XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica XVIII National Congress of Biochemical Engineering VII Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica VII International Congress of Biochemical Engineering X Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular X Biomedicine and Molecular Biotechnology Meeting

Clave: CAL364ROS20120131

EVALUACIÓN DE LA CONCENTRACIÓN DE AZÚCARES, FENOLES Y CAPACIDAD ANTIRADICALES LIBRES EN UVA (Red globe) CULTIVADA EN EL MUNICIPIO DE VICENTE GUERRERO DURANGO

*Martha Rosales-Castro, Ma. Guadalupe Reyes-Navarrete, *Jesús Loera-Corrales.

DIRECCIÓN DE LOS AUTORES Centro Interdisciplinario de Investigación para el Desarrollo Integral Regional (CIIDIRIPN) Unidad Durango. Av. Sigma 119 fraccionamiento 20 de noviembre II, Durango, Durango. C.P. 34220. *Becarios de COFAA-IPN.

CORREO ELECTRÓNICO [email protected]

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INTRODUCCIÓN La vid pertenece al género botánico Vitis al cual pertenecen poco menos de 60 especies, en su mayoría se distribuyen en América del Norte. Solo algunas tienen importancia económica. La uva viene a nosotros desde la más remota antigüedad, su tradición se reconoce en todas las épocas de la historia del hombre. El cultivo de la vid empezó en Asia Menor, muchos botánicos coinciden que esa región es la cuna de Vitis Vinifera especie de la cual derivan más del 90% de las variedades cultivadas en el mundo, cada una de ellas tiene su peculiar potencial, para producir vino, uva para mesa y uva pasa, Winkler 1984. La uva Vitis vinífera L, es un arbusto de la familia de las Vitáceas, fruto muy apreciado desde tiempos ancestrales por ser uno de los alimentos mas completos para el hombre, por sus propiedades nutritivas y su aporte terapéutico. Las uvas son ricas en antioxidantes, moléculas que previenen el daño producido en las células y al ADN por los radicales libres. Los compuestos fenólicos en la uva son los responsables de su color, sabor y astringencia, así como de sus propiedades antiradicales libres y sus efectos benéficos a la salud (Simonetti et al., 2002). Contiene diversos fenoles y polifenoles como el resveratrol, flavonoides como flavan 3-ol, flavonoles, antocianinas y proantocianidinas

oligoméricas y poliméricas distribuidas en piel, semillas y tallos (Bordiga et al., 2011). Se reporta que los polifenoles en la uva se concentran principalmente en los hollejos (cáscara) y semillas, las semillas son mucho más ricas en éstos compuestos que la piel y los tallos (Spranger et al., 2008). En México el cultivo de la uva es escaso, el 70% de la producción de uva para mesa corresponde a Sonora, el resto a Zacatecas y Aguascalientes. A pesar de que en Durango existen regiones con clima favorable para producir uva de mesa de buena calidad, el cultivo se ha desarrollado poco, solo en algunas parcelas demostrativas en los municipios de Vicente Guerrero, Poanas, Nombre de Dios y Santiago Papasquiaro (Loera et al., 2011). OBJETIVOS El objetivo de este trabajo fue evaluar la concentración de azúcares, fenoles totales y capacidad antiradicales libres en dos lotes de uva para mesa de la variedad Red globe cultivada en el municipio de Vicente Guerrero Durango y determinar si estas propiedades son semejantes a las de uva comercial importada de California que se vende en los supermercados.

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XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica XVIII National Congress of Biochemical Engineering VII Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica VII International Congress of Biochemical Engineering X Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular X Biomedicine and Molecular Biotechnology Meeting MATERIALES Y MÉTODOS 1. Material Se colectó uva de la variedad Red globe en una plantación de 11 años, ubicada en Vicente Guerrero Durango, localizada entre los paralelos 23 44' 00" de Longitud Norte y 103 54' 00" de Longitud Oeste con respecto al Meridiano de Greenwich, con una altura de 1913 msnm, el clima es templado seco del tipo Bs, temperatura media anual de 18 C, con acumulación de 1930 grados-calor y una precipitación media anual de 320 mm (García, 1984). Se analizaron dos lotes, uno de calidad óptima (L1) y otro de uva que presentaba una coloración y maduración no homogénea que se le denominó de segunda calidad (L2). Como testigo se analizó un lote de uva comercial (Red globe de California) adquirida en un supermercado (LT). Se tomaron 2 kg de cada lote, se separó manualmente las diferentes partes del racimo: tallos, pulpa, semillas y cáscara (hollejo), se secaron en estufa a 45°C hasta humedad constante y se calculó el % de cada parte de los componentes del racimo, base material seco. 2. Concentración de azúcares La concentración de azúcares se midió utilizando un refractómetro de mano marca Reichert, modelo 10430. Se colocó una pequeña cantidad de jugo de la pulpa y se leyó la concentración de °Brix. Se

tomaron lecturas en 20 uvas por lote, y se reportó el promedio. 3. Obtención de extractos A partir de muestras trituradas y secas de cáscara y semillas, se obtuvieron extractos de forma separada con metanol acuoso al 60%, acetona acuosa al 70%, y a partir del extracto de acetona se realizó una extracción líquido-líquido con acetato de etilo para obtener un extracto semipurificado. 3.1 Extractos con metanol acuoso al 60% y/o acetona 70%. Se colocaron 5 gr de muestra (cáscara ó semillas), se adicionaron 50 mL del solvente (metanol o acetona), se maceraron a temperatura ambiente por 24 h, se filtró la muestra mediante papel filtro y se adicionaron nuevamente 50 mL de solvente fresco. Los extractos de cada solvente se combinaron y concentraron en rotavapor y vacío a 40°C. Se calculó el rendimiento de sólidos totales. En el extracto de acetona después de evaporar el solvente en el rotavapor, una parte del extracto se llevó a sequedad y otra parte se sometió a extracción líquido-líquido con acetato de etilo (3x20 mL). Se separó la fracción soluble en el acetato de etilo, se rotavaporó a sequedad y a este extracto se le llamó extracto de acetato de etilo. 4. Evaluación de Fenoles totales La concentración de fenoles en los extractos metanólicos, acetónicos y de

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XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica XVIII National Congress of Biochemical Engineering VII Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica VII International Congress of Biochemical Engineering X Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular X Biomedicine and Molecular Biotechnology Meeting acetato de etilo de cáscara y semilla se evaluaron por el método de FolínCiocalteu, mediante el procedimiento de Waterman y Mole, 1994. Se trabajó con una curva de calibración de ácido gálico a cinco concentraciones. Se leyó la absorbancia a 760 nm, y los resultados se reportan como mg equivalentes de ácido gálico por gramo de extracto seco (mg GAE/g). 5. Evaluación de la actividad antiradicales libres 5.1. Método del DPPH Se siguió la metodología propuesta por Sánchez Moreno et al., 1998 y Touriño, et al., 2005. Se utilizó solución de DPPH de 2.4 mg/100 mL disuelta en metanol. Los extractos se evaluaron a tres concentraciones, y se calculó la concentración efectiva 50% (CE50) que corresponde a la concentración de extracto para inhibir el 50% del radical. Se midió la absorbancia a 515 nm, y los resultados se reportan como (CE50) en ppm. 6. Análisis de resultados Se realizaron análisis de varianza (ANOVA) en el programa Statistica 7 para evaluar diferencias entre lotes (3 lotes: calidad óptima, 2ª calidad y testigo comercial), solventes (metanol, acetona y acetato de etilo) y dos materiales analizados (cáscara y semilla), con un total de 3x3x2= 18 muestras, analizadas

por duplicado. Se utilizó un nivel de significancia de 0.05. RESULTADOS Y DISCUSIÓN En la Tabla 1 se presentan los resultados de la concentración de azúcar en °Brix, y las proporciones de cáscara-semillapulpa-tallos en los tres lotes de uva evaluados. La concentración de azúcares en el lote de calidad óptima (L1) fue igual a la de la uva comercial (LT), con un promedio de 20.75 °Brix, mientras que el lote de segunda calidad (L2) la concentración fue de 19.53 °Brix, inferior a las anteriores y con diferencia estadística con respecto a L1 y LT. La proporción de cáscara-semilla-pulpatallos presentan porcentajes dentro del rango publicado para uva (7-11% en cáscara, 2-6 % en semilla y 80-85% en pulpa) (www.es.scribd.com). No se encontraron diferencias estadísticas entre los tres lotes evaluados. En la Tabla 2 se muestran los resultados del rendimiento en sólidos, concentración de fenoles totales y la capacidad antirradicales libres de los diferentes extractos y lotes. Los rendimientos en sólidos fueron de 53.6% a 59.9% en cáscara y 19.9 a 27% en semilla, en todos los lotes los rendimientos en semilla fueron menores a los de cáscara, sin diferencia estadística entre lotes y con marcadas diferencias

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XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica XVIII National Congress of Biochemical Engineering VII Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica VII International Congress of Biochemical Engineering X Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular X Biomedicine and Molecular Biotechnology Meeting entre los rendimientos en cáscara con respecto a la semilla. La concentración de fenoles en cáscara reportó bajos valores, principalmente en los extractos de metanol. La concentración mínima fue en L1 de metanol con 11.0 mg GAE/g y la máxima en cáscara fue de 67.5 mg GAE/g en L2 acetona. Molina-Quijada et al 2010 reportan valores promedio de 10.6 mg GAE/g en cáscara de uva roja Carignane, similares a los encontrados en este estudio. La semilla presentó concentraciones mayores de fenoles con respecto a la cáscara, con valores mínimos de 44.7 mg GAE/g en L2 de metanol. En el extracto de acetato de etilo la concentración aumentó significativamente, obteniendo valores de 533 mg GAE/g en L1 y 582.9 mg mg GAE/g en LT , sin diferencia estadística entre ambos. La concentración en L2 fue de 457.5 mg GAE/g. La capacidad antiradicales libres fue mayor en extractos de acetato de etilo con respecto a los de acetona y metanol, existe una marcada diferencia de la capacidad mostrada entre cáscara y semilla, ya que la semilla presenta diez veces más actividad que la cáscara. La actividad mostrada por la semilla del L1 es similar a la de LT, con valores de 130 y 133 ppm respectivamente en extractos de acetato de etilo y 352 y 355 ppm en extractos de acetona. Los resultados coinciden con los reportados en la

literatura respecto a que la actividad en semillas es superior a la de cáscara (Bordiga et al., 2011; González et al., 2004; Spranger et al., 2008). Se encontró correlación inversa (R2= 0.881) entre la concentración de fenoles en la semilla y la capacidad antiradicales libres, a mayor concentración de fenoles mayor capacidad. CONCLUSIONES La uva variedad Red globe cultivada en el Municipio de Vicente Guerrero Durango, presenta adecuada concentración de azúcares, alta concentración de fenoles totales y capacidad antiradicales libres, los resultados encontrados en el lote 1 (uva de óptima calidad) son similares a los que presenta la uva comercial importada de California. REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS Bordiga M., Travaglia F., Locatelli M., Coisson J., Arlorio M. 2011. Characterisation of polymeric skin and seed proanthocyanidins during ripening in sin Vitis vinífera L. cv. Food Chemistry 127(1): 180-187. García C., J.C. 1984. Estudio del gusano cogollero, bases biológicas para un manejo de plagas. Cuaderno de Investigación Tecnológica Vol. 1-3 CIIDIR-IPN UNIDAD DURANGO. González P.A.M., Esteban-Ruano S., Santos-Buelga C., Pascual-Teresa S.,

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XVIII Congreso Nacional de Ingeniería Bioquímica XVIII National Congress of Biochemical Engineering VII Congreso Internacional de Ingeniería Bioquímica VII International Congress of Biochemical Engineering X Jornadas Científicas de Biomedicina y Biotecnología Molecular X Biomedicine and Molecular Biotechnology Meeting Rivas-Gonzalo J. 2004. Flavanol content and antioxidant activity in winery byproducts. J. Agric. Food Chem. 52(2): 234-238. Loera C. J., Rivas A. S., Gamero S. J. 2011. Evaluación de variedades de vid Vitis vinífera L bajo las condiciones climáticas de Santiago Papasquiaro. Revista de la Fundación Produce Durango, Año 1, Vol 3: 4-5. Molina-Quijada D.M.A., Medina J. L., González A. G., Robles S. R., Gámez M. N. 2010. Compuestos fenólicos y actividad antioxidante de cáscara de uva (Vitis vinífera L.) de mesa cultivada en el noreste de México. CyTAJournal of Food. 8(1): 57-63. Sánchez-Moreno, C., Larrauri, J. A., Saura, C. F. 1998. A procedure to measure the antiradical efficiency of polyphenols. Journal of the Science of Food and Agriculture. 76: 270-276. Simonetti P., Ciappellano S., Gardana C., Bramati L., Pietta P. Procyanidins from Vitis vinífera Seeds: In vivo effects on oxidative stress. 2002. J. Agric Food Chem. 50(21):6217-6221. Spranger I., Sun B., Mateus A., Freitas V., Da-Silva R. 2008. Chemical characterization and antioxidant activities of oligomeric and polymeric procyanidin fractions from grape seeds. Food Chemistry 108: 519-532. Touriño, S., Selga, A., Jiménez,A., Juliá, L., Lozano, C., Lizárraga, D., Cascante, M., Torres, J. 2005.

Procyanidin fractions from pine (Pinus pinaster) Bark: radical scavenging power in solution, antioxidant activity in emulsion , and antiproliferative effect in melanoma cells. J. Agric. Food Chem. 53(12): 4728-4735. Waterman, P., Mole, S. 1994. Análisis of phenolic plant metabolites: Methods in Ecology. Blackwell Scientific Publications. Boston. 238 p.

REFERENCIAS INFORMÁTICAS www.es.scribd.com. Consulta de internet, enero del 2012.

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Tabla 1. Concentración de azúcar y proporción de cáscara-semilla-pulpa-tallos en el racimo, de los tres lotes de uva evaluados. Lote

°Brix

% Cáscara

% Semilla

% Pulpa

% Tallos

L1-Uva calidad ópt

20.75 ± 0.63

9.6 ± 1.0

3.6 ± 0.2

84.2 ± 1.6

2.6 ± 0.3

L2-Uva 2ª calidad

19.53 ± 0.86

11.6 ± 2.4

4.5 ± 1.1

80.4 ± 2.8

3.5 ± 0.7

LT-Testigo

20.75 ± 0.93

8.9 ± 0.2

4.1 ± 1.1

84.7 ± 1.1

2.2 ± 0.3

comercial

Tabla 2. Rendimiento de sólidos, fenoles totales y capacidad antiradicales libres en extractos de metanol, acetona y acetato de etilo en cáscara y semilla de Uva. Cáscara Metanol

Semilla

Acetona

Acet- etilo

Metanol

Acetona

Acet-etilo

RENDIMIENTO EN % L1-calidad ópt

56.3

53.6

N.e

19.0

27.0

N.e

L2-2ª calidad

54.3

58.9

N.e

22.6

24.2

N.e

LT- Testigo

59.9

54.4

N.e

19.2

22.0

N.e

FENOLES TOTALES EN mg GAE/g L1-calidad ópt

11.0

29.3

39.3

79.3

102.0

533.0

L2-2ª calidad

11.1

16.6

67.5

44.7

53.8

457.5

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