil-l-picrilhidracilo hidratado (DPPH) y por el método FRAP (Ferric Reducing Antioxidante Power). El contenido de fenoles por el método Folin-cicolteau. Las frutas se pueden clasificar en orden ascendente la actividad antioxidante así: maracuyá, guayaba, papayuela, y mora, aunque en todos los casos hay un aumento en la actividad al progresar la madurez. Los resultados pueden orientar para un mejor aprovechamiento de los beneficios potenciales de las frutas en estudio. II. MATERIALES Y MÉTODOS 2.1. Caracterización fisicoquímica A las muestras frescas se les realizaron pruebas de acidez (ATT) por titulación potenciométrico mediante una solución estandarizada con NaOH 0.01N hasta un ph de 8.1 ± 0.2 según Norma Técnica Colombiana El ph se determinó con un potenciómetro Metler Toledo referencia SEVEN EASY. Los sólidos solubles se midieron con un refractómetro POCKET REFRACTO METER MARCA ATAGO (escala de 0 32%) a 20 C. 2.2 Grado de madurez Se definieron los grados de madurez (GM) 3, basados en la norma técnica Colombiana para frutos del Icontec, NTC 1406 (Instituto de Normas Técnicas y Certificación, 1997). 2.3 Índice de madurez Es la relación entre los grados Brix y el porcentaje de acidez titulable.

3 2.4. Determinación del contenido total de compuestos fenólicos La concentración de fenoles totales en los extractos se midió por espectrofotometría, basándose en una reacción colorimétrica de óxido reducción. El agente oxidante fue el reactivo de Folin Ciocalteu (Sigma - Aldrich). Para los ensayos se utilizaron extractos metanólicos a los cuales se le aplicó ultrasonido con el fin de mejorar la extracción; seguidamente se tomaron 0.5 ml del extracto metanólico al cual se le adicionó 2 ml de carbonato de sodio al 2%, 0.1 ml del reactivo de Folin Ciocalteu al 50% en agua y 2.4 ml de agua destilada. La absorbancia se midió 30 minutos después de iniciada la reacción en un espectrofotómetro JENWAY 6505 UV/VIS a 750nm. Los resultados se expresaron como mg ácido gálico/ 100 g muestra. 2.5 Evaluación de la actividad captadora de radicales libres DPPH La concentración de la actividad antioxidante de DPHH se determinó según el método descrito por Brand - Williams et al., (1995) con algunas modificaciones. La solución de trabajo se realizó disolviendo gramos de 2,2 difenil 1-picrilhidracilo (DPPH) en 100 ml de metanol, posteriormente está solución fue ajustada a 0.7± 0.01 de absorbancia en un espectrofotómetro JENWAY 6505 UV/VIS a 517nm. Para los ensayos con las muestras (pseudofruto) se utilizaron extractos metanólicos (1:10 p/v) a los cuales se le aplico ultrasonido con el fin de mejorar la extracción; posteriormente, se tomaron 30 µl del extracto metanólico y se adicionó 1 ml de la solución de DPPH preparada. La absorbancia a 517 nm fue determinada 30 minutos después de iniciada la reacción. Los resultados fueron expresados en µmol de equivalentes de TROLOX/g de pulpa Evaluación de la actividad antioxidante (FRAP) Se determinó según el método de Benzie y Strain. Un volumen de 10 µl de las muestras, se mezcló con 90 µl de agua destilada y 900 µl del reactivo FRAP (2,5 ml de la solución 2,4,6- tripiridil-s-triazina a una concentración de 10 µm en HCl 40 mm; 2,5 ml de FeCl 3 20 µm y 25 ml de buffer acetato 0,3 µm a un ph de 3.6). La absorbancia fue leída a 593 nm después de 7 minutos. Se utilizó una curva de calibración de Trolox y las actividades de los extractos se expresaron como µmol de equivalentes de TROLOX/g de pulpa Análisis estadístico El análisis de varianza ANOVA se realizó con el paquete estadístico STATGRAPHICS PLUS versión 5.1.

4 III. RESULTADOS Y DISCUSIÓN 3.1. Análisis Fisicoquímico Mora Tabla 1. Índice de Madurez Mora MUESTRA BRIX Mora ACIDEZ TITULABLE ÍNDICE DE MADUREZ Madurez 2 5,5 0,700 7,86 Madurez 3 6,5 1,313 5,02 Madurez 5 7,6 1,030 7,39 El contenido de SST obtenido para las muestras del estudio son superiores a los reportados en otros estudios, se encontró una diferencia significativa en los parámetros determinados y una correlación positiva entre el estado de madurez y el aumento de los sólidos totales. Uno de los aspectos que refleja la madurez es el comportamiento de los SST o grados Brix. El contenido de SST está constituido por 80 a 95% de azúcares y la medida de SST se encuentra asociada con los azúcares disueltos en el jugo celular (Osterloh et al., 1996) Maracuyá Tabla 2. Índice de Madurez Maracuyá MUESTRA BRIX Maracuya ACIDEZ TITULABLE ÍNDICE DE MADUREZ Madurez 2 11,5 5,172 2,22 Madurez 3 14,1 4,797 2,93 Madurez 5 16,3 4,300 3,80 Se encontró una correlación negativa característica entre madurez y la acidez titulable. Uno de los aspectos que refleja la madurez es el comportamiento de los SST o grados Brix. La acumulación de los azúcares se asocia con el desarrollo

5 de la calidad óptima para el consumo; el contenido de SST mostró un aumento constante entre los estados 2 al 5 al cabo del cual alcanzó su máximo valor (16,3 ºBrix) (Tabla 2). En la ATT, medida como porcentaje de ácido cítrico, se puede observar un comportamiento descendente desde el estado 2 al 5 (tabla 2). Las reducciones de la ATT entre los estados de madurez fueron significativas. Este comportamiento descendente del porcentaje del ácido cítrico a lo largo del proceso de maduración se compara con lo observado en la curuba por Fernández (2001) y lo descrito por Shiomi et al., (1996) en la gulupa Guayaba Tabla 3. Índice de Madurez Guayaba MUESTRA BRIX Guayaba ACIDEZ TITULABLE ÍNDICE DE MADUREZ Madurez 2 10,9 0,242 45,24 Madurez 3 11,2 0,207 54,02 Madurez 5 11,7 0,196 60,63 Los sólidos solubles (ºBrix) y acidez titulable obtenidos en las pulpas de guayaba, se presentan en la tabla 3. La concentración de sólidos solubles está en el rango de frutos maduros. La acidez titulable no coincide con la reportada por otros autores para guayaba lo que puede deberse a que la acidez cambia con la época del año y las condiciones edafoclimáticas Papayuela Tabla 4. Índice de Madurez Papayuela MUESTRA BRIX Papayuela ACIDEZ TITULABLE ÍNDICE DE MADUREZ Madurez 2 3,8 0,340 11,25 Madurez 3 4,7 0,437 10,68 Madurez 5 5,9 0,505 12,31 Existen muy pocos estudios del proceso de maduración de la papayuela, Los sólidos solubles (ºBrix) y acidez titulable obtenidos, se presentan en la Tabla 4. La concentración de sólidos

6 solubles está en el rango de frutos maduros. La acidez titulable es baja. Es importante señalar que para las 4 frutas estudiadas, la que presenta menor porcentaje de acidez es la guayaba, en contraste con el maracuyá que presentó el mayor porcentaje de acidez. En cuanto al contenido de SST la fruta que presenta un menor porcentaje es la papayuela y la de mayor contenido es el maracuyá. Estos parámetros son importantes pues con ellos se establece la calidad de los frutos Actividad antioxidante Polifenoles En la figura 1, se presenta el contenido de polifenoles, para todas las frutas estudiadas. Se puede observar que a medida que aumenta el estado de madurez el contenido de polifenoles aumenta (p<0,05), sin embargo se hace notorio que es la mora la fruta que mayor contenido de compuestos fenólicos tiene en comparación con las otras frutas debido a su alto contenido en flavonoides que hacen parte de este grupo de compuestos. Figura No 1. Contenido en polifenoles Actividad antioxidante método FRAP Y DPPH Cada uno de los métodos de evaluación DPPH y FRAP mide mecanismos distintos de actividad antioxidante, mientras el DPPH está relacionado con la capacidad de transferir átomos de hidrogeno fenólicos, el FRAP mide la capacidad reductora del extracto. En las Figuras 2 y 3 se observa el comportamiento de la actividad antioxidante para las frutas estudiadas.

7 Figura 2. Método DPPH Se encontró que el estado de madurez no tiene efecto estadísticamente significativo (p<0,05) en la actividad antioxidante en las frutas estudiadas a excepción del maracuyá. Con el método de FRAP el valor de la actividad antioxidante fue superior comparado con el método DPPH, esto se debe a la menor selectividad del Figura 3. Método FRAP método FRAP. Las frutas se pueden clasificar de acuerdo con la actividad antioxidante en orden ascendente así: maracuyá, guayaba, papayuela y mora. Los resultados de este estudio pueden orientar para un mejor aprovechamiento de los beneficios potenciales de las frutas en estudio. Figura 4. Método DPPH

8 Figura 5. Método FRAP También debido a que la actividad antioxidante está ampliamente relacionada con el contenido de polifenoles se halló el coeficiente de correlación para cada uno de los métodos anteriormente descritos (Figuras 4 y 5) con los datos obtenidos y se encontró que existe una relación directamente proporcional entre el contenido de polifenoles y la actividad antioxidante con un alto grado de correlación. IV. CONCLUSIONES Según los parámetros físicos y químicos evaluados, se establece como momento óptimo de cosecha el estado 5. En los parámetros químicos, el fruto alcanza el mayor contenido de sólidos solubles totales y además comienza a disminuir la acidez total titulable. Todas las frutas evaluadas exhiben una importante actividad antioxidante lo que las hace fuentes potenciales de beneficios para la salud. V. REFERENCIAS Arjona, H.E. y F.B. Matta. (1991). Postharvest quality of passion fruitas influenced by harvest time and ethylene treatment. Hort-Science 26, Brand-Williams, W. Brand-Williams, M.E. Cuvelier and C. Berset. (1995). Use of free radical method to evaluate antioxidant activity, Lebensmittel Wissenschaft und Technologies. Vol. 28. p Benzie, F.F. and Strain, J.J. (1999). Ferric Reducing/ Antioxidant Power Assay: Direct Measure of Total antioxidant Activity of Biological Fluids and Modified Version for Simultaneous Measurement of Total Antioxidant Power and Ascorbic Acid Concentration. Methods in enzymology. Vol. 299:15-23.

9 ICONTEC. (1999). Norma Técnica Colombiana NTC Determinación de la acidez titulable para frutas y verduras. Colombia. p 1 6. Fernández, M.M. (2001). Determinación de índices de cosecha en el cultivo de curuba (Passiflora mollisima Bailey) en la región de Nuevo Colón, Boyacá. Trabajo de grado. Departamento de Ingeniería Agrícola, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Colombia, Bogotá. 93 p. Osterloh, A., G. Ebert, W.H. Held, H. Schulz y E. Urban. (1996). Lagerung von Obst und Südfrüchten. Verlag Ulmer, Stuttgart.253 p. Shiomi, S., L.S. Wanocho y S.G. Agong. (1996). Ripening characteristics of purple passion fruit on and off the vine. Postharvest Biol. Technol. 7, AGRADECIMIENTOS Los autores agradecen a la Universidad Jorge Tadeo lozano, por facilitar los medios para la realización de este trabajo.