Malus domestica

XII CONGRESO NACIONAL DE CIENCIA
Y TECNOLOGIA DE ALIMENTOS
Jueves 27 y Viernes 28 de Mayo de 2010
Guanajuato, Gto.
División Ciencias de la Vida
Campus Irapuato-Salamanca
ESTUDIO DE LA CONCENTRACIÓN DE QUERCETINA EN LAS VARIEDADES
DE MANZANA (Malus domestica) FUJI, RED DELICIUS Y DELICIA
a*
a
b
a
Navarro Cruz A. R. , Vera López O. , Muñoz Bedolla R. , Melgoza Palma N. , Lazcano
a
a
a
Hernández M. , Gómez Crisóstomo M. R. , Romero Vázquez M.
b
Departamento de Análisis Clínicos, Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla, 14 Sur y San Claudio, Ciudad Universitaria, C.P. 72570, Puebla, Puebla
a
Departamento de Bioquímica-Alimentos, Facultad de Ciencias Químicas, Benemérita Universidad
Autónoma de Puebla, 14 Sur y San Claudio, Ciudad Universitaria, C.P. 72570, Puebla, Puebla
* [email protected]
RESUMEN:
El estudio de los antioxidantes en frutas ha tomado mucho énfasis en la actualidad, particularmente
la quercetina a la cual se le han atribuido múltiples beneficios para la salud. Entre las frutas que
más se consumen en México por su accesibilidad, costo y versatilidad, se encuentra la manzana la
cual presenta gran cantidad de antioxidantes -entre ellos quercetina- por lo que surge el interés de
investigar el contenido de ésta en dichos frutos. El objetivo del presente trabajo fue realizar la
evaluación del contenido de quercetina de tres variedades de manzana (Fuji, Red Delicious y
Delicia), por medio del método de Espectrofotometría de luz visible. Se realizó la identificación de
los flavonoides presentes en las diferentes muestras por medio de la reacción de Shinoda, y se
determinó que la mayor concentración de flavonoides (contenido total de quercetina) se encuentra
en la cáscara de la manzana mientras que la concentración en pulpa de manzana es mínima. En
cuanto a las concentraciones de quercetina en las manzanas, la manzana Fuji presentó 0.29-1.65
mg/g, la Red Delicious 0.39-1.21 mg/g y la variedad Delicia 0.32-1.31 mg/g. De acuerdo con los
datos anteriores, el contenido de quercetina puede considerarse igual en las diferentes variedades
analizadas.
ABSTRACT:
The study of antioxidants in fruits has taken a strong emphasis now, particularly quercetin which
have been attributed to many health benefits. Among the most consumed fruit in Mexico for its
accessibility, cost and versatility, is the apple which has a large amount of antioxidants, including
quercetin- hence the interest of investigating the contents into this fruit. The aim of this study was
the assessment of the quercetin content of three varieties of apples (Fuji, Red Delicious and
Delicious), by the method of visible light spectrophotometry. Was conducted to identify the
flavonoids present in different samples by the reaction Shinoda, and determined that the highest
concentration of flavonoids (total content of quercetin) was found in the peel of the apple while the
concentration in pulp Apple is minimal. In relation to concentrations of quercetin in apples, Fuji
apple presented 0.29-1.65 mg / g, the Red Delicious 0.39-1.21 mg / g range 0.32-1.31 Delicia mg /
g. According to previous data, the content of quercetin can be considered equal in the different
varieties.
Palabras clave:
Quercetina, antioxidantes, manzana
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INTRODUCCIÓN:
Los flavonoides son pigmentos naturales presentes en los vegetales y que protegen al organismo
del daño producido por agentes oxidantes, como los rayos ultravioletas, la polución ambiental,
sustancias químicas presentes en los alimentos, etc. El organismo humano no puede producir
estas sustancias químicas protectoras, por lo que deben obtenerse mediante la alimentación o en
forma de suplementos. Están ampliamente distribuidos en plantas, frutas, verduras y en diversas
bebidas y representan componentes sustanciales de la parte no energética de la dieta human.
Estos compuestos fueron descubiertos por el premio Nobel Szent-György, quien en 1930 aisló de
la cáscara del limón una sustancia, la citrina, que regulaba la permeabilidad de los capilares. Los
flavonoides se denominaron en un principio vitamina P (por permeabilidad) y también vitamina C2
(porque se comprobó que algunos flavonoides tenían propiedades similares a la vitamina C). Sin
embargo, el hecho de que los flavonoides fueran vitaminas no pudo ser confirmado, y ambas
denominaciones se abandonaron alrededor de 1950.
Se estima que el número de flavonoides conocidos por la diversidad de su arquitectura molecular
es de alrededor de 5000 sustancias entre los que se pueden destacar:
1. Citroflavonoides: quercitina, hesperidina, rutina, naranjina y limoneno. La quercetina es un
flavonoide amarillo-verdoso presente en cebollas, manzanas, brócoles, cerezas, uvas o repollo
rojo.
2. Flavonoides de la soja o isoflavonoides: están presentes en los alimentos con soja tales como
porotos, tofu, tempeh, leche, proteína vegetal texturizada, harina, miso.
3. Proantocianidinas se localizan en las semillas de uva, vino tinto y extracto de corteza del pino
marino.
4. Antocianidinas: son pigmentos vegetales responsables de los colores rojo y rojo-azulado de las
cerezas.
5. Ácido elágico: es un flavonoide que se encuentra en frutas como la uva y en verduras.
6. Catequina: el té verde y negro son buenas fuentes.
7. Kaemferol: aparece en puerros, brócoles, rábano, endibias y remolacha roja.
Las estructuras básicas de los principales grupos flavonoides (flavanos, flavonoles, flavonas,
antocianidinas ),(figura 1).
Las diferencias entre grupos se han establecido por el grado de aromaticidad, el ordenamiento y el
número de hidroxilos sustitutos, así como la extensión y tipo de glicosilación de estos grupos. El
sitio de glicosilación preferida es en la posición 3 y la glucosa constituye el residuo más usual.
Otros residuos son galactosa, xilosa, etcétera.
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FIGURA 1. Flavonoides, estructuras básicas y tipos
Los flavonoides contienen en su estructura química un número variable de grupos hidroxilo
fenólicos y excelentes propiedades de quelación del hierro y otros metales de transición, lo que les
confiere una gran capacidad antioxidante.
Tres características estructurales son importantes para su función:
a) La presencia en el anillo B de la estructura catecol u O-dihidroxi;
b) La presencia de un doble enlace en posición 2,3;
c) La presencia de grupos hidroxilo en posición 3 y 514. La quercetina presenta las tres
características mientras que la catequina solo presenta la segunda y la diosmetina la primera.
Además de sus conocidos efectos antioxidantes, los flavonoides presentan otras propiedades que
incluyen la estimulación de las comunicaciones a través de las uniones en hendidura, el impacto
sobre la regulación del crecimiento celular y la inducción de enzimas de destoxificación tales como
las monooxigenasas dependientes de citocromo P-450, entre otra.
Aunque los hábitos alimenticios son muy diversos en el mundo, el valor medio de ingesta de
flavonoides se estima como 23 mg/día, siendo predominantes los flavonoles especialmente la
quercetina. Las fuentes alimenticias principales de los flavonoles son, entre otras, el té negro, las
cebollas, las manzanas, la pimienta negra —que contiene cerca de 4 g/kg de quercetina—, y
bebidas alcohólicas como vino y cerveza. La ingesta promedio de flavonoles y flavonas se sitúa
entre los 20 y 26 mg/día. Excede, por tanto, a la de otros antioxidantes en la dieta, tales como el
beta-caroteno (2-3 mg/día) y la vitamina E (7-10 mg/día) y es igual aproximadamente a un tercio de
la vitamina C (70-100 mg/día).
En estudios epidemiológicos se ha demostrado que con el consumo incrementado de frutas y
vegetales se experimenta una reducción del 50% en el riesgo de cánceres digestivos y de las vías
respiratorias. La capacidad de los polifenoles vegetales para actuar como antioxidantes en los
sistemas biológicos fue ya reconocida en los años treinta; sin embargo, el mecanismo antioxidante
fue ignorado en gran medida hasta hace poco tiempo. El creciente interés en los flavonoides se
debe a la apreciación de su amplia actividad farmacológica.
En experimentos in vitro se ha confirmado el papel protector de la quercetina, la cual ejerce efectos
de inhibición frente a células cancerígenas en humanos: en colon, glándula mamaria y ovario, en
región gastrointestinal y en la leucemia.
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METODOLOGÍA:
Obtención y preparación de la muestra
Las muestras de manzanas fueron obtenidas de tres diferentes puntos de la
ciudad de Puebla. Fueron utilizadas las manzanas que presentaban mayor
maduración así como coloración rojiza obteniendose de manera aleatoria por
selección organoleptica, de las variedades Red Delicious, Fuji y Delicia. De las
manzanas se tomó una muestra de cáscara con la ayuda de un pelador quitando
la capa de pulpa adherida a la piel. Se pesó 1 gramo de cáscara con ayuda de la
balanza analítica. Protegiendo de la luz se colocó 1 gramo de cáscara de
manzana más 10 mL de alcohol absoluto en el mortero y se molió.
Identificación de flavonoides por reacción de Shinoda
Tomando una alícuota de la molienda anterior se colocó en un tubo de ensayo y
se agregó de dos a tres virutas de magnesio y unas gotas de ácido clorhídrico
concentrado, observando la coloración característica (azul magenta, violeta o rojo)
en presencia de flavonoides o incolora en ausencia de estos. Se utilizó como
control negativo agua destilada.
Extracción alcohólica
En un embudo de separación previamente forrado de papel negro para evitar el
paso de la luz se colocaron 10 mL de muestra obtenida en la molienda, agregando
2.5 mL de agua y 7.5 mL de cloroformo, se tapó y se agitó vigorosamente
permitiendo la salida de gas y a continuación dejando en reposo de forma vertical
hasta la separación de fases, cada una de estas fases fueron obtenidas de la
extracción con ayuda de un embudo de plástico y papel filtro, la fase cloroformica
fue filtrada para retener las partículas grandes y así evitar variaciones en la
lectura.
Lectura
Se colocaron 1.5 mL de la fase cloroformica, 0.5 mL de acetato de potasio 1M, 0.5
mL de nitrato de aluminio 10% y 7.5 mL de alcohol etílico absoluto. Se tomó una
alícuota y colocándola en una celda de cuarzo se llevó a lectura en el
espectrofotómetro a 415 nm anotando los resultados. Las absorbancias obtenidas
en las determinaciones fueron interpoladas para poder determinar la
concentración por medio de una curva de calibración de un estándar de
quercetina. Los estudios UV-Vis fueron realizados utilizando celdas de cuarzo de 3
mL de capacidad, 1 cm de paso de luz, a temperatura ambiente, en un tiempo
máximo de 60 segundos por lectura.
Análisis de datos
Los datos que se obtuvieron durante la lectura se analizaron mediante el método
de Análisis estadístico de Kruskal Wallis.
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RESULTADOS Y DISCUSIÓN:
Los extractos obtenidos fueron óptimos para la realización del ensayo, ya que por
las propiedades de polaridad de los flavonoides y los solventes utilizados se
facilitó la extracción correcta de los mismos.
Al realizar una comparación de la concentración de quercetina en los lotes de
manzana Fuji se observa según el estudio estadístico de la concentración que no
hay diferencias significativas entre los lotes, esto se puede deber a que las
manzanas son provenientes de lugares cercanos lo que permite una mejor
conservación de sus propiedades entre ellas la concentración de flavonoides.
De la misma manera al comparar los lotes de la manzana Red Delicious se
observa que no hay diferencias en la concentración de quercetina.
En los lotes de manzana Delicia la concentración de quercetina no tiene
diferencias significativas pudiendo deberse a las condiciones en que se mantiene
la fruta en un supermercado.
Se observó que la concentración de flavonoides expresada como concentración
total de quercetina no varía entre especies de manzana ni entre lotes ya que al
realizar el análisis estadístico de Kruskal Wallis se notó que no existen diferencias
significativas en las concentraciones de quercetina de las diferentes especies de
manzana.
Por lo anterior se puede decir que para estos lotes no importan las condiciones de
transporte, condiciones y tiempo de almacenamiento en la concentración de
flavonoides, del mismo modo no importa la especie de la manzana ya que las
concentraciones son similares. En la figura 1 se muestran las concentraciones
determinadas de quercetina.
Con la finalidad de determinar si la mayor concentración de quercetina se
encontraba en cáscara o en pulpa, se probaron los extractos de cáscara sola y
cáscara con pulpa, se determinó que la mayor concentración de flavonoides
(contenido total de quercetina) se encuentra en la cáscara de la manzana mientras
que la concentración en pulpa de manzana es mínima.
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CON PULPA
1.4
SIN PULPA
1.2
CONCENTRACIÓN
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0
FUJI
RED DELICIOUS
DELICIA
Figura 1. Comparación de concentración de quercetina en manzana con pulpa y
sin pulpa.
CONCLUSIONES:
La mezcla más adecuada para la extracción de la quercetina fue una solución de
cloroformo-alcohol ya que facilitó la extracción y evitó pérdidas significativas.
Fue posible la identificación cualitativa de los flavonoides por medio de la reacción
de Shinoda.
No existió diferencia significativa en la concentración de flavonoides si se
considera el fruto completo o únicamente la cáscara, no hubo diferencia en la
concentración tampoco entre los tres tipos de manzana y tampoco parece ser
importante el lugar de compra.
Además, de acuerdo con las concentraciones determinadas, con el consumo de 12 manzanas diariamente se puede cubrir las ingestas diarias más probablemente
recomendadas de quercetina.
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