UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL

FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA

CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS

EFECTO DE LA FRITURA A PRESIÓN REDUCIDA EN EL CONTENIDO DE ANTIOXIDANTES DE MASHUA

(Tropaelum tuberosum)

TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERO DE

ALIMENTOS

CARLOS ANDRÉS PÉREZ ZAMBRANO

DIRECTORA: ING. CARLOTA MORENO

Quito, julio 2014

© Universidad Tecnológica Equinoccial, 2014

Reservados todos los derechos de reproducción

DECLARACIÓN

Yo CARLOS ANDRÉS PÉREZ ZAMBRANO, declaro que el trabajo aquí

descrito es de mi autoría; que no ha sido previamente presentado para

ningún grado o calificación profesional; y, que he consultado las referencias

bibliográficas que se incluyen en este documento.

La Universidad Tecnológica Equinoccial puede hacer uso de los derechos

correspondientes a este trabajo, según lo establecido por la Ley de

Propiedad Intelectual, por su Reglamento y por la normativa institucional

vigente.

_________________________ Carlos Andrés Pérez Zambrano

C.I. 1716382914

CERTIFICACIÓN

Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Efecto de la fritura a

presión reducida en el contenido de antioxidantes de Mashua

(Tropaeolum tuberosum)”, que, para aspirar al título de Ingeniero de

Alimentos fue desarrollado por Carlos Andrés Pérez Zambrano, bajo mi

dirección y supervisión, en la Facultad de Ciencias de la Ingeniería; y cumple

con las condiciones requeridas por el reglamento de Trabajos de Titulación

artículos 18 y 25.

___________________

Ing. Carlota Moreno

DIRECTORA DEL TRABAJO

C.I. 1713755336

El presente trabajo de investigación es parte de los proyectos:

“APLICACIÓN DEL FRITURA AL VACIO PARA OBTENER PRODUCTOS TIPO APERITIVO DE OCA Y MASHUA” y “COMPOSICION QUÍMICA Y

ANTIOXIDANTE DE TUBÉRCULOS ANDINOS”

DEDICATORIA

A Dios que siempre me llenó de fuerzas para salir adelante a pesar de las

adversidades.

A mi madre y a mi padre por su apoyo incondicional, quienes me han

enseñado a ser un hombre de bien y por los cuales he llegado a ser la

persona que soy.

A mis hermanos por el sostén y la motivación que me han brindado a cada

instante.

AGRADECIMIENTO

A la Universidad Tecnológica Equinoccial, en especial a los profesores de la

Facultad de Ingeniería quienes me ayudaron a subir cada escalón en esta

etapa universitaria.

A mis padres y hermanos por siempre brindarme su confianza y que gracias

a su apoyo he podido lograr superar cada obstáculo que se me presentó.

Ingeniera Carlota Morena por la oportunidad, guía y soporte brindados para

la realización de este trabajo.

Ing. María José, Ing. Juan Bravo, por su soporte durante la realización de la

investigación.

A mis queridos amigos Cevallitos, Vero, Chopy y Lore con quienes

compartimos alegría y tristezas y con los cuales hemos podido salir

adelante.

A mis compañeros y amigos de curso con los cuales compartimos tanto

desde el primer semestre y que gracias a ellos he podido cumplir esta meta

y han sido una parte muy especial en la etapa universitaria.

i

ÍNDICE DE CONTENIDOS

PÁGINA

RESUMEN .................................................................................................... vii

ABSTRACT .................................................................................................... x

1. INTRODUCCIÓN ...................................................................................... 1

2. MARCO TEÓRICO .................................................................................... 4

2.1. MASHUA ............................................................................................. 4

2.1.1. GENERALIDADES ..................................................................... 4

2.1.2. CLASIFICACIÓN BOTÁNICA ..................................................... 5

2.1.3. CARACTERÍSTICAS DEL TUBÉRCULO ................................... 5

2.1.4 CARACTERÍSTICAS NUTRICIONALES ..................................... 6

2.1.5. CULTIVO DE MASHUA .............................................................. 7

2.1.5.1 Siembra……….………...…………………………………..7

2.1.7. USOS ......................................................................................... 9

2.2. FRITURA ............................................................................................. 9

2.2.1. FRITURA A PRESIONES REDUCIDAS ................................... 11

2.2.1.1 Tecnología de fritura a presiones reducidas

aplicada a diferentes productos

alimenticios………………………………….……………12

2.3. ANTIOXIDANTES ............................................................................. 13

2.3.1. VITAMINA C ............................................................................. 15

2.3.2. POLIFENOLES ........................................................................ 17

2.3.3. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL ..................................... 18

ii

PÁGINA

3. METODOLOGÍA ...................................................................................... 21

3.1. MATERIAL VEGETAL ....................................................................... 21

3.2. ANÁLISIS PROXIMAL ...................................................................... 21

3.3 ANÁLISIS DE COLOR...................................................................... 22

3.4 ANÁLISIS DE TEXTURA .................................................................... 23

3.5 APLICACIÓN DE PRESIÓN REDUCIDA PARA OBTENCIÓN DE

CHIPS DE MASHUA ......................................................................... 23

3.5.1. TRATAMIENTOS ..................................................................... 23

3.6 DETERMINACIÓN DE POLIFENOLES TOTALES ........................... 25

3.6.1. PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE CALIBRACIÓN............... 25

3.6.2 PREPARACIÓN DE LOS EXTRACTOS ................................... 25

3.6.3 ACONDICIONAMIENTO DE CARTUCHOS OASIS .................. 26

3.6.4 MEDICIÓN DE POLIFENOLES MUESTRA A ........................... 26

3.6.5 MEDICIÓN DE POLIFENOLES MUESTRA B ........................... 26

3.6.6 CUANTIFICACIÓN DE POLIFENOLES .................................... 27

3.7 DETERMINACIÓN DE VITAMINA C .................................................. 27

3.7.1 PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE CALIBRACIÓN............... 28

3.7.2. ACONDICIONAMIENTO DE CARTUCHOS OASIS ................. 29

3.7.3. PREPARACIÓN DEL EXTRACTO ........................................... 29

3.7.4. MEDICIÓN MUESTRA A .......................................................... 29

3.7.5 MEDICIÓN DE MUESTRA B ..................................................... 30

3.7.6 CUANTIFICACION DE VITAMINA C ......................................... 30

3.8. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL ... 31

3.8.1. PREPARACIÓN DE EXTRACTOS........................................... 31

3.8.2. MÉTODO ABTS•+ .................................................................... 31

iii

PÁGINA

3.8.3 METODO DPPH• ...................................................................... 32

3.9 ANÁLISIS ESTADÍSTICO .................................................................. 33

4. ANALISIS DE RESULTADOS ................................................................. 34

4.1 ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DE MASHUA

(Tropaelum tuberosum) ..................................................................... 34

4.1.1 ANÁLISIS PROXIMAL ............................................................... 34

4.1.2 ANÁLISIS FÍSICOS DE MASHUA ............................................. 35

4.1.3. ANÁLISIS DE FIRMEZA ........................................................... 35

4.2 EFECTO DE LOS PRE-TRATAMIENTOS Y FRITURAS EN LA

OBTENCION DE CHIPS MASHUA SOBRE EL CONTENIDO DE

POLIFENOLES ................................................................................. 36

4.3 EFECTO DE LOS PRE-TRATAMIENTOS Y FRITURAS EN LA

OBTENCION DE CHIPS MASHUA SOBRE EL CONTENIDO DE

ÁCIDO ASCÓRBICO ........................................................................ 41

4.4 EFECTO DEL PROCESO DE FRITURA A PRESIONES

REDUCIDAS SOBRE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE ................. 47

4.4.1 CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL POR EL MÉTODO

ABTS ............................................................................................ 47

4.4.2. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE MEDIANTE EL METODO

DPPH• .......................................................................................... 53

4.5 CORRELACIÓN ENTRE EL CONTENIDO DE COMPUESTOS

ANTIOXIDANTES Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL ............ 58

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES ........................................... 60

5.1 CONCLUSIONES ............................................................................... 60

5.2 RECOMENDACIONES ...................................................................... 61

iv

PÁGINA

BIBLIOGRAFÍA ........................................................................................... 63

ANEXOS ...................................................................................................... 74

v

ÍNDICE DE TABLAS

PÁGINA

Tabla 1. Clasificación Botánica de la planta de mashua. ............................. 5

Tabla 2. Contenido nutricional de mashua por 100 g de muestra Fresca .... 7

Tabla 3. Etapas de siembra del cultivo de mashua ...................................... 8

Tabla 4. Métodos utilizados para análisis proximal de la mashua .............. 21

Tabla 5. Tratamientos aplicados para la determinación de capacidad y

contenido antioxidante de mashua ................................................ 23

Tabla 6. Alícuotas para soluciones de Ácido Ascórbico ............................ 28

Tabla 7. Contenido Nutricional de la mashua (Tropaelum tuberosum) en

base seca ...................................................................................... 34

Tabla 8. Color de mashua interno y externo ............................................... 35

Tabla 9. Porcentaje de pérdida de contenido de polifenoles de cada tratamiento en comparación con la muestra fresca..………………40

Tabla 10. Porcentaje de pérdida de contenido de Vitamina C en cada tratamiento en comparación con la muestra fresca..…..46

Tabla 11. Porcentaje de pérdida de capacidad antioxidante medido por el método ABTS en cada tratamiento en comparación con la muestra fresca………………………………………………..52

Tabla 12. Porcentaje de pérdida de capacidad antioxidante medido por el método DPPH en cada tratamiento en comparación con la muestra fresca……………………………………………….. 57

Tabla 13.Tabla de correlación entre método ABTS y DPPH en chips de

mashua (Tropaelum Tuberosum) en los diferentes

pre-tratamientos .......................................................................... 58

vi

ÍNDICE DE FIGURAS

PÁGINA

Figura 1. Tubérculos de mashua Variedad chaucha .................................... 6

Figura 2. Neutralización del radical libre por un antioxidante ......................14

Figura 3. Estructura Ácido Ascórbico ...........................................................15

Figura 4. Anillo fenólico ...............................................................................17

Figura 5. Contenido de polifenoles en los pre-tratamientos de obtención

de chips de mashua .....................................................................39

Figura 6. Contenido de Ácido Ascórbico en cada pre-tratamiento en la

obtención de chips de mashua. ...................................................45

Figura 7. Capacidad Antioxidante Total por el método ABTS en el proceso

de obtención de chips de mashua ...............................................51

Figura 8. Capacidad Antioxidante Total por el método DPPH en el proceso

de obtención de chips de mashua ................. ¡Error! Marcador no

definido.56

vii

ÍNDICE DE ANEXOS

PÁGINA

ANEXO 1. ELABORACIÓN DE EXTRACTOS ETANÓLICOS /

CETÓNICOS AGITACIÓN EN CONDICIONES DE

EMPERATURA BAJA. ................................................................ 74

ANEXO 2. FILTRADO DEL EXTRACTO CETÓNICO EN

CARTUCHOS OASIS ................................................................. 74

ANEXO 3. ELABORACIÓN DE CURVAS DE CALIBRACIÓN. ................... 75

ANEXO 4. DECOLORACION DEL EXTRACTO DESPUÉS

DE REACCIÓN CON EL MÉTODO DPPH ................................ 75

viii

RESUMEN

La fritura al vacío es una tecnología que permite mantener las

características nutricionales de los alimentos, además de otorgar un

agradable sabor y textura. El objetivo del presente trabajo fue determinar

la influencia de la fritura a presiones reducidas sobre la capacidad

antioxidante y contenido de compuestos antioxidantes de chips de

mashua (Tropaelum tuberosum). Para la realización de este trabajo se

realizaron cuatro tratamientos: Tratamiento 1 ( mashua escaldada más

fritura al vacío), tratamiento 2 (escaldado, deshidratación osmótica y

fritura al vacío), tratamiento 3 (escaldado y fritura normal), tratamiento 4 (

escaldado, con deshidratación osmótica y fritura normal), para el

escaldado se aplicaron condiciones de 90°C por 10 minutos, para la

deshidratación osmótica se sumergieron las rodajas de mashua en un

jarabe de 50 °Brix por 20 minutos a 60°C, la fritura normal se realizó a

180°C por 2 minutos y para la fritura a presiones reducidas se aplicó una

presión de 5.25 Kpa a 110°C por 14 minutos y posteriormente una

centrifugación por 5 minutos, las muestras se almacenaron a -20°C hasta

su posterior análisis bioquímico. El contenido de fenoles totales se

determinó por el método de Follin Ciocalteau, el contenido de ácido

ascórbico con el método propuesto por Sthepane y las capacidades

antioxidantes fueron medidas por los métodos de ABTS•+ y DPPH. Se

determinó que la mayor conservación polifenoles se obtiene en los

tratamientos con fritura a presiones reducidas que son el tratamiento 1

manteniendo el (23.96%) y tratamiento 2 (15.83%) con respecto a los

tratamientos con frituras superficiales tratamiento 3 y tratamiento 4

(9.02% y 4.41% respectivamente). En el contenido de vitamina C no

existe una diferencia estadísticamente significativa entre los análisis con

iguales pre tratamientos, obteniendo valores de 13.96% para el

tratamiento 1, 5,28% para el tratamiento 2, 11.63% para el tratamiento 3

y 10.43% para el tratamiento 4. En la conservación de la capacidad

ix

antioxidante medida por el método DPPH los tratamientos que utilizan

fritura a presiones reducidas; tratamiento 1 (24.38%) y tratamiento 2

(4.21%) conservan de mejor manera la capacidad antioxidante en

comparación a los tratamientos 3 (10.82%) y 4 (4.05%) que presentan

fritura superficial. La preservación de antioxidantes medida por el método

ABTS en el tratamiento 1 tiene un (9.68%), en el tratamiento 2 (4.34%), el

tratamiento 3 (9.91%) y el tratamiento 4 (5.16%) observando que entre

los 4 tratamientos no existe una diferencia estadísticamente significativa.

La correlación existente entre los diferentes métodos de medición de

antioxidantes y capacidad antioxidante fue positiva, presentando una

correlación baja de r=0.483 entre el método ABTS y el método DPPH,

también se presentó una correlación baja entre DPPH-Vitamina C con

r= 0.161, entre ABTS y Polifenoles se presentaron correlaciones altas

con un valor de r=0.976, entre el ABTS y el Contenido de Ácido

Ascórbico existe una correlación alta con un r=0.937, de igual manera la

correlación existente entre DPPH y Polifenoles es alta con un valor de

r=0.657, y entre el contenido de polifenoles y ácido ascórbico presenta

una alta correlación con un valor de r=0.835. De acuerdo a los resultado

obtenidos en este trabajo la fritura a presiones reducidas (tratamiento 1 y

tratamiento 2) mantiene de mejor manera la capacidad antioxidante y

compuestos antioxidantes de la mashua, aunque la mayoría de estos se

van perdiendo en cada uno de los pre tratamientos aplicados en el

proceso de obtención.

x

ABSTRACT

The vacuum frying, is a technology that allows to maintain the nutritional

characteristics of the food, in addition it provides a pleasant taste and texture.

The main objective of this study was to determine the influence of the frying

at reduced pressures on the antioxidant capacity and content of antioxidant

compounds of mashua chips (Tropaelum tuberosum). Four treatments were

performed to carry out this study: Treatment 1 (cooked mashua plus vacuum

frying), Treatment 2 (cooking, dehydration with vacuum frying) Treatment 3

(cooking plus normal frying), Treatment 4 (cooking with normal frying and

osmotic dehydration), for cooking, conditions of 90 ° C for 10 min were

applied, for osmotic dehydration, mashua slices were immersed in 50 ° Brix

syrup for 20 minutes at 60 ° C, normal frying was carried out at 180 ° C for 2

minutes, for reduced pressure frying a pressure of 5.25 kPa at 110 ° C was

applied for 14 minutes and then centrifuged for 5 minutes, the samples were

stored at -20 ° C until biochemical analysis. The total phenolic content was

determined by the Follin Ciocalteau method , the content of ascorbic acid

with the method proposed by Sthepane and antioxidant capacities were

measured by the methods of ABTS • + and DPPH . It was determined that

the higher polyphenol content is obtained in the treatments with frying at

reduced pressures which is treatment 1 ( 23.96 % ) and Treatment 2 ( 15.83

% ) respect to the surface treatments, Treatment 3 and Treatment 4, (9 , 02%

and 4.41 % respectively). In the vitamin C content, there is no statistically

significant difference between analysis with the same pre treatments,

obtaining values of 13.96% for treatment 1 , 5.28 % for treatment 2 , 11.63 %

for treatment 3 and 10.43% for Treatment 4 % by treatment. In the

antioxidant capacity retention, measured by the DPPH method, treatments

that use frying at reduced pressures. ; Treatment 1 ( 24.38 %) and

Treatment 2 ( 4.21 % ) retain in a better way the antioxidant capacity

compared to treatments 3 (10.82 %) and 4 ( 4.05 % ) which have superficial

frying. The retention measured by the ABTS method in treatment 1 retains (

xi

9.68% ) , in treatment 2 ( 4.34 % ), Treatment 3 ( 9.91% ) and Treatment 4

(5.16 % ) observing that between the 4 treatments there is not a statistically

significant difference . The correlation between the different methods of

measuring antioxidants and antioxidant capacity was positive , showing a low

correlation of r = 0.483 between the ABTS method and the DPPH method ,it

also shows a low correlation between DPPH -Vitamin C with r = 0.161 ,

between polyphenols and ABTS, it showed high correlations with a value of r

= 0.976 between ABTS and the Ascorbic Acid content, there is a high

correlation with r = 0.937 , similarly, the correlation between DPPH and

polyphenols is high with a value r = 0.657 , and between the content of

polyphenols and ascorbic acid has a high correlation with a value of r = 0.835

. According to the results obtained in this work, the fry at reduced pressures

(treatment 1 and treatment 2) maintains in a better way the antioxidant

capacity and the antioxidant compounds of mashua , although most of these

are lost in each of the pre treatments applied in the production process.

1. INTRODUCCIÓN

1

1. INTRODUCCIÓN

La región andina ecuatoriana gracias a sus condiciones ecológicas como la

estacionalidad, la temperatura y precipitaciones permite que los suelos

tengan características aptas para el crecimiento de distintos tipos de raíces y

tubérculos, estos son una importante fuente de energía para el cuerpo

humano existiendo varios tipos de tubérculos como la papa, la yuca y otros

de menor consumo y producción como la oca, la malanga y la mashua

(Urresta, 2010).

Para Grau, Ortega, Nieto & Hermann (2003) la mashua (Tropaeolum

tuberosum), presenta una composición nutricional de 1.6 g de proteína, 0.6

g de grasa, 11.6 de carbohidratos y 86% de humedad por 100 de materia

fresca, además contiene antioxidantes que se encargan de evitar la

formación de radicales libres que pueden llegar a ser muy reactivos con los

tejidos corporales provocando daño celular por oxidación de grasas

insaturadas (Williams, 2002) además retrasan la oxidación de alimentos

ubicándose en la matriz de la planta (Frías, 2004). En la mashua podemos

encontrar antioxidantes como la Vitamina C y los Polifenoles, la Vitamina C

(Ac Ascórbico) se encuentra alrededor de 77,5 mg por 100 g de muestra

fresca (Grau et al., 2003), se ubica en los compartimientos subcelulares,

desempeñando un papel importante en la fotoprotección y regulación de

síntesis reduciendo el daño celular evitando formación de radicales libres

(Airaki, 2012), además de que es un componente importante en la dieta de

las personas (Rojas, Narváez & Restrepo, 2008).

Por otro lado los polifenoles totales para (Arbizu, s,f) tienen una

concentración de (92 a 337 mg/100g) y se encargan de evitar el estrés

oxidativo mediante la captación de radicales libres, evitando así

enfermedades cardiovasculares, circulatorias cancerígenas y se encargan

de otorgar el color, la astringencia y el sabor.

2

Gracias a estos atributos antioxidantes y nutricionales, actualmente se están

buscando varias formas de incentivar el consumo de mashua, como

mermeladas, enconfitados, caramelos tipo goma, tortas y Chips , estos

chips se pueden obtener mediante la aplicación de fritura a presiones

reducidas (Fritura al vacío) (Bravo, Sanjuán, Clemente & Mulet, 2011). En el

Ecuador, procesos de transformación como este, son relativamente nuevos y

poco a poco se están realizando estudios sobre sus aplicaciones. La fritura a

presiones reducidas o fritura al vacío según (Bravo et al., 2011) es un

proceso mediante el cual se frie el alimento en condiciones de presión y

temperaturas más bajas que las de procesamiento normal en ambientes

cerrados con el fin de reducir el daño térmico y mantener de mejor manera

el color y sabor, es por eso que aprovechando las características benéficas

de este proceso de fritura se realizó un estudio sobre el efecto de la Fritura a

presiones reducidas sobre la capacidad antioxidante de chips de mashua

para determinar el porcentaje de perdida de este tratamiento en

comparación con procesos de fritura normal.

La realización de la investigación de fritura a presiones reducidas sobre

mashua nace de la Facultad de ciencias de la Ingeniería de la Universidad

Tecnológica Equinoccial que está desarrollando proyectos como “Aplicación

de Fritura al vacío para obtener productos tipo aperitivo de mashua y oca” y

“Composición Química y Antioxidantes de tubérculos andinos”, El tema

propuesto contribuirá a la realización de dichos proyectos.

3

OBJETIVOS

Objetivo General

Determinar el contenido de compuestos antioxidantes de Mashua

(Tropaeolum tuberosum) después del proceso de fritura a presiones

reducidas.

Objetivos Específicos

Determinar el efecto del proceso de fritura a presiones reducidas

sobre el contenido de Polifenoles de mashua.

Determinar el efecto del proceso de fritura a presiones reducidas

sobre el contenido de vitamina C de mashua.

Determinar el efecto del proceso de fritura a presiones reducidas

sobre el contenido antioxidante total de mashua.

2. MARCO TEÓRICO

4

2. MARCO TEÓRICO

2.1. MASHUA

2.1.1. GENERALIDADES

De acuerdo a Chirinos, Campos & Cisneros (2004) y Arteaga (2009) la

mashua (Tropaelum tuberosum) tiene un origen en la región andina del

continente americano desde Ecuador hasta Bolivia, este tubérculo también

conocido como isaño, se encuentra en formas silvestres y cultivadas. Tiene

un crecimiento anual y es sembrada en suelos poco profundos a alturas

entre los 3000 y 4000 msnm, asociada a la papa, olluco y oca (Gómez,

Rodríguez & Fernández, 2000) y (Villacís, 2008)

Según Artemio (2004) para el crecimiento de mashua, los suelos no

necesitan de una gran cantidad de nutrientes, los tubérculos se desarrollan

sin la adición de fertilizantes y pesticidas y bajo estas condiciones puede

tener mayor producción que la papa.

Debido a que presentan características insecticidas y nematicidas por la

presencia de Isotiocianatos (que le otorgan un sabor astringente que

desaparece durante el escaldado, volviéndose de sabor levemente dulce),

se la cultiva junto con otros tipos de tubérculos para aprovechar dichas

características y así evitar la presencia de plagas (Bertero, Mas, Verdú &

Trillo, 2009) y (Pérez, 2010).

De acuerdo a Espinosa, Vaca, Abad & Crismann (1996) existen varios tipos

de tubérculos de mashua en la región andina del Ecuador, tales como:

- Putzito, Puxungo: presenta una piel amarilla con una coloración roja

sobre esta.

5

- Amarilla Chaucha: Piel lisa, pequeña con incrustaciones moradas.

- Putzito redonda, de la misma coloración que Putzito pero de menor

tamaño.

- Quillu, Zapallo: de coloración amarilla, de forma alargada, siendo este

el de mayor producción.

2.1.2. CLASIFICACIÓN BOTÁNICA

La clasificación botánica de mashua según Monteros (1996) se muestra en

la Tabla 1:

Tabla 1. Clasificación Botánica de la planta de mashua.

División Espermatofita

Subdivisión Angiospermas

Clase Dicotiledóneas

Súper orden Dicifloras

Orden Geraniales

Suborden Geraniínea

Familia Tropaeeolaceae

Genero Tropaelum

Especie Tropaelum tuberosum

(Monteros, 1996)

2.1.3. CARACTERÍSTICAS DEL TUBÉRCULO

La planta de mashua presenta tallos ramificados aéreos y cilíndricos entre 3

y 4 mm, sus hojas mantienen una coloración verde siendo más claro en el

envés que en el haz, son de forma lobulada de 3 a 5 cm y de superficie liza,

con flores bisexuales y tallo largo y solitario (Cadima et al., 2003).

El tubérculo presenta forma erecta en un inicio, con una forma alargada

entre 5 y 15 cm de longitud, y de 3 a 6 cm de ancho con variación de color

desde amarillento pasando por morados y blancos y con hendiduras color

6

purpura (Samaniego, 2010) como se muestra en la Figura 1. Su forma es

mucho menos variable que las de Olluco y oca Artemio (2004).

La mashua presenta un olor poco agradable por lo que su consumo en

estado crudo es casi nulo, y usada para tratamientos medicinales contra

enfermedades de hígado y riñones (Montaldo, 1977).

Figura 1. Tubérculos de mashua Variedad chaucha

2.1.4 CARACTERÍSTICAS NUTRICIONALES

El tubérculo de mashua según Moquegua (2012) presenta componentes

nutricionales que se muestran en la Tabla 2:

7

Tabla 2. Contenido nutricional de mashua por 100 g de muestra Fresca

Componente Unidad Mashua

Carbohidratos (g) 11.6

Proteína (g) 1.6

grasa (g) 0.6

Humedad (%) 86

Calcio (g) 0.7

Ceniza (g) 0.8

Fibra (g) 0.8

Fosforo (g) 42

Hierro (g) 1.3

Tiamina (g) 0.06

Ac. Ascórbico (mg) 67

Riboflavina (g) 0.08

Niacina (mg) 0.6

Energía Kcal 52 (Moquegua, 2012)

2.1.5. CULTIVO DE MASHUA

2.1.5.1. Siembra

Según Paredes (2007) para el óptimo crecimiento de la planta de mashua,

se necesitan varios factores físicos como precipitaciones entre 700 y 1000

mm, temperaturas entre 7 y 13°C y que los cultivos se encuentren en

regiones andinas con una altitud superior a los 3000 msnm.

Para la siembra se utiliza tierra fértil con abundante materia orgánica y con

pH entre 5,5 y 7,3; como semilla se recurre a tubérculos pequeños,

aproximadamente 1000 kg por hectárea (Paredes, 2007), se ubican en

crestas de 70 a 80 cm de alto y separados por 30 cm entre semilla (Meza,

Cortez, Zela & Gonza, 1997).

8

Según Vega (s,f), dentro de la siembra del tubérculo existen varias etapas

que son:

- Programación de épocas de cultivo

- Preparación del suelo

- Producción de semilleros

- Prácticas culturales

- Siembra

- Riego

- Fertilización

- Control de plagas

- Retiro de cultivos previos.

- Cuidado del cultivo

- Cosecha

2.1.5.2. Etapas del cultivo

Según Espinosa et al. (1996) los cultivos de mashua constan de 4 etapas

que se muestran en la tabla 3:

Tabla 3. Etapas de siembra del cultivo de mashua

Etapa Condición inicial Condición final Número de Días

1 Siembra Emergencia 20 a 36

2 Emergencia Floración 100 a 148

3 Floración Tuberización 108 a 155

4 Tuberización Cosecha 150 a 280

Fuente: (Espinosa et al., 1996)

2.1.5.3. Cosecha y poscosecha

La cosecha del tubérculo se hace a mano por los propios trabajadores de las

tierras de cultivo y se las almacena en sacos, luego se limpian los tubérculo

del exceso de tierra, se lo clasifica por tamaño y color para luego descartar

9

los tubérculos dañados o deformes, posteriormente se los almacena en las

haciendas cubriéndolos con pasto para evitar el daño por la baja

temperatura. Por último se somete la mashua directamente a la luz solar, por

pocos días para mejorar su sabor y palatabilidad y luego al consumo interno

(Grau et al., 2003)

2.1.7. USOS

El consumo de mashua es reducido en la región ecuatoriana, se consumen

en zonas aledañas y en forma mínima en las grandes ciudades de la sierra,

cuyo principal uso son en forma de agua de remedio, por lo que se están

investigando otras alternativas de consumo, entre las que se tienen:

infusiones, mermeladas, compuestos de néctares (Aguilar, 2008), y en

forma de chips utilizando nuevas tecnologías de procesamiento como la

fritura al vacío que a presiones reducidas y menores temperaturas de fritura

permite obtener un producto de mejores caracterisitcas físicas y nutricionales

(Bravo et al., 2011).

2.2. FRITURA

La fritura es uno de los métodos utilizados para preparar alimentos más

antiguos (Garayo & Moreira, 2002), su objetivo es proporcionar

características únicas y diferentes en el sabor y la estructura de varios tipos

de alimentos (Saguy, 1996) y (Revelo, 2010). De acuerdo a Valenzuela,

Sanhueza, Nieto, Petersen & Tavella (2003) este es un proceso mediante el

cual los alimentos se someten a altas temperaturas para cambiar sus

características iniciales, además de que los tiempos de preparación son

relativamente cortos por lo que su aplicación es viable (Villamizar & Giraldo,

2010).

La fritura se realiza insertando el producto alimenticio en materia grasa y

elevando a una temperatura entre 170 y 180°C por determinado tiempo

10

dependiendo del tipo de alimento (Paz et al., 2001), este procedimiento

permite que los poros superficiales del alimento se cierren evitando la salida

del vapor de agua ayudando a una cocción interna más rápida y

manteniendo una característica jugosa en el interior otorgando un color

dorado y agradable sabor (BDN, 1993).

La fritura produce varios cambios internos en el alimento como disminución

de la humedad relativa y destrucción de toxinas, microorganismos y varias

enzimas propias del alimento (Cuesta, Sanchez & Varela, 1988) y (Villamizar

& Giraldo, 2010), gracias a estos cambios se produce un efecto de

conservación del producto frito a nivel microbiológico ya que disminuye la

actividad de agua evitando el crecimiento de organismos no deseados

(Villada, Villada & Mosquera, 2009).

Por otro lado, la aplicación de este proceso al ocasionar una alteración a

nivel químico como el contenido de humedad y degradación de

componentes bioactivos por ser sometidos a altas temperaturas, produce

cambios en la calidad que afectaran su estabilidad final (Paz et al., 2001).

Existen dos maneras de realizar fritura de productos alimenticios; la primera

es la fritura superficial donde el alimento se encuentra en un recipiente en

forma plana y la mitad de este queda por fuera de la grasa cocinándose por

el vapor producido, utiliza una cantidad mínima de aceite, lo suficiente para

el proceso térmico y evitar que se pegue en la base del recipiente. El otro

tipo es la fritura profunda donde el alimento a freír se sumerge por completo

en el aceite en recipientes de gran capacidad lo que le otorga una fritura

uniforme (Suaterna, 2008).

11

2.2.1. FRITURA A PRESIONES REDUCIDAS

Actualmente se está buscando producir alimentos que mantengan las

características nutricionales, entre ellos los llamados snacks que son

realizados por fritura en aceite. Las nuevas tecnologías buscan reducir la

concentración de grasas, carbohidratos y las calorías al producto final y

evitar la eliminación de fibra y vitaminas que son de gran aporte a la dieta

diaria (Dueik, Robert & Bouchon, 2009).

El proceso de fritura al vacío es un método mediante el cual el alimento se

somete al proceso térmico insertándolo en aceite, en un sistema cerrado a

una presión reducida lo que permite que la temperatura de fritura disminuya

en comparación con la fritura normal (Bravo et al., 2011). Las condiciones

necesarias para cada tipo de alimentos difieren dependiendo de la

naturaleza de estos ya que influyen varias condiciones como su contenido

de humedad, textura, consistencia, entre otros. También permite que el

producto tenga menor expansión con respecto al alimento sometido a fritura

normal produciendo cambios en la características sensoriales del alimento

(Haizam & Niranjan, 2010).

La aplicación de fritura al vacío permite que el producto final tenga mejores

características organolépticas entre ellos el color ya que se reduce los

procesos oxidativos (Shyu & Hwang, 2001) debido a que la degradación del

aceite es mucho menor que en proceso de fritura normal (Moreira, Da Silva

& Gomes, 2009), además permite mantener de mejor manera la calidad de

los alimentos y así tener un producto de mejores características al reducir la

oxidación lipídica y enzimática gracias a la ausencia de aire y disminución en

presión y temperatura durante el proceso (Garayo & Moreira, 2002).

Se ha determinado que la cantidad de absorción del aceite es mayor

después del proceso de fritura que en el proceso mismo. Por ejemplo según

(Moreira et al., 2009) en chips de tortilla el 80% del aceite se absorbió

12

después de dejar enfriar el producto mientras que el otro 20% en el proceso

en sí. Por lo que es importante la aplicación de una nueva tecnología que

disminuya la entrada de grasa al alimento y así hacerlo más nutritivo

(Haizam & Niranjan, 2010).

En los próximos años todos los alimentos que tengan bajos contenidos en

grasas son los que tendrán una mayor aceptación en cuanto a productos tipo

snacks por lo que es importante aplicar esta nueva tecnología de fritura

(Haizam & Niranjan, 2010)

2.2.1.1. Tecnología de fritura a presiones reducidas aplicada a

diferentes productos alimenticios

En el estudio realizado por Xian-ju Song, Min Zhang & Mujumdar (2007) en

el cual aplicaron fritura al vacío para obtener chips de papa, utilizando

diferentes condiciones de tiempo (5, 10, 15, 20, 25 y 30 minutos) y

temperatura (90, 100 y 110°C) a una presión de 0.09 MPa y velocidad de

300 rpm por un minuto para la extracción de aceite por centrifugación. Las

condiciones óptimas del proceso fueron temperaturas entre 108 a 119°C y

un tiempo de fritura de 20 a 21 minutos, determinando que mientras mayor

es el tiempo y la temperatura de fritura, la humedad del chip disminuye

mientras que el contenido de aceite aumento.

Por otro lado la investigación de Liu-ping, Zhang, Gong-nian, Jin-cai & Qian

(2004) trabajaron con chips de zanahoria deshidratada, a temperaturas de

80, 100 y 120°C, presiones de 0.040 0.020 y 0.050 MPa por tiempos entre 5

y 30 minutos, sumergiéndolas en 5 litros de aceite de soya para luego ser

centrifugada a presión de vacío para eliminar el exceso de aceite presente

en el producto. Los resultados evidenciaron que el contenido de humedad

disminuía al reducir la presión, al aumentando el tiempo y la temperatura de

fritura, mientras que el contenido de grasa aumentaba. Por lo que determinó

13

que el proceso más óptimo para chips de zanahoria era aplicando una

temperatura entre 100 y 110°C, una presión entre 0,010 y 0,020 MPa y un

tiempo de fritura de 15 minutos.

En el estudio realizado por Nunez & Moreira (2009) para producir chips de

mango mediante fritura a presiones reducidas, aplicaron temperaturas de

fritura de 120, 130 y 138°C, a presión de vacío, los chips fueron tratados

previamente con deshidratación osmótica por tiempos de 45, 60 y 70

minutos, utilizando soluciones de maltodextrina en concentraciones de 40,

45 y 60% peso/volumen, a temperaturas entre 22 y 40°C. El tratamiento

optimo se determinó mediante los análisis de los atributos de calidad

(contenido de aceite, textura, color y contenido de carotenoides), siendo el

mejor tratamiento la aplicación de deshidratación osmótica a 65

peso/volumen, por 60 minutos y una temperatura de fritura de 120°C ,

permitiendo así una mayor retención de carotenoides (65%) en comparación

a la fritura atmosférica que retuvo apenas el 32%.

2.3. ANTIOXIDANTES

La falta de una correcta alimentación causa una serie de problemas

degenerativos en el organismo humano, que son causadas por la presencia

de radicales libres que producen varios desordenes metabólicos provocando

enfermedades como diabetes e hipertensión, que pueden deberse a el bajo

consumo de antioxidantes (Arguelles, Hérnandez, Méndez & Méndez, 2011).

Los antioxidantes son los encargados de retrasar los procesos oxidativos y

así ayudar a evitar el envejecimiento celular. Estos actúan ya sea evitando la

formación de radicales libres, reaccionando con otros radicales o

secuestrando a las moléculas de oxígenos evitando así el comienzo de las

reacciones oxidativas en el interior de la célula, con esto se logra reducir los

cambios organolépticos y nutricionales y alargar la vida útil del alimento.

(Frías, 2004).

14

El proceso oxidativo se da en tres etapas; la primera es de latencia antes

del proceso oxidativo en sí, donde las grasas del alimento forman radicales

libres ya que los ácidos grasos captan rayos de luz y calor, estos radicales

libres se forman cuando las moléculas pierden electrones de su estructura,

por lo que quedan inestables al estar desapareados y se moverán tratando

de estabilizarse lo que causa un daño en muchas células del cuerpo

humano (Burgos & Calderón, 2009).

Posteriormente se encuentra el periodo de propagación donde los radicales

libres comienzan a reaccionar produciendo la oxidación y la última etapa que

es la de la terminación es donde existen todavía grasas por oxidarse y las

características organolépticas del alimento se van alterando (Bueno, s.f)

En la Figura 2 se observa que la función antioxidante se da por el resultado

de ceder electrones desde una molécula hacia otra con un radical libre

permitiendo que este se vuelva un radical débil al disminuir su actividad

oxidante, lo que elimina la actividad tóxica para el organismo (Criado &

Moya, 2009)

Figura 2. Neutralización del radical libre por un antioxidante

(Criado & Moya, 2009)

15

Existen 2 tipos de antioxidantes; los enzimáticos como la catalasa,

superoxido dismutasa, Glutatión peroxidasa, glutatión S-transferasa,

glutatión reductasa y metioni-SO2 reductasa que son compuestos

endógenos y los no enzimáticos como las vitaminas A, C y E, Fenoles, Zinc,

Selenio y el β-caroteno que tienen una gran movilidad por lo que no se

transforman en radicales libres y son de origen exógeno (Leighton &

Urquiaga, 2000).

2.3.1. VITAMINA C

La vitamina C o ácido áscórbico (AsA) está formado por seis átomos de

carbono como se observa en la Figura 3. Es un componente nutricional

importante de la alimentación, su actividad se da por la unión del ácido L-

ascórbico y su forma oxidada es el ácido deshidroascórbico (Rojas et al.,

2008).

Figura 3. Estructura Ácido Ascórbico

(Barbany & Gárces, 2006)

La vitamina C es el antioxidante más importante para evitar la peroxidación

lipídica es de origen hidrosoluble permitiendo regular los procesos oxidativo

dentro de la célula evitando así el envejecimiento celular impidiendo la

formación de radicales libres. y al no poder ser sintetizado dentro del

16

organismo humano tiene que ser ingerido a través de los diferentes tipos de

alimentos (Entrala, s,f).

De acuerdo a Melo & Cuamatzi (2006) existen diversas fuentes de ácido

ascórbico como frutas cítricas, vegetales y patatas que son de fácil deterioro

a pesar de mantenerse almacenados en espacios cerrados.

La ausencia de dicha vitamina produce la enfermedad conocida como

escorbuto que se presenta en forma de sangrado de encías, moretones en la

piel y problemas musculares que pueden llegar a producir la muerte, por eso

la importancia de su consumo en bajos niveles (Xammar & Donnamaría,

2005).

Se ha determinado que en la mashua existe aproximadamente 77,37 mg de

vitamina C por cada 100 g de materia fresca, lo que le hace unos de los

tubérculos con mayor contenido de ácido ascórbico (Espín, Villacrés & Brito,

2004).

Lešková et al. (2006) Determinaron que al momento de aplicar un

tratamiento térmico a altas temperaturas en varios tipos de alimentos como

frutas, vegetales y tubérculos, el ácido ascórbico tiende a destruirse, también

por procesos de lixiviación presentados en escaldados, provocando que las

concentraciones de vitamina C sé reduzcan, por lo que después de la fritura

al vacío podría disminuir su concentración.

Según Burgos, Auqui, Amoros, Salas & Bonierbale (2009) el escaldado de

diferentes variedades de papa detuvieron un 54% de la concentración inicial

de ácido ascórbico a diferencia de procesos de horneado y microondas que

ocasionaron menor retención de vitaminas.

En el estudio realizado por Villamizar, Quiceno & Giraldo (2011) en la

obtención de pasabocas de mango mediante fritura al vacío determinaron

17

que la pérdida de vitamina C en el proceso de fritura a presión reducida bajo

condiciones de (110°C y 90 segundos de inmersión) fue de 43,2%, cantidad

menor que en la fritura normal bajo condiciones de (175°C y 30 segundos

de inmersión), donde la pérdida fue del 93,8% de ácido ascórbico.

2.3.2. POLIFENOLES

Los polifenoles son compuestos vegetales formados por varios números de

anillos fenólicos y que cumplen un papel importante tanto en las acciones

anti estrés y funciones fisiológicas (Nicoli, Anese & Parpinel, 1999)

Los fenoles son compuestos químicos que se encargan de otorgar el sabor y

color en frutas y vegetales, están formados por un grupo hidroxilo unido a

un anillo bencénico. Estos metabolitos secundarios tiene un gran efecto en el

organismo humano ayudando a varias funciones como actividad proteica,

asimilación de nutrientes y defensa ante factores medio ambientales que

pueden causar daño al cuerpo humano (Almeida, 2012).

En la naturaleza existen alrededor de 800 compuestos fenólicos con sus

respectivos anillos fenólico como se muestra en la Figura 4.

Figura 4. Anillo fenólico

(Paladino, 2008)

18

Existen derivados fenólicos como los flavonoides y los taninos estos se

diferencian por la cantidad de unidades fenólicas que disponen en su

estructura 2 y 3, respectivamente (Robins, 2003)

De acuerdo a Xu, Ye, Chen & Liu (2007) el contenido de compuestos

fenólicos se reduce al someter al material vegetal a 120°C a 90 minutos y

150°C por 30 minutos .

En el trabajo realizado por Gallegos, Rocha, González & García (2012) se

cuantifico la cantidad de fenoles presentes en pinole hecho a base de vainas

de mezquite, después de aplicar procesos térmicos como el secado a 60°C,

70°C, 80°C y el tostado a 140°C, 150°C, 160°C, sé determinó que los

fenoles disminuyeron conforme aumentaba la temperatura de cada uno de

los tratamientos.

Por otro lado en el trabajo descrito por Chirinos et al. (2004), se reportó que

la cantidad de fenoles totales presentes en varios genotipos de mashua

osciló entre 92 a 337 mg por cada 100 gramos de tejido fresco.

2.3.3. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL

La medición de la capacidad antioxidante total es un parámetro que indica

mediante valoración la capacidad dietética de un alimento, y que viene dada

por la presencia de diferentes compuestos que cumplen esta función, como

son los carotenoides, fenoles, vitamina E, flavonoides, vitamina C, entre

otros (Acevedo, Montiel & Avanza, 2004).

Al medir individualmente cada uno de los diferentes antioxidantes

procedentes del alimento, no se púede obtener el valor real de la capacidad

antioxidante total ya que existen efectos de sinergia entre ellos que pueden

19

alterar el valor de la capacidad total (Gutiérrez, Ledesma, García & Grajales,

2007).

Según Shofian et al. (2011), la capacidad antioxidante puede verse alterada

por tratamientos post-cosecha como almacenamientos en refrigeración o

congelación, cortes, fermentaciones y cocción.

Según Kuskoski, Asuerro, Troncosa, Mancini & Fet (2005) existen diversos

métodos para determinar la capacidad antioxidante total de un alimento,

métodos cromógenos como el ABTS que mide la capacidad hidrofílica y

lipolítica y el DPPH que solo sirve para la capacidad hidrofílica, estos

métodos se basan en la capacidad de los antioxidantes para captar

radicales libres.

Salluca, Peñarrieta, Alvarado & Bergenståhl (2008) en su estudio realizado

en varios tubérculos andinos como la mashua y la oca, determinaron la

capacidad antioxidante mediante el método ABTS y FRAC obteniendo que

la capacidad antioxidante total varió de 0.35 y 11.8 ųmol de equivalente

trolox por gramo de muestra seca, concluyendo que la mashua oscura tiene

mayor capacidad antioxidante.

Chirinos et al. (2004) determinaron que la capacidad antioxidante hidrofílica

varió de 955 a 9800 mg por 100 g de muestra fresca y la capacidad

antioxidante total lipolítica varió de 93 a 279 mg por 100 g de muestra fresca

de mashua.

Ramírez, Samaniego, Rufián, Villalón & López (2010) en su estudio acerca

de medición de compuestos fotoquímicos de patata sometida a fritura,

determinaron que la capacidad antioxidante mediante los métodos ABTS y

DPPH, encontrando que la fritura incrementó la capacidad antioxidante tanto

en la patata como en el aceite de fritura, la capacidad antioxidante de la

patata en estado inicial (crudo) fue de 423.8 ųmol de eq-trolox/g por el

20

método ABTS, y 60.5 ųmol de eq-trolox/g por el método DPPH, después de

la fritura estos valores aumentaron a 579.6 ųmol de eq-trolox/g por el método

ABTS y 191.0 5 ųmol de eq-trolox/g por el métodos DPPH, siendo un

aumento del 38% para el método ABTS y del 218.9% en DPPH.

3. METODOLOGÍA

21

3. METODOLOGÍA

3.1. MATERIAL VEGETAL

Se seleccionaron Tubérculos de mashua (Tropaelum tuberosum) de

variedad chaucha, cultivadas en la zona central de la sierra ecuatoriana:

Latacunga y Saquisilí, fueron trasladadas a la planta de procesamiento de

alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial, donde fueron

seleccionadas, lavadas y almacenados para ser caracterizadas

fisicoquímicamente, posteriormente se realizaron los análisis proximales,

color y textura.

3.2. ANÁLISIS PROXIMAL

Para el análisis proximales, se utilizó 1000 g de mashua fresca de variedad

chaucha, que fueron enviadas a los laboratorios del INIAP. Los métodos de

análisis utilizados se presentan en la Tabla 4.

Tabla 4: Métodos utilizados para el análisis proximal de la mashua

ANÁLISIS MÉTODO

Humedad MO-LSAIA-01.01

Proteína MO-LSAIA-01.04

Extracto Etéreo MO-LSAIA-01.03

Fibra MO-LSAIA-01.05

Ceniza MO-LSAIA-01.02

Carbohidratos MO-LSAIA-01.06

22

3.3 ANÁLISIS DE COLOR

Para el análisis de color se utilizó un colorímetro KONICA MINOLTA CR 400,

usando la escala CIE L*,a*,b*, donde: L* que es el brillo y presenta un rango

de 0 a 100, b* es negativo para el azul y positivo para el amarillo indicando

tonalidad amarilla, mientras que a* es negativo para el verde y positivo para

el rojo mostrando la tonalidad rojo/marrón (González, Porras, Ochoa, Bañon

& Fernandez, 1999),

El color fue medido por triplicado en la superficie externa e interna de los

tubérculos, que se agruparon en tres lotes de 30 unidades de tubérculos

cada uno. El color de la superficie externa se midió en la zona ecuatorial,

mientras que el color de la superficie interna se midió en la superficie de

discos de 5 mm obtenidos de un corte transversal en la zona ecuatorial.

Con los valores obtenidos de L*, a* y b* se calculó Hue y Chroma de

acuerdo a la ecuación 1 y 2:

Hue= h* =arcotangente-[b*/a*] [ 1 ]

Hue = h* = color

Dónde:

h* se ubica en la escala de:

0°= rojo morado.

90°=amarillo

180°=verde

270°=azul

Chroma= c* =[a*+b*]1/2 [ 2 ]

23

C* = saturación del color.

3.4. ANÁLISIS DE TEXTURA

El análisis de textura se realizó mediante la medición de firmeza de discos

de 5 mm de espesor de 3 lotes de 30 unidades de tubérculos cada uno con

un texturómetro marca TR.

3.5. APLICACIÓN DE PRESIÓN REDUCIDA PARA

OBTENCIÓN DE CHIPS DE MASHUA

Los tubérculos se dividieron y separaron en 2 lotes de 1000 gramos cada

uno, de cada lote se congeló 200 gramos de tubérculo para el posterior

análisis de compuestos antioxidantes y capacidad antioxidante total, los 800

gramos restantes fueron sometidos a los tratamientos que se describen a

continuación.

3.5.1. TRATAMIENTOS

800 gramos de muestras se dividieron en cuatro grupos (tratamientos) como

se indica en la Tabla 5.

Tabla 5. Tratamientos aplicados para la determinación de capacidad y contenido antioxidante de mashua

TRATAMIENTO DESCRIPCIÓN

1 ESCALDADO + FRITURA AL VACIO

2 ESCALDADO + DESHIDRATACION OSMÓTICA + FRTIURA VACIO

3 ESCALDADO + FRITURA NORMAL

4 ESCALDADO + DESHIDRATACION OSMÓTICA + FRITURA NORMAL

24

Las condiciones aplicadas para cada pre tratamiento fueron las siguientes:

Escaldado: relación 1:5 (rodajas de mashua:agua) temperatura de

escaldado a 90°C por un tiempo de 10 minutos.

Deshidratación Osmótica: la mashua cocida fue sumergida en una solución

osmótica de 50 °Brix, se sumergieron 500 gramos en 2 litro de jarabe.

Fritura al vacio: 250 gramos de rodajas fueron sometidas a una temperatura

de fritura de 110°C, por un tiempo de 14 minutos a una presión de 5.24 Kpa

e inmediatamente centrifugadas por 5 minutos.

Fritura normal: 250 gramos de rodajas sometidas a este pre tratamiento se

sometieron a una temperatura de 180°C por 2 minutos.

Después de cada uno de los pre tratamientos se almacenaron 50 gramos de

muestras para los análisis de capacidad antioxidante, vitamina C y

polifenoles en cada uno de los 4 tratamientos.

Los resultados del análisis bioquímico se expone en base seca y se reportó

el porcentaje de los compuestos que se mantuvieron después de los

diferentes procesamientos con la siguiente formula:

[3]

Perdida (%) = Conc AOX mashua fresca – Conc AOX pre-tratamientos x 100 Conc AOX mashua fresca

Dónde:

Conc AOX= concentración del antioxidante.

25

3.6 DETERMINACIÓN DE POLIFENOLES TOTALES

Para la determinación de los polifenoles totales se utilizó el método

propuesto por Sthephane, Pierre, Alter & Amiot (2005) con ligeras

modificaciones, utilizando el Reactivo de Follin-Ciocalteau en un medio

alcalino.

3.6.1. PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE CALIBRACIÓN

Para la elaboración de la curva de calibración se realizó una solución madre

de 500 ppm de ácido gálico con agua destilada, posteriormente se

efectuaron disoluciones de 20, 40, 80, 120 y 160 ppm, se midió por

triplicado cada una de las absorbancias de las disoluciones a una longitud de

onda de 760 nm en un espectrofotómetro (Thermo Scientific Evolution 60s).

3.6.2. PREPARACIÓN DE LOS EXTRACTOS

Se pesaron 1 gramo de la muestra (cruda, cocida y los tratamientos 1 y

tratamiento 3 y 2 gramos de muestra deshidratada, tratamiento 2 y

tratamiento 4, de tejido congelado y triturado en un molinillo (Magicbullet), se

añadieron 10 ml de una solución extractora 70:30 (acetona:agua), se agito

durante 20 minutos y se llevó a un baño ultrasónico por 10 minutos, se

trasvaso a un embudo con papel filtro y se realizó lavados con la solución

extractora hasta completar un volumen final de 20 ml. El filtrado se trasvaso

a frascos ámbar y se lo almaceno en congelación hasta su posterior

análisis.

Se realizaron 2 moliendas de cada tratamiento, de cada una de estas se

hicieron 2 extractos y de cada extracto se realizaron 3 mediciones.

26

3.6.3. ACONDICIONAMIENTO DE CARTUCHOS OASIS

El acondicionamiento de los Cartuchos OASIS se realizó de la siguiente

manera:

Cartuchos nuevos:

Para acondicionar un cartucho nuevo se realizó 3 lavados, primero un

lavado con 3 ml de etanol puro y 2 lavados con 3 ml de agua destilada

cada uno.

Cartuchos reacondicionados:

Se realizó 4 lavados con 3 ml de metanol puro cada uno y 2 lavados

con 3 ml de agua destilada cada uno.

3.6.4. MEDICIÓN DE POLIFENOLES MUESTRA A

Se tomó una alícuota del extracto de cada tratamiento y se llevó a 500 µL en

un tubo de ensayo, se agregó 2,5 ml de solución de Follin-Ciocalteau 1:10

(1ml de reactivo Follin en 1 ml de agua destilada), se dejó reposar por 2

minutos, luego se agregó 2 ml de solución de carbonato de sodio (75g por

litro) se agitó en un vortex y se llevó a un baño maría a 50°C por 15 minutos,

se enfrió y se midió su absorbancia a 760 nm.

3.6.5. MEDICIÓN DE POLIFENOLES MUESTRA B

Se tomaron 2 ml del extracto y se mezclaron con 2 ml de agua bidestilada se

agitó y se tomó 2 ml de esta mezcla y se las llevó al cartucho OASIS

previamente preparado para su filtración por gravedad, este filtrado se

recogió en una probeta a parte, luego se tomaron 2 ml de agua bidestilada y

se insertaron en el mismo cartucho y recogiendo el filtrado en la misma

probeta, se registró el volumen total recogido. Posteriormente se tomaron

500 µl de la solución filtrada y se pusieron en un tubo de ensayo, se

adicionaron 2,5 ml se solución de Fóllin-Ciocalteau preparada previamente,

27

se dejó reposar por 2 minutos y luego se agregó 2 ml de solución de

carbonato de sodio (75 gramos en un litro de agua destilada) preparada

previamente para regular el ph de la muestra, se llevó la mezcla a baño

maría a 50°C por 15 minutos, se enfrió y se midió su absorbancia a 760 nm

(muestra B).

3.6.6. CUANTIFICACIÓN DE POLIFENOLES

Los polifenoles se cuantificacron mediante la aplicación de las formulas 3, 4

y 5 a valores previamente interpolados en la curva de calibración.

[4]

[5]

Polifenoles Totales = Muestra A – Muestra B [6]

Dónde: LRA = concentración en mg/l de ácido gálico de la muestra A

LRB = concentración en mg/l de ácido gálico de la muestra B

Vt = Volumen Total (ml)

PM = Peso de la muestra (g)

FD = Factor de dilución.

La pérdida de polifenoles se obtuvo mediante la fórmula 6.

3.7. DETERMINACIÓN DE VITAMINA C

La determinación de la vitamina C se realizó mediante el método propuesto

por (Sthephane et al., 2005).

28

3.7.1. PREPARACIÓN DE SOLUCIÓN DE CALIBRACIÓN

100 mg de Ácido Ascórbico se pesaron y fueron disueltos en 100 ml de agua

bidestilada en ausencia de luz, posteriormente se preparó diluciones

partiendo de esta solución madre tomando las alícuotas que se muestran en

en la Tabla 6 y aforando a 1º ml.

Tabla 6. Alícuotas para soluciones de Ácido Ascórbico

Alícuotas de solución madre (uL de ácido Ascórbico)

Concentración (mg/L)

0.2 10

0.4 20

0.8 40

1.2 60

1.6 80

Posterior a las diluciones se midieron 500 µl de cada dilución y se mezclaron

con 2.5 ml de reactivo de Follin (preparada bajo las mismas condiciones que

en la medición de Polifenoles), se agitó y se dejó reposar por 2 minutos

luego se añadió 2 ml de solución de carbonato de sodio (preparada de igual

manera que para la medición de Polifenoles), se agitó y se llevó cada uno a

un baño maría a 50°C por 15 minutos, se enfrió en baño de hielo y se

procedió a medir la absorbancia a 760 nm con un espectrofotómetro

(Thermo Scientific Evolution 60s), de igual manera se midió un blanco

utilizando 500 µl de agua.

29

3.7.2. ACONDICIONAMIENTO DE CARTUCHOS OASIS

El acondicionamiento de los cartuchos se realiza de la misma manera que

para determinar contenido de polifenoles.

3.7.3. PREPARACIÓN DEL EXTRACTO

El extracto cetónico se realizó bajo las mismas condiciones y proporciones

que en la medición de polifenoles.

3.7.4. MEDICIÓN MUESTRA A

Se tomaron 2 ml del extracto cetónico y se mezcló con 2 ml de agua

bidestilada, se agitó y se procedió a colocar 2 ml de esta solución en los

cartuchos OASIS previamente acondicionados, por gravedad bajó la

solución y se recogió en una probeta, al cartucho se lo lavó con 2 ml de

agua bidestilada se recogió en la misma probeta y se registró el volumen

total recogido para luego ser depositados en tubos de ensayo con tapa para

su análisis.

Para la medición se tomó 500 µL de la solución filtrada en el cartucho, se

agregó 2,5 ml de solución de Follin-Ciocalteau preparada previamente, se

dejó reposar por 2 minutos y se agregó 2 ml de solución de carbonato de

sodio preparada previamente, se llevó a baño maría por 15 minutos a 50°C,

se enfrió en baño de hielo y se procedió a medir la absorbancia a 760nm

con un espectrofotómetro (Thermo Scientific Evolution 60s).

30

3.7.5. MEDICIÓN DE MUESTRA B

Para medir la muestra B, el contenido de la probeta que se obtuvo por

gravedad del cartucho, fue llevado a 85°C en un baño maría por 2 horas, se

dejó reposar por 5 minutos para que se enfríe y se procedió a tomar 500 µL

de este, posteriormente se adicionaron 2,5 ml de solución de Follin-

Ciocalteau, se dejó en reposo por 2 minutos para luego agregar solución de

carbonato de sodio, se calentó en baño maría por 15 minutos a 50°C, se

enfrió y se procedió a medir la absorción a 760 nm con un espectrofotómetro

(Thermo Scientific Evolution 60s).

3.7.6. CUANTIFICACION DE VITAMINA C

Para cuantificar la vitamina c, los datos obtenidos mediante las mediciones

se interpolaron en las curvas de calibración y aplicando las formulas 7 y 8.

[ 7 ]

[ 8 ]

Dónde:

fd = factor de dilución

V = Volumen final

Una vez calculados estos valores se aplicó la ecuación 9, que determino la

concentración de vitamina C en el extracto.

[ 9 ]

31

Dónde:

CnA: Concentración de la muestra A

Cnb: Concentración de la muestra B

CNVit. C = Concentración de vitamina C. ácido ascórbico mg/g muestra.

3.8. DETERMINACIÓN DE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE

TOTAL

3.8.1. PREPARACIÓN DE EXTRACTOS

La muestra congelada de mashua fue triturada en un molinillo (marca

Magicbullet), se pesó 1 gramo para muestra no deshidratadas

osmóticamente y 2 gramos para muestras deshidratadas osmóticamente en

una balanza (Adventurer OHAUS), se colocó el triturado pesado en un tubo

Falcon con protección de papel aluminio y se adicionaron 10 ml de etanol, se

agitó en un baño de hielo por 20 minutos, se centrifugó a 4°c por 15 minutos

a 6000 rpm en una centrifuga (Hermle Labnet Z 323 K,) el pellet obtenido

fue filtrado y luego almacenado en tubos eppendorf tapados con papel

aluminio y fue llevado a congelación para su posterior análisis por un

máximo de 3 días.

3.8.2. MÉTODO ABTS•+

Se utilizó el método propuesto por Ré et al. (1999) con ligeras

modificaciones, utilizando el radical 2,2-azinobis (3-ethilbenzothiazolina-6-

acido-sulfonico-1c) que se obtuvo mediante la reacción de una solución de

ABTS•+ 7mM con una solución 2,45 mM de persulfato de potasio que se

incubó a temperatura ambiente por 16 horas.

32

Después de haber obtenido el radical se diluyó con agua destilada hasta

obtener una absorbancia entre 0,695 y 0,705 nm, se tomaron 20 uL del

extracto de muestra de cada tratamiento y pretratamiento a excepción de la

muestra deshidratada y 30 uL de muestra deshidratada, se mezcló con 1 ml

de la solución de ABTS•+, se dejó reposar por 6 minutos para luego

proceder a medir por triplicado la absorbancia a 734 nm con un

espectrofotómetro Thermo Scientific Evolution 60s.

Se realizó la curva de calibración mediante una solución 0,5 Mm de Trolox

con concentraciones de 10, 15, 20, 25 y 30 uL con 1 ml de solución de

ABTS•+.

3.8.3. METODO DPPH•

Se determinó la capacidad antioxidantes total mediante el método propuesto

por Willians, Cuvelier & Berset (1995) citado Córdova (2012) con ligeras

modificaciones, mediante la reacción del radical DPPH•+ (2,2-difenil-1-

picrolhydrazil) en etanol.

Se midieron diferentes alícuotas de extracto etanólico ( 200 µL de muestra

cruda, 70 µL de pre tratamiento escaldado, 70 µL del tratamiento 1, 100 µL

de pre tratamiento de deshidratación, y 10 µL de tratamiento 2, 3 y 4, a los

cuales se añadieron 100µl de DPPH•+ y diferentes volúmenes de etanol

hasta completar un volumen final de 1250 µl. De cada alícuota se midió las

absorbancias a 515 nm con un espectrofotómetro (Thermo Scientific

Evolution 60s), determinando el tiempo de reacción de las diferentes

cantidades de extracto de acuerdo a la cinética de consumo hasta alcanzar

un estado estacionario en una absorbancia cercana a los 0.400 nm.

33

El consumo de DPPH se determinó mediante una curva de calibración 0.2

mM usando Trolox, expresando los resultados como mg de trolox por

g/muestra.

La pérdida de capacidad antioxidante por el método DPPH se obtiene

mediante la fórmula 12:

Los resultados se presentan en bh (base húmeda), bs (base seca), mf

(muestra fresca), ASA (Ácido ascórbico), AOX (antioxidante)

3.9. ANÁLISIS ESTADÍSTICO

Los resultados obtenidos fueron procesados en el programa

STATGRAPHICS Centurion XV, mediante un ANOVA simple comparando

los valores mediante el test de Tukey con una significancia de P<0.05.

Se evaluaron los valores obtenidos en cada uno de los tratamientos y pre

tratamientos, para determinar la correlación entre métodos de análisis ABTS,

DPPH, POLIFENOLES y ASA, se utilizó un análisis de regresión bivariada

mediante el programa SPSS versión 19.

4. ANALISIS DE RESULTADOS

34

4. RESULTADOS

4.1 ANÁLISIS FÍSICO QUÍMICOS DE MASHUA (Tropaelum

tuberosum)

4.1.1 ANÁLISIS PROXIMAL

En la tabla 7 se presenta el contenido nutricional en base seca de la

mashua.

Tabla 7. Contenido Nutricional de la mashua (Tropaelum tuberosum) en base seca

Análisis Mashua* Datos Bibliográficos

(bs)**

Humedad (%) 89.88 80.3 – 92.8

Ceniza (%) 4.51 4.19 – 5.45

Carbohidratos (%)

78.65 75.40

Grasa (%) 1.58 3.03 – 7.75

Proteína (%) 10.03 7.22 – 13.99

Fibra (%) 5.215 4.94 – 5.45

* Valores promedios, n=3

**(Samaniego, 2010)

Los valores de humedad, ceniza, carbohidratos, grasa, proteína y fibra son

similares a los presentados por Espín et al. (2004) en su investigación sobre

la caracterización físico química nutricional y funcional de raíces y tubérculos

andinos, donde presenta valores de humedad de 88.7%, 4.81% de ceniza,

75.40% de carbohidratos, 4,61% de grasa, 9.17% de proteína y 5.86% de

fibra, además coinciden con los valores bibliográficos presentados en la

tabla 7 que cita Samaniego (2010) en su estudio de caracterización de la

mashua en Ecuador.

35

4.1.2 ANÁLISIS FÍSICOS DE MASHUA

A continuación en la Tabla 8 se presentan los valores de L*, a*, b*, Hue* y

Chroma* de muestras mashua fresca, de las medidas realizadas tanto en la

parte externa asi como la interna.

Tabla 8. Color de mashua interno y externo

L* a* b* Hue* Chroma*

Color Externo

67.27 11.38 53.61 76.93 54.04

Color Interno 66.86 4.87 34.16 82.07 35.83

*Valores de L*, a*, b*, h y Chroma*; n=90

En la tabla 7 se presentan los resultados de color de la mashua fresca, estos

valores indican que tiene una coloración amarilla tanto en su parte interna y

como externa, estos valores son similares a los presentados por Quelal

(2012), donde determinó que el color del tubérculo en la superficie externa

es amarillo presentando valores de 9.11 para a*, 40.18 para b*, 24.73 para

L* y 77.23 para Hue*.

Según Zheng, Wang, Wang & Wei (2003), valores de Hue de 90° indican

que la muestra tiene coloración amarilla.

4.1.3. ANÁLISIS DE FIRMEZA

La firmeza de la mashua fresca fue 5.23 ± 2.74 N, mientras que Serrano

(2013) reportó valores de penetración de 0.61 N, en el análisis de discos de

mashua con 2 mm de espesor.

36

4.2 EFECTO DE LOS PRE-TRATAMIENTOS Y FRITURAS EN

LA OBTENCION DE CHIPS MASHUA SOBRE EL

CONTENIDO DE POLIFENOLES

En la Figura 5 se explica el descenso del contenido de polifenoles en los

diferentes etapas en la obtención de chips de mashua por fritura al vacío.

La muestra fresca tiene un contenido de polifenoles de 3.767 mg equivalente

de Acido Gálico/ g bs o a su vez 37.67 mg equivalente de Ácido Gálico/100 g

de mashua fresca, valores similares a los reportados por Chirinos et al.

(2004) en cuyo trabajo realizado sobre 3 tipos de oca, indica que el

contenido de fenoles totales de la mashua se fue de 40.5 mg equivalente de

ácido Gálico/ 100g de muestra fresca.

Al aplicar el proceso de escaldado a los chips crudos el contenido de

polifenoles disminuyó a 2.788 mg equivalente de Ácido Gálico/g de bs

(disminución del 25.98%).

El 25.98% del contenido de polifenoles se pierde en el proceso de escaldado

resultados similares son reportados por Gamarra, Girón, Roque & Diaz

(2011) donde explica que los polifenoles medidos en tres variedades de Oca,

disminuyen por acción de este pre-tratamiento, la perdida se debe a que los

polifenoles son compuestos termolábiles y comienzan a degradarse en

temperaturas mayores a 40°C. De igual manera Natella, Belelli, Ramberti &

Scaccini (2010) determinaron en su estudio que de 7 tipos de vegetales

estudiados, 4 presentaron una disminución del contenido de polifenoles

después de aplicar proceso de escaldado justificando la pérdida por ser

compuestos que no soportan altas temperaturas.

Al aplicar la deshidratación osmótica el contenido de polifenoles fue de 0.833

mg equivalente de Ácido Gálico/g bs, disminuyendo 77.90% comparando

con la muestra fresca y del 70.14% respecto a la muestra escaldada.

37

No existen estudios previos sobre el efecto de la deshidratación osmótica en

el contenido de polifenoles, en estudios como el realizado por Toor &

Savage (2005) indican que la deshidratación osmótica al ser un tratamiento

térmico produce la degradación de los compuesto fenólicos ya que la

temperatura de trabajo sobrepasa los 50°C, y los polifenoles comienzan a

degradarse a los 40°C como lo explica Natella et al. (2010).

De acuerdo a Maillard & Berset (1995) existen 3 aspectos que pueden

eliminar el co ntenido de polifenoles al aplicar escaldado o una

deshidratación a altas temperaturas y son; por simple degradación al estar

sometidos a altas temperaturas, la degradación de lignina que deriva en la

liberación de ácidos fenólicos y la ruptura de enlaces que unen polifenoles.

En el tratamiento 1 el contenido antioxidante se redujo a 0.902 mg

equivalente de Ácido Gálico/g de bs correspondiente a una reducción del

76.04% con respecto a la mf y del 67.64% comparando con la muestra

escaldada. %).

El tratamiento 2 contiene 0.596 mg equivalente de Ácido Gálico/g de bs que

equivale a una reducción del 84.17% de polifenoles comparando con la

muestra control y del 28.36% respecto a la muestra deshidratada.

Con respecto al tratamiento 3 el contenido de polifenoles fue de 0,340 mg eq

de Ácido Gálico/g de bs correspondiente a un 90.98% de pérdida respecto a

la muestra fresca y del 87.08% respecto a la muestra escaldada. Mientas

que en el tratamiento 4 se tuvo 0.166 me eq de Ácido Gálico/g de bs que es

una pérdida del 95.59% comparada al control y 80.06% respecto a la

deshidratación.

Al comparar el tratamiento 1 y tratamiento 3 existe una diferencia

significativa entre ambos, donde el tratamiento 1 tiene contenido de

38

polifenoles, al igual que entre los tratamientos 2 y 4, donde la muestra

deshidratada más fritura al vacío (tratamiento 2) mantiene de mejor manera

el contenido polifenólico.

Las pérdidas de estos polifenoles por procesos de fritura puede explicarse

ya que la fritura es considerada un tratamiento térmico que elimina la mayor

cantidad de agua posible al aplicar altas temperaturas. De acuerdo a Vinson,

Zubik, Bose, Samman & Proch (2005) aplicaron métodos de deshidratación

en varias frutas como higos, uvas y ciruelas las cuales perdieron

aproximadamente el 84% de los polifenoles debido a que en el proceso

térmico los polifenoles son destruidos o sufren procesos de transformación

tendencia observada en cada una de las frituras realizadas a chips de

mashua.

En la tabla 9 observamos un resumen del porcentaje de perdida de

compuestos bioquímicos producido en cada uno de los tratamientos

aplicados en comparación con el valor medido en la mashua fresca.

39

Letras diferentes demuestran una diferencia estadísticamente significativa con (p<0,05) Diferencia de tukey = 0.337

Figura 5. Contenido de polifenoles en los pre-tratamientos de obtención de chips de mashua; a) Tratamiento 1, b) Tratamiento 2, c) Tratamiento 3, d) tratamiento 4

a)

d) c)

b)

40

Tabla 9: Porcentaje de pérdida de contenido de polifenoles de cada tratamiento en comparación con la muestra fresca

TRATAMIENTOS

FRESCA

ESCALDADA

DESHIDRATADA

FRITURA

mg Equivalente

de ácido gálico/g de ms

PÉRDIDA (%)

mg Equivalente

de ácido gálico/g de ms

PÉRDIDA (%)

mg Equivalente

de ácido gálico/g de ms

PÉRDIDA (%)

T1

3.767 2.788 25.98

- - 0.902 76.04

T2 0.833 77.90 0.596 84.17

T3 - - 0.340 90.98

T4 0.833 77.90 0.166 95.59

Los resultados son presentados en mg Equivalente de ácido gálico/g muestra y % de pérdida.

41

4.3 EFECTO DE LOS PRE-TRATAMIENTOS Y FRITURAS EN

LA OBTENCION DE CHIPS MASHUA SOBRE EL

CONTENIDO DE ÁCIDO ASCÓRBICO

El Ácido Ascórbico disminuye en todas las etapas del proceso de obtención

de chips de mashua, adquiriendo en el producto final chips con menor

contenido de vitamina C con respecto al control como se ve en la Figura 6.

En la Figura 6 se observa la disminución del contenido de vitamina C, donde

la mashua fresca tiene un valor de 2.026 mg de Asa/g de bs (20.50 mg de

Asa/ 100 g de muestra fresca), estos resultados difieren a los presentados

por Ayala (sf) donde registra que el contenido de vitamina C en mashua

fresca es de 77.50 mg de Asa/100 de muestra fresca. Esta diferencia puede

deberse a que en el almacenamiento en congelación, el corte y pelado

produce un estrés del tubérculo dando origen a reacciones enzimáticas que

lo degradan como menciona (Nicoli et al., 1999).

Al someter a escaldado, se observó una disminución del 80.29% del

contenido de Asa en comparación a la muestra fresca, resultados similares a

los reportados por Gao Fen, Bo, Jing & Qiao-Mei (2009), donde determina

que el contenido de vitamina C en diferentes tratamientos térmicos como el

escaldado y la fritura superficial realizados sobre el brócoli, concluyendo

que este tratamiento y la fritura causan pérdidas significativas de Vitamina

C, en este estudio se explica que la pérdida de vitamina C puede darse ya

que esta vitamina es soluble en agua y al momento de hervirla en agua

puede perderse por lixiviación a más de la degradación térmica, de igual

manera Pighín & Rossí (2010) determinaron en su estudio sobre espinacas

frescas, congeladas y en conserva en pre y post escaldado, que el

escaldado tuvo los menores valores de vitamina C en comparación con los

demás tratamientos aplicados en el estudio, incluso cuantifica pérdidas de

hasta el 100% de esta vitamina, justificando la perdida ya que la vitamina C

es soluble en agua y se pierden en el agua del escaldado como lo expone

42

Gao Fen et al. (2009) en su estudio sobre métodos de cocción de brócoli

obteniendo perdidas de contenido Asa por cocción de brócoli.

La deshidratación de chips de mashua redujo el contenido de Asa a 0.099

mg de Asa/g de base seca, representando una pérdida del 95.11% de

vitamina en relación al control y del 75.19% relacionando con la muestra

escaldada.

Fan, Zhang & Mujundar (2006) Realizaron estudios del efecto de

tratamientos como el blanqueo, la deshidratación osmótica y el secado por

aire sobre el contenido de carotenoides y la vitamina C en zanahoria

sometida a fritura al vacío, determinando que el contenido de estos

compuestos disminuye conforme se aplica cada tratamiento. El blanqueo lo

realizaron por 10 minutos mientras que la deshidratación osmótica fue por 30

minutos obteniendo pérdidas de Vitamina C mayores a las muestras

sometidas al blanqueo más deshidratación osmótica que las sometidas solo

a blanqueo, explicando que la pérdida de vitamina C, se debe a su

inestabilidad ante el calor, a la luz y al oxígeno, esto concuerda con el

trabajo realizado donde se sometió la mashua a un escaldado por 10

minutos a temperatura de ebullición y la deshidratación a 60°C por 20

minutos y se registraron pérdidas del contenido de Asa.

Gao Fen et al., (2009) explica que la pérdida de vitamina C también puede

darse en la deshidratación osmótica porque existe un intercambio del agua

interna del producto con el medio, el agua migra hacia el exterior de las

paredes celulares e ingresan solutos hacia el interior de estas. El agua que

sale va arrastrando por lixiviación varios compuestos, entre ellos la vitamina

C.

En el tratamiento 1, la cantidad de vitamina C se encuentra en 0.283 mg de

Asa/g de bs, equivalente a una pérdida de 86.04% respecto a la muestra

fresca y del 29.20% a la muestra cocida, el tratamiento 3 fue cuantificado en

43

11.63 mg de Asa/g de base seca presenta una pérdida de 88.37%

comparando con el control y del 41.02% con la cocida.

Entre los tratamientos 2 y 4 con pre-tratamiento de escaldado, no existe una

diferencia estadísticamente significativa ya que se mantiene prácticamente el

valor de Vitamina C.

El tratamiento 2 después de la fritura presentó un valor de 0.107 mg de

Asa/g de base seca, significando una pérdida del 94.72% con respecto a la

muestra fresca, en cuanto al tratamiento 4 se obtuvo 0.211 mg de Asa/g de

base seca existiendo un descenso del 89.57% en relación a la muestra

fresca.

La pérdida de vitamina C en procesos de Fritura son registrados por

Villamizar et al. (2011) en su estudio realizado con chips de pasabocas de

mango obtenidos por fritura al vacío, donde comprueba que la fritura a

presiones reducidas mantiene de mejor manera la Vitamina C determinando

un 43.2% de pérdida de vitamina C, a diferencia de la fritura superficial de

los chips de mango donde registra pérdidas del 93.8% de la vitamina C,

justificando debido a que la temperatura interna no sobrepasa los 80°C y el

tiempo de exposición es bajo por lo que no se degradan las vitaminas

presentes en los pasabocas, a diferencia de la fritura al vacío de chips

mashua donde existen tratamientos previos, chips sumamente delgados y

mayor tiempo de exposición a la temperatura del aceite lo que puede influir

en la temperatura interna del producto eliminando así mayor cantidad de

estos compuestos vitamínicos.

De igual manera lo explican Dueik & Bouchon (2011), que el efecto de la

fritura superficial y a presiones reducidas sobre el contenido de Asa en slices

de patata y manzana, determinando que freír a temperaturas más altas

influye en el contenido de la Vitamina C, degradando en gran cantidad su

contenido, explicando que todo esto se debe a que a más altas temperaturas

44

el componente puede entrar en reacciones no enzimáticas seguido por una

degradación anaeróbica.

En la tabla 10 observamos un resumen del porcentaje de perdida de

compuestos bioquímicos producido en cada uno de los tratamientos

aplicados en comparación con el valor medido en la mashua fresca.

45

Letras diferentes demuestran una diferencia estadísticamente significativa con (p<0,05) Diferencia de tukey = 0.509.

Figura 6. Contenido de Ácido Ascórbico en cada etapa del procesamiento en la obtención de chips de mashua; a) Tratamiento 1, b) Tratamiento 2, c) Tratamiento 3, d) Tratamiento 4.

a) b)

d) c)

46

Tabla 10: Porcentaje de pérdida de contenido de Vitamina C en cada tratamiento en comparación con la muestra fresca

TRATAMIENTOS

FRESCA

ESCALDADA

DESHIDRATADA

FRITURA

mg Ácido Ascórbico / g

tejido

PÉRDIDA (%)

mg Ácido Ascórbico / g

tejido

PÉRDIDA (%)

mg Ácido Ascórbico / g

tejido

PÉRDIDA (%)

T1

2.026 0.399 80.29

- - 0.283 86.04

T2 0.099 95.11 0.107 94.72

T3 - - 0.236 88.37

T4 0.099 95.11 0.211 89.57

* Los resultados son presentados mg Ácido Ascórbico / g tejido y % de pérdida.

47

4.4 EFECTO DEL PROCESO DE FRITURA A PRESIONES

REDUCIDAS SOBRE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE

4.4.1 CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL POR EL MÉTODO ABTS

En la Figura 7 se observa la pérdida de la capacidad antioxidante, medida

por el método ABTS, en las diferentes etapas del proceso de obtención de

chips de mashua aplicando fritura a presiones reducidas y fritura normal.

La capacidad antioxidante de la muestra fresca tuvo un valor de 58.286 µmol

eq. de trolox/g de base seca (5.828 µmol eq. de trolox/ g de mashua bh)

resultados similares a los descritos por Chirinos et al. (2004) donde indica

que la capacidad antioxidante de la mashua fresca fue de 5.8 µmol eq.

trolox/g de mashua bh.

Después del proceso de escaldado la capacidad antioxidante total disminuyó

a 29.363 µmol eq. trolox/g base seca que representa una reducción del

49.62% en relación a la muestra fresca. Esto puede deberse a la

degradación de compuestos fenólicos, al ser el escaldado un tratamiento

drástico para estos compuestos que son termosensibles y se ven afectados

por el proceso térmico, razón por la cual desaparecen. Estos resultados

concuerdan con el trabajo de Gamarra et al. (2011) que reportó que el

escaldado provocó una pérdida del 99.3% de la actividad antioxidante de

tres variedades de oca.

La pérdida de capacidad antioxidante también puede originarse por el corte

realizado previo al escaldado, como Agostini, Morón, Ramón & Ayala (2004),

determinaron que el corte en tomate produjo la disminución de la capacidad

antioxidante, resultados similares también fueron presentados por Nicoli et

al. (1999) donde indica que la pérdida de antioxidantes se debe a acciones

enzimáticas que se dan lugar por el estrés ocasionado por cortes, pelado y

rebanado.

48

Después de la deshidratación osmótica las muestras presentaron una

capacidad antioxidante de 6.641 µmol eq. de trolox/g de bs, equivalente a

una pérdida del 88.61% de la capacidad con respecto a la muestra fresca y

del 77.38% con respecto a la muestra escaldada. Calderón (2009)

determinó que existen 4 factores que influyen en la pérdida de capacidad

antioxidante por sometimiento a deshidratación osmótica que son: la

inmersión del producto a tratar sobre una solución azucarada y calentada a

una temperatura determinada, la relación que existe entre el tiempo y

temperatura del tratamiento, tiempo de exposición al jarabe, y la agitación.

Explicando que la perdida puede darse debido a que la agitación y el remojo

rompen la estructura interna permitiendo la salida de antioxidantes hacia el

exterior. Para Belitz & Grosch (1997) la disminución de antioxidantes por

deshidratación osmótica puede deberse a que la glucosa en presencia de

aminoácidos en el pre-tratamiento ocasionan la reacción de maillard que en

su actividad puede dar como resultados componentes con un actividad

prooxidante, causando la disminución de la actividad del producto tratado,

disminución que se observa en la figura 6 en relación al escaldado y a la

deshidratación.

En el tratamiento 1 (figura 7a), después del escaldado y fritura a presiones

reducidas se obtuvo una capacidad antioxidantes total de 5.641 µmol eq.

trolox/g de bs, observando una disminución del 90.32% de la capacidad

antioxidante en comparación con la muestra fresca, y del 80.79% en

comparación con la muestra cocida.

En el tratamiento 3 se obtuvo 9.91 µmol eq. de trolox/g de bs representando

una disminución del 90.09% respecto a la muestra fresca y un 80.33%

respecto a la muestra escaldada.

En el tratamiento 2 (figura 7b), después de la fritura a bajas presiones tuvo

una capacidad antioxidante de 2.53 µmol eq.de trolox/g de bs que equivale a

49

una pérdida del 95.66% en relación a muestras frescas y 61.90% respecto a

la deshidratada. En el tratamiento 4 (figura 7d) presentó valores de 5.16

µmol eq. de trolox/g de bs que equivale al 94.84% comparando con la

muestra fresca y 54.68% al comparar con la muestra deshidratada.

En la Figura 7 se observa la disminución de la capacidad antioxidante en las

diferentes etapas del proceso de obtención de chips de mashua en los

diferentes tratamientos, al comparar la capacidad antioxidante de los

productos obtenidos en cada tratamiento, se observa que entre el escaldado

más fritura a presiones reducidas (tratamiento 1) no mantiene una diferencia

estadísticamente significativa con el escaldado + fritura superficial

(tratamiento 3), y en la deshidratación más fritura a presiones reducidas

(tratamiento 2) de igual manera no mantiene una diferencia estadísticamente

significativa con la deshidratación más fritura superficial (tratamiento 4).

En el tratamiento 4 el producto presentó aceite en su interior debido a que a

diferencia de la fritura a presiones reducidas no tiene una centrifugación que

elimine el exceso de aceite, este aceite tiene en su estructura antioxidantes

que al ser absorbidos pueden interferir con el resultado final de la fritura

otorgando una cantidad extra a la capacidad antioxidante de los chips

sometidos a fritura normal.

En el tratamiento con la fritura superficial (figura 7d) con respecto a la fritura

a presiones reducidas (figura 7b) que tuvieron los mismos pre-tratamientos,

aunque estadísticamente no existe una diferencia significativa del contenido

de antioxidantes.

No existen estudios que determinen como influye la fritura superficial y a

presiones reducidas en la capacidad antioxidante total, pero si estudios que

han determinado como influyen en el contenido de polifenoles y Vitamina C,

donde varios autores han encontrado que si existen pérdidas de estos

compuestos por la aplicación de tratamientos térmicos como la fritura, las

50

pérdidas producen una disminución de capacidad antioxidante total como lo

menciona Sulbarán et al. (2011) en su estudio sobre tomates que indica que

al perder polifenoles y ácido ascórbico se disminuye de igual manera la

capacidad antioxidante total determinado por el método de DPPH como

ABTS.

En la tabla 11 observamos un resumen del porcentaje de perdida de

compuestos bioquímicos producido en cada uno de los tratamientos

aplicados en comparación con el valor medido en la mashua fresca.

51

Letras diferentes demuestran una diferencia estadísticamente significativa con (p<0,05) Diferencia de de tukey = 1.821.

Figura 7. Capacidad Antioxidante Total por el método ABTS en el proceso de obtención de chips de mashua; a) Tratamiento 1, b) Tratamiento 2, c) Tratamiento 3, d) Tratamiento 4)

c) d)

b) a)

52

Tabla 11: Porcentaje de pérdida de capacidad antioxidante medido por el método ABTS en cada tratamiento en comparación con la muestra fresca

TRATAMIENTOS

FRESCA

ESCALDADA

DESHIDRATADA

FRITURA

umol eq. trolox/g de

tejido de ms

PÉRDIDA (%)

umol eq. trolox/g de

tejido de ms

PÉRDIDA (%)

umol eq. trolox/g de

tejido de ms

PÉRDIDA (%)

T1

58.286 29.363 49.62

- - 5.641 90.32

T2 6.641 88.61 0.253 95.66

T3 - - 5.774 90.09

T4 6.641 88.61 3.010 94.84

* Los resultados son presentados en umol eq. trolox/g de tejido de ms y % de pérdida.

53

4.4.2. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE MEDIANTE EL METODO DPPH•

En la Figura 8 se observa la variación de la capacidad antioxidante en los

diferentes tratamientos del proceso de obtención de chips de mashua.

En la muestra fresca la capacidad antioxidante medida fue de 13.93 µmol

eq. de trolox/g de bs, valor más alto al cuantificado por el método ABTS y

que el reportado por Gamarra et al. (2011). Después del proceso de

escaldado de los chips de mashua se produce un incremento de la

capacidad antioxidante 42.703 µmol eq. de trolox/g de bs equivalente al

67.38%.

La capacidad antioxidante total determinada por este método, después del

escaldado sufre un incremento a diferencia del método ABTS, como explican

Vasco, Ruales & Kamla-Eldin (2008) que determinaron que al utilizar

diferentes métodos y reactivos para cuantificar la capacidad antioxidante,

existen influencias por parte del tipo y la cantidad de reactivo utilizado, lo que

puede influir en el resultado final, ya que estos métodos determinan

estimados de la capacidad total. Es por eso que tomando en cuenta estos

factores, en la medición pudo haber existido una influencia de estos tanto en

la concentración del DPPH como en la del etanol produciendo el incremento

de la capacidad antioxidante.

Después del escaldado y fritura al vacío, el contenido antioxidante total se

redujo en un 25.27% con respecto a la mashua fresca, se observó una

disminución de la capacidad antioxidante después de la deshidratación

osmótica como se observa en la figura 8a resultados similares obtuvieron

Toor & Savage (2005), en tomates semideshidratados que presentaron una

disminución de la capacidad antioxidante total, señalando que la pérdida se

da por una oxidación de ácidos fenólicos que se presentan el proceso

térmico, al deshidratar la mashua (figura 8b) se cuantificó el valor de la

54

capacidad antioxidante en 11.129 µmol eq. trolox/ g de base seca lo que

indica una pérdida del 20.11% de la capacidad con respecto a la muestra

fresca. Sulbarán et al. (2011) Señalaron que al aplicar el tratamiento térmico

por tiempos alargados ocasiona pérdidas de vitamina C por lixiviación y de

compuestos fenólicos los que contribuyen a la disminución de la capacidad

antioxidante del producto, estas razones pueden a explicar los motivos de

las pérdidas de capacidad antioxidante por deshidratación osmótica.

La deshidratación osmótica medida por el método DPPH determina una

pérdida de capacidad antioxidante al igual que al medir por el método

ABTS, ya que se somete la muestra a diferentes factores que explica

Calderón (2009) que son: inmersión del producto a tratar sobre una solución

azucarada, relación existente entre tiempo y temperatura, agitación y tiempo

de exposición.

En el tratamiento 1 (figura 8a) la capacidad disminuye a 10.411 µmol eq. de

trolox/g de bs es decir pierde el 25.27% de su actividad antioxidante,

respecto a la muestra fresca. El tratamiento 3 (figura 8C) tiene un valor de

capacidad antioxidante de 4.619 µmol eq. de trolox/g de bs que es una

presentando una disminución del 66.84% de su actividad antioxidante

respecto a la muestra fresca y comparando estos dos tipos de fritura entre si

existe una pérdida del 44.37% de la muestra deshidratada más fritura

superficial.

Comparando el tratamiento 1 (figura 8a) y el tratamiento 3 (figura 8b) existe

una diferencia estadísticamente significativa, donde el mejor tratamiento es

la fritura a presiones reducidas que presenta una retención de la capacidad

antioxidante del 24.38%, mientras que la fritura normal retiene 10.82%.

El tratamiento 3 (figura 8c) presentó 1.796 µmol eq. de trolox/g de bs de

capacidad antioxidante, una disminución del 87.11% respecto a la muestra

escaldada, Por último el tratamiento 4 (figura 8d) tiene una capacidad

55

antioxidante de 2.113 µmol eq. de trolox/g de bs, una pérdida del 84.83%

desde el proceso de escaldado

Comparando los tratamiento 2 (figura 8b) y el tratamiento 4 (figura 8d) estos

tiene una retención del 4.21% y 4.95% de la capacidad antioxidante

respectivamente, estadísticamente estos valores no tienen una diferencia

significativa.

En la tabla 12 observamos un resumen del porcentaje de perdida de

compuestos bioquímicos producido en cada uno de los tratamientos

aplicados en comparación con el valor medido en la mashua fresca.

56

Letras diferentes demuestran una diferencia estadísticamente significativa con (p<0,05)

Diferencia de tukey = 1.491

Figura 8. Capacidad Antioxidante Total por el método DPPH en el proceso de obtención de chips de mashua; a) Tratamiento 1, b) Tratamiento 2, c) Tratamiento 3, c) tratamiento 4)

57

Tabla 12: Porcentaje de pérdida de capacidad antioxidante medido por el método DPPH en cada tratamiento en comparación con la muestra fresca

TRATAMIENTOS FRESCA

ESCALDADA

DESHIDRATADA

FRITURA

µmol eq. trolox/g de

tejido de ms

PÉRDIDA (%)

µmol eq. trolox/g de

tejido de ms

PÉRDIDA (%)

µmol eq. trolox/g de

tejido de ms

PÉRDIDA (%)

T1

13.931 42.703 -

- - 10.411 25.27

T2 11.129 20.11 1.796 87.11

T3 - - 4.619 66.84

T4 11.129 20.11 2.113 84.83

* Los resultados son presentados en µmol eq. trolox/g de tejido de ms y % de pérdida.

58

4.5 CORRELACIÓN ENTRE EL CONTENIDO DE

COMPUESTOS ANTIOXIDANTES Y CAPACIDAD

ANTIOXIDANTE TOTAL

En la Tabla 9 se muestra La correlación existente entre los diferentes

métodos de medición de capacidad antioxidante y contenido antioxidante.

Tabla 13.Tabla de correlación entre método ABTS y DPPH en chips de mashua (Tropaelum Tuberosum) en los diferentes pre-tratamientos

ABTS DPPH POLIFENOLES ASA

ABTS - 0.483 0.976 0.937

DPPH - - 0.657 0.161

POLIFENOLES - - - 0.835

ASA - - - -

Como se observa en la tabla 9 existe una correlación (r=coeficiente de

correlación) baja de r=0.483 entre el método ABTS y el método DPPH y

correlaciones altas de r=0.976 entre ABTS y Polifenoles y de r=0.937 entre

el ABTS y el Contenido de Ácido Ascórbico.

Mientras que la correlación existente entre DPPH y Polifenoles es alta con

un valor de r=0.657 y baja entre DPPH-Vitamina C r= 0.161, entre el

contenido de Polifenoles y Ácido ascórbico presenta una alta correlación

con un valor de r=0.835.

Las correlaciones existentes en los tratamientos son positivas es decir que al

reducirse el contenido de un compuesto antioxidante por aplicación de los

diferentes tratamientos, disminuye el contenido del otro compuesto y la

capacidad antioxidante.

En cuanto a la correlación entre ABTS-DPPH y DPPH-ASA, existe una

correlación baja pero sigue siendo positiva, el valor bajo de r presente entre

59

las correlaciones de los métodos mencionados se debe a que al realizar el

método DPPH al escaldar la mashua cruda existió un incremento de la

Capacidad antioxidante a diferencia de los demás métodos donde se

presentó una disminución del contenido antioxidante, esto puede deberse a

diferentes factores como lo explican Rojas et al. (2008) donde mencionan

que la aplicación de métodos diferentes para cuantificar antioxidantes puede

presentar divergencias en los resultados debido a que existen detalles

puntuales en cada método, como preparación del reactivo y tiempos de

reacción.

Vasco, (2008) en su estudio de capacidad antioxidante y contenido

antioxidante de 17 frutas del Ecuador, determina correlaciones positivas

entre los diferentes métodos de medición usados, determinando que cada

método da un estimado de la capacidad antioxidante que depende de las

condiciones, la muestra, el tipo de compuesto, el solvente de extracción, que

pueden reaccionar en forma diferente en los ensayos realizados, esto nos

ayuda a explicar la correlación baja que se presentó entre el método ABTS-

DPPH y DPPH-ASA, donde la correlación se ve alterada por el incremento

de capacidad antioxidantes y contenido antioxidante en el pre tratamiento de

escaldado.

Si bien no existen registro de correlaciones existentes entre productos

obtenidos por fritura al vacío, Kuskoski et al. (2005) en su estudio para

determinar la capacidad antioxidante de pulpa de frutas, encuentra fuertes

correlaciones entre los Polifenoles Totales y la capacidad antioxidante

medida por ABTS y DPPH con un valor de r=0.995.

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

60

5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES

5.1 CONCLUSIONES

El contenido de polifenoles de chips de mashua obtenidos por fritura

al vacío (Tratamiento 3) tuvo una disminución del 84.17% con

respecto a la muestra fresca.

El proceso de obtención de Chips de mashua a presiones reducidas

(Tratamiento 2) tuvo un efecto negativo en el contenido total de

vitamina C, ocasionando una pérdida del 94.72% respecto a la

muestra fresca.

La mayor pérdida del contenido de vitamina C, se da principalmente

en los pre-tratamientos, en especial en el escaldado donde se reduce

el 80.29% del total del contenido de vitamina C comparando con la

muestra fresca.

El contenido de capacidad antioxidante total se ve afectado por el

proceso de obtención de chips de mashua (Tratamiento 2)

determinado por los métodos ABTS y DPPH, donde existe una

reducción del 95.66 % y del 87.11% respectivamente, con respecto a

la muestra fresca.

La fritura a presiones reducidas en el método ABTS no presenta una

diferencia significativa conservando el 9.68% para el tratamiento 1,

4.34% para el tratamiento 2, 9.91% para el tratamiento 3 y 5.16%

para el tratamiento 4.

En el método DPPH las frituras a presiones reducidas ( tratamiento 1

y tratamiento 2) con valores de 25.27% y 87.11%, presentan una

61

menor perdida de la capacidad antioxidante con respecto a los

tratamientos 3 y 4.

El contenido de polifenoles totales se conserva en mayor cantidad en

la frituras a presiones reducidas, conservando en el tratamiento 1

23.96% y el tratamiento 2 con 15.83% con respecto a la fritura

superficial en el tratamiento 3 tiene 9.02% y el tratamiento 4 con

4.41%.

Para la vitamina C, la conservación de este compuesto el tratamiento

1 obtiene 13.96%, el tratamiento 2 el 5.28%, tratamiento 3 el 11.63%

y el tratamiento 4 con 10.43%, en este caso la fritura superficial de

muestras deshidratadas (tratamiento 4), conserva un mayor

porcentaje de vitamina C, pero estadísticamente no existe una

diferencia significativa.

5.2 RECOMENDACIONES

Investigar el efecto que tuvo en las diferentes muestras de cada uno

de los pre-tratamientos el almacenamiento en temperaturas de

congelación sobre el contenido antioxidante.

Estudiar si la cantidad y el tipo de aceite de fritura usado tuvo un

efecto alterante en el contenido de compuestos antioxidantes y la

capacidad antioxidante total en las muestras de mashua.

Realizar la medición de la capacidad antioxidante de las muestras

mediante la utilización de otros de métodos de medición como ORAC

y FRAP.

62

Determinar el contenido de antioxidantes y capacidad antioxidante

que puede tener el jarabe con el que se realizó la deshidratación

osmótica.

63

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74

ANEXOS

74

ANEXO 1

ELABORACIÓN DE EXTRACTOS ETANÓLICOS / CETÓNICOS AGITACIÓN EN CONDICIONES DE

TEMPERATURA BAJA.

ANEXO 2

FILTRADO DEL EXTRACTO CETÓNICO EN CARTUCHOS OASIS

75

ANEXO 3

ELABORACIÓN DE CURVAS DE CALIBRACIÓN.

ANEXO 4:

DECOLORACIÓN DEL EXTRACTO DESPUÉS DE REACCIÓN CON EL MÉTODO DPPH