Efectos de la refrigeración sobre el contenido de fenoles y actividad antioxidante presente en especies de nopal: Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck y Nopal Opuntia ficus-indica
Effects of refrigeration on the phenolic content and antioxidant activity present in species of nopal: Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck y NopalOpuntia ficus-indica
Resumen
Ciertas enfermedades se han relacionado con la acumulación de radicales libres, el nopal ha sido usado como nutracéutico y se han evidenciado resultados favorables, aunque no se cuenta con información suficiente para validar su uso en presencia de estrés oxidativo. Se determinó diariamente el contenido total de fenoles y capacidad antioxidante de dos variedades de nopal Cochenillifera (l.) Salm-dyck) y Opuntia ficus-indica en almacenamiento a 6º C por 4 días. La variedad Opuntia ficus-indica, obtuvo mayor capacidad antioxidante por ABTS y compuestos fenólicos, el almacenamiento provoco en general una disminución de todas las determinaciones, además de que el comportamiento fue similar para ambas muestras en el transcurso del tiempo en refrigeración, en fenoles se detectaron aumentos ligeros, esto se ha relacionado con la inhibición enzimática por la baja temperatura y presencia de ácido ascórbico. La capacidad antioxidante no tuvo correlación positiva con la cantidad de fenoles, ya que la presencia de otras sustancias antioxidantes y la sinergia que ocurre entre ellas influyen en la capacidad antioxidante.
Palabras clave: Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck, Opuntia ficus-indica, contenido total de fenoes, capacidad antioxidanteAbstrac
Certain diseases have been linked to the accumulation of free radicals, the nopal has been used as nutraceutical and have shown favorable results, although not enough information to validate their use in the presence of oxidative stress. The total phenolic content and antioxidant capacity of the two varieties of nopal cochenillifera was determined daily Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck and Opuntia ficus-indica in storage at 6 ° C for 4 days. The variety Opuntia ficus-indica, obtained higher antioxidant capacity ABTS and phenolic compounds, storage caused overall decreased all determinations also that the behavior was similar for both samples during the time in refrigeration, in phenols detected slight increases, this has been linked to enzyme inhibition by low temperature and presence of ascorbic acid. The antioxidant capacity had no positive correlation with the amount of phenols because the presence of other antioxidant substances and synergy occurring between them affect the antioxidant capacity.
Palabras clave: Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck, Opuntia ficus-indica, Total phenol content, antioxidant capacity.Marco teórico
La generación de especies reactivas de oxígeno y otros radicales libres son un proceso normal durante el metabolismo celular, el cual se contrarresta por un sistema antioxidante. Existen diversos actores como el estilo de vida o condiciones patológicas, que generan un exceso o una acumulación de radicales generando estrés oxidativo, el cual está asociado con diversas enfermedades crónicas no trasmisibles.1
Los antioxidantes nutricionales forman un sistema íntegro donde la dieta es la fuente de antioxidantes y los micro elementos que junto con el sistema de defensa antioxidante participan como atrapadores de las especies reactivas de oxígeno.[1]
Por su parte, el nopal es una cactácea endémica del continente americano, cerca de 258 especies, de las cuales 100 se encuentran en México, el principal productor a nivel mundial.[2]
La variedad Opuntia ficus-indica, es su forma más conocida sin espinas, con frutos grandes,[3] en el año 2014 se produjeron en México un total de 824,602.36 toneladas. (SIAP, 2014) La composición química Donde se ha establecido que la composición química de esta especie es está conformada por 91% agua, 1.5% de proteína, 4.5% de carbohidratos totales, 0.2% lípidos; además contiene 11 mg de ácido ascórbico y 30 µg de carotenoides por 100g de materia fresca.[4] (Figura 1)
Mientras que la variedad (Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck), es una planta carnosa, engrosada y con espinas que se caracteriza por presentar tépalos extendidos con un tallo articulado, llegado a alcanzar entre 3 y 6 metros de altura y de 4 a 7 cm de ancho, y la cual es cultivada principalmente al sur de California y Texas. Resultados preliminares sugieren el uso de esta planta como nutracéutico y aunque estudios clínicos son limitados para validad su aplicación en enfermedades relacionadas con el estrés oxidativo.[5] (Figura 1)
En general, un nopal sin procesar tiene una vida de anaquel de 2 a 3 días a temperatura ambiente y de 7 días a temperaturas de refrigeración, siendo el mucílago y el oscurecimiento los principales problemas, que limitan su consumo.[6]
El presente estudio tiene como objetivo determinar y comparar el efecto de la refrigeración en el contenido de polifenoles y la capacidad antioxidante en dos variedades de nopal.
Figura 1. Variedades de nopal A) Opuntia ficus-indica (variedad más conocida) B) Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck
Métodos
Material vegetal: El nopal (Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck) fue recolectado en el Valle de Tulancingo e identificado por el M en C Manuel González Ledesma de la Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo y depositado con ficha de espécimen (U3) en el Index Herbariorum con código HGOM. Mientras que el Nopal Opuntia ficus-indica, se obtuvo de un mercado local en la ciudad de Pachuca, Hidalgo. Seleccionado aquellos que cumplían con una maduración comercial en base a su color y firmeza.
Preparación de muestras: Los nopales se guardaron en refrigeración a 6°C, cada día 1 g de nopal se homogeneizó en 3 ml de agua desionizada, a 2500 rpm durante 8 min, 1ml del homogeneizado se centrifugó a 10000 rpm por 5 min. El sobrenadante obtenido, se empleó para la determinación del contendió de polifenoles y para la determinación de la capacidad antioxidante.
Contenido total de fenoles (CTF): El contenido de polifenoles se llevó a cabo por el método colorimétrico de Folin-Ciocalteu.[7] Se realizó una curva patrón estándar de ácido gálico a diferentes concentraciones (0-600 mg/L). Se hicieron diluciones 1:2 de las muestras y a 100 µl de cada una de ellas, se agregaron 500 µl del reactivo de Folin (1:10) y 400 µLl de Na2Co3 al 7.5%. Se mezclaron perfectamente y se dejaron reposar en la obscuridad 30 minutos. Se realizaron lecturas a 765nm y los resultados se expresaron como mg equivalentes de ácido gálico por gramo de muestra.
Evaluación de la capacidad antioxidante
Ensayo de decoloración del catión radical a-a-difenil-ß-picrilhidrazilo (DPPH): Se basa en la medición del grado de decoloración que provocan los componentes de la muestra sobre el DPPH, mediante el método reportado por Molares y Jiménez-Pérez (2001).[8] Se preparó una solución de DPPH al 7.5% y se realizó una curva de calibración con Trolox a diferentes concentraciones (0 a 100 µg/L). Se tomaron 900µL de la solución de DPPH y se agregaron 100µL de cada muestra, se dejaron reposar por 1 hora, posteriormente se hicieron lecturas en un lector de placas a 520 nm. Los resultados fueron expresados en µg de TEAC (capacidad antioxidante equivalente al Trolox) por gramo de muestra.
Ensayo de decoloración con el radical catiónico ABTS•+: Fundamentada en la decoloración del radical ABTS•+, debido a la reducción en presencia de especies donantes de hidrogeno.[9] Se preparó una solución compuesta por ABTS a una concentración de 3.6 mg/ml y 6 mg de persulfato de potasio. Se dejó reposar en obscuridad por 24 horas a temperatura ambiente. Se hizo una dilución con etanol hasta tener valores de absorbancia de .70 ± .02 a 734 nm. Simultáneamente se realizó una curva de calibración con Trolox a diferentes concentraciones (0 a 120 µg/L). Se tomaron 100 µl de la muestra y se le adicionaron 900 µl de la solución de ABTS previamente preparada, se dejaron en reposo por 5 min en obscuridad y posteriormente se leyeron a 734 nm. Los resultados fueron expresados en µg TEAC por un gramo de muestra.
Análisis estadístico: Mediciones se realizaron por triplicado. Los resultados fueron capturados en Excel® 2013 y procesados en el software GraphPad Prism® Version 5.0, 2007 (San Diego, USA). Los resultados se expresaron con la media ±SD. Se analizaron estadísticamente utilizando análisis de varianza de una vía. Las diferencias entre medias se determinaron con la prueba Bonferroni pos hoc para la comparación múltiple, considerándose significativos con una P<0.0001.
Resultados y Discusión
Contenido Total de Fenoles (CTF): En la Figura 2 se puede apreciar el contenido total de fenoles de las muestras, en general se observa que el nopal Opuntia ficus-indica tiene un mayor contenido en comparación con el (Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck), el valor más alto fue al día 0 (muestras frescas sin tiempo de refrigeración) con valores de 2.61 y 0.538 mgEAG/g respectivamente. Este resultado fue mayor para el nopal Opuntia ficus-indica en comparación con lo hallado en otros estudios como el de Flores-Álvarez et al. (2011) y Jaramillo et al. (2003) donde los valores oscilaron entre 1.3-1.8 mgEAG/g en el primero y 1.5 mgEAG/g promedio en el segundo.[6][10] El almacenamiento a 6ºC por 4 días disminuyo significativamente el contenido de compuestos fenólicos en las muestras, lo que sugiere que la temperatura modificó la composición. Sin embargo, se observó ligeros incrementos a partir del día 2, esta tendencia ha sido reportada por varios autores y se ha relacionado a la reducción de la acción enzimática por la baja temperatura,[11][12] en específico la actividad de la polifenoloxidasa. Además se ha demostrado que el ácido ascórbico presente en el nopal puede regenerar los compuestos fenólicos proporcionando átomos de hidrogeno a los radicales fenoxi, que se forman cuando los fenoles se oxidan,[13] asimismo la interacción de esta vitamina con la polifenoloxidasa provoca la inhibición irreversible de esta última.[14]
Figura 2. Efecto del tiempo de almacenamiento a 6 °C, en el contenido de compuestos fenólicos totales l: Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck n: Opuntia ficus-indica Ø: (p<0.05)
Evaluación de la capacidad antioxidante
Ensayo de decoloración del catión radical a-a-difenil-ß-picrilhidrazilo (DPPH): En la figura 3 se pueden observar los resultados de la reducción del radical DPPH, donde el Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck obtuvo valores significativamente mayores (p<0.0001) que oscilaron entre 19.20±17.82 y 21.37±6.58 µg de equivalentes de Trolox por gramo. Mientras que el Opuntia ficus-indica obtuvo valores entre 3.2±1.82 y 3.84±2.32 µg de equivalentes de Trolox por gramo.
Ensayo de decoloración con el radical catiónico ABTS•+: En el ensayo de reducción del radical catiónico ABTS•+ (Figura 3) se obtuvieron valores significativamente mayores (p<0.0001) para el Opuntia ficus-indica (290.41±1.08 y 279.40±2.31 µg de equivalentes de Trolox por gramo), en comparación con el Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck (118.46±6.76-54.36±16.40 µg de equivalentes de Trolox por gramo).
Figura 3. Efecto del tiempo de almacenamiento a 6 °C, sobre la capacidad antioxidante A) DPPH B) ABTS l: Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck n: Opuntia ficus-indica Ø: (p<0.05)
En relación con el almacenamiento a 6ºC a 4 días el comportamiento de las muestras fue muy similar para la capacidad antioxidante por ambos métodos, como ya se mencionó en el caso de ABTS el Opuntia ficus-indica obtuvo una mayor inhibición del radical, donde el día 3 se obtuvo la capacidad máxima. El Nopalea cochenillifera (l.) Salm-dyck actuó mejor en la inhibición del radical DPPH en todos los días de almacenamiento, no obstante ambas muestras tuvieron el mismo comportamiento, aumentando y disminuyendo su capacidad día a día. Flores-Álvarez et al. (2011) describieron un comportamiento similar en la capacidad antioxidante del Opuntia ficus-indica. No solo el contenido de antioxidantes, sino también la sinergia que ocurre entre ellos y los otros constituyentes de la muestra, pueden influir en las diferencias en la capacidad antioxidante en el transcurso del tiempo de almacenamiento.[15] La discordancia entre los resultados obtenidos entre métodos ya ha sido descrita, como en el trabajo de Floegel et al. (2011) cuya investigación se centró en comparar estos métodos y evidencio que la capacidad antioxidante era mejor reflejada por ABTS que por DPPH en una gran variedad de alimentos,[16] el método de DPPH es más selectivo ya que no reacciona con los flavonoides carentes de grupos hidroxilo en el anillo B, ni con ácidos aromáticos que contengan un solo grupo hidroxilo.[17]
Referencias
[1]Sánchez-Valle V, Méndez-Sánchez N. Estrés oxidativo, antioxidantes y enfermedad. Revista de Investigación Médica Sur. 2013; 3: 161-168.
[2]Cantero M. Diseño del mecanismo para una máquina cortadora de nopal [Tesis]. México: Universidad Nacional Autónoma de México; 2013.
[3]Kiesling R. Historia de la Opuntia ficus-indica. En: Reunión Sudamericana CACTUSNET FAO-ICARDA: FAO-OMS. Argentina; 2012.
[4]Valdez Cepeda R, Blanco Macías F, Vázquez Alvarado R, Magallanes Quintanar R. Producción y usos del nopal para verdura. Revista de Salud Pública y Nutrición. 2008;14: 1-19.
[5]Fabela-Illescas H, Ávila-Domínguez R, Hernández-Pacheco A, Ariza Ortega J, Betanzos-Cabrera G. Efecto de una bebida a base de nopal (Nopalea cochenillifera (l) Salm-dyck) en pacientes de una población rural de Hidalgo, México; ensayo clínico piloto. Nutrición Hospitalaria. 2015;6: 2710-2714.
[6]Flores-Álvarez M, Vergara-Balderas F, Guerrero-Beltrán J. Efecto del tiempo de almacenamiento y tipo de procesamiento en los antioxidantes de nopal. Temas Selectos de Ingeniería de Alimentos. 2011;5: 84-96.
[7]Singleton L, Rossi A. Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture. 1965;16: 144-158.
[8]Morales F, Jiménez-Pérez S. Free radical scavenging capacity of Maillard reaction products as related to colour and fluorescence. Food Chemistry. 2001; 72: 119-125.
[9]Re R, Pellegrini N, Proteggente A, Pannala A, Yang M, Rice-Evans C. Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free radical biology & medicine. 1999; 26: 1231-1237.
[10]Jaramillo F, Cornejo M, Dorantes A, Gutiérrez L, Hernández S. Effect of termal treatment on the antioxidant activity and content of carotenoides and phenolic compounds of cactus pear cladotes (Opuntia ficus-indica). Food Science and Technology International; 2003; 4: 271-278.
[11]Ochoa C, Guerrero J. Efecto del Almacenamiento a Diferentes Temperaturas sobre la Calidad de Tuna Roja (Opuntia ficus indica (L.)Miller). Información Tecnológica; 2012; 1: 117-128.
[12]Balois R, Colinas T, Peña C, Chávez-Franco S y Alia L. Sistema de estrés oxidativo, fenoles-polifenol oxidasa-peroxidasa, de frutos de pitahaya (Hilocerus undatus) almacenados con frío. Revista Chapingo. 2007; 2: 115-120.
[13]Fenema O. Quimica de los alimentos. Zaragoza: Editorial Acribia; 2000.
[14]Gasull E, Becerra D. Characterization of Polyphenyloxidase Extracted from Pears (Packam´s Triumph) and Apples (Red Delicious). Información Tecnológica. 2006; 17: 69-74.
[15]Zheng W, Wang S. Antioxidant activity and phnolic compounds in selected herbs. . Journal of agricultural and food chemistry. 2001; 49: 5165-5170.
[16]Floegel A, Kim D, Chung S, Koo S, Chun O. Comparison of ABTS/DPPH assays to measure antioxidant capacity in popular antioxidant-rich US foods. Journal of Food Composition and Analysis. 2011; 24: 1043-1048.
[17]Palomino L, García C, Rojano B, Durango, D. Determination of phenolic content and evaluation of antioxidant activity of propolis from antioquia (Colombia). Revista de la factutad de química farmacéutica. 2009; 3: 388-395.
[a] Centro de Investigación Interdisciplinario. Área Académica de Nutrición, Instituto de Ciencias de la Salud, Universidad Autónoma del Estado de Hidalgo. Correo de correspindencia: gbetanzo@uaeh.edu.mx
Correo de correspondencia: gbetanzo@uaeh.edu.mx
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