evaluación de dos métodos para la obtención de extractos
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Universidad de La Salle Universidad de La Salle
Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle
Ingeniería de Alimentos Facultad de Ingeniería
1-1-2016
Evaluación de dos métodos para la obtención de extractos con Evaluación de dos métodos para la obtención de extractos con
actividad antioxidante a partir de gulupa (Passiflora edulis Sims.) actividad antioxidante a partir de gulupa (Passiflora edulis Sims.)
con aplicación en productos mínimamente procesados con aplicación en productos mínimamente procesados
Jorge Iván Naranjo Martínez Universidad de La Salle, Bogotá
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EVALUACIÓN DE DOS MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE
EXTRACTOS CON ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE A PARTIR DE
GULUPA (Passiflora edulis Sims.) CON APLICACIÓN EN PRODUCTOS
MÍNIMAMENTE PROCESADOS
JORGE IVÁN NARANJO MARTÍNEZ
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTÁ D. C.
2016
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EVALUACIÓN DE DOS MÉTODOS PARA LA OBTENCIÓN DE
EXTRACTOS CON ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE A PARTIR DE
GULUPA (Passiflora edulis Sims.) CON APLICACIÓN EN PRODUCTOS
MÍNIMAMENTE PROCESADOS
Trabajo de grado para optar el título de:
Ingeniero de Alimentos
JORGE IVÁN NARANJO MARTÍNEZ
Director (a):
ÁNGELA MARÍA OTÁLVARO ÁLVAREZ
Ingeniera Química, Dra.
UNIVERSIDAD DE LA SALLE
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
BOGOTÁ D. C.
2016
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DEDICATORIA
“Mira que te mando que te esfuerces y seas valiente; no temas ni desmayes,
porque Jehová tu Dios estará contigo en donde quiera que vayas."
Josué 1:9
A Dios, por darme la fortaleza para superar los obstáculos presentados durante el
desarrollo de este trabajo y a lo largo de mi carrera.
A mi familia, por su apoyo incondicional y consejos en mi desarrollo personal y
profesional.
A mis amigos, por las experiencias compartidas y quienes, a pesar de las
dificultades presentadas a lo largo de este tiempo, me han brindado su apoyo.
Al Ingeniero Fabián Rico, por su amistad y consejos a lo largo de mi carrera.
4
AGRADECIMIENTOS
A la Ingeniera Ángela María Otálvaro, directora de este trabajo, por su asesoría, dedicación,
colaboración e interés en el desarrollo del mismo.
A Alejandro Moscoso, Viviana Torres y Natalia Cristancho, técnicos de laboratorio, por su
colaboración en el préstamo de equipos y espacios de laboratorio para el desarrollo de la
experimentación.
A Harold Rodríguez, estudiante de Biología, por su ayuda en el manejo y préstamo del equipo
rotavapor.
A Luis Miguel Triviño, técnico de laboratorio, por su tiempo y guía en el préstamo y manejo de
los equipos en planta piloto.
Al Programa de ingeniería de Alimentos, por el permitir el préstamo de laboratorios y plantas
piloto para el desarrollo de este proyecto.
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RESUMEN
El alto contenido de compuestos bioactivos en cáscaras de frutas y especialmente el contenido de
compuestos fenólicos en éstas, ha generado un gran interés por el estudio de técnicas de extracción,
en busca de alcanzar mayores rendimientos, emplear tiempos más cortos y requerir cantidades de
disolventes cada vez menores. En ese marco, este estudio buscó evaluar dos métodos, la
maceración y la extracción con líquidos a alta presión, con dos tipos de solventes (acuoso y
acidulado), para la obtención de compuestos fenólicos a partir de cáscara de gulupa.
Para su desarrollo, se partió de gulupa en grado de madurez 4, a la cual se le realizó un
acondicionamiento previo a la separación de las cáscaras. Posteriormente la cáscara recuperada, se
sometió a procesos de congelación, liofilización, molido y tamizado, para obtener una harina que
fue caracterizada en cuanto a su contenido de azúcares, pH, humedad, fenoles y capacidad
antioxidante. La harina caracterizada, se sometió a diferentes tratamientos para la extracción de los
compuestos fenólicos, que incluyeron la extracción por maceración con disolvente acuoso y
acidulado a temperaturas de 40, 50 y 60 ºC por un tiempo de extracción de dos horas y la extracción
con líquidos a alta presión a condiciones de 0,14 MPa y 126 ºC evaluados a tiempos de extracción
de 10, 20 y 30 min, en el mismo solvente. Terminadas las extracciones, se realizó una evaporación
para eliminar el disolvente y se midió el contenido de fenoles totales (método Folin-Ciocalteau) y
la capacidad antioxidante por los métodos DPPH y FRAP. Posteriormente, se evaluó en cuanto a
su capacidad para inhibir las reacciones de pardeamiento en manzana mínimamente procesada
durante el almacenamiento en refrigeración.
La extracción con líquidos a alta presión, presentó resultados prometedores con rendimientos del
40,6% cuando fue realizada el solvente acidulado durante 30 min a 20 psig y 126 ºC. Con este
tratamiento, también se obtuvieron los mejores resultados en contenido de fenoles (230,14±3,24
mg de GAE/100 g de harina) y de actividad antioxidante (83,40±2,96 µM TEAC/g de harina
determinada por el método DPPH y 165,44±1,44 µM TEAC/g de harina por el método FRAP).
Observándose una correlación entre la concentración de compuestos fenólicos y la actividad
antioxidante en éste y en los demás tratamientos.
Respecto a la evaluación de los extractos como antioxidantes, se evidenció que estos pueden inhibir
el pardeamiento enzimático de la manzana mínimamente procesada, efecto reflejado en cambios
6
de color y luminosidad, inferiores a los registrados cuando el producto se almacenaba sin adición
del extracto.
En conclusión, los mejores resultados en cuanto a rendimiento, contenido de fenoles, actividad
antioxidante y efecto sobre el pardeamiento enzimático, fueron obtenidos por tratamientos a alta
presión y con solvente acidulado, generando un interés en el estudio de nuevas técnicas de
extracción como PLE, además incentivar el aprovechamiento de este subproducto, por tener un
impacto ambiental y por contribuir en el desarrollo agropecuario por generar un valor agregado en
el fruto (gulupa), en la obtención de nuevos aditivos útiles en el procesamiento de alimentos.
7
Tabla de contenido
RESUMEN ....................................................................................................................................... 5
ABREVIATURAS ......................................................................................................................... 13
GLOSARIO .................................................................................................................................... 14
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA....................................................................................... 15
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ........................................................................................... 16
JUSTIFICACIÓN ........................................................................................................................... 17
DELIMITACIÓN DEL PROYECTO ............................................................................................ 18
OBJETIVOS ................................................................................................................................... 19
Objetivo general ............................................................................................................................. 19
Objetivos específicos ...................................................................................................................... 19
1. MARCO DE REFERENCIA........................................................................................... 20
1.1 Generalidades sobre la gulupa .......................................................................................... 20
1.2 Caracterización del fruto y de la planta ............................................................................ 20
1.3 Producción mundial y nacional ......................................................................................... 20
1.3.1 Comercialización ...................................................................................................... 21
1.4 Usos de la gulupa .............................................................................................................. 22
1.5 Antioxidantes .................................................................................................................... 22
1.5.1 Compuestos fenólicos .............................................................................................. 23
1.6 Métodos de extracción ...................................................................................................... 24
1.6.1 Extracción convencional .......................................................................................... 25
1.6.2 Extracción no convencional ..................................................................................... 25
8
1.7 Factores que afectan la extracción .................................................................................... 26
1.8 Productos mínimamente procesados ................................................................................. 28
1.8.1 Pardeamiento en mínimamente procesados ............................................................. 28
2. ANTECEDENTES .......................................................................................................... 29
3. MARCO LEGAL ............................................................................................................ 33
4. METODOLOGÍA ............................................................................................................ 34
4.1 Fase 1: Obtención y acondicionamiento de la gulupa ...................................................... 34
4.2 Fase 2: Obtención de extractos ......................................................................................... 36
4.3 Fase 3: Caracterización de los extractos obtenidos ........................................................... 38
4.3.1 Cuantificación de compuestos fenólicos .................................................................. 38
4.3.2 Determinación capacidad antioxidante por el método DPPH .................................. 38
4.3.3 Determinación capacidad antioxidante por el método FRAP .................................. 39
4.4 Fase 4: Uso potencial de los extractos obtenidos. ............................................................. 39
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN ..................................................................................... 42
5.1 Obtención y acondicionamiento de los frutos ................................................................... 42
5.2 Caracterización de la harina .............................................................................................. 42
5.3 Evaluación de los métodos de extracción ......................................................................... 44
5.4 Caracterización de extractos obtenidos ............................................................................. 48
5.5 Evaluación de los extractos sobre el pardeamiento .......................................................... 51
6. CONCLUSIONES ........................................................................................................... 55
7. RECOMENDACIONES ................................................................................................. 57
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................ 58
9
LISTADO DE TABLAS
Tabla 1. Metabolitos secundarios presentes en la gulupa (P. edulis Sims). .................................. 24
Tabla 2. Caracterización de la harina de cáscara de gulupa .......................................................... 43
Tabla 3. Contenido de fenoles y actividad antioxidante (FRAP) para cáscaras de frutas exóticas de
Colombia. ....................................................................................................................................... 44
Tabla 4. Caracterización de los extractos por cada tratamiento .................................................... 48
Tabla 5. Correlación entre el contenido de fenoles y la actividad antioxidante en obtenida por
diferentes autores. ........................................................................................................................... 51
Tabla 6. Cambio de color en el tiempo de almacenamiento de los discos de manzana ................ 52
10
LISTADO DE GRÁFICAS
Gráfica 1. Producción y área sembrada en gulupa en algunos departamentos colombianos en 2013
........................................................................................................................................................ 21
Gráfica 2. Rendimiento en las extracciones con líquidos a alta presión ....................................... 45
Gráfica 3. Rendimiento en las extracciones por maceración ........................................................ 45
Gráfica 4. Relación actividad antioxidante y compuestos fenólicos ............................................. 50
Gráfica 5. Cambio de luminosidad durante el almacenamiento de manzana ............................... 52
11
LISTADO DE FIGURAS
Figura 1. Lavado y desinfección de la fruta .................................................................................. 34
Figura 2. Adecuación de la fruta .................................................. ¡Error! Marcador no definido.
Figura 3. Obtención de la harina ................................................................................................... 35
Figura 4. Mezcla disolvente y harina ............................................................................................ 36
Figura 5. Montajes para cada método de extracción ..................................................................... 36
Figura 6. Filtrado, evaporación y secado de los extractos ............................................................ 37
Figura 7. Evaluación de los extractos en los discos de manzana .................................................. 40
12
LISTADO DE ANEXOS
Anexo A. Balance de masa en el acondicionamiento de la fruta ................................................... 65
Anexo B. Curva de calibración para determinar azúcares por la técnica de Miller ....................... 66
Anexo C. Curva de calibración para determinar capacidad antioxidante por el método DPPH ... 67
Anexo D. Curva de calibración para determinar capacidad antioxidante por método el FRAP -
Trolox ............................................................................................................................................. 68
Anexo E. Curva de calibración para determinación capacidad antioxidante por método el FRAP –
ácido ascórbico. .............................................................................................................................. 69
Anexo F. Curva de calibración para determinación de compuestos fenólicos .............................. 70
Anexo G. ANOVA de dos factores para rendimiento de extracción: Extracción con líquidos a alta
presión ............................................................................................................................................ 71
Anexo H. ANOVA de dos factores para rendimiento de extracción: Extracción por maceración 73
Anexo I. ANOVA de dos factores en la caracterización de los extractos: Extracción con líquidos a
alta presión ..................................................................................................................................... 74
Anexo J. ANOVA de dos factores en la caracterización de los extractos: Extracción por
maceración ..................................................................................................................................... 76
Anexo K. Cinética de orden uno del cambio de luminosidad en el tiempo ................................... 78
Anexo L. Cinética de orden dos del cambio de luminosidad en el tiempo .................................... 79
Anexo M. ANOVA de dos factores para el cambio de luminosidad durante los días de
almacenamiento por cada solución antioxidante evaluada ............................................................ 80
13
ABREVIATURAS
DPPH: 1,1-difenil-2-picril-hidrazilo
FRAP: Ferric Reducing Antioxidant Power - Poder de Reducción Antioxidante del Hierro
Var: Variedad
GAE: Gallic Acid Equivalent - Equivalentes de Ácido Gálico.
USD: Dólares
UV: Ultravioleta
PLE: Pressurized Liquid Extraction - Extracción con Líquidos a Alta Presión
BPA: Buenas Prácticas Agrícolas
BS: Base Seca
BH: Base Humeda
TEAC: Antioxidant Capacity Trolox Equivalent – Capacidad Antioxidante Equivalente de Trolox
14
GLOSARIO
Antioxidantes: sustancias presentes en bajas concentraciones respecto a las de un sustrato oxidable
(biomolécula) que pueden retardar o prevenir su oxidación. Los antioxidantes que se encuentran
naturalmente en el organismo y en ciertos alimentos pueden bloquear los procesos oxidativos ya
que estabilizan los radicales libres (Castrejón, 2007).
Flavonoides: son compuestos de bajo peso molecular que comparten un esqueleto común de
difenilpiranos (C6-C3-C6), compuesto por dos anillos de fenilos (A y B) ligados a través de un
anillo C de pirano (heterocíclico). La actividad de los flavonoides como antioxidantes depende de
las propiedades redox de sus grupos hidroxifenólicos y de la relación estructural entre las diferentes
partes de la estructura química (Culebras y Tuñón, 2002).
Liofilización: proceso de secado mediante sublimación que consta principalmente de dos pasos:
congelación del producto y secado por sublimación directa del agua bajo presión reducida (Orrego,
2008).
Maceración: proceso de extracción sólido-líquido, donde la materia prima posee una serie de
compuestos solubles en el líquido de extracción que son los que se pretende extraer. La naturaleza
de los compuestos extraídos depende de la materia prima empleada, así como del solvente de
extracción (Anónimo, 2005).
Metabolitos secundarios: compuestos derivados del metabolismo secundario de las plantas, estos
se distribuyen diferencialmente entre grupos taxonómicos, presentan propiedades biológicas,
muchos desempeñan funciones ecológicas y se caracterizan por sus diferentes usos (Ávalos y
Perez-Urria, 2009).
Mesocarpio: capa intermedia de tejidos que está entre el epicarpio y el endocarpio. Consiste
principalmente de mucílago pectináceo y pulpa (Códex Alimentarius, 2013).
Mucilago: capa viscosa que está entre la pulpa y se adhiere al endocarpio en el interior de una baya
(Codex Alimentarius, 2013).
Perenne: planta que viven más de dos años y tienen varias floraciones y producción de semillas durante
su ciclo de vida (Ocampo y Morales, 2012).
15
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
De la producción de gulupa en Colombia, el 70% se destina para exportación, el 20% para consumo
interno y el 10% corresponde a perdidas pre y poscosecha, esto hace que se genere gran cantidad
de residuos como cáscaras y semillas en su industrialización y en los procesos pre y poscosecha
(Ocampo, Parra y Casas, 2012).
Estos residuos, específicamente en el caso de la gulupa no tienen un aprovechamiento industrial,
razón por la cual la obtención de compuestos fenólicos a partir de sus subproductos, generaría un
valor agregado a esta fruta, abriendo camino en su aplicación en la obtención de aditivos. Por esto
es importante estudiar las diferentes técnicas de extracción de compuestos con actividad
antioxidante, aplicados a la gulupa con el fin de alcanzar rendimientos altos de estos compuestos
que abran camino a la posible industrialización de los procesos.
Hoy en día las técnicas convencionales de extracción tienen inconvenientes en la eficiencia de la
extracción, esto ocurre principalmente porque no se tienen en cuenta factores como: disolvente,
temperatura, tiempo de extracción, tamaño de partícula, entre otros. Por lo anterior, se han venido
estudiado nuevas tecnologías de extracción como: fluidos a alta presión (uso de fluidos
supercríticos y líquidos a alta presión), tecnología de ultrasonido, tratamientos enzimáticos,
tecnología de microondas y de pulso eléctrico (Viganó y Martinez, 2015), las cuales contribuyen
en la obtención de compuestos en mayor cantidad y con mejor calidad.
En ese sentido para evitar inconvenientes como altos tiempos de extracción, el uso de grandes
cantidades de disolvente, la baja selectividad, la necesidad de evaporación del disolvente y la
descomposición de los compuestos lábiles (Herrero, Sánchez, Cifuentes e Ibáñez, 2015), que se
presentan en los procesos convencionales, es necesario profundizar en la búsqueda de condiciones
que permitan hacerlos más eficientes o reemplazarlos por otros procesos de extracción más
eficientes.
16
FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
Mediante la extracción con fluidos a alta presión es posible alcanzar mayores rendimientos y
obtener extractos con mayor capacidad antioxidante a partir de cáscara de gulupa (Passiflora edulis
Sims.) en comparación a los obtenidos mediante maceración.
17
JUSTIFICACIÓN
Colombia es uno de los países con más diversidad de frutas en el mundo y dentro de éstas, el género
Passiflora tiene cerca de 141 especies, de las cuales 48 están distribuidas en la región andina. Este
género tiene gran importancia a nivel económico por incluir frutas muy comercializadas como el
maracuyá (Carvajal De Pabón et al., 2011). Igualmente, el género pasifloras incluye la gulupa, que
tiene interesantes perspectivas de mercado, ya que alcanza el 40% de las exportaciones de
pasifloras en Colombia. El fruto es muy apetecido por su sabor y aroma, y es consumido
principalmente en fresco aunque también se emplea procesado en jugo o ensaladas (sin retirar las
semillas) y la pulpa puede utilizarse para hacer gelatinas, mermeladas, salsas, cócteles y helados
(Orjuela, Campos, Sánchez, Melgarejo, y Hernández, 2011).
Por otro lado, la gulupa tiene gran cantidad de compuestos fenólicos, leucoantocianidinas,
flavonoides, triterpenos o esteroides en cáscara, hojas y flores (Carvajal et al., 2014). Y
considerando que el mercado de los alimentos está demandando nuevos ingredientes bioactivos
que pueden ser utilizados para el desarrollo de productos funcionales, se ha prestado atención en
los últimos años a los compuestos naturales, tales como polifenoles, carotenoides, esteroles,
péptidos o ácidos grasos poliinsaturados que pueden estar presentes en los subproductos de su
procesamiento (Herrero et al., 2015). Estos compuestos, son importantes por actuar como
antioxidantes siendo capaces de retardar o prevenir la oxidación., además de participar en la
protección contra los rayos UV y agentes patógenos, como virus, hongos, insectos y bacterias
(Porras y López, 2009; Viganó y Martinez, 2015).
El volumen de residuos de cáscara y semilla de gulupa, según Carvajal, et al. (2014), puede llegar
a representar del 46 al 52% del fruto. En ese sentido, Orjuela, et al. (2011), estiman que el
rendimiento de la gulupa después del despulpado es menor al 37%. Situación que genera gran
interés por el estudio de técnicas de extracción que aplicadas a los subproductos de la
industrialización de esta fruta permitieran alcanzar mayores rendimientos, emplear tiempos cortos
y requerir cantidades de disolventes cada vez menores para la obtención de compuestos bioactivos
que contribuyeran a incentivar el desarrollo de los nuevos escenarios de aprovechamiento de la
fruta.
18
Entre las nuevas técnicas no convencionales de extracción, se encuentran la extracción con fluidos
a alta presión, está tiene como ventajas la reducción del tiempo de extracción, la disminución en la
cantidad de disolvente utilizado y el uso de disolventes que pueden ser más selectivos para la
obtención de los compuestos de interés.
Igualmente, diferentes estudios han tratado de optimizar condiciones como la relación de
disolvente / alimentación, el tamaño de partícula, la temperatura, la presión, el tiempo y la
velocidad de flujo de disolvente para obtener el mejor rendimiento en términos de compuestos
químicos, generando condiciones de proceso adecuadas para llevar a cabo las extracciones
empleando diferentes matrices(Viganó y Martinez, 2015).
Además de las condiciones anteriormente mencionadas, el uso de otros disolventes como alcoholes,
ha mostrado aumentar la solubilidad de los compuestos de tipo flavoniode durante la extracción,
por ser de menor solubilidad en el agua pura. Igual que la adición de ácidos como el fórmico a los
disolventes que también ayuda a aumentar la solubilidad y/o estabilidad de los flavonoides (Liu,
et al., 2014).
DELIMITACIÓN DEL PROYECTO
Para el desarrollo este proyecto, se empleó gulupa adquirida del proveedor OCATI S.A, con grado
de madurez 4, previamente seleccionada. La cáscara de esta fruta, que fue convertida en materia
prima para el proceso evaluado, se empleó luego de su liofilización. Para la evaluación de la
extracción a alta presión, se utilizó la autoclave de la Planta de Operaciones Unitarias que permitió
alcanzar presiones hasta de 0,13 MPa y temperaturas de 127 ºC.
En cuanto a la caracterización de los extractos obtenidos, se cuantificaron los compuestos fenólicos
por el método descrito por Folin-Ciocalteau y se determinó la capacidad antioxidante por los
métodos DPPH y FRAP; estos análisis se realizaron en el Laboratorio de Biotecnología en la sede
centro de la Universidad de La Salle. Para la evaluación del efecto antioxidante sobre una matriz
alimenticia, se utilizó manzana var. Granny Smith mínimamente procesada almacenada en
refrigeración a la que se le realizó seguimiento durante 7 días. La variable analizada fue el color,
que se encuentra relacionado directamente con los procesos oxidativos.
19
OBJETIVOS
Objetivo general
Evaluar dos métodos (maceración y líquidos a alta presión) en la obtención de extractos con
capacidad antioxidante a partir de cáscara de gulupa (Passiflora edulis Sims.) que puedan ser
empleados en el control de pardeamiento enzimático en un producto mínimamente procesado.
Objetivos específicos
Comparar los rendimientos de extracción para los métodos de maceración y extracción con
líquidos a alta presión en el solvente acuoso y acidulado.
Caracterizar los extractos obtenidos en cuanto a su contenido de fenoles totales por el
método Folin-Ciocalteau y su actividad antioxidante por los métodos DPPH y FRAP.
Evaluar los extractos con mayor capacidad antioxidante obtenidos por cada método en el
control de pardeamiento enzimático durante el almacenamiento de manzana mínimamente
procesada (var. Granny Smith).
20
1. MARCO DE REFERENCIA
1.1 Generalidades sobre la gulupa
La gulupa (Passiflora edulis fo edulis Sims) pertenece a la familia Passifloraceae que se compone
de 15 géneros y cerca de 700 especies. Este género es el de mayor importancia económica en la
familia, por tener 573 especies de origen americano, principalmente en países como Brasil,
Paraguay y el norte de Argentina; de donde se extendió a otros países de Asia, África y Australia
(Ocampo y Morales, 2012; Cámara de Comercio de Bogotá, 2015).
1.2 Caracterización del fruto y de la planta
La planta de gulupa es perenne, semileñosa y de tipo enredadera. Se forma por un tallo de color
verde, con zarcillos auxiliares; de este se derivan numerosas ramas laterales. Sus hojas pueden
medir entre 4 y 11 cm de largo y entre 4 y 10 cm de ancho (Cámara de Comercio de Bogotá, 2015).
Sus flores surgen de las axilas de las hojas, son hermafroditas y tienen un diámetro de 6 a 8 cm y
una longitud de 2 a 2,5 cm. El fruto, es una baya de forma esférica u ovalada, tiene un diámetro
que oscila entre 4 y 8 cm y un peso promedió entre 50 y 60 g (Cámara de Comercio de Bogotá,
2015). Su cáscara tiene una consistencia dura, lisa y cerosa, de 3 a 4,5 mm de espesor, en estado
inmaduro es de color verde y púrpura al finalizar la maduración. El porcentaje promedió de pulpa
y semillas varía entre el 34 y 61% del total del fruto, de los cuales entre el 32 y el 57% corresponden
a la pulpa y el restante a las semillas (Ocampo y Morales, 2012).
1.3 Producción mundial y nacional
En el mundo, los países productores de gulupa son: India, Nueva Zelanda, Brasil, Ecuador, Estados
Unidos, Australia, África, Israel, y China. También se cultiva en tierras más altas en zonas
tropicales del sudeste de Asia y Papúa Nueva Guinea (Lim, 2012).
En cuanto a la producción nacional, el área total sembrada de gulupa en 2013 correspondió a 480
h, con una producción total de 6.304 t. Los principales departamentos productores de esta fruta son
Antioquia con el 36,9%, Cundinamarca con el 28,8%, Boyacá con el 13,5%, Tolima con el 9,3%
21
y Huila con el 4,1% de la producción nacional (AGRONET, 2013). En la figura 1 se muestra la
producción y área sembrada de gulupa en los principales departamentos.
Gráfica 1. Producción y área sembrada en gulupa en algunos departamentos colombianos en 2013
Fuente: AGRONET, 2103.
Respecto a la exportación de gulupa desde Colombia, para el año 2013 el principal país consumidor
fue la Unión Europea, que importó 1.668 t equivalentes a 14.054.005 millones de dólares, seguido
de Canadá con 112.621 t correspondientes a 112.621 millones de dólares y Suiza con 143 t y un
valor de 152.694 millones de USD (Cámara de Comercio de Bogotá, 2015).
En Colombia, el comportamiento de la producción de gulupa durante todo el año es continuo,
presentando dos épocas de cosecha especialmente orientada a la exportación, comprendidas entre
la segunda semana de febrero y la primera semana de junio y desde la última semana de agosto
hasta finales de diciembre (Cámara de Comercio de Bogotá, 2015).
1.3.1 Comercialización
Mercado nacional: el consumo nacional de la gulupa es limitado y solamente se
comercializa el 20% del total producido. La mayor comercialización de esta fruta, se
encuentra principalmente en supermercados de cadena en Bogotá y otras ciudades como
Cali, Medellín, Manizales y Tunja; la presencia de esta fruta en el mercado no es constante.
El precio depende de las épocas de producción y puede oscilar entre $1.100 y $2.000 pesos
por kilogramo.
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50,0
100,0
150,0
200,0
250,0
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22
Esta fruta tiene gran potencial para el consumo en fresco en el país, por sus características
organolépticas (sabor y aroma) y nutricionales (Ocampo, Parra y Casas, 2012).
Mercado internacional: el 70% de la producción total de la gulupa se destina a la
exportación y actualmente ocupa el tercer lugar dentro de las frutas exportadas hacia el
mercado europeo después del banano y la uchuva. El precio en mercados internacionales
varían entre USD 3,7 y USD 4,3 por kilogramo (Ocampo, Parra y Casas, 2012).
1.4 Usos de la gulupa
Según Carvajal et al. (2014), el género passiflora tiene 92 usos diferentes, donde la mayor parte
de los reportados corresponden a la categoría de medicinales y comestibles. Respecto al
aprovechamiento de las pasifloras con fines cosméticos, artesanales y agropecuarios, éste aún es
insipiente.
El uso medicinal de estas especies, tiene como aplicación principal el control de la presión arterial,
además de otras aplicaciones como actividad desinflamatoria, efecto alucinógeno, tranquilizante,
reducción de colesterol, regulador de digestión y afrodisíaco. En cuanto al uso alimenticio el más
común es la preparación de jugos en agua o leche. El consumo de la fruta fresca no es muy frecuente
(Carvajal et al., 2014).
1.5 Antioxidantes
Son compuestos que inhiben o previenen la oxidación de un sustrato susceptible a tal tipo de
reacción (Noé, 2009). Los aditivos antioxidantes más utilizados por la industria alimentaria son el
BHA (3-terc-butil-4-hidroxi-anisol) y el BHT (3,5-di-terc-butil-4-hidroxi-tolueno), junto con
ésteres del ácido gálico y tocoferoles. Sin embargo, diferentes investigaciones han revelado que el
BHA y BHT son tóxicos a elevadas concentraciones, esto junto con los costos de producción y con
la preocupación del consumidor con respecto a la seguridad de aditivos alimentarios, crean la
necesidad de identificar alternativas naturales y fuentes más seguras de antioxidantes naturales
(Ministerio de Educación y Ciencia de España,2004,p.123).
Los antioxidantes naturales más utilizados en alimentos son los tocoferoles (preferentemente el
alfa-tocoferol), el ácido ascórbico en forma de sales, el extracto de romero (rosmanol, carnasol,
23
ácido ursólico), subproductos de soja (alfa-tocoferol, glicósidos de isoflavonas, acido benzoicos y
cinámicos, lecitina, aminoácidos y péptidos), el extracto de avena (ácido dehidrocafeico y
fosfolípidos) y el extracto de té (rico en catequinas, galato de catequinas y proceanidinas). Cuando
éstos son utilizados en alimentos, se adicionan varios a la vez, para potenciar su efecto antioxidante
de modo que se logre prevenir o retrasar la oxidación de los componentes de los alimentos, bien
evitando la formación de radicales libres, reaccionando con los radicales libres interrumpiendo la
fase de propagación, o secuestrando al oxigeno impidiendo así la fase de iniciación y propagación
de la oxidación (Ministerio de Educación y Ciencia de España, 2004,p.123).
1.5.1 Compuestos fenólicos
Los compuestos fenólicos son metabolitos secundarios que se producen ampliamente en las
plantas. Existen más de 8.000 compuestos fenólicos identificados. Estos compuestos, están
relacionados con la calidad sensorial de los alimentos de origen vegetal, en fresco y procesados,
además de actuar como antioxidantes naturales, reduciendo la utilización de aditivos antioxidantes
sintéticos y participar de la protección contra los rayos UV y agentes patógenos, como virus,
hongos, insectos y bacterias (Porras y López, 2009; Viganó y Martinez, 2015). Como se mencionó
anteriormente, este tipo de compuestos puede actuar como antioxidantes, siendo capaces de
retardar o prevenir la oxidación.
Según Carvajal et al. (2014), los residuos de las pasifloras, contienen gran cantidad de compuestos
fenólicos, como saponinas, triterpenos, alcaloides, leucoanticianidinas y flavonoides en las hojas y
en los bejucos. En la pulpa se encuentran taninos, triterpenos y compuestos lactónicos, además de
cumarinas. En cuanto al color morado de la cáscara, éste se puede atribuir a la presencia de
flavonoides del tipo flavonas y flavonoles, que le confieren a ésta propiedades para ser empleada
en la obtención de colorantes naturales.
A continuación se muestran resultados obtenidos por Carvajal et al. (2014), sobre metabolitos
secundarios presentes en la gulupa.
24
Tabla 1. Metabolitos secundarios presentes en la gulupa (P. edulis Sims).
Metabolito
secundario
Flores
Palestina, Villa
Macizo
Hojas
Palestina, Villa
Macizo
Cáscara
Palestina, Villa
Macizo
Compuestos
fenólicos
+++ +++ +++
Cumarinas + - -
Leucoantocianidinas ++ ++ ++
Saponinas + - -
Taninos - - -
Flavonoides +++ ++ ++
Triterpenos y/o
esteroides
++ ++ ++
Quinonas - - -
Alcaloides - - ++
Compuestos
lactónicos
- - -
Negativo (-), Positivo (+), Muy positivo (++), Altamente positivo (+++), Dudoso (+/-)
Fuente: (Carvajal et al., 2014)
Estos compuestos, representan una oportunidad para agregar valor a la cadena de esta fruta. Por lo
tanto, es importante el estudio de las técnicas que permitan mejorar la separación de estas sustancias
de la matriz vegetal, para facilitar su posterior aprovechamiento.
1.6 Métodos de extracción
La extracción es el proceso de separación de uno o más componentes de una mezcla compleja, su
objetivo principal es obtener un componente específico para agregar valor al producto. El proceso
25
de separación puede ser clasificado de acuerdo a la naturaleza del material extraído o clasificado
por el tipo de fases en contacto, como sólido-líquido, líquido-líquido, entre otros. La separación de
sustancias a partir de matrices vegetales se clasifica como extracción sólido-líquido y puede
llevarse a cabo a través de métodos convencionales o no convencionales (Viganó y Martinez,
2015).
1.6.1 Extracción convencional
Este tipo de extracción incluye técnicas clásicas basadas en la capacidad de extracción de diferentes
disolventes y/o aplicación de calor y agitación. Las técnicas clásicas para la extracción de
compuestos a partir de alimentos vegetales son Soxhlet y maceración. Estas técnicas han sido
ampliamente utillizadas en la obtención de extractos de subproductos de fruta como aceite de
semillas y compuestos bioactivos de cáscara de maracuya (Viganó y Martinez, 2015). Estos
métodos de extracción tienen como ventaja el bajo costo del montaje de la unidad extractora y
como desventajas, los altos tiempos de extracción, el uso de grandes cantidades de disolventes, su
baja selectividad, la necesidad de realizar una etapa posterior de evaporación del disolvente y la
posible descomposición de los compuestos lábiles (Viganó y Martinez, 2015).
1.6.2 Extracción no convencional
En la busqueda de nuevas técnicas de extracción, que sean más amigables con el medio ambiente
y que no representen riesgos para la salud, mientras facilitan la extracción de compuestos de alta
calidad, se han estudiado diferentes tecnologías como: fluidos a alta presión, tecnología de
ultrasonido, tratamientos enzimáticos, tecnología de microondas y de pulso eléctrico (Viganó y
Martinez, 2015).
En el caso específico de las extracciónes utilizando fluidos a alta presión, se ha mostrado una
reduccion del tiempo de extracción y de la cantidad de disolvente utilizado, ademas se ha apreciado
el efecto de la presión sobre la selectividad en la obtención de compuestos específicos en
comparación con los métodos convencionales.
Existen dos métodos de extracción que utilizan fluidos a alta presión: extracción con fluidos
supercríticos y la extracción con líquidos a alta presión (Viganó y Martinez, 2015).
26
Extracción con fluidos supercriticos (SFE): Los fluidos supercríticos son usados en la
extracción de compuestos de diferentes matrices alimentarias. Uno de los fluidos mas
utilizados es el dióxido de carbono (CO2), ya que es seguro, no es tóxico, tiene un alto poder
de solubilización y proporciona altas tasas de transferencia de masa. Ademas, tiene ventajas
como su amplia disponibilidad, bajo costo y alta pureza. Por otro lado, la desventaja de este
metodo es su alto costo de inversión (construcción de equipos) (Viganó y Martinez, 2015).
Extracción con líquidos a alta presión (PLE): este método se basa en el uso de disolventes
a alta presión (0,1 - 20 MPa) y temperatura (313 - 473 K), sin llegar al punto critico (Osorio
y Meireles, 2013). Es usado en la extracción de compuestos de matrices solidas o
semisolidas. Su ventaja principal es que los disolventes a alta presión permanecen en estado
líquido cuando se ponen a temperaturas superiores a su punto de ebullicion, ademas de que
la extracción se realiza en corto tiempo y se usa poca cantidad de disolvente (Viganó y
Martinez, 2015).
El proceso de PLE se puede dividir en dos etapas. La primera es un proceso en el que la
extracción se controla por la solubilidad y la segunda se caracteriza por la difusión de
solutos en el disolvente. Los principales disolventes utilizados en PLE son metanol,
isopropanol, acetona, hexano, agua, etanol y éter. El agua y el etanol se han empleado cada
vez más en la extracción de polifenoles, tales como flavonoides y ácidos fenólicos, ya que
se consideran disolventes "verdes" (Viganó y Martinez, 2015).
1.7 Factores que afectan la extracción
El rendimiento del proceso de extracción con líquidos a alta presión, se puede ver afectado por
factores como la elección del disolvente, temperatura, tiempo de extracción y en menor medida por
la presión. También se debe tener en cuenta la naturaleza de la matriz, las características específicas
de los compuestos y su localización dentro de la matriz.
Disolvente: se debe utilizar un disolvente altamente selectivo y su polaridad debe ser similar
a la del compuesto que se quiere extraer. Disolventes no polares como n-hexano y pentano
o disolventes de polaridad media, tales como pentano, diclorometano o ciclohexano y
acetato de etilo, se han utilizado en la extracción de iones apolares y compuestos lipófilicos.
Entre los disolventes más polares se encuentran sustancias como acetonitrilo, metanol,
27
acetato de etilo o agua. Los disolventes más utilizados según la polaridad del compuesto de
interés son: etanol, metanol, y n-hexano, especialmente por su alta selectividad para
compuestos fenólicos (Osorio y Meireles, 2013).
Temperatura: es el factor responsable de la aceleración proceso de extracción. Las altas
temperaturas disminuyen la viscosidad del disolvente, ayudando a penetrar la matriz,
mejorando el proceso de extracción. Además, temperaturas elevadas disminuye la tensión
superficial del disolvente, compuestos y la matriz (Osorio y Meireles, 2013).
Presión: aunque la presión no es de gran influencia en el rendimiento del proceso, el uso de
altas presiones facilita la extracción de compuestos situados en el interior de los poros de
la matriz, debido a que un aumento de la presión obliga a que el disolvente penetre en
lugares que normalmente no se alcanzan por el disolvente a presión normal (Osorio y
Meireles, 2013).
Tiempo de extracción: tiempos entre 5 y 30 min, son necesarios para garantizar la
extracción de la mayoría de compuestos. Sin embargo, la combinación de altas temperaturas
y largos tiempos de extracción podría inducir la degradación de los compuestos y de la
matriz (Osorio y Meireles, 2013).
Tamaño de partícula: el tamaño de partícula tiene gran influencia en la extracción, debido
a que un tamaño de partícula más pequeño genera un mayor porcentaje de sólidos extraíbles
permitiendo una mayor recuperación de compuestos bioactivos (Osorio y Meireles, 2013).
Adición de aditivos: La adición de sustancias como ácidos contribuye a desnaturalizar las
membranas celulares presentes en la fruta, a través de un mecanismo de hidrólisis, que
mejora la desintegración de las paredes celulares y por lo tanto facilitar la solubilización y
la difusión de compuestos fenólicos a partir del material de vegetal. La concentración del
ácido en el disolvente de extracción debe ser muy baja, ya que la adición en exceso, puede
escindir los grupos acilados y de azúcar de las antocianinas durante las etapas de extracción
y concentración, lo que resulta en la formación de componentes indeseables (Srinivas,
King, Monrad, Howard, y Zhang 2011).
Varias investigaciones han indicado que la extracción con líquidos a alta presión PLE es una buena
alternativa para recuperar compuestos fenólicos a partir de una serie de matrices vegetales, debido
a su polaridad (Viganó y Martinez, 2015).
28
1.8 Productos mínimamente procesados
Los mínimamente procesados o denominados comercialmente de cuarta gama, son productos que
han sufrido algún tratamiento adicional (pelado, cortado o troceado) a los de los productos frescos.
Su vida útil es habitualmente menos que la de los productos en fresco y deben ser mantenidos en
refrigeración. La principal ventaja de estos productos es la comodidad y ahorro en tiempo de los
consumidores, ya que en la mayoría de casos están listos para ser ingeridos (Rodríguez y Magro,
2008).
1.8.1 Pardeamiento en mínimamente procesados
Durante las operaciones de corte y pelado, o debido a daños mecánicos producto de la manipulación
incorrecta durante la poscosecha de los frutos, hay un rompimiento de los tejidos, produciendo la
liberación de enzimas y sustratos, que se hallan en partes específicas de las células vegetales. Estas
reaccionan de manera descontrolada, provocando pérdidas en la calidad sensorial y nutricional
producto.
El pardeamiento enzimático es la alteración más común que se presenta en frutas y hortalizas
peladas y/o troceadas, afectando la vida útil de la gran mayoría de estos productos. La reacción de
pardeamiento oxidativo es catalizada por las enzimas polifenoloxidasas (PPO), las cuales en
presencia de oxígeno (O2) actúan hidroxilando los compuestos fenólicos presentes en los tejidos
de las frutas y hortalizas. Posteriormente, estos compuestos se oxidan también en presencia de PPO
y O2 a o-quinonas, que luego se condensan y reaccionan no enzimáticamente para producir
pigmentos pardos denominados genéricamente melaninas. Estas enzimas, generalmente tienen
actividad óptima en un rango de pH de 5 – 7 y temperatura 25 °C, y pueden ser inhibidas por acción
de ácidos, haluros, ácidos fenólicos, sulfitos, agentes quelantes y agentes reductores. Asimismo, la
acción de las enzimas PPO y por lo tanto las reacciones de pardeamiento enzimático pueden
prevenirse eliminando o sustrayendo alguno de los compuestos que intervienen en la reacción: O2,
sustratos fenólicos, enzimas PPO y cobre (Parzanese, 2012).
Generalmente, para evitar este inconveniente son utilizadas sustancias antioxidantes que permitan
evitar este tipo de reacciones. Por ejemplo, extractos naturales ricos en compuestos fenólicos.
29
2. ANTECEDENTES
Es importante el estudio de los métodos de extracción, ya que de estos dependen los rendimientos
y pureza de los compuestos extraídos. Viganó y Martinez (2015), mencionan que las técnicas no
convencionales como extracciones utilizando líquidos a alta presión (0,1 - 20 MPa) y temperaturas
altas (313 - 473 K), pueden ser consideradas como verdes o ecológicas, además de tener ventajas
como reducir el tiempo de extracción, la cantidad de disolvente utilizado y mejorar la selectividad
y el rendimiento de los procesos.
Respecto a los métodos de extracción no convencionales, M’hiri, Ioannou, Mihoubi y Ghoul
(2015), estudiaron los efectos de diferentes condiciones de operación en cuatro técnicas de
extracción (tradicional asistida con ultrasonido, asistida con microondas, fluidos supercríticos y
líquidos a presión). Los criterios analizados fueron: concentración de fenoles totales, contenido de
flavonoides y actividad antioxidante. La extracción se evaluó usando unidades experimentales
correspondientes a 5 g de harina de cáscara de naranja y 50 mL de etanol al 80% con agitación
mecánica. La extracción asistida con ultrasonido, se llevó a cabo a 125 W durante 30 min a 35 ºC,
la extracción asistida con microondas, se realizó a condiciones de 200 W durante 180 s, la
extracción con CO2 supercrítico a 80 ºC , 10 MPa y con líquidos a presión a 0,1 , 50 y 100 MPa
durante 30 min a 35 ºC. Los resultados mostraron que los extractos a alta presión tienen un
contenido de fenoles totales más bajo que el control, para cualquiera de las presiones evaluadas
(0,1 a 100 MPa), en tanto que el contenido de flavonoides totales fue mayor que el control para 0,1
y 50 MPa. La disminución en el contenido de los fenoles totales fue atribuida en parte a la oxidación
enzimática. Sin embargo se observó que a pesar del bajo contenido de fenoles, el uso de altas
presiones permitió la obtención de extractos con mayor actividad antioxidante.
Por otro lado, Vigano et al (2016), realizaron la extracción de compuestos bioactivos procedentes
de cáscaras de maracuya, donde el método PLE se comparó con Soxhlet y maceración, usando
como disolventes etanol, agua, y sus mezclas con una concentración de etanol entre 70 y 100%
(v/v). Las condiciones de PLE y maceración fueron: temperaturas entre 30 y 60 °C y presión
vairnado entre 10 MPa (PLE) y presión atmosférica (maceración). Los parámentros de extracción
evaluados fueron: rendimiento global, contenido de fenoles totales y la actividad antioxidante. A
estas condiciones la extracción PLE permitió la obtención de extractos alcanzando un mayor
30
rendimiento global, contenido fenólico y actividad antioxidante comparada con los métodos
convencionales. A las condiciones de PLE de 60 °C utilizando una solución de 70% de etanol
como disolvente se recuperó la mayor cantidad de compuestos bioactivos.
Otros autores como Liu, Sandahl, Sjöberg, y Turner (2014), realizaron la extracción de polifenoles
en cebollas rojas, mediante el uso de una mezcla de disolventes agua, etanol y ácido formico en
relación 95:4:1. Ellos encontraron que la adición de etanol en el disolvente de extracción aumenta
la solubilidad de los compuestos flavoniodes y el ácido fórmico aumenta la solubilidad y/o
estabilidad de los flavonoles. Las condiciones de extracción fueron 1,5 MPa y 110 ºC. Para la
extracción por baches se usaron 80 mL de disolvente con un tiempo de extracción de 120 min,
mientras que para la extracción dinámica se usaron flujos de disolvente de 2, 3 y 4 mL/min durante
60 min. Los resultados obtenidos mostraron rendimientos de extracción en flujo continuo entre 80
y 90% , siendo significativamente mayores que los rendimientos obtenidos por extracción con
metanol convencional y la extracción por baches estáticos (70-79 y 58-67% de los rendimientos
teóricos, respectivamente).
Igualmente, Eun, et al. (2013) estudiaron la extracción de fenoles y actividad antioxidante de
Pleurotus cornucopiae var. Citrinopileatus. La extracción se llevó a cabo a diferentes temperaturas
(50, 100, 150, 200, 250 y 300 °C) y presiones entre 0,002 a 5 MPa durante 10, 30 y 60 min,
evaluando los compuestos con actividad antioxidante de los extractos. En este caso, la extracciones
a condiciones de 250 °C durante 60 min o 300 °C durante 30 min mostraron altos niveles de fenoles
totales de 98,39 ± 0,72 y 98,58 ± 1,00 mg GAE / mL, respectivamente, mientras a temperaturas
mas bajas como 50 °C durante 10 min la concentración fue 29,05 ± 0,49 mg GAE / mL. Estos
resultados indican que la temperatura y el tiempo de extracción, afectan significativamente la
actividad antioxidante.
En cuanto a los métodos de extracción convencionales, Díaz, Duarte y Chaparro (2014) obtuvieron
un extracto etanolico a partir de harina de cáscara de mangostino, mediante la extracción con 100
mL de etanol al 50%, durante 24 horas a 4 °C. Los extractos se centrifugaron a 10.000 rpm, durante
30 min y se filtraron al vacío recuperando el sobrenadante. Posteriormente el etanol contenido en
éste se eliminó por un rotavapor. Los resultados obtenidos señalaron un contenido de fenoles de
188,53 ± 6,41 mg GAE/g extracto en base seca (BS).
31
Estudios en gulupa fueron realizados por Carvajal De Pabón, et al. (2011) quienes obtuvieron
extractos acuosos de hojas y pulpa de diferentes especies de passifloras. La pulpa y hojas fueron
mezcladas con 30 mL de agua y se licuaron, seguido de un filtrado a vacío y un almacenamiento a
-20 ºC. Las muestras se prepararon secando las hojas durante 24 h a 30 °C, luego se maceraron y
se realizó la extracción con metanol acidificado y luego se concentraron en un rotavapor. En la
cuantifiación de fenoles, se encontró un contenido total para maracuyá y gulupa de 125,211 y
282,169 mg de GAE/100 g de extracto seco, respectivamente.
Trabajando con cáscara de gulupa, Gualteros y Morales (2015), obtuvieron un extracto acuoso de
la cáscara de esta fruta, mediante una extracción con agua en una relación 1:9. El procedimiento
de extracción consistió en el licuado de la cáscara, la centrifugación de la mezcla obtenida a 4200
rpm durante 15 min y la filtración del sobrenadante obtenido, para la posterior cuantificación de
fenoles totales, registrando concentraciones del orden de 76,79 ± 2,72 mg GAE/g extracto en base
seca.
Por otra parte, en la evaluacion de extratos sobre el pardeamiento enzimatico, Sukhonthara,
Kaewka y Theerakulkait (2016), evaluaron extractos de salvado de arroz completamente y
comercialmente desengrasado y una solución de ácido cítrico a 100 ppm en la conservación de
puré de patata y manzana durante un almacenamiento de 6 horas. El extracto completamente
desengrasado mostro una inhibición más eficaz atribuida a la presencia de ácido ferúlico, mientras
que en el caso del extracto comercial el responsable de este efecto fue el ácido p-cumárico,
compuestos que son reconocidos por ser activos en la inhibición enzimática de la patata y la
manzana. El ácido p-cumárico exhibió un mayor efecto inhibidor en la patata y manzana. Casi
todos los compuestos fenólicos mostraron mayor efecto inhibidor en PPO en pure de patata y la
manzana comparado con el ácido cítrico 100 ppm.
Asimismo, Supapvanich, Prathaan y Tepsorn (2012), valoraron el efecto de un recubrimiento
comestible a base de glucomanano de konjac incorporado con un extracto de piña, en la inhibición
del pardeamiento de manzana cortada durante el almacenamiento. Los extractos de piña evaluados
sobre trozos de manzana fueron extractos de cáscara de piña, pulpa o extracto del núcleo a
concentraciones de 1:1, 1:2, 1:3, 1:4 o 1:5 de extracto por proporción de agua destilada. Se encontró
que la fruta tratada con extracto de núcleo de la piña en la concentración de 1:1, presentó un mayor
control del pardeamiento y éste fue seleccionado para determinar los efectos de recubrimiento con
32
glucomanano konjac que lo tuviera incorporado. El recubrimiento también fue eficaz para
mantener la blancura de la fruta recién cortada durante el almacenamiento al retrasar el
pardeamiento, mejorando los fenoles totales y la inhibición de la actividad de polifenoloxidasa y
peroxidasa.
También, Bernas y Jaworska (2015), evaluaron un extracto acuoso de cebolla para inhibir el
pardeamiento enzimático en setas Agaricus bisporus, durante 8 meses de almacenamiento en
congelación a -25 ºC. las setas congeladas, fueron previamente empacados a vacío con diferentes
soluciones como metabisulfito de sodio, ácido cítrico y L- ácido ascórbico y extracto acuoso de
cebolla. A éstas se les evaluó el color en el sistema CIELAB y se les determinó su perfil sensorial
durante el almacenamiento. Encontrando que el extracto de cebolla inhibe el pardeamiento
enzimático de los champiñones con más eficacia que las muestras que contienen ácidos orgánicos,
pero con menos eficacia que la que contiene metabisulfito de sodio. Con respecto a la prueba
sensorial, se observó que las setas impregnadas con extracto de cebolla tenían mejor sabor y aroma
de los demás productos examinados.
33
3. MARCO LEGAL
Decreto 3075 de 1997: reglamenta una serie de normas higiénicas denominadas como Buenas
Prácticas de Manufactura (BPM) que debe tener una planta de procesamiento de alimentos, además
especifica condiciones que deben cumplir las instalaciones, los equipos y utensilios. Informa como
debe ser la salud del manipulador y sus conocimientos o su educación. Además de mencionar temas
como: requisitos higiénicos de fabricación, aseguramiento y control de calidad, saneamiento,
almacenamiento, distribución, transporte y comercialización, vigilancia y control.
Resolución 2674 de 2013: tiene por objeto establecer los requisitos sanitarios que deben cumplir
las personas naturales y/o jurídicas que ejercen actividades de fabricación, procesamiento,
preparación, envase, almacenamiento, transporte, distribución y comercialización de alimentos y
materias primas de alimentos y los requisitos para la notificación, permiso o registro sanitario de
los alimentos, según el riesgo en salud pública, con el fin de proteger la vida y la salud de las
personas.
Norma Técnica Colombiana - NTC 1291 Frutas y hortalizas generalidades: norma que
establece la terminología, los requisitos y los sistemas de clasificación de las frutas y hortalizas
destinadas a ser consumidas en estado fresco.
Norma Técnica Colombiana - NTC 5400. Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) para frutas,
hierbas aromáticas culinarias y hortalizas frescas: esta norma define los requisitos generales y
las recomendaciones de Buenas Prácticas Agrícolas (BPA) para orientar a los productores de frutas,
hierbas aromáticas culinarias y hortalizas, frescas, tanto para el mercado nacional y el de
exportación, como para la agroindustria, con el fin de mejorar las condiciones de la producción
agrícola, con un enfoque preventivo, en busca de la inocuidad, la competitividad y la seguridad de
los trabajadores y el desarrollo sostenible.
34
4. METODOLOGÍA
Para el desarrollo de esta investigación, se planteó una metodología que incluye cuatro fases:
obtención y acondicionamiento de la gulupa, obtención de extractos, caracterización de los
extractos obtenidos y uso potencial de los extractos obtenidos. Cada una de estas etapas es descrita
a continuación.
4.1 Fase 1: Obtención y acondicionamiento de la gulupa
La materia prima (gulupa), se obtuvo del proveedor OCATI S.A ubicado en el Kilómetro 1 vía
Chía - Cota, y se caracterizó en cuanto a su peso y diámetro.
Siguiendo la metodología planteada por Gualteros y Morales (2015), la fruta fue lavada con agua
potable para eliminar cualquier compuesto residual y desinfectada en una solución de hipoclorito
a 200 ppm, durante 5 min por inmersión, como se observa en la figura 1.
Figura 1. Lavado y desinfección de la fruta
Luego de estos tratamientos, se realizó el proceso de acondicionamiento para retirar la pulpa con
semillas y mesocarpio, pesando cada una de las fracciones. La pulpa fue caracterizada por su
contenido de acidez y º Brix, para conocer el estado de madurez de la fruta.
Seguido a esto, las cáscaras se cortaron en trozos de 1 x 1 cm aproximadamente (figura 2c), antes
de ser congeladas a temperatura de -70 ºC durante 12 h, como se requería para llevar a cabo el
proceso de liofilización, operación que se desarrolló durante 24 h a una presión de 0,12 mBar y
temperatura de -89 ºC. Posteriormente las cáscaras liofilizadas fueron molidas y tamizadas,
35
obteniendo una harina que se tamizó para recuperar la fracción con un tamaño de partícula de 300
µm (figura 3c) (López, Botero y Arias, 2016).
(a) (b) (c)
a) Cáscara con pulpa, b) Cáscara limpia, c) Cáscara troceadas
Figura 2. Adecuación de la fruta
(a) (b) (c)
a) Trozos congelados, b) trozos liofilizados, c) harina obtenida
Figura 3. Obtención de la harina
La harina de cáscara de gulupa fue caracterizada en cuanto a su contenido de azúcares por la técnica
de Miller utilizando como patrón una solución de glucosa, para elaborar la curva de calibración
mostrada en el anexo B, porcentaje de humedad según AOAC 925,10 de 1990, pH según AOAC
973.41, contenido de fenoles por el método Folin-Ciocalteau y capacidad antioxidante por el
método DPPH y FRAP. Estas técnicas son descritas más adelante.
36
4.2 Fase 2: Obtención de extractos
En esta fase, se evaluaron dos disolventes: agua y agua- ácido fórmico (99:1) y dos métodos de
extracción (extracción con líquidos a alta presión y maceración).
En todos los procesos se usó una relación de sólidos-líquido de 1:20. Las mezclas correspondientes a
los disolventes y la harina se muestran en la figura 4.
Figura 4. Mezcla disolvente y harina
En la extracción por maceración se modificaron las condiciones de temperatura (40, 50 y 60 ºC),
con un tiempo fijo de extracción de dos horas, en un agitador orbital a 70 rpm ( Çam y Hisil, 2010;
Garrido, Ortiz, y Pozo, 2013; Gualteros y Morales, 2015; Nayak et al., 2015). Para la extracción a
alta presión, se evaluaron diferentes tiempos de extracción (10, 20 y 30 min), manteniendo una
presión manométrica constante de 20 psi y una temperatura de 126 ºC en un autoclave (Gualteros
y Morales, 2015; M’hiri et al., 2015; Plaza y Turner, 2015). En la figura 5, se muestran los montajes
empleados.
Figura 5. Montajes para cada método de extracción
a) Extracción a alta presión b) Extracción por maceración
37
El paso siguiente a la extracción por ambos métodos correspondió a la filtración al vacío,
evaporación del disolvente (rotavapor) y secado de los extractos en estufa (entre 4 y 7 dias en una
incubadora a 45 ºC), ver figura 6 (Rivero et al., 2002).
Figura 6. Filtrado, evaporación y secado de los extractos
a)
b) c)
a) Filtrado a vacío, b) evaporacion del disolvente, c) secado de los extractos
38
El rendimiento de extracción para ambos métodos, fue determinado por la ecuación presentada a
continuación:
%𝑟𝑒𝑛𝑑𝑖𝑚𝑖𝑒𝑛𝑡𝑜 =𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑑𝑒 𝑒𝑥𝑡𝑟𝑎𝑐𝑡𝑜 𝑠𝑒𝑐𝑜(𝑔)
𝑚𝑎𝑠𝑎 𝑠𝑒𝑐𝑎 𝑑𝑒 ℎ𝑎𝑟𝑖𝑛𝑎 𝑑𝑒 𝑐á𝑠𝑐𝑎𝑟𝑎(𝑔)𝑥100
4.3 Fase 3: Caracterización de los extractos obtenidos
Para la caracterización de los extractos, se pesó aproximadamente 0,02 g de cada extracto seco y
se aforó a 10 mL con agua destilada. Esta solución se denominó solución madre y fue utilizada
para llevar a cabo las pruebas mencionadas a continuación:
4.3.1 Cuantificación de compuestos fenólicos
Para la cuantificación de fenoles, se desarrolló el método descrito García et al., (2011) con
modificaciones. Para esto se elaboró una curva de calibración con una solución de ácido gálico
(0,01 mg/mL), tomando diferentes volúmenes entre 0 y 200 µL con intervalos de 20 µL aforándolos
a 500 µL con agua destilada (ver Anexo F).
Para la medición de fenoles de cada solución madre se tomaron 100 µL, completando el volumen
a 500 µL con agua destilada, seguido a esto se agregaron 250 µL de reactivo Folin-Ciocalteu 1N y
la mezcla se dejó en baño maría por 5 min; luego se adicionaron 1250 µL de Na2CO3 al 20%,
dejando las muestras en la oscuridad durante 2 h. Transcurrido este tiempo, se midió la absorbancia
en un espectrofotómetro a 760 nm, los resultados obtenidos fueron expresados en mg de ácido
gálico por g de harina (mg GAE/g harina).
4.3.2 Determinación capacidad antioxidante por el método DPPH
Para la medición de la capacidad antioxidante, se tomaron 100 µL de cada solución madre,
completando el volumen a 500 µL con agua destilada, luego se adicionaron 2000 µL de reactivo
DPPH 0,1 mM y en seguida la mezcla se dejó en la oscuridad por 30 min a 25 ºC. Las lecturas de
absorbancia se realizaron a 517 nm, expresando los resultados obtenidos en mM TEAC/g harina.
39
La curva de calibración presentada en el anexo C, se realizó con una solución de Trolox (0,139
mM), tomando volúmenes de 0-500 µL y se completó el volumen de cada uno a 500 µL con agua
destilada (Pérez y Saura, 2007).
4.3.3 Determinación capacidad antioxidante por el método FRAP
Para el desarrollo de esta prueba, se adaptó la metodología utilizada por Pérez y Saura (2007),
donde se preparó la solución FRAP, mezclando 250 mL de buffer con 25 mL de solución TPTZ y
25 mL de solución FeCl3. Después, se mezcló 50 µL de solución madre con 1 mL de reactivo FRAP
y se dejó en baño maría a 37 ºC por 30 min. Finalizado este tiempo, se tomó la absorbancia a 593
nm. Para la curva de calibración presentada en el anexo D, se utilizó una solución TROLOX a una
concentración de 0,56 mM y los resultados fueron expresados en μM TEAC/ g de harina.
Al término de esta fase, se realizó un análisis estadístico con los resultados obtenidos para cada
método de extracción, mediante un análisis de varianza de dos factores con un 95% de nivel de
confianza y una prueba de comparación de medias (Tukey). Esto con el fin de establecer el efecto
del disolvente y el tiempo en la extracción a alta presión y del disolvente y la temperatura en la
extracción por maceración. Con esta información se determinaron las condiciones de extracción
que conducían a la obtención del extracto con mayor actividad antioxidante por cada metodología,
que serían luego utilizados en la siguiente fase.
4.4 Fase 4: Uso potencial de los extractos obtenidos.
Para evaluar la actividad antioxidante de los dos mejores extractos escogidos de acuerdo al
tratamiento estadístico, se decidió evaluar el efecto de éstos sobre el control del pardeamiento
enzimático en manzana mínimamente procesada.
Para ello se usaron manzanas var granny Smith, a las cuales se les realizó un proceso de lavado y
desinfección con hipoclorito a 200 ppm antes de ser cortadas en discos (Rocha y De Morais, 2005).
Posteriormente fue necesario determinar nuevamente la actividad antioxidante de los extractos por
el método FRAP descrito anteriormente, usando como patrón una solución de ácido ascórbico al
42,6 mM en lugar de Trolox (ver anexo E), con el objetivo de tener una aproximación de la
concentración de ácido ascórbico por gramo de extracto y con esto calcular la cantidad de extracto
40
necesaria para obtener una solución de extracto a 42,6 mM en concentración de ácido ascórbico,
que según reportes de la literatura era adecuada para el control del pardeamiento enzimático en
manzana mínimamente procesada (Rocha y De Morais, 2005).
A continuación, se prepararon las soluciones de extracto a 42,6 mM equivalentes de ácido
ascórbico para realizar la impregnación por inmersión de los discos de manzana cv. Granny Smith
de 2 cm de diámetro obtenidos anteriormente. Para la impregnación, los discos fueron sumergidos
durante 3 min en cada solución y luego se eliminó el exceso de agua y se dejaron al aire libre
durante un tiempo para que se secaran. Una vez secos, los discos de manzana se colocaron en
bandejas de polipropileno cubiertas con una película polimérica de grado alimenticio, para ser
almacenadas durante siete días en refrigeración (2,5 a 4ºC y 55,75% HR), con el fin de evaluar
diariamente el color de las muestras durante este tiempo, como evidencia del control a los procesos
oxidativos (Figura 7) (Denoya, et al., 2012).
En estos ensayos se empleó un control positivo, correspondiente a los discos de manzana
impregnados con una solución de ácido ascórbico a una concentración de 42,6 mM (0,75% w/v) y
como blanco se empleó manzana que no fue tratada con ningún antioxidante (Rocha y De Morais,
2005).
Figura 7. Evaluación de los extractos en los discos de manzana
Los datos obtenidos fueron expresados con la diferencia de color (∆E*) entre L*a*b*, calculada
por la siguiente formula:
∆𝐸∗ = ((𝐿∗ − 𝐿𝐶∗ )2) + (𝑎∗ − 𝑎𝑐
∗)2 + (𝑏∗ − 𝑏𝑐∗)2)
12
41
Por otro lado, con el cambio de luminosidad calculado por la siguiente ecuación, se elaboraron
curvas correspondientes a la cinética de pardeamiento durante el periodo de almacenamiento.
∆𝐿 = 𝐿𝑓∗ − 𝐿0
∗
42
5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
5.1 Obtención y acondicionamiento de los frutos
Los frutos de gulupa adquiridos presentaron un diámetro y peso promedio de 5,01±0,33 cm y
51,82±2,35 g respectivamente. Estos valores se encuentran en los intervalos mencionados por
Hernández y Melgarejo (2011), que oscilan entre 4,5 - 5,6 cm y 38-75 g y los determinados por
Ocampo y Morales (2012), que oscilan de 4,7 a 7,2 cm y 40 a 76 g. Por otro lado, en la
caracterización del fruto, se determinó un índice de madurez de 3,96, que según Pinzón, Fischer y
Corredor (2007), corresponde a un estado de madurez 4 y a su vez equivale a un índice de madurez
4,01.
En el acondicionamiento del fruto y la obtención de la cáscara de gulupa, se realizó un balance de
materia que es presentado en el anexo A, en el cual se obtuvieron porcentajes de cáscara,
mesocarpio y pulpa con semilla que fueron equivalentes a 51,67%, 4,08% y 44,25%,
respectivamente. El porcentaje de cáscara obtenido, se encuentra en el rango presentado por
Hernández y Melgarejo (2011) de 46 al 52% y es un valor similar al obtenido por Morales y
Gualteros (2015), quienes registran un rendimiento del 52,51%.
5.2 Caracterización de la harina
Los resultados asociados a la caracterización de la harina obtenida se presentan en la tabla 2, donde
se observó un porcentaje de humedad de 7,43%. Este valor es muy cercano a 7,65%, que fue el
valor reportado por López, Botero y Arias (2016) en cáscara de gulupa y es mayor al valor obtenido
por Salgado et al (2010) siendo de 6,96% en cáscaras de maracuyá con secado por estufa.
Con respecto al pH obtenido para la harina, Quintero (2013) registró un pH en la harina de cáscara
de maracuyá de 3,87, valor similar al obtenido para la cáscara de gulupa presentado. La diferencia
entre ambos valores puede ser atribuida al estado de madurez de las frutas.
En lo relacionado con el contenido de azúcar, Silva et al (2015) determinaron un contenido de
5,64%, valor muy similar al obtenido en este estudio para la harina de cáscara de gulupa.
43
Tabla 2. Caracterización de la harina de cáscara de gulupa
% Humedad pH
Azúcares
g/100 g de
harina BS
DPPH
µM TEAC/ g
de harina BS
FRAP
µM TEAC/ g
de harina BS
Fenoles totales
mg acido gálico/ g de
harina BS
7,43±0,065% 4,84 5,409±0,47 136,237±14,97 424,721±28,98 7,607±0,056
De acuerdo con el contenido de fenoles y la capacidad antioxidante medida por los métodos DPPH
y FRAP en la harina obtenida, se observa un contenido de fenoles es inferior y actividad
antioxidante con respecto a los valores registrados por Moreno, Ortiz y Restrepo (2014), quienes
evaluaron el contenido total de fenoles y actividad antioxidante de pulpa gulupa, encontrando un
contenido de fenoles aproximadamente de 280 mg GAE/ 100g de muestra en BH y una actividad
antioxidante aproximadamente 98000 µM TEAC/100g y 10000 µM TEAC/ g muestra en BH
medido por los métodos DPPH y FRAP respectivamente.
Haciendo un contraste, de las variables mencionadas anteriormente para la cáscara de gulupa con
otras cáscaras de frutas exóticas en Colombia, se presenta en la tabla 3.
De acuerdo con estos valores, se puede afirmar que la cáscara de gulupa comparada con la curuba
que comparten el mismo género, presenta un contenido de fenoles totales similar de 234,29 mg
GAE/100 g. Mientras que, la actividad antioxidante de cáscara de gulupa presentó valores
superiores (130,813 µM TEAC/ g de cáscara en BH por el método FRAP) comparado con la misma
fruta. Así mismo, Martínez et al (2012), en la determinación de propiedades antioxidantes en co-
productos de maracuyá (cascara, pulpa y semilla), encontraron valores de actividad antioxidante
de 5,1 ± 0,36 µM TEAC/g BS por el método DPPH y 6,9±0,05 µM TEAC/g BS FRAP en co-
productos del maracuyá, siendo valores menores comparados con los encontrados en la cascara de
gulupa.
44
Tabla 3. Contenido de fenoles y actividad antioxidante (FRAP) para cáscaras de frutas exóticas
de Colombia.
Cáscara de fruta Fenoles totales mg de
GAE/100 g de muestra fresca
Actividad antioxidante (FRAP)
μmol TEAC/g de muestra fresca
Algarrobo 1712± 42,5 237± 8.53
Corozo 282±15,8 24±2,26
Curuba criolla (P.
mollissima) 246 ±8,22 42,2±2,29
Curuba quiteña (P.
tarminiana) 288±8,41 48,9±2,84
Borojó 61,5±2,16 8,37±1,57
Cajúa 96,9±0,83 11,7± 0,14
Zapote costeño 1488±20,1 273±3,32
Capoasú 252±28,7 49,9±2,09
Badea 120±1,69 11,3±0,20
Macadamia 93,7±2,68 9,50±1,41
Naranjilla 83,6 ± 0,64 10,8 ±0,10
Cocona 87,4±5,16 11,7±0,83
Chontaduro 108±2,06 17,1±3,15
Umarí 107±19,2 8,04±0,01
Tomado de Contreras, Calderón, Guerra y García (2011)
5.3 Evaluación de los métodos de extracción
Respecto a la evaluación de los dos métodos de extracción, se determinaron los rendimientos para
cada uno de los tratamientos planteados. En este sentido, los resultados de rendimientos para la
extracción con líquidos a alta presión son mostrados en la gráfica 2. Se observa que se presenta una
relación directamente proporcional entre el tiempo de extracción y el rendimiento: a mayor tiempo
de extracción se presenta un mayor rendimiento. Este comportamiento fue el esperado, debido a
que tiempos prolongados de contacto entre la matriz y el disolvente generan una mayor penetración
del disolvente en los poros de ésta (Osorio y Meireles, 2013). Realizando la comparación a nivel
estadístico, se encontró que los resultados de rendimientos evaluados respecto a este método,
45
indican que existe una diferencia significativa entre los tiempos evaluados, obteniendo una media
estadística mayor para el tiempo de 30 min, confirmando lo mencionado anteriormente (ver anexo
G).
Gráfica 2. Rendimiento en las extracciones con líquidos a alta presión
Tiempo min
Solvente
302010
Agua+ácidoAguaAgua+ácidoAguaAgua+ácidoAgua
50,00%
45,00%
40,00%
35,00%
30,00%
25,00%
20,00%
15,00%
10,00%
5,00%
Re
nd
ime
nto
40,63%39,15%
27,86%
22,79%20,30%
16,39%
Por otro lado, en la extracción por maceración se presentó una relación directamente proporcional
entre la temperatura y los rendimientos obtenidos (Gráfica 3) y al realizar el análisis estadístico, no
se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre las temperaturas evaluadas (ver
anexo H). Esto se debe al efecto de la temperatura en la aceleración del proceso de extracción,
puesto que altas temperaturas disminuyen la viscosidad del disolvente, aumentan la transferencia
de masa ayudando a la penetración del disolvente y a la disminución de la tensión superficial del
disolvente, además esto mejora la humectación de disolvente en la matriz y a su vez el rendimiento
de la extracción, ratificando los resultados obtenidos (Osorio y Meireles, 2013; Plaza y Tuner
2015; Vazquez y Picó, 2015).
Gráfica 3. Rendimiento en las extracciones por maceración
46
Temperatura ºC
Solvente
605040
Agua+ácidoAguaAgua+ácidoAguaAgua+ácidoAgua
18,00%
16,00%
14,00%
12,00%
10,00%
8,00%
6,00%
4,00%
2,00%
0,00%
Re
nd
ime
nto
15,37%
14,35%
14,36%
14,18%
14,20%
13,98%
En los resultados obtenidos, también se pudo observar que el tipo de disolvente tiene un efecto
sobre los rendimientos, donde la extracción con agua-ácido presenta mayores rendimientos en los
dos métodos evaluados, al ser comparados con el agua como solvente; esta diferencia radica en que
la adición de ácido fórmico aumenta la solubilidad de los analitos en el disolvente de extracción,
afectando las propiedades físicas de la matriz de la muestra y la desorción de los analitos desde la
misma (Plaza y Turner; Vazquez y Picó, 2015). También la adición de ácido en el disolvente de
extracción puede actuar a través de un mecanismo de hidrólisis, mejorando la desintegración de las
paredes celulares y por lo tanto facilitando la solubilización y la difusión de compuestos fenólicos
a partir del material de las plantas (Mokrani y Madani, 2016). Sin embargo, al realizar el análisis
estadísticamente significativo, se encontró que los disolventes no presentan diferencias estadísticas
entre sí, en ambos métodos.
Al comparar ambos métodos, se determinó que la extracción con agua acidulada a alta presión
durante 30 min fue la mejor opción, puesto que ésta presentó más del doble del rendimiento
(40,63%) obtenido por el método por maceración (15,37%) a las mejores condiciones. Esto ocurre
porque la presión de vapor de los compuestos a extraer, influye en la solubilización del disolvente
(Osorio y Meireles, 2013).
47
En comparación con otros estudios, se encontró que Vigano et al (2016), evaluaron tres métodos
de extracción (PLE, Soxhlet y maceración) de compuestos bioactivos procedentes de cáscaras de
maracuyá, usando como disolventes etanol puro, agua y sus mezclas con una concentracion de
etanol de 70 y 85%. Los resultados evidenciaron que se encontró un rendimiento del 35% con una
mezcla agua – etanol (70%) a 60ºC por extracción con PLE, el cual se vio influenciado por las
condiciones de mayor temperatura, menor concentración de etanol y mayor presión. También, al
realizar el estudio de extracción en otras frutas, Machado, Pasquel, Fernández y Martínez (2015),
quienes trabajaron con residuos de moras azules y realizaron una comparación entre 4 métodos de
extracción (maceración, soxhlet - etanol, soxhlet - metanol y PLE) a temperaturas de 60, 80 y 100ºC
y solventes como agua, agua acidulada, etanol y mezcla agua etanol (50%), determinaron que los
mayores rendimientos de extracción se obtienen con el método PLE y mayor temperatura,
alcanzando rendimientos entre 12 y 15% utilizando agua acidificada a alta presión (7.5 MPa) y
temperatura de 100ºC como disolvente. Estos valores fueron mayores comparados con los otros
solventes y métodos evaluados, cuyo rendimiento no superó el 6,5%. De la misma manera, Paes,
Dotta, Barbero y Martínez (2014), evaluaron la extracción con disolventes como etanol, agua,
etanol-agua, agua-etanol-ácido, agua-ácido y acetona a alta presión (20 MPa) en residuos de
arándanos, obteniendo mayores rendimientos entre 6 y 8% al utilizar agua acidificada como
disolvente.
Por otro lado, al realizar estudios en otro tipo de matrices alimenticias, Pereira, García, Nova y
Martínez (2016), obtuvieron rendimientos de alrededor del 40% usando agua a presión alta en la
extracción de liganos de Phyllanthus amarus Schum. Ellos, también evaluaron el uso de etanol y
etanol-agua a baja y alta presión y a diferentes temperaturas como disolventes, encontrando
rendimientos más bajos en concentraciones mayores de etanol, temperaturas bajas y mezclas a baja
presión.
Todos los estudios encontrados muestran un comportamiento similar a los resultados obtenidos en
el presente estudio, ya que el mejor método de extracción es en el que se utilizan altas presiones
combinado con solventes acidulados.
48
5.4 Caracterización de extractos obtenidos
En la tabla 4, se presentan los resultados obtenidos en la caracterización de los extractos por cada
tratamiento. Se observa que el contenido de fenoles y la capacidad antioxidante, presentan
diferencias significativas asociadas a los factores y a la interacción de los mismos para los dos
métodos de extracción (Anexo I y J).
Tabla 4. Caracterización de los extractos por cada tratamiento
a) Caracterización de extractos obtenidos por PLE
Solvente Tiempo
Min
µM TEAC/g
de harina por
DPPH
mg GAE/100g
de harina
µM TEAC/g
de harina por
FRAP
Agua
30 62,96±0,95 191,38±5,61 123,72±10,58
20 43,96±0,13 156,29±0,04 92,65±1,80
10 36,03±0,64 139,87±0,41 79,37±0,57
Agua + acido
30 83,40±2,96 230,14±3,24 165,44±1,44
20 47,84±0,41 163,48±0,85 102,43±2,44
10 42,32±0,86 148,34±0,13 84,40±1,07
b) Caracterización de los extractos obtenidos por maceración
Solvente Temperatura
ºC
µM TEAC/g
de harina
por DPPH
mg GAE/100g
de harina
µM TEAC/g
de harina por
FRAP
Agua
60 35,13±0,70 137,74±0,12 75,02±1,46
50 33,01±0,46 125,17±1,51 55,39±0,18
40 27,05±0,45 95,01±0,37 48,68±0,29
Agua + acido
60 36,91±0,12 143,11±0,78 80,20±0,28
50 34,51±0,06 134,02±0,71 65,37±0,72
40 33,39±0,58 122,12±2,66 51,17±0,72
Se aprecia en la tabla 4, que los tratamientos de agua + ácido durante 30 min por PEL y a 60 ºC
por maceración con el mismo disolvente, son los que permiten alcanzar las mayores
concentraciones de compuestos fenólicos que coinciden con una mayor actividad antioxidante de
los extractos. Con esto, se puede evidenciar el efecto de los disolventes usados, ya que al ser el
agua la base de estos, su polaridad tiene una mayor afinidad con los compuestos a extraer (Vazquez
y Picó, 2015).
49
De otro lado, en la cuantificación de compuestos fenólicos específicamente en cáscara de gulupa,
Gualteros y Morales (2015), obtuvieron un extracto acuoso con un contenido de fenoles de 76,79
± 2,72 mg GAE/g extracto BS, este valor es inferior a los obtenidos en este trabajo, el cual puede
ser influencia por el método de extracción utilizado.
Asimismo, existen estudios que presentan resultados con un comportamiento similar a los
obtenidos en este trabajo. Vigano et al (2016), evaluaron tres métodos de extracción (PLE,
maceración y soxhlet) usando como solventes etanol puro y mezclas agua-etanol en concentración
de 70 y 85%, con el fin de obtener extractos a partir de cáscara de maracuyá. Estos extractos fueron
caracterizados en el contenido de fenoles, alcanzando valores de 3,18 mg GAE/ g cáscara de seca
y en la actividad antioxidante valores de 3,28 y 5,75 mg TEAC/ g cáscara seca por DPPH y FRAP,
respectivamente. Presentando mejores resultados con la extracción PLE usando como solvente una
mezcla agua-etanol (70%) a 60 ºC, comparada con los otros métodos. El mismo comportamiento
es observado por Machado, Pasquel, Fernández y Martínez (2015), obtuvieron extractos a partir de
residuos de moras azules, usando los métodos de extracción PLE, maceración, soxhlet-etanol y
soxhlet-metanol, evaluando agua, agua acidulada, mezcla agua-etanol (50%) y etanol puro como
solventes de extracción y temperaturas de 60,80 y 100 ºC. Encontrando un mayor contenido de
fenoles de 7,36 mg GAE/g residuo seco y actividad antioxidante de 76,03 μmol TEAC/g Rs en la
extracción con alta presión con la mezcla agua-etanol (50%) y 100 ºC de temperatura. Cabe resaltar
que en estos estudios los tratamientos que presentan mayor contenido de fenoles y actividad
antioxidante, son los obtenidos con la extracción a alta presión, los cuales también presentan
mayores rendimientos comparados con los demás métodos, lo que permite afirmar que existe el
mismo comportamiento con el observado en este trabajo.
Complementando lo anterior, otros autores evalúan la extracción de compuestos a baja presión,
como Cazarin et al (2014), quienes obtuvieron extractos a partir de cáscara de maracuyá, con la
extracción por maceración y con solventes como agua, metanol-acetona y etanol; logrando un
mayor contenido de fenoles de 2,53 mg GAE/g muestra y capacidad antioxidante de 46,35 y 36,56
μmol TEAC/g de muestra por DPPH y FRAP respectivamente, en la extracción con agua. Esto
permitió evidenciar, el efecto del disolvente en la extracción de los compuestos y la actividad
antioxidante de los mismos.
50
De la misma manera, Carvajal de Pabón et al. (2011), en la extracción de compuestos por
maceración en agua a partir de hojas y fruta de gulupa, registraron un contenido de fenoles totales
de 136684 y 101619 mg de GAE/100 g de extracto BS en hojas y pulpa de gulupa, mientras que la
capacidad antioxidante para fruta y hojas fue de 20,0721 y 269,822 µM de Trolox/100g y 408,943
y 4828,88 mg de ácido ascórbico/100g de extracto BS, respectivamente. Asimismo, Cabrera,
Sandoval y Forero (2014), obtuvieron extractos hidroetanolicos a partir de hojas de granadilla por
maceración con mezclas etanol-agua (0:100, 35:65, 70:30 v/v), con una concentración de
compuestos fenólicos de 14,32 mg GAE/g BS y capacidad antioxidante de 11,94 µM TEAC/g BS
por DPPH y 78,16 µM TEAC/g bs por FRAP, valores que correspondían a la extracción usando el
solvente etanol-agua 70:30, que alcanzó la mayor concentración, con respecto a los demás
tratamientos.
Gráfica 4. Relación actividad antioxidante y compuestos fenólicos
Por otro lado, en la gráfica 4 se puede observar la relación entre el contenido de fenoles y la
capacidad antioxidante determinada por los métodos DPPH y FRAP para los extractos obtenidos
en este trabajo. Se establece que existe una relación directamente proporcional entre estas variables,
con una correlación de 0,9521 para la concentración de compuestos fenólicos y la actividad
antioxidante medida por el método del DPPH y de 0,9668 cuando la actividad antioxidante es
determinada por el método FRAP, confirmando que el contenido de fenoles contribuye con la
capacidad antioxidante.
R² = 0,9521
R² = 0,9668
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
50 70 90 110 130 150 170 190 210 230 250
mM
tro
lox/
g d
e h
arin
a
mg AG/100g harina
Relación actividad antioxidante vs contenido de fenoles
DPPH
FRAP
51
Para tener un escenario de la correlación entre el contenido de fenoles y la actividad antioxidante
en otras matrices alimentarias, en tabla 5 se presenta los valores de correlación R2 obtenida por
otros autores; en el cual se evidencia valores similares a los obtenidos en este estudio para los dos
métodos de actividad antioxidante evaluados.
Tabla 5. Correlación entre el contenido de fenoles y la actividad antioxidante en obtenida por
diferentes autores.
Matriz Variables
relacionadas Correlación Referencias
Extractos de cáscara
de maracuyá
Fenólicos totales y
actividad antioxidante
determinada por DPPH
y FRAP.
R2 >0,8 Vigano et al (2016)
Extractos acuosos e
hidroalcohólicos de
hojas y flores de
granadilla
Fenólicos totales y
actividad antioxidante
determinada por FRAP.
R2 = 0,9643. Cabrera, Sandoval y
Forero (2104)
extractos de cáscaras
de frutas exóticas de
Colombia
Fenólicos totales y
actividad antioxidante
determinada por FRAP.
R2 = 0,967
Contreras, Calderón,
Guerra y García
(2011),
extracto
hidroetanolico de
residuos de moras
azules
Fenólicos totales y
actividad antioxidante
determinada por DPPH.
R2 = 0,9312
Machado, Pasquel,
Fernández y Martínez
(2015)
5.5 Evaluación de los extractos sobre el pardeamiento
Del estudio cinético asociado al cambio de color de las muestras de manzana durante el tiempo de
almacenamiento, se puede mencionar que el cambio en la luminosidad puede ser descrito con ayuda
de un modelo cinético de orden cero (Grafica 5), que fue el que presentó un mejor ajuste en los
datos comparado con el obtenido con otros modelos (orden uno y dos) tal y como se presenta en
los anexos I y J respectivamente.
52
Gráfica 5. Cambio de luminosidad durante el almacenamiento de manzana
De esta manera, también se evidenció que la constante cinética “k” para el modelo de orden cero,
tomada como la pendiente de la línea, es mayor (1,7155) cuando se evalúa la luminosidad de la
manzana que no fue tratada con antioxidante, seguida por las constantes obtenidas en el caso de la
manzana tratada con las soluciones de extractos obtenidos por PLE y maceración evaluados
(0,6964 y 0,7806) respectivamente, y es menor (0,3986) en el caso de la manzana tratada con la
solución de ácido ascórbico, este comportamiento era esperado, debido a que las tres soluciones
antioxidantes, actúan como agentes acidulantes sobre la muestra, manteniendo el pH por debajo
del punto óptimo (6,0 – 6,5) de actividad catalítica de la PPO. También, es comparable con el
efecto del cambio de color, puesto que los valores de k grandes generan reacciones rápidas,
mientras que las reacciones lentas tienen valores de k menores, en este caso, la polifenoloxidasa es
capaz de catalizar reacciones de oxidación de compuestos polifenólicos en presencia de oxigeno
molecular y presencia de compuestos oxidados por la enzima, generando el aumento de la
velocidad a la que se produce la reacción y la disminución de la energía de activación para que se
dé la reacción.(Gillespie y Beltrán 1990; Guerrero, 2009).
Tabla 6. Cambio de color en el tiempo de almacenamiento de los discos de manzana
Cambio de color ΔΕ
y = 0,7806x - 0,3319R² = 0,9911
y = 0,6964x - 0,1036R² = 0,9772
y = 0,3986x - 0,0717R² = 0,9739
y = 1,7155x + 0,4833R² = 0,9669
0,00
2,00
4,00
6,00
8,00
10,00
12,00
14,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8
∆L
Día
Orden ceroExtracto por maceración
Extracto por PLE
Solución ácido ascórbico
Sin extracto
53
DIA
Solución de extracto
obtenido por
maceración
Solución de
extracto obtenido
por PLE
Solución de
ácido ascórbico
Sin
extracto
1 1,895±0,06 1,621±0,11 0,778±0,21 3,550±0,30
2 2,349±0,28 2,472±0,33 1,841±0,68 5,134±0,86
3 3,393±0,30 3,373±0,25 2,388±0,71 8,097±0,035
4 3,995±0,19 3,409±0,10 2,591±0,54 8,935±1,021
5 5,106±1,95 4,452±0,27 2,811±0,40 10,337±0,66
6 5,946±0,287 5,146±0,26 2,995±0,53 11,899±0,89
7 6,387±0,31 6,209±0,38 3,393±0,51 13,179±0,84
El cambio de color ∆𝐸 presentado en la tabla 6, fue determinado por la siguiente ecuación:
∆𝐸 = ((𝐿∗ − 𝐿𝐶∗ )2) + (𝑎∗ − 𝑎𝑐
∗)2 + (𝑏∗ − 𝑏𝑐∗)2)
12
Un ejemplo del uso de está, se presenta a continuación:
∆𝐸 = ((79,16 − 78,39)2) + (−6,39 − (−5,47))2 + (17,01 − 18,48)2)12
∆𝐸 = 1,89
De acuerdo con la gráfica 5 y tabla 6 se puede mencionar que, aunque los extractos evaluados
tenían la misma concentración de ácido ascórbico, el obtenido por PLE tiene un mayor efecto en
la inhibición del pardeamiento al tener un menor ΔL* y ΔE con el paso del tiempo, además de tener
un valor k menor comparado con el extracto obtenido por maceración. Este comportamiento, puede
ser debido a que el extracto por PLE, contiene otros compuestos diferentes al ácido ascórbico que
le confieren un mayor poder antioxidante, lo cual se puede confirmar con un análisis de
cromatografía, para identificarlos y conocer la concentración de éstos.
En la tabla 6, el cambio de color ΔE que tienen comportamiento similar al cambio de luminosidad,
el cual es directamente proporcional con el paso de los días ratificando lo esperado, ya que el
pardeamiento enzimático esta principalmente relacionado con la actividad de la polifenoloxidasa,
la cual es responsable de catalizar la oxidación de los compuestos fenólicos a quinonas, provocando
reacciones de polimerización que dan lugar pigmentos oscuros y ocasionar un aumento en el
54
cambio de color. Éste efecto, también se evidencia en las muestras sin extracto las cuales
presentaron un mayor cambio de ΔE y ΔL* y gracias al análisis estadístico mostrado en el anexo
M, se observó que existe diferencia significativa entre los tipos de antioxidantes evaluados y por
la prueba Tukey se pudo determinó que las muestras de manzana diferentes, eran las que no tenían
adición de antioxidante; comportamiento explicado por estar en mayor contacto con el oxígeno y
al no tener una adición de extracto (compuestos fenólicos) que confieran una mayor capacidad
antioxidante, la reacción de oxidación es más rápida (Hernández y Sastre, 1999; Suárez, Andreu,
Colman, Clausen y Feingold, 2009).
Por lo anterior, existen investigaciones que muestran resultados con un comportamiento similar a
los obtenidos para el cambio de color. Deyona et al (2012), obtuvieron un comportamiento similar
en su evaluación sobre el efecto de la aplicación de aditivos sobre discos de manzana var. Granny
Smith, donde el parámetro de luminosidad disminuye con el paso del tiempo, presentando valores
mayores en las muestras con adición aditivos. También, Sukhonthara, Kaewka y Theerakulkait
(2016), evaluaron el efecto inhibidor de extractos de salvado de arroz y sus compuestos fenólicos
sobre la actividad de la polifenoloxidasa y pardeamiento en la patata y puré de manzana,
demostrando que el extracto confiere un mayor efecto inhibidor comparado con un extracto
comercial y ácido cítrico. Este efecto es atribuido al ácido p-cumárico, contenido en los extractos.
A su vez, Bajwaa, Shuklaa, Sherifa,Murchc y Saxenaa (2015), evaluaron la serotonina como anti-
pardeamiento en discos de manzana, encontrando que tienen un efecto inhibidor más eficaz
comparado con el ácido ascórbico, además sugieren que la serotonina puede actuar como un
inhibidor sustituto, no competitivo de PPO y que su aplicación tiene un efecto en el aumento del
contenido de fenoles totales y la capacidad antioxidante en puré de manzana. Complementando,
Du, Dou y Wu (2012), determinaron que el ácido fítico a una concentración de 0,1mM tiene un
efecto inhibidor del 99,2% de la polifenoloxidasa en jugo de manzana, este efecto también puede
ser apreciable con el cambio de luminosidad que no supera el 4%, comportamiento que se mantiene
durante 6 meses.
55
6. CONCLUSIONES
La cáscara de gulupa representa un 52% del fruto y posee en su composición un contenido
de compuestos fenólicos equivalente a 7,607±0,056 mg GAE/ 100 g de harina y capacidad
antioxidante de 136,237±14,97 y 424,721±28,99 µM TEAC/ g de harina, siendo éstos
resultados superiores a los obtenidos con otras frutas, razón por la cual se puede señalar el
potencial de esta materia prima para la obtención de extractos con alto contenido de fenoles
y posiblemente ligada a ésta se encuentre también una alta actividad antioxidante.
El mejor resultado correspondiente al rendimiento en la extracción a altas presiones se
obtuvo luego del tratamiento de la harina de la cascara por 30 min con agua acidulada. Este
rendimiento fue de 40,6%, equivalente a casi el doble del mejor rendimiento registrado al
evaluar el método de maceración (15,37%). Este fenómeno puede ser explicado en términos
del efecto que tiene la presión y el tiempo de extracción en la solubilización del solvente a
través de la matriz.
Los extractos obtenidos por ambos métodos, presentaron diferencia significativa entre los
factores evaluados. En el caso de la extracción por alta presión, se observó que es el tiempo
el factor que afecta las variables de respuesta (contenido de fenoles y actividad
antioxidante), mientras que, en la extracción por maceración, la temperatura tiene un efecto
en estas. En ambos métodos de extracción, el tipo de solvente no genera efectos
significativos sobre éstas variables.
Para los dos métodos los mejores tratamientos fueron con agua acidulada durante 30 min
para la extracción por alta presión y con el mismo solvente a 60ºC para la extracción por
maceración, para los cuales el contenido de fenólicos fue de 230,14±3,24 y 143,11±0,78,
respectivamente. Mientras que la actividad antioxidante para la extracción por alta presión
fue de 83,40±2,96 y 165,44±1,44 por DPPH Y FRAP y en la extracción por maceración de
36,91±0,12 y 80,20±0,28, respectivamente.
56
Se encontró una correlación alta entre el contenido de fenoles totales y la capacidad
antioxidante determinada por los métodos de DPPH y FRAP (0,9521 y 0,9668)
respectivamente, confirmando que el contenido de fenoles en los extractos contribuye a la
capacidad antioxidante de los mismos.
Se evidenció que los extractos obtenidos evaluados sobre manzana mínimamente
procesada, pueden inhibir el pardeamiento enzimático en conjunto con condiciones de
refrigeración; efecto que se observó por un menor cambio de color y luminosidad. Además,
este efecto fue ratificado por el estudio cinético, al encontrarse menores valores de
constante de velocidad de pardeamiento (ajuste a un modelo de orden cero) que en los casos
en los cuales no se aplicaron estos extractos.
De otro lado, se presentaron diferencias significativas entre los extractos evaluados y la
solución de ácido ascórbico contra las muestras sin adición de antioxidante en el estudio
realizado en el almacenamiento de la manzana mínimamente procesada impregnada con
estas soluciones, demostrando que los extractos evaluados tienen un efecto en la inhibición
del pardeamiento enzimático atribuido a la presencia de compuestos fenólicos con actividad
antioxidante en las mismos.
El aprovechamiento de este subproducto, tiene un impacto ambiental por la reducción de
residuos de fruta que son originados a partir de su procesamiento, además de contribuir en
el desarrollo agropecuario por generar un valor agregado en el fruto (gulupa).
57
7. RECOMENDACIONES
Con respecto a la cáscara gulupa utilizada, se propone usar un estado de madurez 6 del fruto
donde haya un contenido de fenoles mayor, para tener un mayor aprovechamiento de este
subproducto en la extracción de estos compuestos.
De acuerdo con los métodos de extracción evaluados, se recomienda evaluar otros tamaños
de partícula de la harina de cáscara de gulupa, ya que, de acuerdo con la literatura, este
factor tiene un efecto en la extracción.
Según la literatura consultada, se encuentra que el etanol es un solvente muy utilizado en
los procesos de extracción, por lo cual se sugiere usar mezclas de disolventes con etanol y
etanol acidulado, con el fin de determinar si con este solvente se puede alcanzar un mayor
rendimiento de extracción.
Realizar pruebas de cromatografía líquida, con el fin de identificar los compuestos fenólicos
presentes en la cáscara de gulupa y su concentración. Además de determinar los compuestos
que generan la diferencia entre los extractos que se traducen en cambios en la forma de
inhibir el pardeamiento sobre los discos de manzana.
Para estudios posteriores con los extractos obtenidos a partir de cáscara de gulupa, se
sugiere evaluar la actividad antimicrobiana de los éstos contra microorganismos que afecten
a los alimentos, especialmente los mínimamente procesados.
En la aplicación de los extractos sobre manzana mínimamente procesada, se recomienda
determinar la actividad de la polifenoloxidasa de la fruta con los extractos obtenidos, para
tener un mayor soporte y contraste con los resultados de color y para generar un
acercamiento a la vida útil de este producto.
Para estudios posteriores, en la evaluación de los extractos sobre el pardeamiento
enzimático, se recomienda determinar si estos actúan sobre el sustrato, la enzima o el
producto en la inhibición.
Usar diferentes concentraciones de extracto en la evaluación del pardeamiento sobre la
manzana con el fin de determinar la concentración necesaria para tener una mayor
inhibición sin alterar los atributos sensoriales del producto.
Se recomienda realizar pruebas sensoriales sobre la manzana mínimamente procesada
tratada con los extractos obtenidos, para determinar si la aplicación de los éstos, tiene un
efecto sobre el sabor y apariencia del producto.
58
8. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Manuscript.
65
ANEXOS
Anexo A. Balance de masa en el acondicionamiento de la fruta
AcondicionamientoAcondicionamientoCascara
2583g
51,67%
Gulupa
4999 g
100%
Mesocarpio
204g
4,08%
Pulpa y semilla
2212 g
44,25%
66
Anexo B. Curva de calibración para determinar azúcares por la técnica de Miller
y = 1,6209x - 0,0333R² = 0,9955
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
Ab
sorb
anci
a
Concentración (mg/mL)
Curva calibración
67
Anexo C. Curva de calibración para determinar capacidad antioxidante por el método DPPH
y = 4,2319x + 0,1288R² = 0,9941
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16
Ab
sorb
anci
a
Concentración (mM/L)
Curva de calibración DPPH-TEAC
68
Anexo D. Curva de calibración para determinar capacidad antioxidante por método el FRAP -
Trolox
y = 19,3x + 0,0309R² = 0,9919
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
0 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06
Ab
sorb
anci
a
Concentración (mM/L)
Curva de calibración FRAP-TEAC
69
Anexo E. Curva de calibración para determinación capacidad antioxidante por método el FRAP –
ácido ascórbico.
y = 0,3103x - 0,0402R² = 0,9549
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
1,4
1,6
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5
AB
S
Concentración (mM/L)
Curva calibración FRAP-AA
70
Anexo F. Curva de calibración para determinación de compuestos fenólicos
y = 27,585x + 0,0019R² = 0,9924
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
1,2
0 0,005 0,01 0,015 0,02 0,025 0,03 0,035 0,04 0,045
AB
S
Concentración (mg/mL)
Curva de calibaración Folin
71
Anexo G. ANOVA de dos factores para rendimiento de extracción: Extracción con líquidos a alta
presión
ANOVA de dos factores: Rendimiento vs. Tiempo y Solvente de extracción
Fuente GL SC CM F P
Tiempo 2 0,145065 0,0725323 2544,98 0,000
Solvente 1 0,005480 0,0054802 192,29 0,000
Interacción 2 0,001005 0,0005025 17,63 0,000
Error 12 0,000342 0,0000285
Total 17 0,151892
PRUEBA TUKEY
ANOVA de un factor: Rendimiento vs. Tiempo
Fuente GL SC CM F P
Tiempo 2 0,145065 0,072532 159,36 0,000
Error 15 0,006827 0,000455
Total 17 0,151892
Nivel N Media Desv.Est.
10 6 0,18341 0,02171
20 6 0,25327 0,02834
30 6 0,39891 0,00955
Desv.Est. agrupada = 0,02133
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Tiempo N Media Agrupación
30 6 0,39891 A
20 6 0,25327 B
10 6 0,18341 C
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
PRUEBA TUKEY
72
ANOVA de un factor: Rendimiento vs. Solvente
Fuente GL SC CM F P
Solvente 1 0,00548 0,00548 0,60 0,450
Error 16 0,14641 0,00915
Total 17 0,15189
Nivel N Media Desv.Est.
Agua 9 0,26108 0,10176
Agua+ácido 9 0,29598 0,08914
Desv.Est. agrupada = 0,09566
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Solvente N Media Agrupación
Agua+ácido 9 0,29598 A
Agua 9 0,26108 A
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
73
Anexo H. ANOVA de dos factores para rendimiento de extracción: Extracción por maceración
ANOVA de dos factores: Rendimiento vs. Temperatura y Solvente
Fuente GL SC CM F P
Temperatura 2 0,0001940 0,0000970 3,95 0,048
Solvente 1 0,0001009 0,0001009 4,11 0,066
Interacción 2 0,0000671 0,0000335 1,36 0,293
Error 12 0,0002950 0,0000246
Total 17 0,0006570
74
Anexo I. ANOVA de dos factores en la caracterización de los extractos: Extracción con líquidos
a alta presión
Fuente GL SC CM F P
Solvente 1 1597,9 1597,93 76,95 0,000
Tiempo 2 12775,8 6387,88 307,62 0,000
Interacción 2 1194,6 597,32 28,76 0,000
Error 12 249,2 20,77
Total 17 15817,5
Solvente
Tiempo
21
302010302010
170
160
150
140
130
120
110
100
90
80
mM
Tro
lox/
g d
e h
ari
na
Gráfica de intervalos de mM Trolox/g de harina95% IC para la media
PRUEBA TUKEY
ANOVA un factor: Actividad antioxidante mM Trolox/g de harina vs. Tiempo
Fuente GL SC CM F P
Tiempo 2 12776 6388 31,50 0,000
Error 15 3042 203
75
Total 17 15818
Nivel N Media Desv.Est.
10 6 81,89 2,86
20 6 97,54 5,69
30 6 144,58 23,83
Desv.Est. agrupada = 14,24
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Tiempo N Media Agrupación
30 6 144,58 A
20 6 97,54 B
10 6 81,89 B
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
ANOVA de un factor: Actividad antioxidante mM Trolox/g de harina vs. Solvente
Fuente GL SC CM F P
Solvente 1 1598 1598 1,80 0,199
Error 16 14220 889
Total 17 15818
Solvente N Media Desv.Est.
Agua 9 98,58 20,43
Agua+ácido 9 117,42 36,88
Desv.Est. agrupada = 29,81
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Solvente N Media Agrupación
Agua + ácido 9 117,42 A
Agua 9 98,58 A
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
76
Anexo J. ANOVA de dos factores en la caracterización de los extractos: Extracción por
maceración
Fuente GL SC CM F P
Solvente 1 155,80 155,80 277,16 0,000
Temperatura 2 2346,69 1173,34 2087,32 0,000
Interacción 2 43,21 21,61 38,44 0,000
Error 12 6,75 0,56
Total 17 2552,45
Solvente
Temperatura
21
605040605040
85
80
75
70
65
60
55
50
mM
Tro
lox/
g d
e h
ari
na
Gráfica de intervalos de mM Trolox/g de harina95% IC para la media
PRUEBA TUKEY
ANOVA unidireccional: Actividad antioxidante mM Trolox/g de harina vs. Solvente
Fuente GL SC CM F P
77
Solvente 1 156 156 1,04 0,323
Error 16 2397 150
Total 17 2552
Nivel N Media Desv.Est.
Agua 9 59,70 11,88
Agua + ácido 9 65,58 12,59
Desv.Est. agrupada = 12,24
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Solvente N Media Agrupación
Agua+ácido 9 65,58 A
Agua 9 59,70 A
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
ANOVA unidireccional: Actividad antioxidante mM Trolox/g de harina vs. Temperatura
Fuente GL SC CM F P
Temperatura 2 2346,7 1173,3 85,54 0,000
Error 15 205,8 13,7
Total 17 2552,4
Temperatura N Media Desv.Est.
40 6 49,921 1,449
50 6 60,380 5,488
60 6 77,614 2,990
Desv.Est. agrupada = 3,704
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Temperatura N Media Agrupación
60 6 77,614 A
50 6 60,380 B
40 6 49,921 C
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
78
Anexo K. Cinética de orden uno del cambio de luminosidad en el tiempo
y = 0,3382x - 0,5315R² = 0,9608
y = 0,391x - 0,8454R² = 0,7481
y = 0,3686x - 1,2939R² = 0,8113
y = 0,3014x + 0,6192R² = 0,8645-2,00
-1,50
-1,00
-0,50
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
2,50
3,00
0 2 4 6 8
LN ∆
L
Dias
Orden uno
60ºC
30 min
Ácido
Sin extracto
79
Anexo L. Cinética de orden dos del cambio de luminosidad en el tiempo
y = -0,1919x + 1,3333R² = 0,8135
y = -0,4149x + 2,5177R² = 0,4801
y = -0,5529x + 3,492R² = 0,5543
y = -0,0678x + 0,4763R² = 0,7187
-1,00
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
0 1 2 3 4 5 6 7 8
1/∆
L
Dias
Orden dos
60ºC
30 min
Ácido
Sin extracto
80
Anexo M. ANOVA de dos factores para el cambio de luminosidad durante los días de
almacenamiento por cada solución antioxidante evaluada
ANOVA: ∆L* vs. Solución de antioxidante
Fuente GL SC CM F P
Extracto 3 297,39 99,13 15,67 0,000
Error 80 506,21 6,33
Total 83 803,59
Nivel N Media Desv.Est.
Extracto por maceración 21 2,771 1,636
Extracto por PLE 21 2,639 1,398
Solución ácido ascórbico 21 1,447 0,884
Sin extracto 21 6,465 4,461
Desv.Est. agrupada = 2,515
Aclaración: el tipo de solvente 1 equivale al extracto obtenido por maceración, el 2 al obtenido por
alta presión, el 3 a la solución de ácido ascórbico y el 4 a las muestras sin antioxidante.
Tipo de extracto
Dia
4321
7654321765432176543217654321
14
12
10
8
6
4
2
0
∆L*
Gráfica de intervalos de ∆L*95% IC para la media
81
Prueba Tukey
Agrupar información utilizando el método de Tukey
Tipo de extracto N Media Agrupación
Sin extracto 21 6,465 A
Extracto por maceración 21 2,771 B
Extracto por PLE 21 2,639 B
Solución ácido ascórbico 21 1,447 B
Las medias que no comparten una letra son significativamente diferentes.
82