Caracterización química y determinación la actividad antioxidante de la pulpa de Tamarindus indica L. (tamarindo)

ARTÍCULO ORIGINAL

 

Caracterización química y determinación de la actividad antioxidante de la pulpa de Tamarindus indica L. (tamarindo)

 

Chemical characterization and determination of the antioxidant activity of pulp of Tamarindus indica L. (tamarind)

 

 

Clemente Granados Conde,I Miladys Esther Torrenegra Alarcón,I Nerlis Paola Pajaro,II Edgar Granados Llamas,I Glicerio León MéndezIII

 I Facultad de Ingeniería, Universidad de Cartagena. Grupo de Investigación en Ingeniería, Innovación, Calidad Alimentaria y Salud-INCAS. Cartagena, Colombia.
II Facultad de Ciencias de la Salud, Universidad de Sucre. Grupo de Investigación de Ciencias Médicas y Farmacéuticas. Sucre, Colombia.
III Facultad de Ciencias Farmacéuticas, Universidad de Cartagena. Grupo de Investigación en Tecnología Farmacéutica, Cosmética y de Alimentos -GITFCA. Cartagena, Colombia.

 

 


RESUMEN

Introducción: Tamarindus indica L. (tamarindo), de la familia Caesalpinaceae, es una de las frutas con mayor contenido vitamínico, además posee minerales como calcio, magnesio, sodio, fósforo, hierro y potasio. En Colombia se comercializa fresco y constituye una industria que representa beneficios para los fruticultores.
Objetivos: Caracterizar químicamente y evaluar la actividad antioxidante la pulpa de T. indica cultivada en el norte del departamento de Bolívar, Colombia.

Método: La pulpa se obtuvo a partir del fruto y de ella se determinaron el pH, el grado Brix, la acidez titulable, el índice de madurez, el contenido de vitamina C (ácido ascórbico), la humedad, las cenizas, la grasa, las proteínas, la fibra cruda, los carbohidratos y los minerales (calcio, magnesio, sodio, fósforo, hierro y potasio). Se determinó la actividad antioxidante mediante el método del radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo (DPPH).
Resultados: El rendimiento de la pulpa fue de 37 %; los sólidos solubles totales, 13,10 °Brix; la acidez, 2,8 % de ácido tartárico; el índice de maduración, 4,67; el pH, 2,6; las cenizas, 2,17 %; la humedad, 33,5 %; la proteína, 2,9 %; la grasa, 0,75 %; la fibra cruda, 8,91 %; los carbohidratos 60,70 % y la vitamina C, 8 mg de ácido ascórbico. El mineral más abundante en la pulpa de tamarindo es el potasio con 599 mg. La actividad antioxidante de la pulpa de T. indica arrojó un valor de concentración inhibitoria máxima media (IC 50) igual a 15,89 ± 0,55 g/mL.
Conclusiones: La pulpa de T. indica posee propiedades especiales para ser aprovechada en la elaboración de productos nutracéuticos por su elevado contenido de minerales, valor de acidez y su actividad antioxidante.

Palabras clave: Tamarindus indica L.; pulpa; vitamina C; actividad antioxidante.


ABSTRACT

Introduction: Tamarindus indica L. (tamarind),from the family Caesalpinaceae, is one of the fruits with the highest content of vitamins, as well as minerals like calcium, magnesium, sodium, phosphorus, iron and potassium. In Colombia it is sold fresh, and constitutes a whole industry yielding profits for its growers.
Objectives: Chemically characterize the pulp of T. indica grown in the north of the department of Bolívar in Colombia, and evaluate its antioxidant activity.
Methods: The pulp was obtained from the fruit. Determination was conducted of its pH, degrees Brix, titratable acidity, maturation index, vitamin C (ascorbic acid) content, humidity, ash, fat, proteins, crude fiber, carbohydrates and minerals (calcium, magnesium, sodium, phosphorus, iron and potassium). Antioxidant activity was determined by the 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH) radical method.
Results: Pulp yield was 37 %; the total soluble solids, 13.10 degrees Brix, acidity 2.8 % tartaric acid, maturation index 4.67, pH 2.6, ash 2.17 %, humidity 33.5 %, protein 2.9 %, fat 0.75 %, crude fiber 8.91 %, carbohydrates 60.70 % and vitamin C 8 mg ascorbic acid. The most abundant mineral in the tamarind pulp is potassium with 599 mg. Antioxidant activity of T. indica pulp was 15.89 ± 0.55 μg/ml for the mean maximum inhibitory concentration (IC50).
Conclusions: T. indica pulp is considered to be promising for the manufacture of nutraceutical products due to its high mineral content, acidity and antioxidant activity.

Key words: Tamarindus indica L., pulp, vitamin C, antioxidant activity.


 

 

INTRODUCCIÓN

Tamarindus indica L. (tamarindo) pertenece a la familia Caesalpinaceae. Es un árbol de gran tamaño, de larga vida y siempre verde que se cultiva ampliamente en las regiones tropicales y subtropicales, Asia, África, América y en muchas islas del Caribe.1,2

El fruto es de forma oblonga y con una sección transversal casi circular de 6 a 20 cm de largo (en dependencia de la región o zona de producción), que forma cierta curva con protuberancias irregulares, y su color es pardo brillante. Cuando maduran completamente, las vainas son de color pardo oscuro con un epicarpio quebradizo que contiene varias semillas (usualmente de 3 a 19) duras, ovaladas, de 9,5 a 12,7 mm de longitud, envueltas y unidas entre sí por una pulpa fibrosa del mismo color y cubiertas individualmente por una especie de membrana.3

La pulpa de la fruta representa casi la mitad del peso de la vaina con un mayor contenido vitamínico, además posee minerales como sodio, calcio, magnesio, potasio, fósforo y hierro, asimismo, tiene propiedades diuréticas, digestivas y depurativas.4 El contenido de la pulpa de T. indica varía según las condiciones ambientales y geográficas. En Colombia se comercializa el fruto fresco, y constituye una industria que representa ganancia para los fruticultores. El objetivo de este trabajo es caracterizar químicamente la pulpa de T. indica que se cultiva en el norte del departamento de Bolívar, Colombia, lugar en el cual no ha sido realizado este tipo de estudios, y evaluar su actividad antioxidante.

 

MÉTODOS

Material vegetal

Tamarindus indica L. (familia Caesalpinaceae) se recolectó en el municipio de Villanueva, ubicado en el norte del departamento de Bolívar (10°26′39″ latitud norte y 75°16′29″ longitud oeste). El material vegetal se identificó en el Herbario Regional Catatumbo-Sarare (HECASE) de la Universidad de Pamplona (Colombia), registro nacional de colecciones biológicas.


Obtención de la pulpa

Los frutos de T. indica se seleccionaron teniendo en cuenta que estuvieran sanos, sin daños externos y maduros para su comercialización. Se lavaron y escaldaron a 90 °C durante 5 min. Las pulpas se obtuvieron mediante refinadora de malla de 1,5 mm de abertura; se empacaron en bolsas herméticas y posteriormente se refrigeraron a una temperatura de 4 °C.5


Análisis químicos

Se homogenizaron las muestras de pulpa y se realizaron las pruebas de pH según el método de la AOAC 10.041/84.6 El grado Brix se calculó con un refractómetro marca (Sper Scientific, Estados Unidos de América), la acidez titulable expresada en por ciento de ácido tartárico se determinó de acuerdo con la Norma Técnica Colombiana 5208 y el índice de madurez se obtuvo de la relación entre los sólidos solubles totales y la acidez titulable7-9 y el contenido de vitamina C (ácido ascórbico) se detectó mediante el método de titulación yodométrica.10

Contenido de fibra cruda: Se pesaron 2 g de pulpa en un vaso de precipitado y se desengrasó con éter, después se agregaron 200 mL de ácido sulfúrico al 1,25 % caliente y se colocó a reflujo durante 30 min. Se filtró en caliente a través de una tela en un embudo Buchner, se lavó con agua destilada caliente hasta eliminar la reacción ácida. Con ayuda de 200 mL de NaOH al 1,25 % se transfirió todo el material que pudo haber quedado en la tela al vaso de precipitado de la reacción anterior, luego se calentó durante 30 min, al cabo de los cuales se filtró de nuevo a través de la tela. Se lavó con agua caliente para eliminar la reacción alcalina. El residuo se filtró a través del crisol de Gooch. El contenido del crisol se llevó a una estufa cerrada y se secó hasta alcanzar el peso constante a una temperatura no mayor que 110 °C, se enfrió el residuo y se pesó. Después se calcinaron el crisol y su contenido en una mufla a 550 °C durante dos horas, se enfrió y se pesó según la ecuación 1:11


donde:

P1= peso en gramos del crisol calcinado
P2= peso en gramos del crisol vacío y
Pm= peso en gramos de la muestra


Contenido de cenizas:
Se pesaron 2 g de pulpa en una cápsula de porcelana previamente tarada y se llevó a una mufla a 300 °C aproximadamente. La muestra se calcinó completamente y se aumentó la temperatura hasta 600 °C durante 6 h. Transcurrido el tiempo necesario se apagó la mufla y se esperó a que la temperatura descendiera hasta 120 °C aproximadamente. Se retiró el crisol con las cenizas y se colocó en un desecador. Al cabo de 40 min, se determinó el peso de las cenizas en una balanza analítica según la ecuación 2:11


donde:

P1= peso en gramos del crisol con cenizas
P2= peso en gramos del crisol vacío
Pm= peso en gramos de la muestra


Contenido de grasa: Se pesaron 100 g de pulpa en un cartucho de papel de filtro y se transfirió a un equipo Soxhlet. Se adicionó suficiente éter de petróleo como para extraer las grasas en un balón previamente tarado. Este proceso demoró una hora, transcurrido ese tiempo se evaporó el solvente del balón y se pesó con el contenido de grasa extraído según la ecuación 3:11


donde:

P1= peso en gramos del balón con grasa
P2= peso en gramos del balón vacío
Pm= peso en gramos de la muestra


Contenido de proteínas:
Se pesó 0,5 g de pulpa y se colocó en un frasco digestor. Se añadieron 8 mL de ácido sulfúrico concentrado y posteriormente 0,20 g de catalizador (K2SO4+CuSO 4). La muestra se colocó en una cabina de extracción para realizar la digestión. Este proceso duró hasta que la solución tomó un color verde manzana transparente, se dejó enfriar y se le adicionaron aproximadamente 150 mL de agua, 14 mL de hidróxido de sodio al 50 % y se destiló durante 40 min. El destilado se recogió en 6 mL de ácido bórico al 4 % que contenía una solución indicadora mixta (rojo de metilo y azul de metileno). Una vez terminada la destilación, se valoró la solución con ácido sulfúrico 0,02 N según la ecuación 4:11


donde:

V= volumen de ácido sulfúrico consumido en la valoración
N= normalidad del ácido
% proteínas= % N x 6,25


Contenido de humedad
: Se pesaron 3 g de pulpa en una cápsula de porcelana, se colocó el recipiente que contenía la muestra pesada en una estufa a temperatura de 100-105 °C por espacio de 4 a 6 h. Transcurrido ese tiempo se retiró de la estufa, se enfrió en un desecador y se pesó una vez frío el producto para determinar la pérdida de peso.11 Los resultados se expresaron en tanto por ciento según la ecuación 5:


donde:

P1 = peso en gramos de la cápsula con la sustancia
P2 = peso en gramos de la cápsula después del calentamiento
Pm = peso en gramos de la muestra


Contenido de carbohidratos: Los carbohidratos se estimaron por diferencia, como se muestra en la ecuación 6:11


Contenido de minerales: Las muestras secas y calcinadas (cenizas) se trataron con HCl según el método recomendado por la AOAC. Los minerales P, Ca2+, Mg 2+, Na+, Fe2+ y K+ se determinaron mediante espectrofotometría de absorción atómica.7


Método del radical
difenil-picril-hidrazil (DPPH •)

La actividad captadora de radicales libres DPPH• se determinó empleando el método descrito por Silva y otros. con algunas modificaciones.12,13 Se adicionaron 75 µL de la muestra a 150 µL de una solución metanólica de DPPH• (100 µg/mL) y se incubó a temperatura ambiente durante 30 min, luego de los cuales se determinó espectrofotométricamente la desaparición del radical DPPH• a 550 nm en el lector de microplacas Multiskan Ex (Thermoscientific). Se utilizó ácido ascórbico como control positivo de captación de los radicales DPPH• (25 µg/mL). La concentración media inhibitoria (IC 50) se determinó evaluando varias concentraciones seriadas de la muestra mediante el análisis de regresión lineal. Los resultados se expresaron como la media ± el error estándar de la media (ESM) del porcentaje de captación del radical DPPH• relativo al grupo control. Se calculó el porcentaje de inhibición (% inh) mediante la ecuación 7:


donde:

A0= valor de absorbancia del blanco (solución de DPPH en alcohol)
Af= valor de absorbancia de la muestra (solución de DPPH más antioxidante disueltos en etanol)


Análisis estadístico

Todos los ensayos se realizaron por triplicado siguiendo los protocolos establecidos. Los resultados se expresaron como el promedio ± el ESM y se analizaron mediante la prueba t de Student. Los valores de p< 0,05 fueron significativos. Para los análisis estadísticos se empleó el paquete GraphPadPrism Versión 5 para Windows.

 

RESULTADOS

La calidad de un fruto contempla, además de sus características físicas -tamaño, peso, color y textura-, su contenido nutricional expresado en sólidos solubles totales, acidez y nutrientes. En la tabla 1 se muestran los pesos promedios de las partes del fruto de T. indica.


En los resultados recogidos en la tabla 2 se puede observar que la pulpa de T. indica evaluada tiene bajo contenido de humedad, con un valor de 33,50 ± 0,25 %; asimismo, se observa alto contenido en carbohidratos (60,70 %) y contenidos muy bajo de lípidos y de vitamina C.

Las frutas contienen 0,1-1,5 % de compuestos nitrogenados, de ellos las proteínas representan el 35-75 % de las frutas; los aminoácidos también están bien representados. La fracción de los compuestos nitrogenados solubles está formada como promedio por un 50 % de aminoácidos libres. Todos los demás compuestos nitrogenados son bastante escasos. Hay que resaltar que la mayor parte de la fracción proteica, la cual se encuentra sometida a grandes cambios en dependencia de la clase de fruta y de su grado de madurez, está compuesta por enzimas. La cantidad de proteína en las frutas es baja (tabla 2).

En la tabla 3 se muestra el contenido de minerales de la pulpa de T. indica.




En general, el análisis nutricional de la pulpa de T. indica muestra que procede de una fruta con alto contenido de minerales, específicamente potasio, magnesio y fósforo.

La actividad antioxidante de la pulpa de T. indica mostró una IC50 de 15,89 ± 0,55 μg/mL, y el ácido ascórbico, 10,5 ± 0,0 μg/mL. Se evidenciaron diferencias significativas entre estos dos grupos (p< 0,05).

 

DISCUSIÓN

Los resultados de los análisis químicos realizados en la pulpa de T. indica son similares a los incluidos en la tabla de composición de alimentos de Centro América,14 las tablas peruanas de composición de los alimentos15 y las tablas colombianas de composición de los alimentos .16

Desde el punto de vista tecnológico, el pH de las frutas es un parámetro muy importante para controlar la multiplicación de los microorganismos responsables de la actividad de las enzimas durante el proceso de clarificación de jugos y bebidas, para lograr su estabilidad y la de otros productos elaborados a partir de frutas, por ejemplo, jaleas y mermeladas, cuya firmeza, color y sabor están determinados por la concentración de iones de hidrógenos.7

La característica más sobresaliente de T. indica es su elevada acidez, expresada como ácido tartárico, el cual no es común en las frutas tropicales. Cabe resaltar que el porcentaje de acidez de la pulpa de esta planta puede sufrir algunas variaciones pequeños aumentos de acidez debido a la actividad metabólica del fruto, puesto que es una de las reacciones más importantes que tiene lugar en el fruto como medio de conservación.

Aunque las frutas no sean ricas en minerales, tienen una función muy importante en el equilibrio de la dieta humana, especialmente porque la composición de las frutas es diferente de la de otros alimentos de origen animal o vegetal.7

La actividad antioxidante de la pulpa de T. indica se determinó mediante el empleo del radical libre estable DPPH•, y se obtuvo un valor de IC50 mayor que el control positivo. Los antioxidantes pueden actuar a través de múltiples mecanismos, en dependencia del sistema de reacción o de la fuente radicalaria u oxidante utilizada. La capacidad antioxidante de T. indica fue elevada debido a que en su composición existen altas concentraciones de compuestos polifenólicos, los cuales están relacionados directamente con las diferentes actividades biológicas. Los principales compuestos presentes e nlas frutas son, en su mayoría, ácidos fenólicos, flavonoides y taninos; no obstante, también se han encontrado fitoquímicos como la vitamina C (ácido ascórbico), el ácido fólico (vitamina B) y los β-carotenos (provitamina A), lo que permite afirmar que el consumo de frutas incrementa la ingesta de compuestos bioactivos con múltiples propiedades beneficiosas para la salud humana.17

Se puede concluir que la pulpa de T. indica es promisoria para elaborar productos nutracéuticos por su elevado contenido contenido de minerales, su valor de acidez y su actividad antioxidante.


AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad de Cartagena, a la Universidad de Pamplona y al SENA por facilitar espacio, recursos y tiempo para los investigadores.


Conflicto de intereses

Los autores plantean que no existen conflicto de intereses.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

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4. Rodríguez-Amado JR, Lafourcade-Prada A, Escalona-Arranz JC, Iraizoz Colarte A, Sierra-González G. Estabilidad en estante de tabletas de las hojas de Tamarindus indica L. Rev Cubana Farm. 2012;46(2):240-8.

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16. Instituto Colombiano de Bienestar Familiar. Tabla de composición de alimentos colombianos. Colombia, 2000.

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Recibido: 19 de abril de 2016.
Aprobado: 22 de febrero de 2017.

 

 

Clemente Granados Conde. Universidad de Cartagena, Facultad de Ingenierías, Campus de la Piedra de Bolívar, Cartagena, Colombia.
Correo electrónico:
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