Actividad antioxidante del jugo de Passiflora edulis Sims (Gulupa) durante la poscosecha

ARTÍCULO ORIGINAL

 

Actividad antioxidante del jugo de Passiflora edulis Sims (Gulupa) durante la poscosecha

 

Antioxidant activity of Passiflora edulis Sims (purple passion fruit) juice in the postharvest period

 

 

Dr. Germán Franco, Dr. José R. Cartagena V., DrC. Guillermo Correa L., DrC. Benjamín Rojano, Ing. Ana M. Piedrahita C.

Universidad Nacional de Colombia. Medellín, Colombia.

 

 

RESUMEN

Introducción: las especies reactivas de oxígeno (ERO), afectan al organismo humano con patologías como las enfermedades cardiovasculares y las crónicas no transmisibles. La incidencia de éstas es menor si en la dieta diaria se incluye un alto consumo de frutos y hortalizas; por esta razón, es importante conocer sus propiedades fitoquímicas.
Objetivo: determinar la capacidad antioxidante del jugo de gulupa (Passiflora edulis Sims) en poscosecha.
Métodos: se cosecharon frutos en madurez fisiológica y se mantuvieron al ambiente (20 ºC y 70 % de HR) por 21 días, tiempo en el que se midió la actividad antioxidante con los métodos radical catiónico ABTS•+ y el poder antioxidante de reducción del Fe+3 (FRAP), el contenido de ácido ascórbico por HPLC y los carotenoides por espectrofotometría ultravioleta-visible (UV-Vis).
Resultados: se apreció una tendencia ascendente en la actividad antioxidante a través del tiempo en poscosecha, con énfasis en el día 14, lo que conduce a manifestar que es la época recomendable para el consumo. El ácido ascórbico (vitamina C), se expresó de manera inestable, pero el aumento hacia el final del almacenamiento fue evidente, mientras que los carotenoides presentaron un incremento constante.
Conclusiones: la actividad antioxidante del jugo de gulupa, puede estar dada por los contenidos de ácido ascórbico y carotenoides. Es importante la definición del tiempo de consumo después de la cosecha del fruto, para aprovechar al máximo su valor como alimento nutracéutico. Estos aspectos son útiles para fortalecer la posición de la gulupa en el mercado de exportación.

Palabras clave: compuestos bioactivos, alimentos saludables, micronutrientes, frutos andinos, pasifloras.

ABSTRACT

Introduction: reactive oxygen species (ROS) affect the human body with pathologies such as cardiovascular and chronic non-communicable diseases. The incidence of these diseases is lower when the daily diet includes a high intake of fruits and vegetables. This is the reason why it is important to be acquainted with their phytochemical properties.
Objective: determine the antioxidant capacity of the juice of purple passion fruit (Passiflora edulis Sims) in the postharvest period.
Methods: physiologically mature fruits were harvested and kept in the open (20 °C and 70 % RH) for 21 days. During that period, antioxidant activity was measured with ABTS•+ radical cation assay and Fe+3 ferric reducing ability of plasma (FRAP), whereas ascorbic acid content was determined by HPLC and carotenoids by ultraviolet-visible (UV-Vis) spectrophotometry.
Results: antioxidant activity showed an upward trend during the postharvest period, reaching its peak on day 14. It is therefore advisable to consume the fruit around that day. Ascorbic acid (vitamin C) was expressed in an unstable manner, but increase was evident by the end of the storage period. Carotenoid content showed a steady increase.
Conclusions: antioxidant activity of purple passion fruit juice may be due to the contents of ascorbic acid and carotenoids. It is important to define the most suitable time for consumption during the postharvest period, to obtain the maximum nutraceutical benefit. These notions are useful to strengthen the position of purple passion fruit in the export market.

Key words: bioactive compounds, health foods, micronutrients, Andean fruits, passion fruits.

 

 

INTRODUCCIÓN

Existe la tendencia mundial hacia un mayor consumo de frutas y hortalizas por ser componentes importantes de la alimentación humana, su aporte en vitaminas, minerales, fibra y por el papel nutracéutico representan una ayuda para mantener una buena salud,1 esto también es motivado por la creciente preocupación por una dieta equilibrada, con menor cantidad de carbohidratos, grasas, aceites y con una mayor participación de vegetales. Este cambio se da debido a las menores necesidades calóricas de la vida moderna, caracterizadas por un mayor confort y sedentarismo; otro factor que determina esta tendencia, es la importancia de la dieta en la salud y longevidad.2

Las especies de pasifloras reciben diferentes usos; en una revisión del género relacionada con la morfología, microscopía, usos tradicionales, fito-constituyentes, farmacología, aplicaciones en medicina y toxicología, se encontró en maracuyá ( Passiflora edulis Sims), presencia de glicósidos, fenoles, alcaloides, carotenoides, L ácido ascórbico, antocianinas, lactonas, aromas, aceites esenciales aminoácidos, carbohidratos, minerales, enzimas y triterpenos.3

Los antioxidantes, tienen la capacidad de mitigar el efecto de las especies reactivas de oxígeno (ERO), sin que ellos mismos se conviertan en un radical destructivo;4 están presentes en numerosos alimentos y protegen al hombre frente a la acción de los radicales libres (sustancias dañinas producto del metabolismo normal del organismo), causantes del deterioro de las células, el envejecimiento y de algunas enfermedades como el cáncer que se presentan cuando hay un exceso de radicales libres y los antioxidantes no pueden contrarrestar su acción.5 Años atrás, se suponía que el proceso de oxidación en las células, se podía detener tomando antioxidantes, pero en la actualidad, a la luz de investigaciones recientes no se ha observado el efecto que se les atribuye, sobre todo en la forma de suplementos multivitamínicos o medicamentos debido a que no ayudan a detener los procesos de envejecimiento y degeneración celular, aconsejándose que sólo se prescriban cuando hay carencias diagnosticadas de vitaminas. Sin embargo, los antioxidantes siguen siendo importantes para el organismo, pero es suficiente con ingerir los que contienen los alimentos.6,7

Los principales antioxidantes presentes en los vegetales son los carotenoides, polifenoles y las vitaminas antioxidantes. Los carotenoides son pigmentos accesorios que en la fotosíntesis actúan como sustancias fotoprotectoras, se les atribuye la propiedad de capturar el oxígeno singlete, inhiben la propagación de ERO y otros radicales libres y son complemento alimenticio.8,9 Los compuestos fenólicos son responsables de funciones estructurales y protectoras en la planta.10 Los frutos y las hortalizas se conocen como buenas fuentes de vitaminas antioxidantes, tales como E, C, y β caroteno.11

El contenido de antioxidantes en los vegetales está determinado por numerosos factores que intervienen en la síntesis de estos compuestos, como la especie, variedad, condiciones de cultivo, zona geográfica, factores fisiológicos y la maduración. La actividad de los sistemas enzimáticos antioxidantes en algunas especies se reduce a medida que avanza el proceso de maduración,12-13 como se ha notado en naranja dulce (Citrus sinensis L),14 mortiño (Vaccinium meridionale Sw),15 acai (Euterpe oleraceae Mart), 16 guayaba del Perú (Psidium cattleianum Sabine)17 mientras que en otras especies se incrementa como en pimentón (Capsicum annuum cv. Kulai),18 tomate (Lycopersicon esculentum Mill),19 mora (Rubus glaucus Benth), maracuyá (Passiflora edulis S), guayaba (Psidium guajava L) y papayuela (Carica cundinamarcensis J).20 Es probable entonces que el sistema de defensa antioxidante juegue un papel importante en la maduración y senescencia de frutos.12, 13

Establecer la capacidad antioxidante total en un sólo estado de maduración del fruto, se emplea para conocer este atributo en especies de interés económico, en este sentido diferentes especies frutícolas se han evaluado, calificándose al maracuyá amarillo y la granadilla (Passiflora ligularis Juss), con baja capacidad antioxidante, en tanto que la curuba (Pasiflora mollisima (H.B.K.) L. H. Bailey), fue categorizada en la escala más alta y la guayaba con capacidad antioxidante media.21

Esta investigación tuvo como objetivo valorar la capacidad antioxidante de la gulupa durante la poscosecha, al medir contenidos totales y específicos en este fruto, con el fin de agregarle valor a sus atributos de comercialización.

 

MÉTODOS

Ubicación

El cultivo experimental se plantó en el municipio de Rionegro, vereda Llanogrande departamento de Antioquia, Centro de Investigación La Selva, de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria, Corpoica, (Colombia), localizado en la zona de vida ecológica Bosque Húmedo Montano Bajo, en latitud norte 6o 7´ 49´´ y longitud oeste 75o 24´ 49´´ a 2.090 msnm, con temperatura promedio anual de 17 ºC, precipitación promedio anual de 1,917 mm, humedad relativa (HR) promedio de 78 %, brillo solar promedio de 1,726 horas/año, evapotranspiración promedio de 1,202 mm.

Material biológico

El trabajo de campo se hizo en un área experimental donde se estableció al azar una población compuesta por 10 materiales de gulupa, provenientes de los departamentos de Antioquia, Putumayo y Nariño (Colombia), que hacen parte del banco de germoplasma de la nación colombiana, administrado por Corpoica que reporta baja variabilidad genética, determinada con marcadores moleculares AFLPs (Amplified Fragment Length Polymorphism) y SSRs (Secuencias Simples Repetidas).22

Para la obtención de los frutos, se marcaron con hilos de colores, flores que estuvieran en la fases homógama con y sin hercogamia tomándose la rotulación mencionada como día cero de edad del fruto,23 en tanto que la época de cosecha se realizó a los 91 días.24

Procedimiento experimental

Para todos los análisis se hicieron muestreos destructivos cada siete días a partir del día de cosecha (91 días después de floración DDF), con seguimiento hasta el día 21 siguiente a la cosecha. La unidad de muestreo para cada época la constituyeron 10 frutos, que se tomaron al azar en los materiales seleccionados conformando una muestra balanceada e independiente en cuanto al tamaño del fruto. Los frutos se transportaron en caja de poliestireno expandido que contenía hielo seco con temperatura interna de 4 ºC aproximadamente y se almacenaron a 20 ºC de temperatura y 70 % de humedad relativa. Las determinaciones se realizaron en el laboratorio de Ciencia de los Alimentos de la Universidad Nacional de Colombia, sede Medellín a los 7, 14 y 21 días después de cosecha.

Para la obtención del jugo, los frutos se cortaron por la zona ecuatorial y para los análisis de carotenoides y ácido ascórbico, se separó con espátula la cáscara de la pulpa e inmediatamente se retiraron las semillas; para los análisis por ABTS•+ (radical catiónico Ácido 2,2’-azinobis (3- etilbenzotiazolín)-6-sulfónico) y FRAP (poder antioxidante de reducción férrica) , se utilizó el jugo con las semillas.

Para precisar la capacidad antioxidante por los métodos ABTS•+, FRAP y análisis por HPLC (cromatografía líquida de alta eficiencia), fue necesario realizar un tratamiento inicial de la muestra que consistió en pesar alrededor de 5 g de pulpa (arilo y semilla) y adicionar 20 mL de agua Tipo 1. Esta solución se preparó en un homogeneizador Ultra-Turrax Brand: IKA-WERK®, una vez acondicionada la solución, se filtró con papel Watman No 1, constituyéndose el filtrado en la muestra para analizar.

Evaluación de la capacidad antioxidante por el método del radical catiónico ABTS•+

El protocolo se basa en la capacidad de los compuestos antioxidantes para atrapar el radical catiónico ABTS•+, al donar un electrón o un protón, lo que causa la decoloración del radical, el cual se genera por la reacción de oxidación del ABTS (3,5 mM) con persulfato de potasio (K2S2O8) (1,25 mM). Después de 24 h de reacción se ajustó la absorbancia con buffer fosfato pH 7,4 hasta 0,7 unidades, a una longitud de onda de 732 nm. Para la evaluación se adicionaron 990 μL de la solución ABTS con 10 μL de la solución muestra. La mezcla de reacción se dejó en reposo y en oscuridad por 30 min. Posteriormente se midió la absorbancia a 732 nm. Los resultados se expresaron como valores de TEAC (capacidad antioxidante equivalente al Trolox®) (μmol de Trolox®/100 g de fruto fresco), mediante la construcción de una curva patrón con varias concentraciones de antioxidante Trolox®. De los 10 frutos de cada muestreo se extrajo el jugo que fue homogeneizado para tomar tres muestras para la determinación.25

Evaluación de la capacidad antioxidante por la determinación de la capacidad reductora de Fe+3: Ensayo FRAP

Con esta técnica se estima el potencial antioxidante de una muestra de acuerdo con su capacidad para reducir el Fe+3 presente en un complejo con la 2,4,6-tri (2-piridil)-s-triazina (TPTZ) hasta la forma ferrosa (Fe+2), que muestra un máximo de absorbancia a una longitud de onda entre 590 - 595 nm. Se llevó a cabo en un buffer de ácido acético-acetato de sodio (pH 3,4), que contenía TPTZ y cloruro de hierro (FeCl3). Se utilizaron 900 µL de ésta solución, 50 µL de muestra y 50 µL de la solución buffer. Luego de 30 min de reacción se determinó la absorbancia a una longitud de onda de 590 nm. Para cada muestra se tuvo en cuenta la lectura de la absorbancia del blanco sin cromóforo. La curva de referencia se construyó con ácido ascórbico como patrón primario. La actividad de las muestras en estudio, se expresó como valor FRAP (g de ácido ascórbico por cada 100 g de muestra). De los 10 frutos de cada muestreo se extrajo el jugo que fue homogeneizado para tomar tres muestras para la determinación.26

Determinación de ácido ascórbico

Se estableció por HPLC. El extracto acuoso se filtró (tamaño de poro 0,45 µm) y se hicieron diluciones en agua supra-pura, antes de la inyección al cromatógrafo. Se empleó un cromatógrafo líquido Shimadzu® modelo LC-20AD, equipado con un auto inyector SIL-20A /HT, un módulo de comunicación CBM-20A y un (PDA) SPD-M20A, calibrado a 245 nm. La cuantificación del ácido ascórbico se realizó con una columna C-8 (5 µm, 250 mm x 4,6 mm). Como fase móvil se usó ácido fórmico 0,1 %. La razón de flujo de la fase móvil fue de 0,8 mL min-1, a 35 ºC y en condiciones isocráticas (utilización del mismo solvente). La identificación y cuantificación se hizo con curvas de calibración elaboradas con diferentes concentraciones de ácido ascórbico. De los 10 frutos de cada muestreo se extrajo el jugo que fue homogeneizado para tomar tres muestras para la determinación.27

Determinación de carotenoides

Se realizó por espectrofotometría Ultravioleta-Visible (UV-Vis). Para ello se tomó en un tubo de ensayo 1 g de muestra, se adicionaron 5 mL de acetona fría se dejó reposar alrededor de 15 min en refrigerador (4 ºC), pasado este tiempo se agitó en vórtex por 2 min. La mezcla se centrifugó a 1370 gravedades durante 10 min, el sobrenadante se recolectó en otro tubo de ensayo. El precipitado se re-extrajo con 5 mL de acetona fría y se repitió todo el proceso anterior. Ambos extractos acetónicos se mezclaron, luego se filtraron en papel Whatmann No. 42 y se determinó la absorbancia a 449 nm. La concentración de carotenoides se obtuvo mediante la curva de calibración respectiva, con β-caroteno como sustancia patrón. El equipo empleado para la preparación de la muestra fue una centrífuga de capacidad media y alta velocidad Hermle Labnet® modelo Z366; para la determinación de la absorbancia a 449, 590 y 732 nm se utilizó un espectrofotómetro Multiskan Spectrum Thermo Scientific® modelo V1.2. Los datos se obtuvieron por medio del SkanIt Software 2.4.2 RE forMultiskanSpectrum.28

 

RESULTADOS

Actividad antioxidante determinada por el método del radical catiónico ABTS•+ . Bajo las condiciones de almacenamiento definidas, se notó un comportamiento con tendencia general ascendente a través de los 21 días en poscosecha durante los cuales se realizó el seguimiento al fruto; el valor determinado en la cosecha fue de 393 μmol, para finalizar en 410 μmol el día final del almacenamiento (figura 1).

 

Actividad antioxidante deteminada por la capacidad reductora de Fe+3: ensayo FRAP

A diferencia de lo observado en la capacidad total antioxidante determinada por ABTS donde el sentido fue ascendente, en este caso, se apreció una trayectoria creciente hasta el día 14 de vida en poscosecha, cuando se registraron 40,4 mg ácido ascórbico (figura 2), con un descenso posterior en la actividad total antioxidante a partir de este día para presentar un valor final de 36,0 mg ácido ascórbico hacia el día 21 de almacenamiento.

Ácido ascórbico

Hubo disminución hasta 24,4 mg de ácido ascórbico en el día siete de almacenamiento, para luego mostrar tendencia ascendente hasta alcanzar un valor de 32,4 mg de ácido ascórbico, en el día 21 de poscosecha, superior al determinado en el séptimo día (figura 3), pero inferior al valor encontrado en el momento de la cosecha.

 

Carotenoides

Se presentó un aumento del 17,6 % en el período de evaluación, con incremento constante de 3,4 mg de β–caroteno, a la cosecha, hasta llegar a 4,0 mg de β–caroteno (figura 4).

 

DISCUSIÓN

Actividad antioxidante determinada por el método del radical catiónico ABTS•+

Lo registrado está en concordancia con los resultados observados en otras especies como tomate,19 frambuesa (Rubus idaeus L) y fresa híbrida (Fragaria x ananassa),29 que al almacenarlas a temperatura ambiente (25 ºC), registraron aumento en su actividad antioxidante, mientras que en frutos de guinda (Prunus cerasus L) y grosella (Ribes rubrum L),29 permanecía estable y en contraposición a la mayor actividad verificada en estados inmaduros del fruto de acai,16 la actividad antioxidante luego descendió a medida que se expresaba la maduración similar a lo evidenciado en cerezo silvestre (Prunus avium L) que disminuyó durante el almacenamiento en poscosecha.29 Se destaca que en pulpa comercial de maracuyá se observó un valor de 2,3 µmol TE/g peso fresco, 30 cifra inferior a la hallada en esta investigación para todas las épocas evaluadas, pero menor a los datos suministrados para otras pasifloras relacionadas con gulupa como curuba (P. mollissima (H. B. K.) L. H. Bailey y P. tarminiana Coppens & V. E. Barney) que tienen alta capacidad antioxidante (ABTS), con valores de 131 y 144 µmol TE/g peso fresco.31

Actividad antioxidante deteminada por la capacidad reductora de Fe+3: ensayo FRAP

Los valores hallados fueron menores a lo indicado en extracto y néctar de gulupa con 146,72 mg ácido ascórbico/100 g en extracto y 123,6 mg ácido ascórbico/100 g en néctar, al utilizar el método FRAP.32 Por otra parte, el descenso en la actividad total antioxidante expresada en el contenido de ácido ascórbico a partir del día 14 de vida en poscosecha, es similar en su tendencia a los resultados obtenidos con el método FRAP en naranja dulce14 y en mortiño,15 pero difiere de lo informado para tomate,33 guayaba del Perú,17 maracuyá, mora, guayaba y papayuela,20 al afirmarse que los antioxidantes totales tienden a incrementarse a medida que el fruto madura.

Lo mencionado conduce a manifestar, según las condiciones de experimentación, que alrededor de los 14 días de vida en poscosecha es la época más recomendable para el consumo, si se tiene en cuenta un factor importante como es la apariencia física del fruto, debido que por este tiempo, se da inicio al arrugamiento de la cáscara causado por la pérdida de agua por transpiración; además, se debe considerar que la actividad antioxidante declina hacia el día 21 después de cosechado el fruto.

Ácido ascórbico

Los valores son coherentes con lo manifestado para los primeros días de poscosecha en frutos de gulupa.34 Se señalan como altos los registros de 30–40 mg/100 g de peso seco de frutos, para ácido ascórbico observados en maracuyá, pero se advierte que otras pasifloras como la curuba tienen mayor cantidad de ácido ascórbico, mientras que en granadilla es menor.21 La reducción observada en la cantidad del ácido ascórbico, se explica al considerar que los ácidos son sustratos respirables35 y al ser la gulupa un fruto climatérico,34 podrían ser utilizados en ese proceso, o convertirse en azúcares.

El nivel del ácido ascórbico varía en función del ambiente al presentar valores diferentes dependiendo de la localidad,34 afirmación que resulta de los estudios realizados en varios municipios del departamento de Cundinamarca (Colombia) y que al compararlos con los de esta investigación, discrepan en su cuantía, pues son menores los medidos en plantaciones ubicadas en los municipios de Granada y Tena (Cundinamarca) y similares a los establecidas en el municipio de Chía, en la misma región. Es decir, el sistema de producción y el ambiente influyen en la concentración de ácido ascórbico en el jugo del fruto de gulupa, por lo que se debe evaluar en cada zona de cultivo, con el objeto de cuantificar la capacidad antioxidante según el ambiente donde se desarrolle la plantación. De acuerdo a los resultados obtenidos, se destaca al fruto de gulupa, como una buena fuente de vitamina C; si se tiene cuenta que el consumo diario se tasa en 50 mg.35

Llama la atención que en guayaba del Perú, el ácido ascórbico disminuye en la fase temprana del proceso de maduración, para luego incrementarse hacia el final de la misma,17 similar a lo ocurrido para gulupa en esta investigación y a las tendencias vistas en el proceso de maduración en dátil (Phoenix dactylifera L)36 y tomate.19 En contraste, otros investigadores evidenciaron que el contenido de ácido ascórbico tiende a aumentar continuamente durante la maduración del pimentón,37 mora, maracuyá, guayaba y papayuela.20

Carotenoides

Los resultados tuvieron una disposición parecida a la observada en la maduración de frutos de tomate, 19,33 dátil 36 y uchuva (Physalis peruviana L) 38 y similar a lo señalado para otros frutos ricos en este metabolito como guayaba.39 En maracuyá amarillo se determinó un contenido de β–caroteno de 525 µg 100 g-1 de fruto fresco 40 y un contenido de carotenoides totales de 743 µg 100 g-1 de fruto fresco,41 valores inferiores a los encontrados en esta investigación. En gulupa el incremento en el contenido de carotenoides puede estar relacionado con la mayor actividad antioxidante del fruto como respuesta al estrés oxidativo tal como ocurre en mortiño.15

Al comparar los valores de carotenoides obtenidos, con los señalados para otras especies de frutales distintas a las pasifloráceas, como mango (Mangifera indica L), naranja (Citrus sinensis (L.) Osbeck), papaya (Carica papaya L), aguacate (Persea americana Mill), 42 kiwi (Actinidia sp.)42 y uchuva, 38 se encuentra que son superiores los de gulupa, pero inferiores a los de zanahoria (Daucus carota L) y a los de algunas variedades de guayaba.39 En suma, la gulupa se puede posicionar más en el mercado de exportación, si se resalta su capacidad antioxidante, debido a los contenidos de vitamina C y carotenoides.

 

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Recibido: 10 de Julio de 2013.
Aprobado: 20 de marzo de 2014.

 

 

Dr. Germán Franco. Corpoica C. I. La Selva. Rionegro, Antioquia, Colombia. Correo electrónico: gfranco@corpoica.org.co



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