CORRELACION DEL INDICE DE MADUREZ DE UCHUVA (Physalis peruviana) Y TOMATE DE ÁRBOL (Solanum betaceum) CON LA CONCENTRACIÓN DE CAROTENOIDES/CORRELATION OF MATURITY INDEX FROM CAPE GOOSEBERRY (Physalis peruviana) AND TREE TOMATO (Solanum betaceum) WITH THE CAROTENOIDS CONCENTRATION

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RESUMEN

Antecedentes: La concentración de carotenoides está relacionado con el cambio de color y estado de madurez de los frutos, además, poseen capacidad antioxidante relacionada con la mejora en la salud. Objetivos: correlacionar el estado de madurez de uchuva y tomate de árbol con la concentración de carotenoides. Métodos: Los frutos fueron recolectados en la ciudad de Ipiales (N) y analizados en la Universidad de Nariño. Se realizaron pruebas por triplicado de acidez, sólidos solubles, medición de color por CIELab y cuantificación de carotenoides. Se estimó la concentración de ??-caroteno, ??-caroteno, licopeno y ??-criptoxantina por medio de espectrofotometría UV-Vis usando la longitud de onda de máxima absorbancia de cada compuesto y sus respectivos coeficientes de extinción. Se aplicó regresión no lineal para correlacionar el color mediante la coordenada a* y la concentración de carotenoides. Resultados: Tanto en uchuva como en tomate de árbol el carotenoide con mayor concentración fue la ??-criptoxantina, seguida por el ??-caroteno, el ??-caroteno y en menos concentración el licopeno. Así mismo, entre los dos frutos el tomate de árbol fue el que presentó mayor concentración de estos compuestos en comparación con la uchuva. Acorde a su IM en uchuva el ??-caroteno estuvo en el rango de 11,36 - 15,63 μg/g, ??-caroteno entre 12,31 - 16,86 μg/g, licopeno entre 8,29 - 11,22 μg/g y ??-criptoxantina entre 13,03 - 17,41 μg/g, en tomate de árbol los rangos fueron ??-caroteno 16,52 - 29,64 μg/g, ??-caroteno 16,87 - 31.04 μg/g, licopeno 11,99 - 21,70 μg/g y ??-criptoxantina 17,77 - 31,00 μg/g. Las correlaciones entre la relación a*/b* y la concentración de los carotenoides tuvo buenos coeficientes de determinación estadísticamente tanto en uchuva como en tomate de árbol con valores entre 80,4 y 88,9 %. Conclusiones: En ambos frutos las concentraciones de los carotenoides se reflejaron en los cambios de los valores de las coordenadas L*, a* y b*. El tomate de árbol presento mayor concentración de carotenoides que la uchuva. Las correlaciones encontradas obtuvieron coeficientes de determinación buenos.

Palabras clave: ??-caroteno, licopeno, ??-criptoxantina, color

ABSTRACT

Background: The carotenoids concentration is related to the change of color and ripeness of the fruit also have antioxidant capacity related to improved health. Objectives: Correlating the ripeness from cape gooseberry and tree tomato with the concentration of carotenoids. Methods: The fruits were collected in the Ipiales city (N) and analyzed at the Nariño University. Triplicate tests of acidity, soluble solids, CIELab color measurement and quantification of carotenoids were performed. Concentration of ??-carotene, ??-carotene, lycopene and ??-cryptoxanthin was estimated by UV-Vis spectrophotometry using wavelength of maximum absorbance of each compound and their respective extinction coefficients. Nonlinear regression was used to correlate the color with a* coordinate and the concentration of carotenoids. Results: Both uchuva as tree tomato carotenoid highest concentration was the ??-cryptoxanthin, followed by ??-carotene, ??-carotene and lycopene in less concentration. Also, between the two fruit tree tomatoes presented the highest concentration of these compounds compared with cape gooseberry. According to their IM in uchuva the ??-carotene ranged from 11.36 to 15.63 μg/g, ??-carotene between 12.31 to 16.86 μg/g, lycopene between 8.29 to 11.22 μg/g, ??-cryptoxanthin between 13.03 to 17.41 μg/g, tree tomato ranges ??-carotene were 16.52 to 29.64 μg/g, ??-carotene 16.87 - 31.04 μg/g, lycopene from 11.99 to 21.70 μg/g, ??-cryptoxanthin from 17.77 to 31.00 μg/g. Correlations between a*/b* relation and concentration of carotenoids had good coefficients of determination statistically as both uchuva tree tomato values between 80.4 and 88,9 %. Conclusions: In both fruits the concentrations carotenoids are reflected in changes of the values of the coordinates L *, a * and b *. The tree tomato had higher concentration of carotenoids tan uchuva. The correlations obtained good determination coefficients.

Keywords : ?? - c a r o t e n e , l y c o p e n e , ??-cryptoxanthin, color

INTRODUCCIÓN

Los carotenoides son compuestos ampliamente distribuidos en la naturaleza principalmente en frutos y hojas (1). En frutos de color amarillo, naranja y rojo los principales carotenoides que se encuentran son el ??-caroteno, ??-caroteno, licopeno, y ??-criptoxantina (2), su ingesta en la dieta alimentaria está relacionada con la reducción en el riesgo de contraer enfermedades, debido a su capacidad antioxidante y a sus propiedades biológicas (1-3). La mayor fuente de estos compuestos son la zanahoria, tomate, naranjas, mango, papaya, melón, melocotones, ciruelas, zapallo, entre otros (1), sin embargo, es muy poca la evidencia que hay sobre el estudio de estos compuestos en frutas exóticas de la zona andina colombiana como la uchuva y el tomate de árbol.

Por su parte, la producción de uchuva en Colombia se mantuvo alrededor de las 11.000 ton entre 2010 y 2013 y de tomate de árbol paso de 120.000 a 160.000 ton entre 2010 y 2013 (4) siendo la comercialización en fresco la presentación más común (2). La uchuva suministra elementos nutricionales como minerales, complejo B, proteínas, vitamina C, y provitamina A (5), y el tomate de árbol suministra fibra, proteína, almidón, antocianinas, azucares neutros y aminoácidos (6)however, contains good proportions of soluble fibre, protein, starch, anthocyanins and carotenoids. Amongst the fruits, only tamarillo mesocarp contains both polar (anthocyanins adicionalmente poseen compuestos carotenoides (1, 2).

Con respecto al color en las frutas está determinado por la presencia de diversos pigmentos tanto en el epicarpio como en el mesocarpio e incluye varios grupos de carotenoides, xantofilas y antocianinas, además de betalaínas, clorofilas, entre otros (2, 7, 8). La concentración de estos pigmentos depende del estado de madurez de la fruta y juega un papel importa en los cambios de color del fruto pasando desde el color verde hasta el color rojo, naranja y amarillo (2, 9). La medición del color mediante un colorímetro permite determinar el estado de madurez de frutas y/o vegetables (8) y puede ser expresado usando la escala de color CIELab. Este sistema mide el grado de luminosidad (L*), de enrojecimiento o verdor (+/- a*), y de amarillamiento o coloración azul (+/- b*) (8).

Finalmente, la identificación de carotenoides se puede realizar por espectrofotometría mediante el uso de determinadas longitudes de onda en el espectro de ultravioleta visible, donde es posible detectar la absorbancia máxima del compuesto en cuestión (10,11), así mismo, el uso del correspondiente coeficiente de extinción del carotenoide en un solvente determinado hace posible estimar la concentración en una muestra dada (1, 10). Como se mencionaron anteriormente tanto la concentración de carotenoides como los cambios de color están estrechamente relacionados entre sí y están en función del estado de madurez del fruto, por esta razón, el objetivo de esta investigación es correlacionar el estado de madurez de la uchuva y del tomate de árbol con la concentración de carotenoides.

MATERIALES Y MÉTODOS

Obtención de las muestras

La uchuva y el tomate de árbol fueron recolectados tomando en cuenta cuatro estados de madurez visual utilizados por los productores en las veredas del Paramillo y Chaguaipe respectivamente, municipio de Ipiales (N) (2.900 msnm, 12°C). Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Investigación en Conservación y Calidad de Alimentos, Universidad de Nariño, Torobajo, Pasto (N) (2527 msnm, 14 °C).

Análisis de las muestras

Se tomó lectura de color del epicarpio de uchuva y de tomate de árbol mediante las coordenadas L*, a* y b* (colorímetro Konica Minolta CM-5, D65, 10°, área de 3 y 30 mm) (8). El índice de madurez (IM) de las muestras se determinaron mediante la relación sólidos solubles: acidez titulable (7). La acidez titulable y los sólidos solubles se hicieron mediante los métodos oficiales (12, 13) respectivamente. La extracción y cuantificación de los carotenoides se realizó por el método reportado por (14). El contenido de carotenoides disueltos en hexano se realizó acorde a: μg carotenoide/gpf = (AxVx104)/ (A1% 1cmxP), donde, A es la absorbancia (444, 450, y 472 nm), V el volumen (mL) de la capa de hexano, P es el peso de la muestra (g), y A1% 1cm es el coeficiente de extinción de ?? -caroteno (2800), ??-caroteno (2592), licopeno (3450), y ??-criptoxantina (2460) en hexano (1, 11).

Análisis de datos

Todas las pruebas se realizaron por triplicado. Se calculó el coeficiente de variación del contenido de carotenoides y de los parámetros de color L*, a*, y b*. Se correlacionó la concentración de carotenoides con el cambio en la relación a*/b* mediante regresiones no lineales con el software estadístico Minitab® 17.1.0 (15).

RESULTADOS

Los resultados obtenidos para uchuva y tomate de árbol se muestran en la Tabla 1. Las correlaciones entre el cambio de color y la concentración de carotenoides se muestran en las figuras 1 y 2 respectivamente.

DISCUSIÓN

Acorde a lo expresado por (2, 9) la concentración de los carotenoides aumento a medida que el IM tanto de la uchuva como del tomate de árbol aumento, en este sentido, para la uchuva el ??-caroteno paso de 11,36 hasta 15,63 μg/g, el ??-caroteno de 12,31 hasta 16,86 μg/g, el licopeno de 8,29 hasta 11,22 μg/g y la ??-criptoxantina de 13,03 hasta 17,41 μg/g y para tomate de árbol ??-caroteno paso de 16,52 hasta 29,64 μg/g, el ??-caroteno de 16,87 hasta 31,04 μg/g, el licopeno de 11,99 hasta 21,70 μg/g y la ??-criptoxantina de 17,77 hasta 31,00 μg/g. Los resultados encontrados en uchuva fueron muy bajos en comparación con los reportados por (5) que fueron de 10746,7 μg de equivalentes ??-caroteno/g de muestra, no obstante, fueron similares a los reportados por (16, 17) que fueron de 29,9 y 17,7 μg de equivalentes ??-caroteno/g . En cuanto a tomate de árbol los resultados encontrados fueron similares a los reportados por (16) que fueron de 34,5 y 26,6 μg de equivalentes????-caroteno/g, evaluados en tomate de árbol amarillo y rojo, también fueron similares a los reportados por (3) quien encontró 22,6 y 25,7 μg de equivalentes ??-caroteno/g y 13,5 y 15,8 μg de equivalentes ??-criptoxantina/g en tomate de árbol amarillo y rojo respectivamente. Adicionalmente, la ??-criptoxantina fue el compuesto encontrado en mayor concentración tanto en uchuva como en tomate de árbol, confirmando lo reportado por (1) quien dice que el principal compuesto en tomate de árbol es la ??-criptoxantina, así mismo, se puede decir que este compuesto es el que está en mayor concentración en la uchuva.

Los cambios en la concentración de carotenoides en ambos frutos estuvieron estrechamente relacionados con el cambio en las coordenada L* y a* que en conjunto con la coordenada b* son las encargados de indicar el grado de amarillamiento y rojizo en ambos frutos. El valor de a* aumento, mientras que el valor de L* disminuyo a medida que el IM y la concentración de carotenoides aumentaron, esto estuvo de acuerdo con lo reportado en la literatura (1, 2) donde se expresa que a medida que la clorofila desaparece (color verde) da paso a los carotenoides que son los encargados de dar color al fruto en este caso el color amarillo y naranja para uchuva y amarillo, naranja y rojo para tomate de árbol (1, 2, 8).

Tomando en cuenta que la relación a*/b* está relacionada con el grado de amarillamiento, naranja y rojo que son colores característicos de estos dos frutos se hizo las correlaciones entre el contenido de carotenoides y el cambio de color con respecto al IM. Todas las correlaciones tuvieron coeficientes de determinación por encima del 80 % que es el valor admisible estadísticamente para realizar predicciones (15), en este sentido, la correlación entre el licopeno y el cambio de color en tomate de árbol no se puede utilizar para estimar la concentración de este carotenoide dado que su coeficientes de determinación fue de 73,9 %. Por otra parte, las correlaciones encontradas se consideran tan solo de buen coeficiente, dado que los R-Sq están alrededor del 80 %, es decir, la concentración de carotenoides seria explicado por el modelo admitiendo un 20 % de incertidumbre en la estimación (15).

CONCLUSIONES

Acorde al IM de uchuva y tomate de árbol se visualizó cambios de coloración reflejados en cambios de los valores de las coordenadas L*, a* y b* y en las concentraciones de los compuestos carotenoides. El tomate de árbol presento mayor concentración de carotenoides que la uchuva, y la ??-criptoxantina fue el carotenoide con mayor concentración en ambos frutos. Las correlaciones encontradas no alcanzaron un coeficiente de determinación alto, no obstante, se puede realizar estimaciones con estas ecuaciones asumiendo una incertidumbre del cercana al 20 %.

References

REFERENCIAS

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