UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...
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UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE DOS VARIEDADES MASHUA (Tropaeolum tuberosum): AMARILLA CHAUCHA Y ZAPALLO TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO DE INGENIERA DE ALIMENTOS SONIA ANABEL PAUCAR ANASI DIRECTORA: ING. CARLOTA MORENO Quito, Agosto 2014
Transcript of UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA...
UNIVERSIDAD TECNOLÓGICA EQUINOCCIAL
FACULTAD DE CIENCIAS DE LA INGENIERÍA
CARRERA DE INGENIERÍA DE ALIMENTOS
COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE
DOS VARIEDADES MASHUA (Tropaeolum tuberosum):
AMARILLA CHAUCHA Y ZAPALLO
TRABAJO PREVIO A LA OBTENCIÓN DEL TÍTULO
DE INGENIERA DE ALIMENTOS
SONIA ANABEL PAUCAR ANASI
DIRECTORA: ING. CARLOTA MORENO
Quito, Agosto 2014
© Universidad Tecnológica Equinoccial. 2014
Reservados todos los derechos de reproducción
DECLARACIÓN
Yo SONIA ANABEL PAUCAR ANASI, 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.
_________________________
Sonia Anabel Paucar Anasi
C.I.1724683790
CERTIFICACIÓN
Certifico que el presente trabajo que lleva por título “Composición
química y capacidad antioxidante de dos variedades de mashua
(Tropaeolum tuberosum): Amarilla chaucha y Zapallo”, que, para
aspirar al título de Ingeniera de Alimentos fue desarrollado por Sonia
Anabel Paucar Anasi, 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 del proyecto V.UIO.ALM.11
“COMPOSICIÓN QUÍMICA Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE
TUBÉRCULOS ANDINOS (OCA, MASHUA, CAMOTE Y PAPAS NATIVAS)”.
DEDICATORIA
A Dios por guiar mi camino
A mis padres por su esfuerzo
A mis hermanos por su apoyo
AGRADECIMIENTOS
Agradezco a Dios por darme la fuerza necesaria en los momentos difíciles.
A mi padre Alfredo Paucar y a mi madre Sonia Anasi, quienes con su amor,
sacrificio y confianza me impulsaron para seguir adelante y no darme por
vencida.
A mis hermanos Edwin y Adri por siempre estar ahí cuando los necesité
dándome su apoyo incondicional.
A mis cuñados Lore y Rubén por darme una mano amiga en todo momento.
A mis sobrinos Israel y Emilia quien con sus sonrisas y abrazos me motivan
en todo momento.
A mi tío Fredy quien siempre estuvo apoyándome en cada paso de mi
carrera.
A mis abuelitos mamá Rosita, papá Emiliano y Goita gracias por sus
oraciones y consejos
A la Ingeniera Carlota Moreno por confiar en mí y permitirme formar parte
de este proyecto de investigación.
A Lore Cuesta quien con su experiencia y conocimiento colaboró en la
culminación de este trabajo.
A Taty que siempre ha estado en todo momento. Gracias por tu confianza,
apoyo y amistad sincera.
A mis compañeros y amigos que conocí durante todo el trayecto de mi
carrera universitaria. Gracias por tantas experiencias y momentos
compartidos.
i
ÍNDICE DE CONTENIDOS
RESUMEN viii
ABSTRACT ix
1. INTRODUCCIÓN 1
2. MARCO TEÓRICO 3
2.1. DESCRIPCIÓN DE LA MASHUA 3
2.2. ORIGEN DE LA MASHUA 4
2.3. VARIEDADES DE MASHUA 4
2.4. CULTIVO DE MASHUA 6
2.4.1. ZONAS PRODUCTORAS 7
2.4.2. ETAPAS DEL CULTIVO 7
2.5. COSECHA DE LA MASHUA Y MANEJO POSCOSECHA 8
2.6. COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR NUTRICIONAL DE LA
MASHUA 9
2.7. COMPUESTOS ANTIOXIDANTES 10
2.7.1. VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO) 11
2.7.2. CAROTENOIDES 11
2.7.3. COMPUESTOS FENÓLICOS 12
2.7.3.1. Flavonoides 13
2.7.3.2. Antocianinas 14
2.7.4. CONTENIDO DE ANTIOXIDANTES EN PRODUCTOS
FRUTIHORTÍCOLAS 15
2.7.5. MÉTODOS PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE 18
3. METODOLOGÍA 20
3.1. MATERIAL VEGETAL 20
PÁGINA
ii
PÁGINA
3.2. CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LA MATERIA PRIMA 21
3.2.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA 21
3.2.1.1. Peso 21
3.2.1.2. Diámetro ecuatorial y diámetro longitudinal 21
3.2.1.3. Determinación de color 21
3.2.2. ANÁLISIS QUÍMICO 22
3.2.2.1 Preparación de la muestra 22
3.2.2.2 Determinación de pH 22
3.2.2.3 Determinación de acidez total titulable 23
3.2.2.4 Determinación de sólidos solubles 23
3.3. ANÁLISIS PROXIMAL 24
3.4. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL 24
3.4.1. PREPARACIÓN DEL EXTRACTO 25
3.4.2. MÉTODO ABTS•+ 25
3.4.3. MÉTODO DPPH• 26
3.5. ANÁLISIS ESTADÍSTICO 27
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS 28
4.1. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DE LA MASHUA FRESCA 28
4.1.1. PESO, DIÁMETRO LONGITUDINAL Y
DIÁMETRO ECUATORIAL 28
4.2. EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE EL COLOR
DE LA MASHUA 28
4.2.1. LUMINOSIDAD (L*) 30
4.2.2. VALOR DE SATURACIÓN CROMA (Cr) 31
4.2.3. ÁNGULO DE TONO (Hue) 34
4.3. CARACTERIZACIÓN QUÍMICA 36
4.3.1. EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE El pH 36
4.3.2. EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE LA ACIDEZ
TITULABLE TOTAL 37
PESO, DIÁMETRO LONGITUDINAL Y DIÁMETRO
ECUATORIAL
iii
PÁGINA
4.3.3. EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE LOS
SÓLIDOS SOLUBLES TOTALES 37
4.4. ANÁLISIS PROXIMAL 38
4.4.1. HUMEDAD 38
4.4.2. CENIZA 39
4.4.3. EXTRACTO ETÉREO (E.E.) 39
4.4.4. PROTEÍNA 41
4.4.5. FIBRA 42
4.4.6. CARBOHIDRATOS TOTALES 42
4.5. EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN EN LA CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE TOTAL 43
4.5.1. CORRELACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS DE
DETERMINACIÓN
DE CAPACIDAD ANTIOXIDANTE ABTS Y DPPH 45
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 47
5.1. CONCLUSIONES 47
5.2. RECOMENDACIONES 48
BIBLIOGRAFÍA 49
ANEXO 63
CORRELACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS DE
DETERMINACIÓN DE CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE ABTS Y DPPH
iv
ÍNDICE DE FIGURAS
PÁGINA
Figura 1. Planta de mashua
3
Figura 2. Variedades de mashua
5
Figura 3. Variedades de mashua en el Ecuador
6
Figura 4. Estructura química de la vitamina C
11
Figura 5. Estructura de los diferentes flavonoides
14
Figura 6. Variedad Zapallo en tres diferentes estados
29
Figura 7. Variedad Amarilla Chaucha en tres diferentes estados
30
Figura 8. Luminosidad de la superficie externa e interna de dos
variedades de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en
tres diferentes estados
32
Figura 9. Cromaticidad de la superficie externa e interna de dos
variedades de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en
tres diferentes estados
33
Figura 10.
Ángulo del tono de la superficie externa e interna de dos
variedades de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en
tres estados
35
Figura 11.
Contenido de humedad de dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados
38
v
PÁGINA
Figura 12.
Contenido de ceniza de dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados
40
Figura 13.
Contenido de E.E. en dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados
40
Figura 14.
Contenido de proteína para dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados
41
Figura 15.
Contenido de fibra para dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados
42
Figura 15.
Contenido de carbohidratos totales para dos variedades
de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes
estados
43
Figura 17. Capacidad antioxidante total de dos variedades de
mashua
45
Figura 18.
Correlación entre los método de determinación de
capacidad antioxidante ABTS•+
y DPPH•
46
vi
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la mashua
4
Tabla 2. Composición química de mashua (g/100 g)
9
Tabla 3. Capacidad antioxidante de productos frutihotícolas
15
Tabla 4. Capacidad antioxidante de tubérculos andinos
16
Tabla 5. Capacidad antioxidante de tres variedades de oca en
estado fresco y cocido
17
Tabla 6. Determinación de la capacidad antioxidante (TEAC),
equivalente a Trolox/g mashua morada aplicando
métodos ABTS y DPPH
18
Tabla 7. Tratamientos aplicados a las dos variedades de
mashua
20
Tabla 8. Metodología de análisis proximal
24
Tabla 9. Caracterización física de la mashua
28
Tabla 10. Composición química de dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo 36
PÁGINA
vii
ÍNDICE DE ANEXOS
PÁGINA
Anexo 1. Informe de resultados proximal de dos variedades de
mashua
63
viii
RESUMEN
El objetivo del presente trabajo de investigación fue estudiar el efecto de los
procesos de secado y cocción en la composición química y capacidad
antioxidante de dos variedades de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo, que
fueron adquiridas en los mercados de Saquisilí y Ambato, respectivamente.
Se realizó la caracterización física de las muestras frescas en donde se
midió: peso, diámetro longitudinal, diámetro ecuatorial. Los tubérculos se
dividieron en tres grupos fresco, seco (exposición al sol por 5 días) y cocido
(mashuas secas cocidas por 20 minutos). Se realizaron análisis
fisicoquímicos: color de la superficie externa e interna (luminosidad,
cromaticidad y ángulo de tono), pH, acidez titulable total (ATT), sólidos
solubles (oBrix), humedad, ceniza, proteína, fibra, grasa y carbohidratos.
Además se determinó la capacidad antioxidante total utilizando los métodos
ABTS y DPPH, previamente se congeló las muestras a -20 oC. En la
caracterización física la variedad Zapallo presentó valores superiores en
peso, diámetro longitudinal y diámetro ecuatorial comparados con la
variedad Amarilla chaucha, estas diferencias podrían deberse al ciclo de
cultivo o variedad. En el análisis de color de la superficie externa, los
parámetros de luminosidad (L*) y cromaticidad (Cr) para las dos variedades
disminuyeron después del secado y cocción. No se observaron cambios
significativos para ángulo de tono (Hue) en las dos variedades después del
secado, mientras que después de la cocción el Hue para la variedad
Amarilla chaucha disminuyó y para la variedad Zapallo aumentó. Los
parámetros L* y Cr de la superficie interna de los tubérculos después del
secado para las dos variedades aumentaron y luego de la cocción
disminuyeron, sucediendo lo contrario con el parámetro de Hue. Los sólidos
solubles y pH de las dos variedades aumentaron luego del secado y
cocción a diferencia de la ATT que disminuyó. La variedad Zapallo presentó
mayor contenido de humedad, fibra cruda, cenizas y proteínas en sus tres
estados (fresco, seco y cocido), aunque se encontró mayor cantidad de
carbohidratos en la variedad Amarilla chaucha en estado fresco. La
ix
capacidad antioxidante total de la variedad Amarilla chaucha no presentó
cambios una vez aplicados los tratamientos de secado y cocción (2.90 μmol
Trolox/g tejido y 2.91 μmol Trolox/g tejido base seca, respectivamente), a
diferencia de la variedad Zapallo que después de la cocción aumentó de 6.6
a 7.2 μmol Trolox/g tejido base seca, esto en relación al estado fresco. Al
comparar los métodos aplicados (ABTS y DPPH) en la determinación de
capacidad antioxidante, los resultados se correlacionaron fuertemente,
obteniendo un r2=0.993. La aplicación de los tratamientos de secado y
cocción en mashua permite establecer antecedentes para futuras
investigaciones, orientar sus posibles usos y fomentar el consumo de un
producto con buenas características antioxidantes.
x
ABSTRACT
The objective of this research was to study the effect of drying and cooking
on chemical composition and antioxidant capacity of two varieties of mashua:
Amarilla chaucha and Zapallo that were acquired on the markets of Saquisilí
and Ambato, respectively. There was realized the physical characterization of
the fresh samples where it measured up: weigth, longitudinal diameter,
equatorial diameter. The tubers divided in three groups fresh, dry (exhibition
to the sun for 5 days) and cooked (droughts cooked in 20 minutes).
Physicist-chemist realized analysis: color of the external and internal surface
(brightness, chroma and hue angle), pH, total titratable acidity (TTA), soluble
solids (oBrix), moisture, ash, protein, fiber, fat and carbohydrates: physical-
chemical analyzes were performed. Furthermore the total antioxidant
capacity using the ABTS and DPPH were determined methods previously
samples frozen at -20 oC. In the physical characterization of the variety
Zapallo showed higher values in weight, equatorial diameter and longitudinal
diameter compared to the variety Amarilla chaucha these differences could
be due to the growing season or variety. In the color analysis of the outer
surface, the parameters of brightness (L*) and chromaticity (Cr) to the two
varieties decreased after the drying and firing. No significant changes to hue
angle (Hue) in the two varieties were observed after drying, while after
cooking the Hue for the variety Amarilla chaucha decreased and to the
variety Zapallo increased. The parameters L*, and Cr of the inner surface of
the tubers after drying for two varieties increased and decreased after
cooking opposite occurred with the parameter Hue. The soluble and pH of
the two varieties increased solids after drying and firing unlike ATT
decreased. The variety Zapallo showed higher moisture content, crude fiber,
ash and protein in three states (fresh, dried and cooked), but more
carbohydrates found in the variety Amarilla chaucha fresh state. The total
antioxidant capacity of the variety Amarilla chaucha showed no change after
treatments of drying and firing (2.90 μmol Trolox / g dry tissue and 2.91 μmol
Trolox / g dry tissue, respectively) applied, unlike the variety Zapallo after
xi
cooking increased from 6.6 to 7.2 μmol Trolox / g dry tissue, this in relation to
the state fresh. Comparing the applied methods (ABTS and DPPH) in the
determination of antioxidant capacity, the results were highly correlated,
obtaining r2 = 0.993. The application of the treatments on drying and firing
mashua allows for background for future research, target their potential uses
and encourage the consumption of a product with good antioxidant
properties.
1. INTRODUCCIÓN
1
1. INTRODUCCIÓN
La mashua es un tubérculo que se cultiva en la sierra ecuatoriana,
principalmente en las provincias de Bolívar, Pichincha, Cotopaxi y
Tungurahua, en parcelas de consumo familiar. Un estudio en el año 2002 del
Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones Agropecuarias, refleja que
la demanda de este tubérculo en el Ecuador decayó pese a su gran valor
nutritivo, se cultiva en sistemas de agricultura de subsistencia entre los
2.000 y 4.000 metros de altura, con rendimientos potenciales de 30
toneladas por hectárea (INIAP, 2012). En el Ecuador se producen más de
100 variedades de mashua entre las que se mencionan Amarrilla tardía o
Quilla zapallo, Amarilla chaucha, Pulsito o Puzungo, Blanca, Rodilla de
Jesucristo y Morada (Espinosa, Vaca, Abad & Crissman, 1996).
La mashua posee cualidades medicinales y un alto nivel nutricional, presenta
un balance apropiado de aminoácidos esenciales, además de la presencia
de abundantes compuestos fenólicos y de otros compuestos con
características antioxidantes (Agüero, 2009). Algunas variedades de
mashua, pueden contener apreciables cantidades de carotenos (vitamina A)
y de vitamina C (77 mg en 100 gramos de materia fresca comestible), siendo
cuatro veces más que la cantidad de esta vitamina encontrada en la papa
(FAO & Asociación Nacional de Productores Ecológicos, 2007). Así también,
se ha encontrado que la mashua morada presenta mayor actividad
antioxidante que la mashua amarilla (Chirinos, Campos, Arbizu, Rees,
Roez, Larondelle, Noratto & Cisneros, 2007).
En la ciudad de Lima-Perú se han realizado estudios de evaluación del
contenido de compuestos fenólicos, antocianinas y capacidad antioxidante
de la mashua (Córdova, 2012). Las posibilidades de fomentar el uso y el
consumo de este tubérculo van a depender en gran medida del conocimiento
que se disponga sobre sus componentes químicos, características
nutricionales y funcionales (Espín, Villacrés & Brito, 2003). Por esta razón es
2
importante que en Ecuador se realicen este tipo de investigaciones para que
tubérculos como la mashua dejen de ser considerados como cultivos
marginales, los cuales han quedado relegados solo para el uso medicinal
(Espinosa et. al, 1996).
El presente trabajo pretende realizar un estudio de caracterización física,
composición química y capacidad antioxidante de dos variedades de
mashua (Amarrilla chaucha y Zapallo), para orientar sus posibles usos y
aplicaciones, además de aportar al proyecto de investigación que realiza la
carrera de Ingeniería de Alimentos de la Universidad Tecnológica
Equinoccial “Composición química y capacidad antioxidante de tubérculos
andinos”.
Objetivo General
Determinar la composición química y capacidad antioxidante de dos
variedades de mashua (Tropeaelum tuberosum): Amarilla chaucha y
Zapallo.
Objetivos Específicos
Realizar la caracterización física de dos variedades de mashua: Amarilla
chaucha y Zapallo en fresco.
Realizar la caracterización química de dos variedades de mashua en
estado fresco, seco y cocido.
Determinar la capacidad antioxidante de dos variedades de mashua en
estado fresco, seco y cocido.
2. MARCO TEÓRICO
3
2. MARCO TEÓRICO
2.1 DESCRIPCIÓN DE LA MASHUA
La mashua es una planta herbácea anual, con un follaje frondoso sus
colores puede variar de verde amarillento a verde oscuro. Los tallos aéreos
son cilíndricos, separados por entrenudos y muy ramificados, es de
crecimiento erecto, que luego varía a semipostrado y es ocasionalmente
trepador (Fuentes, 2006; Nieto, 2004; Arbizu & Tapia, 1992). Como se puede
observar en la Figura 1 las hojas son alternas, brillante en el haz y más
claras en el envés. Sus flores son solitarias, vistosas de distintos colores
que van desde el anaranjado hasta el rojo obscuro, además presentan entre
8 a 13 estambres. Los tubérculos tienen forma alargada, cilíndrica o cónica,
miden entre 5 a 15 cm presentan colores variados entre blanco, morado,
amarillo y rojo, son de consistencia harinosa, presenta un alto contenido de
almidón (Ames, 1997; Nieto, 2004; Agüero, 2009). Debido a que la mashua
presenta isotiocianatos tiene un sabor acre y picante (Perú ecológico, 2007).
Figura 1. Planta de mashua
4
2.2 ORIGEN DE LA MASHUA
La mashua es al parecer originaria de los Andes centrales, pero su cultivo
se ha extendido desde Colombia hasta el norte de Argentina, teniendo
mayor concentración de variabilidad entre Perú y Bolivia (Suquilanda, 2010;
Nieto, 2004 & Agüero, 2009). Como se muestra en la Tabla 1 la mashua
pertenece a la familia de las Tropaeolaceae, al género Tropaeolum (Perú
ecológico, 2007).
Tabla 1. Clasificación taxonómica de la mashua
(Perú ecológico, 2007)
2.3 VARIEDADES DE MASHUA
Se han reconocido alrededor de 100 variedades de mashua. Por el color se
registran variedades como: blanca, amarilla, morada (Suquilanda, 2010). En
la Figura 2 se puede observar colores como: blanco amarillento, amarillo
pálido, amarillo, amarilla naranja, naranja, rojo grisáceo, rojo grisáceo oscuro
(Arbizu &Tapia 1992; Fuentes, 2006).
Nombre Científico: Tropaeolum tuberosum
Reino Plantae
División Espermatofita
Clase Dicotiledóneas
Orden Brassicales
Familia Tropaeolaceae
Género Tropaeolum
Especie tuberosum
5
Figura 2. Variedades de mashua
(Agronegocios, 2013)
La FAO y la Asociación Nacional de Productores Ecológicos (2007)
describen dos variaciones de mashua.
T. tuberosum var. Pilifer, de tubérculos blancos, delgados, de ápice
violáceo y ojos o yemas provistos de pelos delgados, procedentes de
Colombia.
T. tuberosum var. Lineomaculata, de tubérculos profusamente
manchados de líneas coloreadas, cultivados sobre todo en Perú y Bolivia.
En Ecuador las variedades que se encuentran son: Quillu-zapallo; Amarilla
chaucha; Putsu, Pulsito, Puzungo y Putsu redonda (Figura 3). En Cañar, se
pueden encontrar: Sucsu mashua; Rodilla de Jesucristo o Sangre de
Jesucristo (Espinosa et al., 1996; Rivera, 2010 & Nieto 2004).
6
a) Zapallo, b) Amarilla chaucha, c) Blanca, d) Sucsu mashua, e) Shira
Figura 3. Variedades de mashua en el Ecuador
Quillu-zapallo-Amarilla gruesa: larga, gruesa, con muchos ojos.
Amarilla chaucha: pequeña, de piel más lisa y menos ojos.
Putsu, Pulsito, Puzungo: con una coloración roja sobre la piel amarilla (se
la define como media colorada).
Putsu redonda: la coloración igual a la anterior pero más pequeña y con
una forma característica.
Sucsu mashua: tiene pintas rosadas-rojas sobre la piel amarilla
Rodilla de Jesucristo o Sangre de Jesucristo: presenta manchas rojas a
manera de sangre sobre la pulpa amarilla.
Mashua Shira: pintas negras sobre la piel amarilla
Mashua blanca: es una variedad rara.
Morada aguachenta: dura para la cocción.
2.4 CULTIVO DE MASHUA
La mashua se cultiva en Bolivia, Perú, Ecuador, Colombia y Venezuela.
Actualmente se cultivan experimentalmente en Nueva Zelanda. La mashua
crece mejor entre los 2400 y 4300 msnm, en suelos pobres sin uso de
a) b) c) d) e)
7
fertilizantes y pesticidas, además son resistentes a las sequías y al frío
(Arbizu & Tapia, 1992; Chirinos et al., 2007), su utilización es variada, se usa
para la alimentación, medicina y como planta ornamental (Agüero, 2009).
En el Ecuador, la mashua se cultiva en pequeñas parcelas, asociada con
melloco, oca y papas nativas por lo que resulta difícil conocer su área
cultivada y producción, los agricultores señalan que los rendimientos de la
mashua son altos, es una especie que crece en forma agresiva, por lo que
se la considera como especie tuberosa con mayor rusticidad en la sierra
ecuatoriana (Espinosa et al., 1996; Suquilanda, 2010; Caicedo, 1993). La
mashua tiene propiedades bactericidas, nematicidas, fungicidas, insecticidas
y debido a este atributo se la siembra intercalada con otros tubérculos más
susceptibles como la papa (Rivera, 2010).
2.4.1 ZONAS PRODUCTORAS
En el Ecuador la producción de mashua se ha reducido considerablemente,
debido a que la gente ya no consume raíces y tubérculos andinos. Sin
embargo existen zonas de la sierra ecuatoriana donde se cultiva mashua
como son las provincias de Chimborazo, Cotopaxi, Tungurahua, Bolívar,
Cañar y Azuay (Samaniego, 2010).
2.4.2 ETAPAS DEL CULTIVO
Suquilanda (2010) y Espinosa et. al (1996) describen 4 etapas importantes
del cultivo de mashua.
Primera etapa: siembra a emergencia (20-36 días).
Segunda etapa: emergencia a floración (100-148 días).
Tercera etapa: floración a tuberización (108-155 días).
Cuarta etapa: tuberización a cosecha (150-280 días).
8
2.5 COSECHA DE LA MASHUA Y MANEJO POSCOSECHA
La cosecha se realiza a los 4 meses en suelos cuya ubicación no exceda los
2.900 msnm, mientras que en suelos que exceden los 2.900 msnm la
cosecha se realiza a los 5-6 meses (Suquilanda, 2010; Grau, Ortega, Nieto
& Hermann, 2003).
Después de la cosecha, los tubérculos de mashua, son sometidos a un
minucioso proceso de selección y clasificación para el consumo y venta; los
tubérculos deben presentar ciertas características: estar frescos, sanos y
con un tamaño que oscile entre los 10-12 cm de largo y alrededor de 2.5 cm
de diámetro. Posteriormente para su traslado del campo a los mercados o
empresas agroindustriales son empacadas en sacos de polipropileno
(Suquilanda, 2010; Arbizu & Tapia, 1992).
Según Suquilanda (2010) y Samaniego (2010) una vez que la mashua se
encuentra en la sala de procesamiento de la empresa se somete a los
siguientes procesos:
Recepción y pesado de la materia prima: registro de procedencia.
Lavado: eliminación de materiales extraños tierra, hojas. etc.
Clasificación y selección: los tubérculos son clasificados tomando en
cuenta su tamaño, vigorosidad, uniformidad.
Secado: debido a que la mashua tiene un sabor amargo, se realiza un
endulzado o secado, el proceso consiste en solear la mashua de 4-5 días
(Arellano, 1994).
Almacenamiento: los productos deben ser almacenados en un ambiente
limpio y seco. La temperatura y la humedad relativa del aire son factores
importantes que influyen en la calidad del producto, pueden ser
almacenados hasta 6 meses a 2 ºC en un lugar bien ventilado y alejado
de la luz.
9
2.6 COMPOSICIÓN QUÍMICA Y VALOR NUTRICIONAL DE LA
MASHUA
La mashua presenta importantes compuestos como: carbohidratos,
proteínas, fibra y glucosinalatos, principales componentes secundarios de la
familia Tropaeolaceae (Tapia, Castillo & Mazón, 1996). El consumo de este
tubérculo, hace parte de la dieta nutricional diaria de los habitantes de
menores recursos en zonas rurales marginales de la sierra norte y central
del Ecuador (Suquilanda, 2010). El valor nutritivo de la mashua es alto,
algunas variedades de este tubérculo pueden contener apreciables
cantidades de carotenos (vitamina A), vitamina C, además tiene una
cantidad elevada de aminoácidos esenciales como lisina, aminoácido
limitante en muchos cereales y leguminosas (Espinosa, Monteghirfo, Alvarez
& Arnao, 2002). Su valor nutritivo supera a la papa (Agüero, 2009; Chirinos
et. el 2007). En la Tabla 2 se puede observar la composición química de la
mashua.
Tabla 2. Composición química de mashua (g/100 g)
Componente Base seca
Humedad (%) 78.3-92.4
Carbohidratos (g) 78.6
Proteína (g) 7.22-13.99
Grasa (g) 0.1-1.4
Ceniza (g) 4.19-6.5
Fibra (g) 4.9-8.6
Fósforo (mg) 300
Vitamina A (mg) 214
Vitamina C (mg) 476
(Ayala, 2004; Amílcar, 2009)
10
2.7 COMPUESTOS ANTIOXIDANTES
Los compuestos antioxidantes son esencialmente importantes para los seres
vivos, porque tienen la capacidad de proteger las células contra el daño
oxidativo, evitando el envejecimiento y muerte celular (Campos, 2010 & De
Gálvez, 2010). La acción antioxidante presente en plantas es importante
debido a que puede ayudar a las personas a combatir enfermedades
provocadas por una reacción de radicales libres o especies reactivas del
oxígeno, nitrógeno o hierro. Los radicales libres son moléculas con un
electrón desapareado, capaces de favorecer reacciones en cadena muy
dañinas para el organismo, desencadenando un fenómeno conocido como
estrés oxidativo (Aguirre, Zugasti, Belmares, Aguilar & De La Garza, 2012).
Según De Gálvez (2010) el mecanismo de acción de los antioxidantes puede
ser:
Preventivo, evitando la formación de radicales libres.
Reparador, mediante la reparación endógena del daño causado por los
radicales libres.
Secuestrador de radicales libres (vitamina E, vitamina C, betacaroteno,
flavonoides)
Entre los antioxidantes más conocidos figuran los tocoferoles, el ácido
ascórbico, los flavonoides (quercitina, robinutina, luteolina, catequinas, entre
otros), antocioaninas, carotenoides, ácidos fenólicos (ácidos cafeico, ferúlico,
gálico, clorogénico). El contenido de estos compuestos en los vegetales
queda determinado por numerosos factores, entre los que se pueden
mencionar: la especie, variedad, condiciones de cultivo y maduración
(Borges, Degeneve, Mullen & Crozier, 2010).
Las cantidades de flavonoides y polifenoles en alimentos como frutas y
vegetales, son mucho más altas que las cantidades de otros antioxidantes
como las vitaminas C y E, lo cual hace de estos compuestos los principales
antioxidantes adquiridos en la dieta humana (Londoño, 2009).
11
2.7.1 VITAMINA C (ÁCIDO ASCÓRBICO)
La vitamina C es un antioxidante que actúa en medios acuosos, actúa en
combinación con otros antioxidantes primarios como la vitamina E y los
carotenoides. Es capaz de atrapar y reducir nitritos, inhibiendo por tanto la
formación en el estómago de compuestos carcinogénico N-nitroso (Zapata,
Gerard, Davies & Schva, 2007). La vitamina C coopera con la vitamina E
regenerando el α- tocoferol en membranas y lipoproteínas. La mayoría de
plantas y animales sintetizan ácido ascórbico a partir de la glucosa; sin
embargo, los humanos son incapaces de sintetizarlo y requieren obtenerlo
de la dieta (De Gálvez, 2010). En la Figura 4 se muestra la estructura
química de la vitamina C.
Figura 4. Estructura química de la vitamina C
(Venketeshwer, 2012)
2.7.2 CAROTENOIDES
Los carotenoides constituyen un grupo de compuestos considerados con la
fuente básica de los pigmentos que dan principalmente los colores rojos,
amarillos y anaranjados. En la dieta, los carotenoides se pueden encontrar
en altas concentraciones en las verduras de hoja verde y en frutas de
coloraciones naranja y rojas. El papel biológico de los carotenoides no está
limitado solamente a protección del aparato fotosintético de plantas; también
se ha demostrado que previene el daño por fotosensibilidad en bacterias,
12
animales y humanos; disminuye el daño genético y las transformaciones
malignas; inhibe la inducción tumoral provocada por los rayos UV y agentes
químicos y disminuye las lesiones premalignas en humanos (De Gálvez,
2010; Gil, 2010; Zapata, Gerard, Davies & Schva, 2007).
Son varios los factores que afectan el contenido de carotenoides en las
plantas, entre los cuales se pueden mencionar: los factores genéticos, el
estado de madurez, su procesamiento y almacenamiento; además de
factores ambientales como: la exposición a la luz, condiciones del cultivo y
enfermedades de los vegetales (Burgos & Román, 2009). En las plantas, los
carotenos son sintetizados y almacenados en los plastidios, existiendo
evidencia sustancial de la participación de las membranas plastídicas en su
biosíntesis. Como los carotenoides son terpenos, se debe partir de la
síntesis de los isoprenos. Todos los isoprenoides se derivan de dos
unidades básicas, el isopentenildifosfato (IPP) y su isómero dimetil-
alildifosfato. Como antioxidantes potentes la luteina y la zeaxantina juegan
un papel importante en la salud y en la prevención de la enfermedad
cardiovascular (Peña & Restrepo, 2013).
2.7.3 COMPUESTOS FENÓLICOS
Los compuestos fenólicos o polifenoles son sustancias orgánicas
ampliamente distribuidas en el reino vegetal y son en gran medida
responsables de las propiedades del color, la astringencia y el flavor (sabor y
aroma) de los vegetales. La distribución de los compuestos fenólicos en los
tejidos y células vegetales varía considerablemente de acuerdo al tipo de
compuesto químico que se trate, situándose en el interior de las células o en
la pared celular. Los compuestos fenólicos forman compuestos de bajo peso
molecular como flavonoles, flavonas, flavanonas, antocianinas (responsables
de los colores rojo, azul, violeta, naranja y púrpura de la mayoría de las
plantas), isoflavonas, la mayoría se caracterizan por ser hidrosolubles y
estables al calor siendo susceptibles a los cambios químicos como la
maduración de las frutas, físicos como picado, trituración y tratamientos
13
térmicos, ya que el calor excesivo altera los pigmentos de los alimentos
(Durán & Borja, 1993; Figueroa, Tamayo, González, Moreno & Vargas,
2011; Rojas, Narváez & Restrepo, 2008; Agostini, Morón, Ramón & Ayala,
2004). Los compuestos fenólicos representan una gran cantidad de
antioxidantes naturales que se utiliza como nutracéuticos y se encuentran en
frutas, verduras, semillas, flores, vino, té verde, té negro (Venketeshwer,
2012; Muñoz & Ramos, 2007). Los compuestos fenólicos presentes en
tubérculos como la papa incluyen: fenoles monohídricos, flavonas, taninos y
lignina (Peña & Restrepo, 2012).
2.7.3.1 Flavonoides
Los flavonoides son pigmentos naturales presentes en las frutas y en los
vegetales, protegen al organismo del daño producido por agentes oxidantes,
como los rayos ultravioletas. El organismo humano no puede producir estas
sustancias químicas protectoras, por lo que deben obtenerse mediante la
alimentación o en forma de suplementos. La actividad antioxidante de los
flavonoides resulta de una combinación de sus excelentes propiedades,
intervienen en procesos de defensa ante los radicales libres y actúan como
captadores de estos radicales una vez formados, por ello desempeñan un
papel esencial en la protección frente a los fenómenos de daño oxidativo
(Flórez, González, Culebras & Tuñón, 2002; Trueba & Martínez, 2001). La
importancia de compuestos fenólicos de frutas y hortalizas como
antioxidantes de la dieta ha sido recientemente propuesta por varios grupos
de investigación, los compuestos fenólicos, y sobre todo los flavonoides
tienen capacidad antioxidante que pueden reducir el riesgo de enfermedades
cardiovasculares (Kalt, Forney, Martin & Prio, 1999; Rivas & García, 2002).
Como se muestra en la Figura 5, existen varios subgrupos de flavonoides.
La clasificación de estos compuestos se hace en función del estado de
oxidación del anillo heterocíclico (anillo C) y de la posición del anillo B. Los
principales subgrupos de compuestos flavonoides son: flavonoles, flavonas,
14
flavanonas (dihidroflavonas), isoflavonas y antocianidinas (Rivas & García,
2002; Quiñones, Miguel & Aleixandre, 2012)
Figura 5. Estructura de los diferentes flavonoides
(Rivas & García, 2002)
2.7.3.2 Antocianinas
Las antocianinas son uno de los grupos más importantes de pigmentos que
pertenecen a la clase de los compuestos fenólicos llamados flavonoides,
estos pigmentos son responsables de variadas tonalidades que van del rojo,
naranja, violeta, púrpura y azul. Las antocianinas están presentes en
diferentes órganos de las plantas, tales como flores, frutas, tallos, hojas y
raíces. La principal fuente de antocianinas son frutas rojas, principalmente
bayas y uvas rojas, cereales, (principalmente maíz morado), vegetales y vino
rojo entre las bebidas (Aguilera, Reza, Chew & Meza, 2011; Figueroa et al.,
2011). Sin embargo las antocianinas, no son totalmente estables
químicamente ya que una vez alterado el tejido que las contiene son
15
susceptibles a la degradación por factores como enzimas, pH, luz, sulfitos y
temperatura (Figueroa et al., 2011).
2.7.4 CONTENIDO DE ANTIOXIDANTES EN PRODUCTOS
FRUTIHORTÍCOLAS
Las frutas tienen propiedades antioxidantes, debido a la presencia de
diversos compuestos como vitaminas C y E, caroteno y flavonoides (Rivas &
García, 2002). El creciente interés de los antioxidantes en frutas y verduras
ha estimulado a investigaciones en el campo de la horticultura para evaluar
los compuestos antioxidantes tales como ascorbato, carotenoides,
tocoferoles, compuestos fenólicos y determinar cómo su contenido se puede
mantener o incluso mejorar, durante las prácticas de producción,
almacenamiento, poscosecha y procesamiento de alimentos (Kaltetal, 1999).
Existen factores que pueden afectar la actividad antioxidante como la
madurez en la cosecha y las diferencias genéticas (Connor, Luby, Hancock,
Berkheimer & Hanson, 2002). En la Tabla 3 se muestra un resumen del
contenido de capacidad antioxidante de algunos productos frutihortícolas.
Tabla 3. Capacidad antioxidante de productos frutihotícolas.
(Cerón, Higuita & Cardona, 2011; Campos, 2010)
Productos frutihotícolas Método Unidad
Naranjilla (Solanum Quitoense) DPPH: 3.2±0.9
μmol Trolox/g tejido
fresco
ABTS: 14.02
Uvilla (Physalis Peruviana) DPPH: 0.291±0.039
ABTS: 0.426±0.011
Alcachofa DPPH:98.6±2.4
μmol Trolox/g tejido
seco
ABTS:159.1±1.9
Granadilla DPPH22.6±0.1
ABTS: 48.6±0.2
Tuna DPPH:3.4±0.0
ABTS:22.3±0.2
16
Se ha determinado también que en granos de café existen antioxidantes
importantes como ácidos fenólicos, polifenoles y alcaloides, el contenido de
estos componentes le dan al café la calidad de alimento funcional y
nutracéutico, varía entre especies y lugar de origen (Naranjo, Benjamín &
Rojano, 2011).
Un estudio realizado en Perú de los recursos genéticos de raíces y
tubérculos andinos establecieron que el camote, las papas nativas, la oca,
y la mashua tienen una actividad antioxidante alta, como se puede observar
en la Tabla 4 (Roca & Manrique, 2005).
Tabla 4. Actividad antioxidante de tubérculos andinos
(Roca & Manrique, 2005)
Investigaciones sobre el contenido de polifenoles en papas nativas chilenas
con cáscara y sin cáscara, reportaron que existe una variación en las
muestras de papas peladas y sin pelar. En papas sin cáscara, el rango de
polifenoles totales es de 191 a 1864 mg /100 g tejido seco, mientras tanto
estos parámetros de polifenoles totales variaron desde 345 a 2852 mg/100
g tejido seco en muestras sin pelar, lo que indica una elevada concentración
de polifenoles en la cáscara de los tubérculos. Otro factor que indica el
contenido de polifenoles son las coloraciones rojas y púrpuras de la piel del
tubérculo, las cuales pueden llegar a contener el doble de la concentración
de ácidos fenólicos en comparación con variedades de piel blanca, los
Especie Concentración Unidad
Mashua 1179-10002
μmol Trolox/g tejido
fresco
Camote 2119-15573
Oca 1738-8092
Papas nativas 2366-3499
17
carotenoides que se pueden encontrar en la papa son la luteína y la
zeaxantina (Peña & Restrepo, 2012; Araya, Clavijo & Herrera, 2006).
Un estudio realizado en el Centro de Investigación de la Universidad
Nacional del Centro del Perú determinó la capacidad antioxidante de tres
variedades de oca (Púrpura, Roja peruanito y Rosada) en condiciones
frescas y cocidas, donde se concluyó que el contenido de capacidad
antioxidante de las tres variedades de oca fresca varia de 722 a 1732 (μmol
TE/100 g muestra), tal como se puede observar en la Tabla 5. Sin embargo
después de la cocción la actividad antioxidante de la oca Púrpura y
peruanito disminuyó en aproximadamente 99.3%, mientras que en la oca
Rosada se perdió totalmente. La cocción por ebullición tiene un efecto
drástico en esta propiedad funcional, probablemente se degradan los
compuestos fenólicos, debido a que son termolábiles (Gamarra, Cerón,
Roque & Díaz).
Tabla 5. Capacidad antioxidante de tres variedades de oca en estad fresco
y cocido
Variedad
Tratamiento
Unidad Fresco Cocido
Oca púrpura 1732.0 12.1 Μmol
Trolox/100
g muestra) Oca roja peruanito 1534 2.5
Oca rosada 722 0.0
(Gamarra, Cerón, Roque & Díaz, 2011)
Estudios realizados por Chirinos et al. (2007) y Roca & Manrique (2005)
indican que los cultivares de mashua de pulpa púrpura o morada tiene un
alto contenido de compuestos fenólicos (0.92-3.37 mg de ácido clorogénico
de peso fresco) y antocianinas. La actividad antioxidante de la mashua es
18
entre 2 y 5 veces más alta que la del blueberry o arándanos (Vaccinium
stamineum). Algunos extractos de mashua, ricos en isotiocianatos, han
mostrado actividad anticancerígena sobre células experimentales de colon y
la próstata
2.7.5 MÉTODOS PARA DETERMINAR LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
Según Córdova (2012), los métodos de captura de radicales libres son los
más utilizados porque son sensibles y fáciles de realizar, los métodos más
aplicados son ABTS y DPPH. Ambos presentan una excelente estabilidad
en ciertas condiciones, aunque también muestran diferencias (Kuskoski,
Asurero, Troncoso, Mancini-Filho & Fett, 2005). El DPPH es un radical libre
que puede obtenerse directamente sin una preparación previa, a diferencia
del ABTS que es generado tras una reacción que puede ser química
(dióxido de magnesio, persulfato de potasio), enzimática o electroquímica.
La ventaja del ABTS es que su espectro presenta máximos de absorbancias
a 414, 754 y 815 nm, mientras que el DPPH presenta picos de absorbancias
a 515 nm (Kuskoski et al., 2005; Tovar, 2013).
Tabla 6. Determinación de la capacidad antioxidante (TEAC), equivalente a
Trolox/g mashua morada aplicando métodos ABTS y DPPH
MÉTODO
TRATAMIENTO
FRESCA SOLEADA COCIDA
ENTERAS CORTADAS
ABTS (μmol Trolox/g
tejido seco) 150.0±0.0 168.7±1.0 165.7±1.5 169.0±10.0
DPPH (μmol Trolox/g
tejido seco) 103.0±1.4 113.9±1.6 115.1±2.6 120.9±2.3
(Córdova, 2012)
19
Como se puede observar en la Tabla 6, un estudio realizado en la
Universidad Nacional Agraria La Molina determinó la capacidad antioxidante
de mashua morada empleando los métodos ABTS y DPPH. En este estudio
se concluyó que a pesar de las diferencias metodológicas los resultados
obtenidos fueron prácticamente similares, por lo que se puede observar una
correlación entre los dos métodos.
3. METODOLOGÍA
20
3. METODOLOGÍA
3.1 MATERIAL VEGETAL
Los análisis se realizaron en dos variedades de mashua: Amarilla chaucha y
Zapallo que se adquirieron en los mercados de Saquisilí y Ambato,
respectivamente; inmediatamente los tubérculos fueron trasladados a la
Planta Piloto de Alimentos de la Universidad Tecnológica Equinoccial para
ser lavados y seleccionados. Se realizó la caracterización física de las
muestras en donde se midió: peso, diámetro longitudinal, diámetro ecuatorial
y color externo e interno.
Las muestras de las dos variedades fueron divididas en tres grupos, tal
como se puede observar en la Tabla 7. Una vez aplicados los tratamientos
se realizó el análisis fisicoquímico: color (luminosidad, cromaticidad y ángulo
de tono), acidez titulable total, pH, sólidos solubles (oBrix), humedad, ceniza,
proteína, fibra, grasa y carbohidratos. Las muestras fueron congeladas a
-20 oC para su posterior análisis de capacidad antioxidante total.
Tabla 7. Tratamientos aplicados a las dos variedades de mashua
Tratamientos
Grupo 1 Estado fresco.
Grupo 2 Secado al sol por 5 días.
Grupo 3 Mashua seca y cocida por 20 minutos.
21
3.2 CARACTERIZACIÓN FISICOQUÍMICA DE LA MATERIA
PRIMA
3.2.1 CARACTERIZACIÓN FÍSICA
3.2.1.1 Peso
Para determinar el peso de los tubérculos se utilizó una balanza electrónica
marca OHAUS, con una sensibilidad de 0.01g. Se realizaron 150 mediciones
para cada variedad.
3.2.1.2 Diámetro ecuatorial y diámetro longitudinal
Se utilizó como referencia la norma técnica ecuatoriana INEN 1516.
Hortalizas frescas. Para medir el diámetro longitudinal y diámetro ecuatorial,
se utilizó un pie de rey. Para el diámetro longitudinal se tomó el ángulo recto
sobre el eje más largo del tubérculo. Para cada variedad se realizaron 150
mediciones.
3.2.1.3 Determinación de color
Se midió el color de la superficie externa en la parte superior del tubérculo y
el color de la superficie interna en un corte transversal en la parte central del
tubérculo, con un colorímetro Konica Minolta CR 400. Se realizaron 32
mediciones utilizando la escala CIE L*a*b y se calculó el ángulo de tono y la
cromaticidad mediante las siguientes ecuaciones [1] [2].
Cr = (a* 2 + b* 2)½ [1]
Hue =arc.tg (b*/a*) [2]
Cr = (a* 2 + b* 2)½
Hue = arc.tg (b*/a*)
22
Donde:
L* = luminosidad
a * = Tendencias de color que varía de tono verde (-a) a rojo (+a)
b * = Tendencias de color que varía de tono azul (-b) a amarillo (+b)
Cr = Croma
Hue = ángulo de tono
3.2.2 ANÁLISIS QUÍMICO
3.2.2.1 Preparación de la muestra
Para los tubérculos frescos y secos se tomó 100 g de muestra, se
homogenizó en una licuadora marca Oster y se filtró a través de una gasa, el
líquido obtenido se colocó en un vaso de precipitación de 50 ml.
Para los tubérculos cocidos se trituró 50 g en un mortero, se pesó
aproximadamente 5 g de la muestra, seguidamente se transfirió a un matraz
erlenmeyer, se añadió 50 ml de agua destilada, se colocó a un baño de agua
hirviente con agitación por 30 minutos hasta obtener un líquido de aspecto
uniforme, después se dejó en reposo 20 minutos y finalmente se filtró.
3.2.2.2 Determinación de pH
Se determinó el pH según Norma INEN 389 usando un potenciómetro marca
MARTINI por inmersión de electrodo en la muestra. Se realizaron 9
mediciones para cada variedad en diferente estado.
23
3.2.2.3 Determinación de acidez total titulable
Para las mashuas frescas y secas se colocó 5 g del líquido en un matraz,
se añadió 50 ml de agua destilada, mientras que para las mashuas cocidas
se utilizó la muestra preparada, se agregó dos gotas de fenolftaleína en
cada matraz y se procedió a la titulación con NaOH 0.1 N hasta viraje del
indicador. Los análisis se realizaron por triplicado, para el cálculo se utilizó la
ecuación [3] (Paltrinieri, Figuerola, & Rojas, 1993).
[3]
Donde:
A = acidez expresada como meq/kg
V = volumen (ml) NaOH usados para titulación de la alícuota.
N = normalidad de la solución de NaOH.
m = peso (g) de la muestra.
3.2.2.4 Determinación de sólidos solubles
Se utilizó como referencia la Norma INEN 380 (1985) basada en el método
refractométrico. Se colocó 1 gota de las muestras preparadas en el
refractómetro digital (Milwaukee 0-85 oBrix). Para las muestras cocidas el
contenido de sólidos solubles se obtuvo aplicando la ecuación [4].
Sólidos solubles
[4]
24
Donde:
P = % (m/m) de sólidos solubles del filtrado
M0 = masa, en gramos de la muestra antes de la dilución
M1 = masa en gramos de la muestra después de la dilución
3.3 ANÁLISIS PROXIMAL
Los análisis proximales de las dos variedades de mashua: Amarilla chaucha
y Zapallo, se realizaron en los laboratorios de la Estación Experimental
Santa Catalina en el Instituto Nacional Autónomo de Investigaciones
Agropecuarias (INIAP). En la Tabla 8 se indica el análisis realizado y su
método respectivo. Los resultados fueron expresados en base seca.
Tabla 8. Metodología de análisis proximal
Análisis Método Método Ref
Humedad MO-LSAIA-01-01 U.FLORIDA 1972
Ceniza MO-LSAIA-01-02 U.FLORIDA 1972
Extracto etéreo MO-LSAIA-01-03 U.FLORIDA 1972
Proteína MO-LSAIA-01-04 U.FLORIDA 1972
Fibra MO-LSAIA-01-05 U.FLORIDA 1972
E.L.N MO-LSAIA-01-06 U.FLORIDA 1972
3.4 CAPACIDAD ANTIOXIDANTE TOTAL
Para la determinación de capacidad antioxidante se empleó 2 métodos:
ABTS y DPPH, utilizando extractos etanólicos. Las muestras se procedió a
dividir en tres lotes, de cada lote se realizaron dos moliendas y las
25
mediciones se las realizó por triplicado en el espectrofotómetro Génesis 20-
Thermo Spectronic.
3.4.1 PREPARACIÓN DEL EXTRACTO
Para la preparación de los extractos previamente se congeló las muestras a
-20 oC, se trituró el tejido con un minipimer (Philips). En un tubo falcon se
colocó 0.5 g del tejido. La muestra se homogenizó con etanol durante 20
minutos en un agitador magnético (Velp Scientifica), se centrifugó en una
centrífuga (Hermle Labortechnik) a 6000 rpm durante 15 minutos a 4 ºC, se
filtró el sobrenadante y se dispensó en tubos eppendorf, durante todo el
proceso de preparación se protegió los extractos de la luz.
3.4.2 MÉTODO ABTS•+
La capacidad antioxidante se determinó por espectrofotometría en los
extractos etanólicos, según el método desarrollado por Re, Pellegrini,
Pannala, Yang, & Rice-Evans, (1999) y descrita por Kuskoski et al., (2005).
Para formar el radical ABTS•+ se preparó 25 ml de ABTS•+ a una
concentración de 7 mM con persulfato potásico 2.45 mM diluido en agua
destilada, se dejó en reposo en la oscuridad a temperatura ambiente
durante 16 horas.
Para el análisis se diluyeron 1200 µL de ABTS•+ en 150 ml de etanol al
96 %, se dejó en agitación por 30 minutos antes de medir su absorbancia, la
solución se reguló añadiendo cantidades de ABTS•+ concentrado y/o etanol,
hasta obtener una absorbancia comprendido entre 0.700 ± 0.005 a 754 nm
(longitud de onda de máxima absorción).
Para determinar la capacidad antioxidante se colocaron 1000 µl de la
dilución del radical ABTS•+ en tubos de ensayo, se añadió 30 µL de extracto,
26
se homogenizó en un agitador vortex y esperó 6 minutos previo a la lectura
de su absorbancia a 734 nm, resultando una medida válida al obtener entre
20-80 % de inhibición.
La cuantificación de capacidad antioxidante se realizó mediante una curva
de calibración con Trolox (6-hidroxi-2, 5, 7, 8 tetrametilcromo-2 ácido
carboxílico) 0.5 mM, como antioxidante sintético estándar diluido en etanol.
Se tomó de 0-45 µl de solución de Trolox
3.4.3 MÉTODO DPPH•
La capacidad antioxidante se determinó por espectrofotometría en los
extractos etanólicos, según el método descrito por Brand, Cuvelier, & Berset
(1999). Para evaluar la capacidad antioxidante de las muestras o extractos,
se deja reaccionar con un radical estable 2.2-Diphenyll-picrilhidrazil (DPPH•)
en una solución de etanol.
Para formar el reactivo se preparó 250 ml de DPPH• a una concentración de
40 mg/L en etanol al 96 %, la mezcla se dejó en agitación por 5 horas y
refrigeración por 24 horas antes del uso.
Para el análisis se diluyeron 140 ml del reactivo DPPH• en 45 ml de etanol,
se dejó en agitación por 30 minutos antes de medir su absorbancia a
515 nm. La solución se reguló añadiendo cantidades de DPPH• concentrado
y/o etanol hasta alcanzar una absorbancia de 0.800 ± 0.05.
A los 1000 μL de solución DPPH• se añadió 50 μL de muestra y 200 μL de
etanol para la variedad Amarilla chaucha en sus tres estados (fresco, seco y
cocido), mientras que para la variedad Zapallo en estado fresco , seco y
cocido se añadió 50 μL 40 μL y 35 μL de extracto, respectivamente. El
volumen final de reacción fue de 1250 μL. Una vez determinadas las
alícuotas se homogenizó y después las absorbancias fueron medias a
27
515 nm por 10 minutos, en donde la reacción alcanzó el equilibrio para las
dos variedades.
Se preparó una curva de calibración con Trolox 0.2 mM, las concentraciones
fueron 0, 20, 40, 60, 80 y 100 µL. Los resultados se expresaron en TEAC
(Trolox Equivalent Antioxidant Capacity) Actividad Antioxidante Equivalente a
Trolox.
3.5 ANÁLISIS ESTADÍSTICO
Los resultados se analizaron mediante un diseño experimental AxB, donde
las variables de diseño fueron las dos variedades de mashua: Amarilla
chaucha y Zapallo en estado fresco, seco y cocido. Las variables
dependientes fueron composición químico (pH, acidez y sólidos solubles)
análisis proximal (humedad, ceniza, proteína, extracto etéreo, fibra y extracto
libre de nitrógeno) y capacidad antioxidante total. Para los análisis físicos se
utilizó un diseño experimental completamente al azar. Los resultados fueron
procesados por un análisis de varianza y las medidas fueron comparadas
con la prueba de Tukey con una significancia de 0.05 usando el software
INFOSTAT versión estudiantil 2013. Además se estableció la correlación
entre los métodos ABTS y DPPH mediante una regresión lineal en el
programa Microsoft Office Excel 2007.
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
28
4. ANÁLISIS DE RESULTADOS
4.1 CARACTERIZACIÓN FÍSICO DE LA MASHUA FRESCA
4.1.1 PESO, DIÁMETRO LONGITUDINAL Y DIÁMETRO ECUATORIAL
En la Tabla 9 se puede observar que la variedad Zapallo presentó valores
superiores en peso, diámetro longitudinal y diámetro ecuatorial comparados
con la variedad Amarilla chaucha. Según Suquilanda (2010) estas
diferencias podrían deberse al ciclo de cultivo, tipo de suelo y variedad o
ecotipo. Samaniego (2010) clasificó a la mashua en categorías según su
peso, para la variedad amarilla chaucha el peso fue de 27.83 g que
corresponde a tubérculos medianos y para la variedad zapallo el peso fue
53.37 g que corresponde a tubérculos grandes.
Tabla 9. Caracterización física de la mashua1, 2
Características
Variedad Peso(g) Longitud (cm) Diámetro (cm)
Amarilla chaucha 27.83±13.83b 8.40±3.09
b 2.66±0.51
b
Zapallo 53.37±32.07a 10.23±3.61
a 3.32±0.59
a
Diferencia de Tukey 5.59 0.75 0.12
1Media ± desviación estándar (n=150) 2Letras distintas en una misma columna indica diferencia significativa p<0.05.
4.2 EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE EL COLOR
DE LA MASHUA
Como se puede observar en las Figuras 6 y 7, las dos variedades de
mashua presentaron cambios en el color (luminosidad, cromaticidad y
ángulo de tono) durante el secado y cocción. Estos cambios del color
29
podrían deberse al tratamiento térmico empleado, algunas reacciones como
la destrucción del pigmento y el pardeamiento no enzimático, pueden ocurrir
durante el calentamiento de frutos y vegetales (Álvarez & Corzo, 2012).
En la superficie externa de los tubérculos frescos predominó el color
anaranjado para la variedad Zapallo y color amarillo para la variedad
Amarilla chaucha, manteniéndose estas tonalidades luego del secado.
Después de la cocción existió disminución del ángulo del tono para la
variedad Amarilla chaucha y aumentó en la variedad Zapallo.
El color de la superficie interna de la variedad Zapallo en estado fresco fue
anaranjado con pigmentos blancos, mientras que la variedad Amarilla
chaucha mostró un color blanco con pigmentos amarillos. Luego del secado
el ángulo de tono disminuyó para las dos variedades y después de la
cocción aumentó.
Figura 6. Variedad Zapallo en tres diferentes estados
a) Fresco, b) Seco, c) Cocido
30
Figura 7. Variedad Amarilla Chaucha en tres diferentes estados
a) Fresco, b) Seco, c) Cocido
4.2.1 LUMINOSIDAD (L*)
En la variedad Amarilla chaucha se observó un descenso de los valores de
L* después del secado y cocción de 14.1 % y 24.6 %, respectivamente. En la
variedad Zapallo existió una disminución del 3.6 % luego del secado
manteniéndose este valor después de la cocción. Estos cambios de color
están relacionados con el metabolismo del vegetal, que se manifiesta con la
degradación de algunos pigmentos y aparición o afloramiento de otros por
aspectos genéticos, fenotípicos y ambientales (Burgos & Román, 2009;
Arteaga, 2014; Mejía, 2013).
En cuanto al color de la superficie interna de los tubérculos (Figura 8-b), la
variedad Amarilla chaucha presentó descenso de luminosidad de 3.4 %
después del secado, este comportamiento posiblemente se deba al deterioro
de los pigmentos como los carotenoides que son sensibles a la luz y
temperatura (Moreno, Martínez, López, Pérez, Peña & Espinoza, 2006;
Burgos & Román, 2009). En cuanto a la variedad Zapallo, luego del secado
los valores de luminosidad aumentaron en relación al estado fresco, este
aumento podría atribuirse a la presencia de almidón ocasionando que los
tubérculos se aclaren (Samaniego, 2010), después de la cocción los valores
31
de L* de las dos variedades con respecto a los tubérculos frescos y secos
disminuyeron a causa del pardeamiento enzimático por acción de la
polifenoloxidasa (PPO) que cataliza la oxidación de compuestos fenólicos
para producir pigmentos pardos-marrones (Chávez & Avanza, 2006).
4.2.2 VALOR DE SATURACIÓN CROMA (Cr)
La variedad Amarilla chaucha y la variedad Zapallo presentaron en la
superficie externa (Figura 9-a) descensos de los valores de Cr después del
secado y cocción, estas diferencias podrían deberse a factores físicos como
la temperatura que provocan disminución en la formación de lignina y
oxidación de los carotenoides (Burgos & Román, 2009; Uquiche & Cisneros,
2002).
En la superficie interna, tal como se observa en la Figura 9-b, los valores de
Cr de la variedad Amarilla chaucha y Zapallo, aumentaron luego del secado
de 44.9 a 53.4 y 32.3 a 47.3, respectivamente, en relación a los tubérculos
frescos. Los procesos como el secado retardan procesos de maduración
inhibiendo los cambios internos que originan la aparición y desaparición de
pigmentos (Zambrano, Briceño, Méndez, Manzano & Castellanos ,1995).
Después de la cocción las dos variedades presentaron descenso de
cromaticidad en relación al estado fresco. Un estudio similar fue reportado
en la oca Bola kamusa (18.21) y Lluch’u oqa (6.79) (Monar, 2014).
32
Figura 8. Luminosidad de la superficie externa e interna de dos variedades
de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
a) Superficie externa2, b) Superficie interna3
1 Letras distintas indican que los valores son significativamente diferentes entre
estados y variedades con una p<0.05.
2 Diferencia de Tukey =1.44
3 Diferencia de Tukey = 2.44
a
b d
b c c
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Fresco Seco Cocido
Lu
min
os
ida
d (
L*)
Amarilla Chaucha Zapallo
a b
e d
c
e
0
10
20
30
40
50
60
70
80
Fresco Seco Cocido
Lu
min
os
ida
d (
L*)
Estado
b)
a)
33
Figura 9. Cromaticidad de la superficie externa e interna de dos variedades
de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
a) Superficie externa2, b) Superficie interna3
1 Letras distintas en una misma columna indica diferencia significativa
p<0.05 2 Diferencia de Tukey = 2.04 3 Diferencia de Tukey = 3.41
a
b d c c
e
0
10
20
30
40
50
60
Fresco Seco Cocido
Cro
ma
tic
ida
d (
Cr)
Amarilla Chaucha Zapallo
b
a
c
d
b b
0
10
20
30
40
50
60
Fresco Seco Cocido
Cro
ma
tic
ida
d (
Cr)
Estado
a)
b)
34
4.2.3 ÁNGULO DE TONO (Hue)
Como se puede observar en la Figura 10-a, en la superficie externa, las dos
variedades de mashua en estado fresco no presentaron diferencias
significativas entre los valores de Hue después del secado. Mientras que en
la cocción el valor de Hue en comparación al estado fresco se redujo de
79.9o a 53.6o en la variedad Amarilla chaucha y aumentó de 73.7o a 81.33o
en la variedad Zapallo, esto posiblemente se deba a que dependiendo del
tratamiento que se aplique, el color se reduce o se activa de acuerdo a sus
componentes precursores que sean termolábiles o no (Rojas & Durán,
2011).
El ángulo de tono de la superficie interna (Figura 10-b) de las dos variedades
disminuyó después del secado, este cambio de coloración podría deberse a
la foto-oxidación de los pigmentos por acción de la luz, que en combinación
con el oxígeno producen decoloración. Cuanto más largo sea el proceso de
secado y más elevada la temperatura, mayores son las pérdidas en los
pigmentos (Zuluaga et al., 2011). Luego de la cocción, tanto la variedad
Amarilla chaucha como la variedad Zapallo mostraron valores altos de Hue
97.1o y 81.7o, respectivamente, en comparación al estado fresco y seco.
Estudios similares se reportaron en zanahoria escaldada donde el ángulo
de tono aumentó de 54.9º a 55.2o (Uquiche & Cisneros, 2002), estos
resultados podrían deberse a cambios composicionales que modifican la
matriz celular produciendo un efecto de concentración de los pigmentos que
colorean la pulpa (Zaccari, Galietta, Soto & Las, 2012).
35
Figura 10. Ángulo del tono de la superficie externa e interna de dos
variedades de mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en tres estados
a) Superficie externa2, b) Superficie interna3
1 Letras indican que los valores son significativamente diferentes entre estados
y variedades con una p<0.05. 2 Diferencia de Tukey = 20.25 3 Diferencia de Tukey = 2.45
a a
b
ab ab a
0
20
40
60
80
100
120
Fresco Seco Cocido
Án
gu
lo d
el to
no
(H
ue
*)
Amarilla Chaucha Zapallo
b c a
e f d
0
20
40
60
80
100
120
Fresco Seco Cocido
Án
gu
lo d
el to
no
(h
*)
Estado
a)
b)
36
4.3 CARACTERIZACIÓN QUÍMICA
Los resultados de los análisis de pH, acidez titulable total y sólidos solubles
de las dos variedades de mashua Amarilla chaucha y Zapallo en tres
estados: fresco, seco y cocido se presenta en la Tabla 10.
Tabla 10. Composición química de dos variedades de mashua: Amarilla
chaucha y Zapallo1, 2
Parámetro Variedad Estado
Fresco Seco Cocido
pH
Amarilla
chaucha 6.67±0.05
d 7.03±0.01
a 7.04±0.06
a
Zapallo 6.13±0.09e 6.93±0.01
b 6.76±0.02
c
Tukey= 0.06
Acidez titulable total
(meq/kg)
Amarilla
chaucha 30.76±0.54
b 18.37±0.44
c 15.97±0.03
c
Zapallo 39.33±4.16a 37.21±1.11
a 29.90±0.07
b
Tukey=4.89
Sólidos solubles (o Brix)
Amarilla
chaucha 10.10±0.25
b 19.06±0.12
a 18.42±2.11
a
Zapallo 6.61±0.16d 8.58±0.10
c 9.14±0.50
bc
Tukey=1.25
1Media ± desviación estándar (n=3) 2Letras distintas en una misma columna indica diferencia significativa p<0.05.
4.3.1 EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE El pH
Los valores de pH aumentaron después del secado y cocción para las dos
variedades de mashua. Este aumento podría atribuirse a que los ácidos
orgánicos disminuyen durante la maduración, debido a la respiración o
conversión en azúcar (Mejía, 2013). Resultados similares se reportaron en la
oca donde el pH aumentó de 4.5 a 5.7 (Cajamarca, 2010).
37
4.3.2 EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE LA ACIDEZ
TITULABLE TOTAL
La ATT disminuyó luego del secado en un 40.3 % para la variedad Amarilla
chaucha y 5.4 % para la variedad Zapallo. El metabolismo de la maduración
de algunos ácidos orgánicos como: cítrico, málico, ascórbico y oxálico se
sintetizan para dar lugar al sabor dulce (Gil, 2010; Cuesta, 2013; Mejía
2013). Un descenso similar se reportó en ocas endulzadas de 0.57 a 0.51
mg /10 g Ácido oxálico (Palate, 2013). De igual manera después de la
cocción la variedad Amarilla chaucha y Zapallo presentaron disminución de
la ATT, en relación al estado fresco y seco, esto puede atribuirse a la
pérdida de ácido oxálico por extracción en el agua de cocción del alimento
(Carrera, 2012).
4.3.3 EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN SOBRE LOS SÓLIDOS
SOLUBLES TOTALES
Los sólidos solubles de las dos variedades aumentaron después del secado
y cocción. La variedad que reportó mayor contenido de sólidos solubles
después del secado fue la variedad Amarilla chuacha con 19.0 oBrix en
comparación a la variedad Zapallo con 8.5 oBrix. Este aumento podría
deberse a la hidrólisis de almidón y/o síntesis de sacarosa, y de la oxidación
de ácidos consumidos en la respiración (desdoblamiento de sustancias de
reserva) (Alvarado, Berdugo & Fischer, 2004; Millán & Ciro, 2012; Quintero,
Giraldo, Lucas & Vasco, 2013). Estudios similares se reportaron en cebolla
paiteña, que luego de 25 días de secado presentó 14.3 oBrix en comparación
al día 1 que presentó valores de 13.5 oBrix (López, 2012).
38
4.4 ANÁLISIS PROXIMAL
4.4.1 HUMEDAD
Como se puede observar en la Figura 11, el contenido de agua de los
tubérculos frescos fue de 79.24 % y 89.31 % para la variedad Amarilla
chaucha y Zapallo, respectivamente. Las variaciones del contenido de agua
dependen de las células constitutivas de los tubérculos y su capacidad de
almacenamiento al momento de la cosecha, además del tipo de tratamiento
(Palate, 2013). Después del secado el contenido de agua disminuyó para las
dos variedades, este comportamiento está relacionado con el proceso de
secado, el agua contenida en los alimentos se elimina en forma de vapor
(Carrasco, 2010), de igual manera en la cocción el contenido de agua
disminuyó para la variedad Amarilla chaucha y Zapallo en comparación a los
tubérculos frescos.
Figura 11. Contenido de humedad de dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
1 Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados
y variedades p<0.05. Diferencia de Tukey= 1.4
c d e
a b b
0
20
40
60
80
100
Fresco Seco Cocido
H
um
ed
ad
(%
)
Estados
Amarilla chaucha Zapallo
39
4.4.2 CENIZA
Se denomina cenizas a la materia inorgánica, que es la cantidad de
minerales presentes en un producto alimenticio (Palate, 2013). En el Figura
12, se puede observar que en los tubérculos frescos el contenido de ceniza
es mayor para la variedad Zapallo, según Samaniego (2010) esto podría
deberse a las diferentes labores de preparación del suelo (abono). En el
secado las dos variedades mostraron aumento en el contenido de materia
inorgánica. Un aumento similar se reportó en el limón deshidratado (70 oC)
de 3.9 % a 4.2 % (Badillo, 2011). El contenido de agua va disminuyendo
durante el secado permitiendo que los elementos minerales se encuentren
en mayor concentración (Sagñay, 2010). Después de la cocción los valores
de ceniza para las dos variedades disminuyeron. Al someter el alimento a
calentamiento se produce ruptura de membrana facilitando la migración de
los minerales desde el alimento hacia al agua de cocción (Molina &
Caicedo, 2013). Estudios similares se reportaron en melloco cocido, en
donde el contenido mineral del tubérculo se ve afectado y microelementos
como: Hierro Cobre y Manganeso se reducen (Espín, Villacrés & Brito,
2004).
4.4.3 EXTRACTO ETÉREO (E.E.)
La variedad Amarilla chaucha y Zapallo presentaron un aumento en el
contenido de grasa después del secado (Figura 13). Estudios similares se
reportaron en yuca que luego del lavado y secado el contenido de grasa
aumentó de 0.2 a 0.4 g (Blanco, García, Tovar, Ureña & Segura, 2005).
Luego de la cocción el contenido de grasa disminuyó en las dos variedades,
en relación al estado seco, esto podría deberse a que la grasa disminuye en
relación al tiempo de cocción, perdiendo hasta un 30 % del valor inicial, por
intercambio de nutrientes entre los alimentos y los medios de cocción (Espín,
Villacrés & Brito, 2003).
40
Figura 12. Contenido de ceniza en dos variedades de mashua: Amarilla
chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
1Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados
y variedades p<0.05. Diferencia de Tukey= 0.29
Figura 13. Contenido de E.E. en dos variedades de mashua: Amarilla
chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
1Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados y
variedades p<0.05. Diferencia de Tukey= 0.08
d c
d
b b
a
0
1
2
3
4
5
6
7
8
Fresco Seco Cocido
Ce
niz
a (
%)
Estado
Amarilla chaucha Zapallo
cd
b
cd d
a
c
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
Fresco Seco Cocido
% E
.E
Estado
Amarilla chaucha Zapallo
41
4.4.4 PROTEÍNA
La variedad Zapallo en estado fresco presentó mayor contenido de proteína
(13.9 %) que la variedad Amarilla chaucha fresca (7.3 %) y seca (8.1 %), tal
como se puede observar en la Figura 14. Según Espín, Villares y Brito
(2003), la mashua muestra los mejores aportes de proteína en comparación
a la oca (4.6%) y la jícama (3.7%). Después del secado el contenido de
proteína aumentó para la variedad Amarilla chaucha, este aumento podría
atribuirse a la concentración de sustratos durante el secado. Estudios
similares se reportaron en el tomate de árbol deshidratado anaranjado
(11.18%) y morado (8.93%) (Sangñay, 2010), mientras que en la variedad
Zapallo no se presentaron diferencias significativas luego del secado y
cocción.
Figura 14. Contenido de proteína para dos variedades de mashua:
Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
1Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados y
variedades p<0.05. Diferencia de Tukey= 0.43
d c c
ab b a
0
2
4
6
8
10
12
14
16
Fresco Seco Cocido
Pro
teín
a (
%)
Estados
Amarilla chaucha Zapallo
42
4.4.5 FIBRA
La fibra cruda o bruta representa la parte fibrosa e indigerible de los
alimentos vegetales. En la Figura 15, se observa que la variedad Zapallo en
estado seco contiene el 8.8 % de fibra cruda superando a la variedad
Amarilla chaucha en estado fresco que tiene el 5.3 % y a la zanahoria blanca
que apenas tiene el 0.81 % (Banalcázar, 2006).
Figura 15. Contenido de fibra para dos variedades de mashua: Amarilla
chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
1Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados y
variedades p<0.05. Diferencia de Tukey= 0.56
4.4.6 CARBOHIDRATOS TOTALES
La mashua presenta un elevado contenido de carbohidratos particularmente
almidón y azúcar (Quelal, 2012). En estado fresco el contenido de
carbohidratos fue de 81.14 % para la variedad Amarilla chaucha y 70.50 %
para la variedad Zapallo. Comparando estos resultados con otros tubérculos
como la oca (88.19 %) y las papas nativas (79.09 %) (Verdú, 2006; Espín et
d c c
b a
a
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Fresco Seco Cocido
Fib
ra c
rud
a (
%)
Estados
Amarilla chaucha Zapallo
43
al, 2003), las ocas son las que contienen mayor cantidad de carbohidratos.
Como se puede observar en la Figura 16, el contenido de carbohidratos
para las dos variedades después del secado y cocción se redujo, esto puede
deberse a la degradación de monosacáridos y oligosacáridos (CISAN,
2009).
Figura 16. Contenido de carbohidratos totales para dos variedades de
mashua: Amarilla chaucha y Zapallo en tres diferentes estados1
1Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados y
variedades p<0.05. Diferencia de Tukey= 1.16
4.5 EFECTO DEL SECADO Y COCCIÓN EN LA CAPACIDAD
ANTIOXIDANTE TOTAL
En la Figura 17, se observan los resultados obtenidos respecto a la
capacidad antioxidante por los métodos ABTS y DPPH de las dos
variedades de mashua en tres estados (fresca, seca y cocida).
El método ABTS (Figura 17-a), indica que la variedad Zapallo en estado
fresco (6.59 µmol Trolox/g tejido seco) contiene mayor capacidad
antioxidante que los tubérculos frescos y secos de la variedad Amarilla
a b b
c d d
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
Fresco Seco Cocido
CA
RB
OH
IDR
AT
OS
TO
TA
LE
S (
%)
Estado
Amarilla chaucha Zapallo
44
chaucha (3.00 µmol Trolox/g tejido seco y 2.9 µmol Trolox/g tejido seco,
respectivamente), esto podría atribuirse a que la capacidad antioxidante
está directamente relacionada con el contenido de pigmentos con actividad
antioxidante que presenta el alimento (Carrasco & Encina, 2008). De igual
manera por el método DPPH (Figura 17-b), las mashuas frescas y cocidas
de la variedad Zapallo presentan valores altos de capacidad antioxidante
que la variedad Amarilla chaucha.
Campos (2010) reportó que la mashua contiene mayor capacidad
antioxidante (280.1 59 µmol Trolox/g tejido seco) que la oca (13.2 µmol
Trolox/g tejido seco) y yacón (61.0 µmol Trolox/g tejido seco).
Comparando las muestras secas y cocidas con las muestras frescas, en la
variedad Amarilla chaucha no se evidenciaron cambios, a diferencia de la
variedad Zapallo que después de la cocción presentó un aumento de la
capacidad antioxidante de 6.59 µmol Trolox/g tejido seco a 7.17 µmol
Trolox/g tejido seco, en relación al estado fresco. Según Claudio y Nájera
(2012) tanto la temperatura como el tiempo de cocción pueden afectar las
propiedades antioxidantes de las frutas y verduras ya sea aumentando o
disminuyendo esta actividad. Sin embrago la degradación de pigmentos
(antocianinas y carotenos) podría resultar en la formación de compuestos
bioactivos beneficiosos como los beta-carotenos que también presentan
propiedades antioxidantes. Se evidenció un aumento similar en la mashua
morada que luego de someterlo a cocción el contenido de capacidad
antioxidante aumentó de 150 μmol Trolox/g tejido seco a 169 μmol Trolox/g
tejido seco, en relación a la muestra fresca (Córdova, 2012), en frutas como
el mortiño también se reportó aumento en la capacidad antioxidante después
de la cocción de 1200.5 a 1465.81 mg Trolox/100 g, en relación a la muestra
fresca. Este incremento de actividad antioxidante podría estar relacionado
con la ruptura de la membrana celular y la inactivación enzimática (Córdova,
2012).
45
Figura 17. Capacidad antioxidante total de dos variedades de mashua1
a) Método ABTS2, b) Método DPPH3
1Letras distintas indican que el valor es significativamente diferente entre estados y
variedades p<0.05. 2 Diferencia de Tukey = 0.45 3 Diferencia de Tukey = 0.32
4.5.1 CORRELACIÓN ENTRE LOS MÉTODOS DE DETERMINACIÓN DE
CAPACIDAD ANTIOXIDANTE ABTS Y DPPH
A pesar de las diferencias metodológicas se puede observar que los
resultados obtenidos por los métodos ABTS y DPPH, tal como se puede
observar en la Figura 18, están estrechamente relacionados con un
c c c
b ab a
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
Fresco Seco Cocido
Cap
acid
ad
an
tio
xid
an
te t
ota
l A
BT
S•+
( µ
mo
l T
rolo
x/g
tejid
o
seco
)
Mashua amarilla chaucha Mashua zapallo
c c c
b b a
0,0
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
Fresco Seco Cocido Ca
pa
cid
ad
An
tio
xid
an
te t
ota
l D
PP
H• (μ
mo
l T
rolo
x/g
tejid
o
se
co
)
ESTADO
a)
b)
46
coeficiente de r2=0.993. En un estudio realizado en mashua morada fresca
se reportó resultados similares con un coeficiente de correlación de
r2 = 0.930, de igual manera para la mora de castilla sin espinas en frutos
control y tratados con AM (Atmósfera modificada) y UVC-AM (Atmósfera
modificada con radiación UVC) se obtuvieron valores de correlación de 0.81,
0.89 y 0.94, respectivamente (Romero, 2014), evidenciando correlaciones
fuertemente positivas. Según Córdova (2012) y Vasco, Ruales & Kamal-
Eldin (2008) estos métodos proporcionan una estimación de la capacidad
antioxidante y dependen de las condiciones y los reactivos. El DPPH• es un
radical libre que puede obtenerse directamente sin una preparación previa,
a diferencia del ABTS•+ que es generado tras una reacción que puede ser
química (dióxido de magnesio, persulfato de potasio), enzimática o
electroquímica (Kuskoski et al., 2005; Tovar, 2013)
Figura 18. Correlación entre los método de determinación de capacidad
antioxidante ABTS•+
y DPPH•
y = 1,7108x + 0,5939 R² = 0,9939
0
2
4
6
8
0 1 2 3 4 5 6 7 8
AB
TS
•+ (
μm
ol T
rolo
x/g
tejid
o)
Base s
eca
DPPH• (μmol Trolox/g tejido) Base seca
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
47
5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES
5.1 CONCLUSIONES
La variedad Zapallo presentó valores mayores de peso, longitud y
diámetro que la variedad Amarilla chaucha, estas diferencias podrían
atribuirse al ciclo de cultivo, tipo de suelo y variedad.
En el análisis de color de la superficie externa, los parámetros de
luminosidad (L*) y cromaticidad (Cr) para las dos variedades
disminuyeron después del secado y cocción. No se observaron
cambios en el ángulo de tono (Hue) para las dos variedades después
del secado, mientras que luego de la cocción el Hue disminuyó en la
variedad Amarilla chaucha y aumentó en la variedad Zapallo. Los
parámetros L* y Cr de la superficie interna de los tubérculos para las
dos variedades después del secado aumentaron y luego de la cocción
disminuyeron, sucediendo lo contrario con el parámetro de Hue. Estos
cambios podrían estar relacionados con el metabolismo del vegetal,
que se manifiesta con la degradación de algunos pigmentos por foto-
oxidación y aparición o afloramiento de otros por aspectos
ambientales.
Los sólidos solubles y el pH de las dos variedades aumentaron
durante el secado y cocción, al contrario de la acidez titulable total
que disminuyó, esto posiblemente se deba a que algunos ácidos
orgánicos como cítrico, málico, ascórbico y oxálico se sintetizan para
dar lugar al sabor dulce producido por la hidrolisis de almidón que se
encuentra presente en los tubérculos.
Se comprobó que la variedad Zapallo en los estados (fresco, seco y
cocido) analizados supera a la variedad Amarilla chaucha en valor
nutricional: proteína, fibra cruda y materia inorgánica.
48
La variedad que presentó mayor actividad antioxidante fue la variedad
Zapallo. Los tratamientos de secado y cocción no afectaron la
capacidad antioxidante de la variedad Amarilla chaucha a diferencia
de la variedad Zapallo que luego de la cocción presentó un
incremento que podría relacionarse con la degradación de pigmentos
con actividad antioxidante provocando la formación de compuestos
bioactivos beneficiosos.
5.2 RECOMENDACIONES
Estudiar el efecto del secado y la cocción sobre la capacidad
antioxidante de este y otros tubérculos andinos.
Determinar el efecto de secado y cocción sobre el contenido de
almidón de la mashua.
BIBLIOGRAFÍA
49
BIBLIOGRAFÍA
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(a 1,5º C) y la humedad relativa sobre las características
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ANEXOS
63
ANEXO 1
INFORME DE RESULTADOS PROXIMALES DE LAS
DOS VARIEDADES DE MASHUA
