Capacidad antioxidante y contenido fenólico de una bebida a base de la flor de jamaica (Hibiscus sabdariffa)
Antioxidant capacity and phenolic content of a beverage based on the flower of Jamaica (Hibiscus sabdariffa)
Luis Alfredo Cornejo
Universidad Técnica de Manabí, Chone
Ecuador
https://orcid.org/0000-0001-9770-7878
Ramona Cecilia Párraga
ingceciliaparraga@hotmail.com
Universidad Técnica de Manabí, Chone
Ecuador
https://orcid.org/0000-0003-1546-111X
Recibido: 01 de octubre de 2020
Aprobado: 15 de diciembre de 2020
RESUMEN
Descriptores: Producto vegetal; fruta; bebida. (Palabras tomades del Tesauro UNESCO).
ABSTRACT
The antioxidant capacity and phenolic content of a Jamaica flower-based drink were evaluated, with three concentrations that were 0.5, 1% and 1.5%, to which physical-chemical and microbiological analyzes were performed. For the sensory evaluation, a test with a 7-point hedonic scale was applied with 30 untrained tasters evaluating the aroma, flavor, color and appearance parameters. Non-parametric analysis of variance was applied, using the Kruskal Wallis contrast test, it was found that treatment T1 was the one selected as the best according to the tasters. Subsequently, the antioxidant capacity and phenolic content were analyzed at the best treatment (t1) where averages of 50.45 µmol ET / 100g and 671 mg EGA / 100g respectively were shown, concluding that dehydrated Jamaica flower influences the physical-chemical characteristics of the drink, thus favoring the industrialization of the flower.
Descriptors: Plant products; fruit; beverages. (Words taken from the UNESCO Thesaurus).
INTRODUCCIÓN
Las plantas con propiedades medicinales han sido un elemento fundamental a lo largo de la historia del ser humano, contribuyendo con el cuidado de la salud, de manera natural con el transcurso del tiempo se ha innovado la utilización de las plantas según sus propiedades únicas que puedan ser explotadas para un mejor uso, tal es el caso de la flor de Jamaica, que posee cualidades que aportan mucho a la salud del ser humano si se la introdujera como parte de su dieta diaria (Rivera, 2015).
La flor de Jamaica ha sido una de las especies más estudiadas por su alto contenido de moléculas antioxidantes como vitamina E y C, compuestos fenólicos, ácidos polifenólicos, flavonoides y antocianinas. Estas propiedades le confieren a esta flor efectos anticancerígenos, cardioprotectores, diuréticos, antinflamatorios, antimicrobianos ejerciendo una acción protectora del daño celular y peroxidación de lípidos (López et al., 2019).
Los antioxidantes son compuestos, naturales o sintéticos, que pueden retrasar o inhibir la oxidación de los lípidos u otras moléculas mediante la inhibición de la iniciación o propagación de las reacciones oxidativas en cadena, en lo principal a través, de la absorción y la neutralización de radicales libres, los cuales son especies nocivas generadas durante el metabolismo oxidativo. (Garro et al., 2015). Dentro de los compuestos con propiedades antioxidantes se encuentran los compuestos fenólicos como los flavonoides, taninos, ácidos fenólicos, entre otros; estos compuestos se encuentran en fuentes naturales como los vegetales, las frutas, semillas, (Barrera, 2011).
Se ha evidenciado la presencia de considerable actividad antioxidante en extractos obtenidos de la flor de Jamaica (Barhé & Tchouya, 2016), también se ha determinado valioso contenido nutricional en los subproductos, como por ejemplo elevado nivel de fibra dietética, bajo contenido de lípidos, importante contenido de compuestos fenólicos que le proporcionan efecto antioxidante. (Ahmed & Abozed, 2015).
Una gran cantidad de alimentos líquidos tales como bebidas a base de frutas y vegetales son considerados productos innovadores que marcan una nueva tendencia en el mercado (Santander et al., 2017), han experimentado un rápido crecimiento en los últimos años pues varias investigaciones relacionadas con los alimentos funcionales se han centrado en el estudio de sus propiedades antioxidantes y que tienen otros componentes bioactivos. (Coronado et al., 2015). Por ello existe la oportunidad de elaborar una bebida a base de flor de Jamaica conociendo que presenta un alto contenido antioxidante y de fenoles totales, causando el interés a nivel mundial por consumidores y empresarios.
METODOLOGIA
La materia prima fue obtenida de la ciudad de Quito en la empresa Aromas y especies previamente deshidratada; y para la elaboración de la bebida con los diferentes tratamientos (tabla 1) se aplicó la técnica empleada por (Ardila, 2015).
Tabla 1.
Combinaciones de los tratamientos estudiados.
|
Trat. |
Combinaciones |
Unidad experimental |
Repeticiones |
|
T1 |
0,5% flor de Jamaica - 99% agua |
500 ml |
3 |
|
T2 |
1% flor de Jamaica - 99agua |
500 ml |
3 |
|
T3 |
1,5% flor de Jamaica – 98.5% agua |
500 ml |
3 |
Posterior a la elaboración del producto con las diferentes concentraciones de flor de Jamaica, se realizaron análisis físico químicos de acuerdo a la norma INEN 2304 (INEN, Norma técnica ecuatoriana para refrescos o bebidas no carbonatadas. Requisitos, 2017) que son requisitos para refrescos o bebidas no carbonatadas tales como; pH por el método de ensayo NTE INEN-ISO 2173, acidez titulable por el método de ensayo NTE INEN-ISO 750 y solidos solubles (ºBrix) por el método NTE INEN-ISO 2173. Para los análisis microbiológicos de acuerdo a la norma INEN 2337:2008 (INEN, 2008), los cuales son: Recuento de mohos y levaduras (UP/cm3) por el método de ensayo NTE INEN 1529-10, Enterobacteriácea NTE INEN 1529-5, Aerobios mesófilos por el método NTE INEN1529-6. Estos análisis físico químicos y microbiológicos fueron realizado en el Laboratorio de Química de la Facultad de Ciencias Zootécnicas.
Para la evaluación sensorial de la bebida se aplicó un test con una escala hedónica de 7 puntos con 30 catadores no entrenados evaluando los parámetros aroma, sabor, color y apariencia general. Para el ensayo se aplicó un diseño completamente al azar unifactorial con tres repeticiones obteniendo un total de 9 unidades experimentales.
Una vez obtenido el mejor tratamiento se procedió a realizar el análisis de Actividad antioxidante por el método del ABTS (Ácido 2,2’-azinobis 3etilbenzotiazolín-6- sulfónico) descrito por (Re, 1999). El radical ABTS, se preparó mediante la reacción acuosa de persulfato de potasio 2,45 mM y ABTS 7 mM. Éste se dejó reposar en la oscuridad por 16h a 20°C. La solución de ABTS• + obtenida se diluyó con etanol (95%) hasta obtener una absorbancia de 0,70 a 734 nm 30 °C (espectrofotómetro Thermo Spectronic Genesys 10uv). Para la realización de la curva de calibración se colocó en la celda 1 mL de la solución de radical ABTS•+, y se registró la absorbancia inicial. Entonces se añadió10 μL de cinco soluciones de estándar Trolox, y se tomó de absorbancia a 734 nm con un blanco a base de etanol. Para la evaluación de la actividad antioxidante se remplazó los 10 μL de la solución de Trolox por el extracto de cada tratamiento. La absorbancia fue leída al 1 min y 6 min de haber incorporado los 10 μL de extracto.
Para cuantificacion de fenoles totales por el Método de Folin-Ciocalteau propuesto por (Singleton, 1965), del concentrado extraído de cada una de las muestras se tomó 10 ml, 5 ml de metanol (95% v/v) y agua destilada hasta obtener un volumen total de 100ml (Solución madre), de tal solución tomó 0,1 ml, añadió 0.5ml de reactivo de Folin-Ciocalteau y se dejó en reposo 5 minutos, se añadió 1 ml una solución de carbonato de sodio (5%) (5 gr de bicarbonato de sodio aforado a 100 ml H2O d.) a la mezcla y se aforó a 25 ml con agua destilada. La solución se dejó reposando en la oscuridad durante 1 hora. De la solución resultante se tomaron 3 ml en una celda y se midió la absorbancia a 760 nm en un espectrofotómetro.
Para la cuantificación de los compuestos fenólicos totales se empleó una curva de calibración utilizando ácido gálico como estándar (2 gr de Ac. Gálico/100 ml H2O d.). Todos los tratamientos se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron en mg de GAE (equivalente de ácido gálico) / 100 gr de la muestra (Singleton, et al, 1999).
Para la realización de la curva de calibración se mezclaron 10 ml de la solución a base de ácido gálico con 5 ml de etanol y se aforaron a 100 ml con agua destilada (Solución Estándar). Posteriormente se hicieron dos soluciones, para la primera solución (estándar cero) se mezclaron 0 ml de la solución estándar con 0,5 ml de Folin, 1 ml de la solución de bicarbonato de sodio y aforado a 25 ml con agua destilada. Para la segunda solución se mezclaron 0.125 de la solución estándar con 0.5 ml de Folin y se dejó reposando 5 min, luego se añadió 1 m de la solución de bicarbonato de sodio y se completó con agua destilada hasta obtener un volumen de 25 ml, las dos soluciones se dejaron reposar en la oscuridad durante 1 hora. La segunda solución se diluyó a 3 concentraciones distintas (1:20, 1:10 y 1:5) y se midió la absorbancia de cada una obteniendo los resultados (Singleton, et al, 1999). Estos análisis fueron realizados en el laboratorio de alimentos de la Facultad de ciencias agropecuarias de la Universidad laica Eloy Alfaro de Manabí.
RESULTADOS
Análisis físico químicos
Análisis de pH
Como indica la figura 1 En los análisis realizados el valor de pH tiende a aumentar, tal como la concentración de la flor de Jamaica, obteniendo valores de 2,39, 2,56 y 2,58, valores que se encuentran en el rango establecido por la norma INEN 2337:2008. Estos resultados están próximos al valor indicado por (Cevallo-Mirna, 2015) donde menciona un pH de 2 mientras que (El Salous et al., 2017), en su investigación de una mezcla de Jamaica con tamarino obtiene un valor mayor de 3,54 de pH, menciona rangos de pH que van desde 3,15 a 3,29 y (Ruiz, 2010) con un valor de 3,7.
Figura 1. Resultados de análisis de pH de los tratamientos.
Análisis de º Brix
De acuerdo a la figura 2. Existe una igualdad en el valor de los sólidos solubles en los tratamientos T2 y T3 (3,4) mientras que el tratamiento T1 presentar un valor menor (3,2), estos valores están dentro del rango permitido por (INEN, Norma técnica ecuatoriana para refrescos o bebidas no carbonatadas. Requisitos, 2017) establece un valor máximo de 15. Por otra parte, (Castillo, 2017), corrobora que en su investigación obtuvo el valor de 2,00 ºBrix lo que indica que en este parámetro depende de las diversas concentraciones de materia seca que sea agregada al producto, valor cercano al que se presenta en esta investigación; a diferencia de (El Salous et al., 2017), que indica un valor de 6,7ºBrix. y (Ruiz, 2010) con un valor promedio de 1,017g/cm3 que equivale a 4,33 grados brix.
Figura 2. Resultados de análisis de ºBrix de los tratamientos.
Acidez
De acuerdo a la figura 3. se observa que los tratamientos T2 y T3 presentan valores iguales referente a la acidez (0,18%) a diferencia del tratamiento T1 que dobla el valor (0,36) pero que cumplen con la norma INEN, Norma técnica ecuatoriana para refrescos o bebidas no carbonatadas. (INEN, 2017). Así mismo (García et al., 2015), presenta un valor muy similar a la presente investigación con un valor de 0,39%. Por otra parte, (Ardila, 2015) menciona un valor de 0,16% en su formulación con sacarosa. Los altos niveles de acidez que se observa, tales como ácido acético, tartárico y málico son atribuidos a la flor de Jamaica (El Salous et al., 2017) mientras que (Fasoyiro, 2005) indica valores que van desde 0,10 hasta 0,14 combinados con otras frutas en combinación con la flor de Jamaica mientras que (Ruiz, 2010) muestra un valor de 0.21%.
Figura 3. Resultados de acidez titulable de los tratamientos.
Análisis microbiológicos
Análisis de hongos y levaduras
Según reporta la figura 4 los resultados del análisis de hongos y levaduras van desde 34 a 100 UFC g-1, mientras que otros investigadores presentaron valores inferiores tal como (Henriquez & Sanchez, 2017) que presentó un valor menor a 10UFC g-1. Por otra parte, (Gonzalez et al., 2009) no reportaron presencia de estos microorganismos. Sin embargo, los valores obtenidos en la investigación están dentro del rango de la norma INEN 1529 de control microbiológico de los alimentos donde indica que el valor máximo es 500 UFC.
Figura 4. Resultados de análisis de hongos y levaduras.
Análisis de enterobacterias
Según la figura 5. se observan valores muy bajos que se encuentran en el rango establecido por la Norma (INEN, Norma técnica ecuatoriana para jugos, pulpas, concentrados, néctares, bebidas de frutas y vegetales. (INEN, 2008). Así mismo (Morales, 2014) y (Henriquez & Sanchez, 2017), mencionan que en sus invstigaciones presentaron valores menores a 10 UFC g-1.
Figura 5. Resultados de análisis de enterobacterias.
Análisis de aerobios mesófilos
Tal como menciona la figura 6. Los valores del análisis de aerobios mesófilos fluctúan entre 35 UFC g-1 y 68 UFC g-1, valores similares a los reportados por (García et al., 2015) que mencionan 88 UFC g-1 y 54 UFC g-1 de. En contraparte (Henriquez & Sanchez, 2017) menciona un valor menor a 10 UFC g-1.
Figura 6. Resultados de análisis de aerobios mesófilos.
ANALISIS SENSORIAL
Para la evaluación sensorial del néctar se aplicó un test con una escala hedónica de 7 puntos con 30 catadores no entrenados evaluando los parámetros aroma, sabor, color y apariencia general. Se procedió a realizar los supuestos del análisis de la varianza (ADEVA) (normalidad, homogeneidad homocedasticidad) donde se pudo apreciar que los datos no se distribuyen normalmente, por lo tanto, se procedió a realizar pruebas NO paramétricas.
Se aplicó la prueba de contraste de Kruskal Wallis evaluando los atributos aroma, sabor, color y apariencia general, existiendo diferencia significativa en los atributos color, sabor y apariencia general, mientras que para los panelistas el atributo aroma no presentó diferencia alguna entre los tratamientos como lo muestra la tabla N°2.
Tabla 2.
Resumen de prueba de hipótesis.
|
Hipótesis nula |
Test |
Sig. |
Decisión |
|
La distribución de COLOR es la misma entre las categorías de TRATAMIENTOS. |
Prueba Kruskal-Wallis de muestras independientes |
0,000 |
Rechazar la hipótesis nula |
|
La distribución de SABOR es la misma entre las categorías de TRATAMIENTOS. |
Prueba Kruskal-Wallis de muestras independientes |
0,000 |
Rechazar la hipótesis nula |
|
La distribución de APARIENCIA GENERAL es la misma entre las categorías de TRATAMIENTOS. |
Prueba Kruskal-Wallis de muestras independientes |
0,000 |
Rechazar la hipótesis nula |
|
La distribución de AROMA es la misma entre las categorías de TRATAMIENTOS. |
Prueba Kruskal-Wallis de muestras independientes |
0,684 |
Retener la hipótesis nula |
Color
Los tratamientos mostraron diferencias significativas en cuanto al aspecto de color (Tabla 3), determinando como el mejor tratamiento el T1 (0,5% flor de Jamaica) con un valor de 58,033, seguidamente el T2 y T3 con valores de 43,817 y 34,650 respectivamente. (El Salous et al., 2017) menciona en su investigación que en el atributo color los catadores escogieron el T2 siendo 10% de flor de Jamaica, pero en combinación con tamarindo. Mientras que (Ardila, 2015) indica que para la bebida de Jamaica con y sin sacarosa los catadores mencionaron la escala más alta del test en este atributo.
Tabla 3.
Subconjuntos homogéneos basados en color.
|
Subconjunto |
|||
|
1 |
2 |
||
|
Muestras |
T3 |
34,65 |
|
|
T2 |
43,817 |
||
|
T1 |
58,033 |
||
|
Probar estadística |
2,173 |
||
|
Sig. (prueba de 2 caras) |
0,14 |
||
|
Sig. Ajustada (prueba de 2 caras) |
0,14 |
||
Sabor
Mediante el análisis realizado se observa que existen diferencias significativas entre los tratamientos (Tabla 2). Dando como resultado el T1 como mejor tratamiento (54,567) aunque comparte categoría estadística con el tratamiento T2 (45.033) como se observa en la tabla 4. (El Salous, et al., 2017) menciona en su investigación que de acuerdo al atributo sabor el mejor tratamiento fue el T3 (con 5% de flor de Jamaica). (Ardila, 2015) en contraparte menciona que los catadores prefirieron ambos tratamientos (con y sin sacarosa) obteniendo el mayor puntaje.
Tabla 4.
Subconjuntos homogéneos basados en sabor.
|
Subconjunto |
|||
|
1 |
2 |
||
|
Muestras |
T3 |
36,9 |
|
|
T2 |
45,033 |
45,033 |
|
|
T1 |
54,567 |
||
|
Probar estadística |
1,759 |
2,3538 |
|
|
Sig. (prueba de 2 caras) |
0,185 |
0,125 |
|
|
Sig. Ajustada (prueba de 2 caras) |
0,185 |
0,125 |
|
Apariencia general
La tabla 2. Menciona que existen diferentes significativas en el atributo apariencia general y como se puede observar en la tabla 5. El tratamiento con mayor aceptación fue el T1 (57,567), seguidamente del tratamiento T3 (39,767) y T2 (39,167) mientras que (Ardila, 2015) menciona que el mejor tratamiento fue el T3 que incluye 5% de flor de Jamaica y (El Salous et al., 2017) coincide que fue el T3 en su caso el tratamiento de preferencia en este atributo. Aunque las concentraciones de flor de Jamaica varían de acuerdo a cada investigación.
Tabla 5.
Subconjuntos homogéneos basados en apariencia general.
|
|
Subconjunto |
||
|
1 |
2 |
||
|
Muestras |
T2 |
39,167 |
|
|
T3 |
39,167 |
||
|
T1 |
57,567 |
||
|
Probar estadística |
0,004 |
||
|
Sig. (prueba de 2 caras) |
0,951 |
||
|
Sig. Ajustada (prueba de 2 caras) |
0,951 |
||
De acuerdo a los análisis estadísticos se considera que el tratamiento de mejor aceptación en tres atributos de los cuatro, fue el tratamiento T1, al cual se realizaron análisis de cuantificación de fenoles totales ya actividad antioxidante que se detallan a continuación:
Capacidad antioxidante
De acuerdo a la figura 7. análisis de capacidad antioxidante donde se analizaron tres réplicas del mejor tratamiento, donde se obtiene un promedio de 50,45 µmol ET/100g), a diferencia de (Sáyago & Goñi, 2010) que mostró un valor de 90,8 µmol trolox/gmateria seca método ABTS y 66,3 por método FRAP, mientras que (Moreno, 2017) que obtuvo un valor de 7.88 mM de Trolox/ 100 mL de muestra. (Gonzalez & Prieto, 2020) en su investigación muestra un valor inferior a los mencionados anteriormente siendo 25,06 mg equivalente a Trolox. (Sumaya et al., 2014) menciona que los extractos acuosos de Jamaica por la concentración de bioactivos que presentan, resultan atractivos para la elaboración de alimentos funcionales.
Figura 7.
Resultados de análisis de capacidad antioxidante al mejor tratamiento.
Fenoles totales
Tal como reporta la figura 8. Resultados de análisis de contenido fenólico al mejor tratamiento se analizaron tres réplicas del mejor tratamiento con valores que van desde 628 hasta 712 mg EGA/100g obteniendo un promedio de 671 mg EGA/100g. (Moreno, 2017) menciona un valor inferior al presentado siendo una cantidad de 204.02mg Equivalente de ácido gálico/100 ml en la elaboración de vino de Flor de Jamaica.
(Preciado, 2016) indica un valor muy inferior de 31,89 mg EAG/g muestra seca donde menciona que la variación de los resultados depende de la variedad que se investigue. Una diferencia considerable al de la presente investigación, mientras que (Zamora et al., 2018) muestra valores que disminuyen hasta 139.32 (mg Ácido Gálico/100 ml y menciona que, por ser un producto fermentable, se dan interacciones fisicoquímicas entre compuestos fenólicos (taninos-tanino y antocianina) o reacciones con otros compuestos.
Figura 8.
Resultados de análisis de contenido fenólico al mejor tratamiento.
CONCLUSIONES
Se obtuvo una bebida que cumple con los estándares de calidad y sobre todo con la aceptabilidad del producto, considerándose el mejor tratamiento el T1, cuyos valores correspondientes a la capacidad antioxidante y contenido fenólico son 50.45 µmol ET/100g y 671 mg EGA/100g.
Se obtuvo una bebida que cumple con los estándares de calidad y sobre todo con la aceptabilidad del producto, considerándose el mejor tratamiento el T1, cuyos valores correspondientes a la capacidad antioxidante y contenido fenólico son 50.45 µmol ET/100g y 671 mg EGA/100g.
Los valores de los análisis físico químicos (brix, pH y acidez) obtenidos cumplen con los estándares de calidad de acuerdo a las normativas vigentes de Ecuador, obteniendo así un producto óptimo para industrializarlo.
Los resultados de los análisis microbiológicos están dentro del rango permitido según la Norma INEN, aunque existe presencia de estos microorganismos, se debe de buscar medidas que logren minimizar contaminación al producto.
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