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Determinación de las propiedades fisicoquímicas y bromatológicas del guayabo de pava (Bellucia grossularioides L.Triana) en sus diferentes estados fisiológicos Physicochemical Characterization of Pava Guajava (Bellucia grossularioides L.Triana) in their different physiological states Luz-Elena Ramírez, Cristian Núñez, Mónica Pacheco-Valderrama, Oscar Porras-Atencia, Edwing Velasco-Rozo Instituto Universitario de la Paz (UNIPAZ), Escuela de Ingeniería Agroindustrial, Grupo de Investigación en Innovación, Desarrollo Tecnológico y Competitividad en Sistemas de Producción Agroindustrial (GIADAI), Barrancabermeja, Santander. Email: luz.ramirez@unipaz.edu.co Resumen El guayabo de pava (Bellucia grossularioides L. Triana) es un fruto promisorio para la agroindustria colombiana, del cual no existen reportes fiables en la literatura. El objetivo de este trabajo fue realizar la caracterización física, fisicoquímica y bromatológica del fruto. Se determinaron el peso, diámetro, longitud, volumen, densidad, pH, acidez, ºBrix, índice Madurez, contenido de pectina, humedad, materia seca, cenizas, extracto etéreo, fibra cruda, proteína, carbohidratos totales, calcio y fosforo presentes en la fruta. Entre los aspectos bromatológicos, cerca del 60% en peso corresponde a carbohidratos, 12% de fibra cruda, 1% en peso de proteína y un 2% de extracto etéreo; con una contribución importante de calcio y fósforo equivalentes a 9 y 12 ppm, respectivamente. Entre los aspectos fisicoquímicos, aproximadamente alcanza un valor de pH de 3,4, º Brix de 9 y 13 % de materia seca. Palabras clave: extracción, pectina, bromatología, agroindustria, madurez Abstract Guayabo de pava (Bellucia grossularioides Triana L.) is a promising fruit for the Colombian agribusiness, of which there are no reliable reports in the literature. The aim of this work was realize the physical, physico-chemical and bromatological characterization of fruit. Weight, diameter, length, volume, density, pH, acidity, ºBrix, maturity index, pectin content, moisture, dry matter, ash, ether extract, fiber Crude protein, total carbohydrates, calcium and phosphorus present were determined in the fruit. Among the bromatological aspects, about 60% w/w corresponds to carbohydrate, 12% to crude fiber, 1% to protein and 2% of ether extract; with an important contribution Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -69 mailto:luz.ramirez@unipaz.edu.co YURI Texto tecleado Recibido 8/11/2016, Aceptado 15/12/2016, Disponible online 30/04/2017 of calcium and phosphorus equivalent to 9 and 12 ppm, respectively. Among the physicochemical aspects, it reaches approximately pH 3.4, Brix 9 and 13% dry matter. Key words: extraction, pectin, bromatological, agroindustry, maturity I- Introducción El Guayabo de Pava “Bellucia grossularioides (l) triana” es un fruto silvestre de baya globosa, de color verde blancuzco o amarillento blancuzco, el fruto tiene una apariencia como una corona con numerosas semillas muy pequeñas menores a 0.1 cm de diámetro, es carnoso, dulce, comestible (Omawale, 1973), y palatabilidad (Correa, 1984), en la selva amazónica es una alternativa de nutrición ya que su producción es aproximadamente todo el año (Lorenzi, 1998), es consumido por monos, tortugas, roedores, tapires, lagartos, hormigas. En Colombia se localiza en diferentes zonas como el Amazonas, Orinoquia, Chocó y Magdalena Medio. Este fruto varia de sabor en sus diferentes estados fisiológicos, cuando se observa en el estado fisiológico verde contiene un sabor agridulce, con características similares a la guayaba (Psidium guajava); al cambiar de estado fisiológico de maduración el sabor tiende a ser similar a la manzana (Pyrus malus L.). En Colombia, el guayabo de pava es un fruto que no se cultiva con fines comerciales (Ruíz y Lobo, 2009) debido a que no encuentran reportados sus datos nutricionales, de hecho, esta fruta no se encuentra registrada en la tabla de composición de alimentos colombianos del ICBF. Debido a que se conoce claramente la necesidad de formular estudios que permitan demostrar los beneficios de esta fruta tropical, el interés principal de este trabajo se centra en la caracterización física, fisicoquímica y bromatológica de este fruto con miras a conocer su valor nutricional y en efecto, en establecer su potencial aprovechamiento agroindustrial. II- Materiales y Métodos El Guayabo de pava en tres estados fisiológicos, verde, pintón (verde con 10-25% de color amarillo) y maduro (color amarillo), fue recolectado en Centro de Investigaciones Santa Lucía del Instituto Universitario de la Paz- UNIPAZ, Santander, Colombia. Se escogieron los frutos enteros, sin ningún tipo de magulladura o deterioro. La fruta fue lavada y almacenada en refrigeración a una temperatura de 4 °C para conservar su estado de madurez. En algunos casos la fruta fue despulpada después del lavado. Determinación de características físicas El peso de cada fruta se determinó utilizando una balanza analítica (OHAUS, capacidad máxima de 400 g y legibilidad de 0,1 mg). El Diámetro y longitud se midieron con una cinta métrica (legibilidad 1 mm). El volumen Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -70 de la fruta se determinó mediante el cálculo de agua desplazada, utilizando una probeta de 500 cm3. La densidad de la pulpa se determinó por el método de picnómetro de acuerdo con la norma A.O.A.C. 962.37, usando la Ec. 1: ρzumo = m picnometro+zumo−mpicnometro m picnometro+agua−mpicnometro Ec. 1 Determinación de características Fisicoquímicas Todas las características fisicoquímicas de la fruta se determinaron a partir de la pulpa. El pH se midió en un potenciómetro (Hitachi Modelo. 32FH- 2004) de acuerdo con el método AOAC 981.12. El valor de sólidos solubles se calculó como ºBrix utilizando un refractómetro portátil (Scientific) de acuerdo con el método AOAC 932.12. El porcentaje de Acidez se determinó mediante titulación con NaOH (MercK, pureza de 99%) 0.1 N de acuerdo con el método AOAC 942.15, usando la Ec. 2. El índice de madurez se determinó como la relación sólidos solubles/porcentaje Acidez. La Humedad se determinó por termogravimetría usando una balanza digital (Mettler Toledo HB43-S, Halogen) de acuerdo con el método AOAC 934.01. El porcentaje de materia seca se determinó mediante la relación entre el peso de la muestra totalmente seca por calentamiento en horno a 70 ºC (Memmert) sobre el peso de la muestra antes del secado. El porcentaje de pectina se determinó mediante la relación entre el peso de pectina seca extraída y el peso de la muestra. La extracción de la pectina se realizó de acuerdo con el procedimiento reportado por Azad et al. (2014). Para la extracción de la pectina, una muestra de la pulpa fue mezclada con agua en una relación 1:1 en peso, calentada hasta ebullición y posteriormente filtrada para separar el extracto. Este último fue mezclado con etanol (Sigma, 97 % en peso) en una relación 1:2 en peso para precipitar la totalidad de pectina. El producto fue filtrado y secado a 40 ºC durante 24 h. % Acidez = VNaOH∗NNaOH∗Fa∗100 100 Ec. 2 Donde VNaOH corresponde al Volumen de NaOH, NNaOH es la Normalidad del NaOH, y Fa es el Factor del ácido. Determinación de características bromatológicas El porcentaje de Cenizas se determinó mediante la relación entre el peso antes y después de la calcinación de la muestra a 600 ºC durante 2 h, de acuerdo con el método AOAC 942.05. El extracto etéreo se obtuvo mediante extracción soxhlet a 40 ºC con éter de petróleo de una muestra seca de la pulpa de fruta. El porcentaje de extracto etéreo se determinó mediante la relación del peso del extracto y el peso Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -71 de la muestra. El porcentaje de fibra cruda se determinó de acuerdo con el método AOAC962.09, utilizando la fibra resultante de la extracción soxhlet, mencionada anteriormente. La determinación de la proteína total se realizó acorde al método. El porcentaje de carbohidratos totales se calculó por diferencia entre los otros nutrientes de la muestra de fruta tal como se muestra en la Ec. 3. Las concentraciones de calcio y fósforo en la fruta se determinaron por espectrometría UV- VIS de acuerdo con la norma NTC 4981. Porcentaje de Carbohidratos totales = 100 − (porcentaje Materia seca + porcentaje Proteinas totales + procentaje Extracto Etéreo + % Fibra Cruda + porcentaje Cenizas Ec. 3 Análisis estadístico Las pruebas de caracterización fueron realizadas por triplicado. Para cada prueba se determinó el valor medio y la desviación estándar. III- Resultados y Discusión En la Tabla 1 se muestran las características físicas del fruto guayabo de pava en sus diferentes estados fisiológicos. Se observa que la mayoría de los parámetros se incrementan al aumentar el estado de maduración de la fruta. No obstante, este incremento es relativamente superior al pasar del estado pintón a maduro. Contrario a esto, la densidad tiende a disminuir levemente. Tabla 1. Características físicas del guayabo de pava en sus diferentes estados fisiológicos Parámetro Estado fisiológico VERDE PINTON MADURO Valor Medio Desviación estándar Valor Medio Desviación estándar Valor Medio Desviación estándar Peso (g) 17,8 1,6 19,8 3,7 29,8 0,8 Diámetro (cm) 11,1 0,3 11,8 0,6 13,2 0,3 Longitud (cm) 11,5 0,4 11,5 0,7 12,9 0,4 Volumen (mL) 15,3 3 17,7 3,6 27,7 2,6 Densidad (g/mL) 1,1 0,0 1,1 0,0 1,09 0,0 En la Tabla 2 se muestran las características químicas del fruto guayabo de pava en sus diferentes estados fisiológicos. Se observa que todos los parámetros excepto la acidez y humedad, aumentan al incrementar el estado de madurez de la fruta. Como es de esperarse, la acidez y el pH Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -72 presentan resultados inversos. El valor de los ºBrix se incrementa considerablemente entre los estados verde y pintón mientras que solo se incrementa levemente entre pintón y maduro. Esto indica que la síntesis de azucares de la fruta se realiza en la primera etapa de maduración del fruto. Adicionalmente, la humedad disminuye en mayor proporción entre pintón y maduro que entre verde y pintón. De acuerdo con Osterloh et al. (1996), la densidad de la fruta está relacionado directamente con su humedad, tal como se muestra en las Tablas 1 y 2. Este autor reportó que este cambio puede estar asociado con la salida de agua por transpiración, la respiración y el aumento del espacio vacío a causa de la degradación de los tejidos de la fruta. Por otra parte, resultados similares de acidez fueron reportados por Guzmán y Segura en 1989. La mayor reducción de la acidez entre los estados pintón y maduro refleja que existió una alta tasa metabólica en esta fase (Pinzón et al., 2007). Según Kais (2004), los ácidos orgánicos son consumidos en la respiración del fruto en el ciclo de los ácidos tricarboxílicos. Tabla 2. Características químicas del guayabo de pava en sus diferentes estados fisiológicos. Parámetro Estado fisiológico VERDE PINTON MADURO Valor Medio Desviación estándar Valor Medio Desviación estándar Valor Medio Desviación estándar pH 3,3 0,1 3,4 0,0 3,7 0,1 Acidez 0,5 0,0 0,4 0,0 0,2 0,0 ºBrix 4,0 0,0 9,0 0,0 9,5 0,0 Índice Madurez (%) 7,5 0,5 23,8 2,2 46,1 3,1 Pectina (%) 71,4 1,9 73,7 0,5 76,5 1,1 Humedad (%) 78,6 2,0 77,3 1,9 74,5 0,9 Materia Seca (%) 12,8 0,2 12,9 0,3 14,0 0,4 En la Tabla 3 se presentan los resultados de las características químicas del guayabo de pava en sus diferentes estados de madurez. Se observa que el extracto etéreo, la fibra cruda, el calcio y el fósforo se incrementan con el estado de madurez. Contrario a esto, los carbohidratos totales tienden a disminuir. Las cenizas muestran un valor máximo en el estado pintón. El incremento en las características físicas mostrado en la Tabla 1 es debido principalmente al aumento en la cantidad de extracto etéreo y fibra cruda. Tal como lo evidenció Kais en 2004, al comparar las Tablas 2 y 3, se evidencia que el contenido de carbohidratos totales se relaciona inversamente con el valor de ºBrix. Según Wills et al. en 1998, al aumentar el estado de madurez del fruto los azucares incrementan su Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -73 concentración debido al desdoblamiento de las reservas de almidón. Tabla 3. Características químicas del guayabo de pava en sus diferentes estados fisiológicos. Parámetro Estado fisiológico VERDE PINTON MADURO Valor Medio Desviación estándar Valor Medio Desviación estándar Valor Medio Desviación estándar Cenizas (%) 5,7 1,6 8,2 1,9 7,2 1,9 Extracto Etéreo (%) 1,7 0,8 2,6 0,5 4,1 0,7 Fibra Cruda (%) 11,1 0,7 12,5 0,6 14,1 0,7 Proteína (%) 0,7 0,0 1,1 0,0 1,1 0,0 Carbohidratos Totales (%) 67,7 1,7 62,6 1,0 59,1 2,4 Calcio (ppm) 6,3 0,8 9,2 0,7 11,2 0,5 Fosforo (ppm) 9,9 0,4 12,1 0,4 13,8 0,2 De acuerdo con los resultados de los análisis físicos, fisicoquímicos y bromatológicos, el fruto presenta de manera preliminar valores nutricionales mínimos. Por ejemplo, el guayabo de pava presenta mayor acidez que la guayaba común (Psidium guajava L) pero menor que la guayaba agria (Psidium guajava L), siendo ambos aceptados en el mercado nacional de frutas. De acuerdo al contenido de solidos solubles (°Brix), la fruta muestra mayor cantidad en los estados pintón y maduro, lo cual favorece su uso para la elaboración de productos alimenticios dirigidos al consumo humano, tales como néctar, jugos, mermeladas, jaleas, pasta de dulces y otros, ya que la industria alimentaria requiere un porcentaje aproximado de 10 °Brix. El porcentaje de ácido péptico es mayor a medida que cambia de estado fisiológico. Esto puede ser aprovechado en diferentes alimentos que contengan un porcentaje mínimo de ácido péptico tales como mermeladas, gelatinas, gomas, entre otros. Los bajos valores de materia seca en cada estado fisiológico indican que es un alimento jugoso. Por último, el contenido de carbohidratos de la fruta en todos sus estados se presenta en buenas cantidades, siendo un alimento energético y útil para la elaboración de concentrados para diferentes especies de animales, de mayor palatabilidad y sin anexar ningún tipo de aditivos dentro del concentrado. IV- Conclusiones Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -74 El guayabo de pava (Bellucia grossularioides L.Triana) es un alimento con una carga nutricional importante, especialmente en su estado de madurez fisiológica, el cual puede ser potencialmente explotado como fuente de alimentación de humanos y animales. Entre los aspectos bromatológicos, cerca del 60% en peso corresponde a carbohidratos, 12% de fibra cruda, 1% en peso de proteína y un 2 % de extracto etéreo; con una contribución importante de calcio y fósforo equivalentes a 9 y 12 ppm, respectivamente. Entre los aspectos fisicoquímicos, aproximadamente alcanza un valor de pH de 3,4, º Brix de 9 y 13 % de materia seca. En general los parámetros fisicoquímicos mencionados excepto los carbohidratos, tienden a aumentar con el estado de madurez del fruto. V- Referencias AOAC: Association of Official Analytical Chemists. (1990) Official Methods of Analysis. 15th ed. Washington D.C: Association of Official Analytical Chemists. 916 p. Azad A.K., Ali M.A., Akter S., Rahman J. (2014) Ahmed M., Isolation and characterization of pectin extracted from lemon pomace during ripening. J. Food and Nutrition Sci. 2(2): 30-35. Corrêa, M.P. (1984). Dicionário das plantas úteis do Brasile das exóticas cultivadas. Colaboração de Leonan de A. Penna. Rio de Janeiro: IBDF, v.6. Guzmán N.R. y Segura E. (1989). Tecnología de frutas y hortalizas. Unisur, Bogotá. 200 p. Kays, S. (2004). Postharvest biology. Exon Press, Athens, Georgia. 568 p. Lorenzi, H. (1998). Árvores brasileiras: manual de identificação e cultivo de plantas arbóreas do Brasil. Nova Odessa: Instituto Plantarum de Estudos da Flora. v.2. Omawale. Guyana’s edible plants. Guiana: University of Guyana, Turkeyen, 115p 1973. Osterloh A., Ebert G., Held W.H., Schulz H., Urban E. (1996). Lagerung von Obst und Südfrüchten. Verlag Ulmer, Stuttgart. 253 p. Pinzón I.M., Fischer G., Corredor G. (2007). Determinación de los estados de madurez del fruto de la gulupa. Agronomía Colombiana. 25(1): 83-95. Ruiz I., Lobo S. (2009). Plantas comestibles de Centroamérica. Instituto Nacional de Biodiversidad (INBIO). 1 ed. Costa Rica. p 236-237. Agradecimientos Los autores agradecen a la Dirección de Investigaciones y proyección social del Instituto Universitario de la Paz por el préstamo del laboratorio de Biotecnología Agroindustrial para Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -75 el desarrollo de las pruebas experimentales. Vol 25, No 40 (2017), Revista Alimentos Hoy -76
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