Caracterización química y evaluación de la actividad antioxidante de la pulpa de Passiflora edulis Sims (gulupa)

COMUNICACIÓN BREVE

 

Caracterización química y evaluación de la actividad antioxidante de la pulpa de Passiflora edulis Sims (gulupa)

 

Chemical characterization and determination of the antioxidant activity of the pulp of Passiflora edulis Sims (gulupa)

 

 

Clemente Granados Conde,I Katherin Paola Tinoco Guardo,I Edgar Granados Llamas,I Nerlis Paola Pájaro-Castro,II Yaneth García MilanoIII

  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 Ciencias Médicas y Farmacéuticas. Colombia.
III Facultad de Ciencias Farmacéuticas, Universidad de Cartagena. Grupo de Investigación en Tecnología Farmacéutica, Cosmética y de Alimentos -GITFCA. Cartagena, Colombia.

 

 

RESUMEN

Introducción: Passiflora edulis S (gulupa), de la familia Passifloraceae, es conocida también como fruta de la pasión púrpura o maracuyá morado. En Colombia se comercializa y constituye una industria que representa ganancia para los fruticultores.
Objetivos: Caracterizar químicamente y determinar la actividad antioxidante de la pulpa de P. edulis, cultivada en el municipio de Pamplona, Colombia.
Métodos: La pulpa de P. edulis se obtuvo del fruto fresco. Se determinó su pH, el grado Brix, la acidez titulable, el índice de madurez, el contenido de vitamina C (ácido ascórbico), la humedad, ceniza, grasa, proteínas, fibra cruda, carbohidratos y minerales (calcio, sodio, fosforo, hierro y potasio). La actividad antioxidante se determinó mediante el método del radical DPPH y el contenido de fenoles totales, mediante el método colorimétrico Folin-Ciocalteu.
Resultados: Los sólidos solubles totales 13,48 grado Brix, acidez 3,24 % de ácido cítrico, índice de maduración 4,11, pH 2,89, ceniza 0,58 %, humedad 81,66 %, proteína 1,2 %, grasa 0,53 %, fibra cruda 2,15 %, carbohidratos 16,04 % y vitamina C 25,50 mg ácido ascórbico. El mineral más abundante presente en la pulpa de gulupa es el fósforo con 265,45 mg. La actividad antioxidante fue de IC50 50,02±0,50 μg/mL mediante la técnica de DPPH•, lo cual está directamente relacionado con el contenido en fenoles.
Conclusiones: La pulpa de P. edulis se considerada como promisoria para diseñar productos nutracéuticos por su elevado contenido contenido de minerales y de vitamina C.

Palabras clave: Passiflora edulis Sims; pulpa; vitamina C; actividad antioxidante; composición fitoquímica.

ABSTRACT

Introduction: Passiflora edulis S (gulupa), from the family Passifloraceae, is also known as passion fruit or purple maracujá. In Colombia it is sold fresh, and constitutes a whole industry yielding profits for its growers.
Objectives: Chemically characterize and determine the antioxidant activity of the pulp of P. edulis grown in the municipality of Pamplona-Colombia.
Methods: The pulp of P. edulis was obtained from the fresh 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, sodium, phosphorus, iron and potassium). Antioxidant activity was determined by the DPPH radical method, and total phenolic content by the Folin-Ciocalteu colorimetric test.
Results: Total soluble solids 13.48 degrees Brix, acidity 3.24% citric acid, maturation index 4.11, pH 2.89, ash 0.58%, humidity 81.66%, protein 1.2%, fat 0.53%, crude fiber 2.15%, carbohydrates 16.04% and vitamin C 25.50 mg ascorbic acid. The most abundant mineral in gulupa pulp is phosphorus with 265.45 mg. Antioxidant activity was IC50 50.02±0.50 g/ml by DPPH, which is directly related to the phenol content.
Conclusions: P. edulis pulp is considered to be promising for the design of nutraceutical products, due to its high content of minerals and vitamin C.

Key words: Passiflora edulis Sims, pulp, vitamin C, antioxidant activity, phytochemical composition.

 

 

INTRUDUCCIÓN

Passiflora edulis Sims (gulupa) es conocida también como fruta de la pasión púrpura o maracuyá morado. Aunque esta especie se aprovecha desde hace mucho tiempo, solo en los últimos años los cultivos comerciales han ido en aumento para atender la demanda nacional y del mercado europeo, abastecido tradicionalmente por países africanos.1 Esta planta es originaria de América del Sur, en particular de Brasil, desde donde fue ampliamente distribuida a otros países del continente, a Asia, el Caribe, África, India y Australia en el siglo XIX.2

P. edulis es una planta perenne, semileñosa, de tipo enredadera y de gran vigor vegetativo. Su estructura está determinada por el tallo principal del cual se derivan numerosas ramas laterales. Su sistema radicular de raíces laterales superficiales penetra hasta aproximadamente 45 cm del suelo; sus hojas pueden medir entre 4 y 11 cm de largo y entre 4 y 10 cm de ancho; sus flores son vistosas y surgen de las axilas de las hojas, son hermafroditas y tienen un diámetro de 6 a 8 cm; los zarcillos auxiliares son verde-amarillos en forma de espiral con una longitud entre 30 y 40 cm que le permiten a la planta trepar.2

El fruto de P. edulis contiene 90 % de humedad, elevado contenido de vitamina A y ácido ascórbico, así como de compuestos antioxidantes. Su peso varía entre 38 y 75 g y su diámetro oscila entre 45 y 56 mm.2,3

P. edulis se ha convertido en una buena alternativa económica para muchos agricultores y empresarios de Boyacá, Antioquia, Huila, Tolima, Santander, Magdalena y Cundinamarca, debido a que se puede asociar a otros cultivos como mora, tomate de árbol y algunas hortalizas.1-5

Por la importancia económica de esta planta, esta investigación tiene como objetivo caracterizar químicamente y determinar la actividad antioxidante de la pulpa de P. edulis, cultivada en el municipio de Pamplona, Colombia.

 

MÉTODOS

Recolección y selección del material vegetal

Según los registros de las colecciones del Herbario Regional Catatumbo-Sarare (HECASE) de la Universidad de Pamplona, los frutos frescos de P. edulis, fueron adquiridos en un mercado local del municipio de Pamplona, norte de Santander (7°22′34″norte y 72°38′54″oeste).

Los frutos de P. edulis se seleccionaron teniendo en cuenta que no tuvieran daños externos y mostraran madurez comercial. 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.6


Estudio farmacognóstico de P. edulis

El contenido de humedad se determinó según el método Official Methods of Analysis (AOAC) 930.15/90; el pH, según el método AOAC 981.12/90 con un potenciómetro por inmersión del electrodo en la muestra, previa calibración con soluciones tampón de pH 2, 4, 7 y 10 a 25°C; la acidez, mediante el método AOAC 942.05/90 por titulación con NaOH y se expresó como g/100 g de ácido cítrico.7 Los sólidos solubles se determinaron según el método AOAC 932.12/90 con un refractómetro digital HANNA, EUA. Los contenidos de fibra cruda, cenizas, grasa, carbohidratos y proteína se determinaron según la metodología descrita por Morillas y Delgado.8


Caracterización química

Determinación de minerales

Las muestras secas y calcinadas (cenizas) se trataron con HCl de acuerdo con el método recomendado por la AOAC. Los minerales P, Ca 2+, Na+, Fe2+ y K+ se determinaron mediante espectrofotometría de absorción atómica.8


Determinación de fenoles totales

El contenido de fenoles totales se determinó con el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, se utilizó como reactivo una mezcla de ácidos fosfowolfrámico y fosfomolibdíco en medio básico, que se reducen al oxidar los compuestos fenólicos, y originan óxidos azules de wolframio (W8O23) y molibdeno (Mo8O23). Se construyó una curva patrón usando como estándar ácido gálico entre 50 y 500 µg/mL. El extracto correspondiente se diluyó a una concentración en la cual el contenido de fenoles estuviera dentro del intervalo de la curva patrón. Los resultados se expresaron como mg de ácido gálico (AG)/100 g de muestra. Las lecturas de las absorbancias se realizaron a 760 nm en un espectrofotómetro UV visible Thermo Scientific™ GENESYS 10S.9-11


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.12-14 En cada uno de los pozos de una microplaca de 96, se adicionaron 75 µL de muestra en estudio y 150 µL de una solución metanólica de DPPH• 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 lector de microplacas Multiskan Ex (Thermoscientific). La concentración de DPPH• en el medio de reacción se calcula a partir de una curva de calibrado obtenida por regresión lineal. Se utilizó ácido ascórbico como control positivo de captación de los radicales DPPH• (25 μg/mL), se ensaya en las mismas condiciones. La actividad captadora se expresó como la concentración necesaria para disminuir la absorción inicial de DPPH en un 50 % (IC50). Se calculó el porcentaje de inhibición (% Inh) utilizando la ecuación siguiente:

donde A0 y Af son los valores de absorbancia del blanco (solución de DPPH en alcohol) y la muestra (solución de DPPH más antioxidante disueltos en etanol), respectivamente.


Análisis estadístico

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

 

RESULTADOS

En los resultados (tabla 1) se puede observar que la pulpa de P. edulis evaluada tiene un elevado contenido de humedad de 81,66 %; asimismo, se observa un bajo contenido de carbohidratos (16,04 %) y de lípidos (0,53 %).



Los alimentos cuentan con diversos componentes dentro de los que se encuentran los minerales, algunos esenciales para el organismo, por esto es necesario conocer las cantidades que contienen los frutos de P. edulis. Se observó que P. edulis tiene un elevado contenido de minerales con un por ciento de cenizas de 0,58 ± 0,05, probablemente pertenecientes a minerales como el fósforo, sodio, calcio, potasio y hierro (tabla 2).

El orden de importancia de los minerales encontrados en la pulpa de P. edulis fue el siguiente: fósforo > potasio >calcio > sodio > hierro (tabla 2).



La actividad antioxidante de la pulpa de P. edulis se evaluó mediante un método basado en el uso del radical libre estable DPPH•,aceptado en la actualidad por la comunidad científica, y se obtuvo una IC50 de 50,02 ± 0,50 μg/mL. La actividad antioxidante del control positivo ácido ascórbico (IC50 de 11,88 ± 0,50 μg/mL) evidenció diferencias estadísticamente significativas (p< 0,05) entre el valor de la IC50 obtenida para la muestra en estudio y el control positivo (ácido ascórbico) (tabla 3).


Las sustancias fenólicas se reconocen por su aporte a la actividad antioxidante de los materiales vegetales, por ese motivo, se evaluó el contenido de fenoles totales en los extractos empleando el método de Folin-Ciocalteu. El contenido de fenoles totales fue 315 ± 0,55 mg AG/100 g de pulpa.

 

DISCUSIÓN

Los resultados obtenidos en los análisis químicos realizados en la pulpa de P. edulis son similares a los incluidos en la tabla de composición de alimentos colombianos15 y a los reportados por Moreno y otros.4

El ácido ascórbico es una de las vitaminas hidrosolubles más importante, se degrada fácilmente con los cambios de temperatura, la radiación y la concentración elevada de oxígeno. Esta vitamina está presente en frutas, hortalizas, zumos y alimentos fortificados. La mayor actividad biológica se debe a su estructura en forma de ácido ascórbico; no obstante, también puede estar presente el ácido dehidroascórbico, el cual se produce por el estrés oxidativo que tiene lugar en la fruta. El poder antioxidante se debe principalmente a la alta capacidad de donar un electrón y poder regresar a su forma reducida, la cual es su forma más activa.4

Los compuestos fenólicos cuantificados en los extractos de las frutas son de gran importancia debido a que constituyen un grupo de metabolitos secundarios que se consideran antioxidantes naturales con múltiples beneficios biológicos para el ser humano, tales como la prevención de enfermedades cardiovasculares y degenerativas.4

El método de Folin-Ciocalteau para determinar los fenoles totales no solo evalúa los compuestos fenólicos, también determina simultáneamente otros compuestos reducidos; aunque no estima alguna posible interferencia por la presencia de otros compuestos químicos presentes en la muestra como azúcares o ácido ascórbico.8

Los antioxidantes pueden actuar mediante múltiples mecanismos, en dependencia del sistema de reacción o de la fuente radicalaria u oxidante utilizada. El ácido ascórbico cede un hidrógeno, se produce una transferencia de electrones de doble enlace hacia el oxígeno, que sufrió la pérdida de un electrón, y se repite la misma acción en el siguiente átomo de oxígeno, el cual sufrió la pérdida del átomo de hidrógeno, hasta establecerse el equilibrio de energía. De acuerdo con esta reacción, el ácido ascórbico cede dos hidrógenos.14

Franco y otros evaluaron la actividad antioxidante del jugo de P. edulis y demostraron que dicha actividad biológica está relacionada con los contenidos de ácido ascórbico y carotenoides. Asimismo, un factor importante es precisar el 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 P. edulis en el mercado de exportación.3

La actividad antioxidante determinada por el método DPPH• fue elevada debido a que sus composiciones tienen concentraciones elevadas de compuestos polifenólicos, los cuales están relacionados directamente con las diferentes actividades biológicas.

En resumen, la pulpa de P. edulis podría ser promisoria para elaborar productos nutracéuticos por su elevado contenido de minerales, vitamina C y por su actividad antioxidante.


AGRADECIMIENTOS

Los autores agradecen a la Universidad de Cartagena y a la Universidad de Sucre por facilitar espacio, recursos y tiempo de los investigadores.


Conflicto de intereses

Los autores plantean que no existe conflicto de intereses.

 

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. ICA. Manejo de problemas fitosanitarios del cultivo de gulupa (Passiflora edulis Sims.) en condiciones de Ola invernal. 2011. Bogotá, D.C. Colombia.

2. Cámara de Comercio de Bogotá. Manual Gulupa. Programa de apoyo agrícola y agroindustrial Vicepresidencia de fortalecimiento empresarial. 2015. Bogotá, D.C. Colombia.

3. Franco G, Cartagena JR, Correa G, Rojano B, Piedrahita AM. Actividad antioxidante del jugo de Passiflora edulis Sims (Gulupa) durante la poscosecha. Rev Cubana Plant Med. 2014;19(1):154-66.

4. Moreno E, Ortiz B, Restrepo L. Contenido total de fenoles y actividad antioxidante de pulpa de seis frutas tropicales. Rev Colomb Quim. 2014,43(3):41-8.

5. Del Pilar-Pinzón IM, Fischer G, Corredor G. Determinación de los estados de madurez del fruto de la gulupa (Passiflora edulis Sims). Agronomía Colombiana. 2007;25(1):83-95.

6. Morón FJ, Déborah P, Nodarse M. Valoración de la evidencia científica para recomendar Annona muricata L. (guanábana) como tratamiento o prevención del cáncer. Rev Cubana Plant Med. 2010;15(3):169-81.

7. AOAC. Official methods of analysis William Horwitz. Washington D.C: Association of Analytical Chemists; 1990.

8. Morillas-Ruiz JM, Delgado-Alarcón JM. Análisis nutricional de alimentos vegetales con diferentes orígenes: Evaluación de capacidad antioxidante y compuestos fenólicos totales. Nutr clín diet hosp. 2012;32(2):8-20.

9. Singleton VL, Orthofer R, Lamuela-Raventos RM. Analysis of total phenols and other oxidation substrates and antioxidants by means of Folin Ciocalteu Reagent. Methods Enzymol. 1999;299:152-78.

10. Rojano BA, Vahos ICZ, Arbeláez AFA, Martínez AJM, Correa FBC, Carvajal LG. Polifenoles y actividad antioxidante del fruto liofilizado de palma naidi (açai colombiano) (Euterpe oleracea Mart). Rev Fac Nac Agron Medellín. 2011;64:6213-20.

11. Vásquez A, Cala M, Miranda I, Tafurt G, Martínez J, Stashenko E. Actividad antioxidante y contenido total de fenoles de los extractos etanólicos de Salvia aratocensis, Salvia Sochensis, Bidens reptons y Montanoa ovalifolia. Scientia Technica. 2007;13(33):205-7.

12. León G, Torrenegra M, Osorio M, Gil J. Extracción, caracterización y actividad antioxidante del aceite esencial de Plectranthus amboinicus L. Rev Cubana Farm. 2015;49(4). Disponible en: www.bvs.sld.cu/revistas/far/vol49_4_15/far11415.htlm

13. Silva B, Andrade P, Valentao P, Ferreres F, Seabra R, Ferreira M. Quince (Cydonia oblonga Miller) Fruit (Pulp, Peel, and Seed) and Jam: Antioxidant Activity. J Agric Food Chem. 2004;52:4705-12.

14. Villanueva J, Condezo L, Asquieri E. Antocianinas, ácido ascórbico, polifenoles totales y actividad antioxidante, en la cáscara de camu-camu (Myrciaria dubia (H.B.K) McVaugh). Ciênc. Tecnol. Aliment. Campinas. 2010;30(1):151-60.

15. Instituto Colombiano de Bienestar Familiar. Tabla de composición de alimentos colombianos. 2000.

 

 

Recibido: 30 de abril de 2016.
Aceptado: 19 de febrero de 2017.

 

 

Clemente Granados Conde. Universidad de Cartagena, Facultad de Ingenierías, Campus de la Piedra de Bolívar, Cartagena, Colombia.
Correo electrónico: cgranadosc@unicartagena.edu.co



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