I. Introducción

La papa es uno de los productos de mayor produc- ción y consumo en Colombia; en el 2014 alcanzó una producción de 2.758.741 t, en 144.177 ha cultivadas (1). Este tubérculo se caracteriza por ser empleado en la elaboración de diferentes prepara- ciones, razón por la cual se considera un alimento con potencial para el desarrollo de Productos Mí- nimamente Procesados (PMP). Sin embargo, este tipo de alimentos, es decir, productos frescos, la- vados, cortados y envasados, que no son someti- dos a tratamientos térmicos, pueden sufrir algunos cambios que, en el caso particular de la papa, se pueden traducir en la activación del metabolismo de los fenilpropanoides, que desencadena reaccio- nes que conduce al pardeamiento de los tejidos, como respuesta al estrés mecánico. Estos cambios pueden verse reflejados en la degradación o pér- dida de pigmentos respecto al vegetal fresco, y pueden ser determinados a partir del seguimiento de los parámetros de color L*, a*, b* del sistema CIELAB (2).

El pardeamiento generado por la oxidación es afectado por factores como la cantidad de oxígeno, la presencia de polifenoloxidasa (PPO) en el alimento y la temperatura de almacenamiento del producto. En ese sentido, para mitigar la oxidación en los PMP se han sugerido diferentes estrategias, como el uso de atmósferas modificadas, la inactivación de la PPO mediante el pH, la reducción de la temperatura en el almacenamiento para disminuir la tasa de respiración y la incorporación de aditivos acidulantes o antioxidantes (3). En este escenario, los antioxidantes de origen natural juegan un papel importante, debido a la inclinación de los consumidores por productos con menos conte- nido de sustancias sintéticas (4). Específicamente, los compuestos fenólicos de origen vegetal y sus aplicaciones en los alimentos han atraído la atención de diferentes investigaciones (5). A manera de ejemplo, se ha evaluado la acción antioxidante de sustancias de origen natural, como: galato de pro- pilo, ácido cumárico, ácido ferúlico y ácido rosmarínico, apreciando una reducción en la oxidación lipídica en carnes y derivados (6). En otras matrices, como las frutas y hortalizas, en las cuales el pardeamiento enzimático disminuye la calidad comercial, el valor nutritivo y la calidad sensorial de los productos, se ha sugerido el uso de sustancias como el extracto de té verde (7). De igual forma, se han utilizado extractos de diferentes subproductos de cebolla para inhibir la oxidación de matrices como el aguacate (8), y extractos de romero y orégano para la inhibición de la oxidación lipídica en diversos productos (9).

De otro lado, es importante mencionar que las frutas son una excelente fuente de componentes fenólicos, como se ha confirmado con extractos como el de la champa (Campomanesia lineatifolia), que es rico en compuestos como el ácido gálico, alcanzando concentraciones de fenoles totales de 5.272.51 ± 424.89 μgAG.g-1 de pulpa liofilizada (896.32 ± 72.23 μg AG.g-1 de pulpa húmeda), lo que confirma el potencial de esta fruta para ser empleada como fuente de sustancias bioactivas con actividad antioxidante (10). En este contexto, este trabajo evaluó el potencial de los extractos de champa como aditivos naturales en el control de la oxidación (pardeamiento) en papa mínimamente procesada, con el fin de incrementar el conocimiento sobre una especie colombiana y sus posibles aplicaciones.

II. Materiales y métodos

Los extractos se elaboraron a partir de la pulpa de champa (C. lineatifolia R&P) procedente del mu- nicipio Miraflores (Boyacá-Colombia), ubicado en las coordenadas 5°11’47’’N 73°08’40’’O, la cual fue sometida a liofilización y a un proceso de extracción por reflujo, manteniendo una rela- ción sólido:disolvente de 1:10 y empleando como disolventes agua, etanol (96 % p/v) y mezclas eta- nol (96 % p/v):agua (7:3), por un tiempo de 4 h, a temperaturas de 20, 50 y 70 °C (10). Los extrac- tos obtenidos se caracterizaron por HPLC-DAD, utilizando la técnica de estandarización externa (11). Esta caracterización permitió la selección del extracto con mayor potencial como antioxidante (mayor contenido de fenólicos, especialmente de ácido gálico), que fue el utilizado para la evalua- ción de los recubrimientos.

La papa (Solanum tuberosum) empleada para la evaluación de los recubrimientos fue variedad Diacol Capiro, adquirida en la plaza de mercado Codabas, en Bogotá; su humedad inicial fue de 76.23 %, y su pH, 6.33. Esta fue adecuada mediante un proceso de lavado y desinfección (tratamiento con amonio cuaternario a 100 ppm por 3 min). Posteriormente, las papas se pelaron manualmente y se cortaron en discos de 5 mm de espesor y 1.5 cm de diámetro, considerados como unidades ex- perimentales; estos se sumergieron en solución de hipoclorito de sodio a 200 mg.L-1 durante 1 min, con el fin de eliminar la contaminación generada por la ruptura celular. Terminada la desinfección, los discos de papa se pusieron en contacto con la solución acuosa del recubrimiento, la cual se en- contraba compuesta por glicerol (2 % p/v), aceite vegetal (1 % p/v), almidón (5 % p/v) y extracto de champa en una concentración variable: 0.5 % (T1), 1.0 % (T2) y 1.5 % (T3), dando lugar a tres tratamientos. Además, se evaluó un tratamiento control correspondiente al uso del recubrimiento sin la adición de extracto de champa (TSE) y un tra- tamiento considerado blanco, que correspondió a la papa mínimamente procesada sin recubrimiento (TB). La inmersión en las soluciones tuvo una duración de 1 min, tiempo después del cual los discos de papa se sometieron a secado con aire frío, para retirar el exceso de líquido antes de ser envasados y almacenados en refrigeración a una temperatura promedio de 50.2± °C y una humedad relativa del 552± % durante 10 días, tiempo durante el cual se realizó diariamente el seguimiento del color, empleando un colorímetro Hunterlab (registro de coordenadas L*, b* a*) por triplicado, tomando muestras aleatoriamente (12). Los resultados del seguimiento de las coordenadas de color se analizaron utilizando Minitab®, aplicando un ANOVA con un solo factor a un 95 % de nivel de confianza y pruebas de comparación de Tukey. Por cada parámetro se desarrollaron dos análisis, uno correspondiente a la comparación entre TB y TSE, para evaluar el efecto del recubrimiento, y otro para evaluar el efecto de la concentración del extracto en los tratamientos en donde se emplearon recubrimientos (T1, T2, T3 y TSE).

III. Resultados y discusión

Los resultados correspondientes a la caracterización de los extractos por HPLC-DAD se presentan en la Tabla I; en estos se puede apreciar que el extracto obtenido utilizando como disolvente la mezcla etanol (96 % p/v)-agua (7:3), a una temperatura de 70 °C y un tiempo de extracción de 4 h, es el que presenta mayor contenido de ácido gálico (254.8 mg.kg-1 de extracto seco), además de contar con la presencia de otras sustancias con actividad biológica importante, como teobromina (252.7 mg.kg-1 de extracto seco), epigalocatequina galato (22.8 mg/kg de extracto seco) y ácido transcinámico (33.7 mg.kg-1 de extracto seco). Y considerando investigaciones previas que han demostrado la relación entre la concentración de ácido gálico presente en extractos vegetales y su actividad antioxidante (5), se escogió el extracto antes mencionado para continuar con la evaluación de su potencial en los recubrimientos.

Estas observaciones coinciden con investigaciones previas, donde evaluando las mismas condiciones de extracción se observó que el extracto identificado con el código M70 era el que permitía alcanzar la mayor concentración de compuestos fenólicos, equivalente a 5272.56±424.89 mg de AG.g-1 de pulpa liofilizada, confirmando el potencial del mismo para ser utilizado como un antioxidante natural (10).

En la Tabla I también se puede apreciar que la polaridad del disolvente es un factor sustancial en la extracción. Por esa razón, el uso de la mezcla etanol-agua favoreció la obtención de un extracto rico en ácido gálico, caracterizado por ser un compuesto de alta polaridad (12). En relación con el efecto de la temperatura sobre la composición química de los extractos, los resultados están acordes a lo mencionado por otros investigadores que indica- ron que a temperaturas altas se favorece la extracción de teobromina (13). Es importante destacar la presencia de teobromina en el extracto, pues este es un compuesto que pertenece a la familia de las metilxantinas, que se encuentra en algunos frutos como el guaraná (4 %) y el cacao (1.5 %), y que se caracteriza por ser antagonistas de los receptores de adenosina, lo que permitiría sugerir el desarrollo de nuevos estudios dirigidos hacia el aprovechamiento de la champa en la obtención de pro ductos que estimulen el sistema nervioso central o que tengan acción diurética (14).

Respecto a la evaluación de los recubrimientos, se observó que al momento de realizar la inmersión de los discos de papa en las soluciones que contenían los extractos se afectaba el color natural del producto; en ese sentido, la formulación que presentaba la mayor concentración de extracto de champa dio lugar a un producto más oscuro; sin embargo, con el paso de los días los discos de papa que incluían el extracto en la formulación de su recubrimiento presentaban menor variación en su color respecto a la condición inicial que en el tratamiento empleado como blanco. Este fenómeno se puede apreciar en la Tabla II.

Analizando la información cualitativa que se presenta en la Tabla II, el tratamiento que le dio mejor apariencia al producto final fue el T3, que contenía mayor concentración de extracto (1.5 %). Este resultado es similar al obtenido en trabajos anteriores, donde se consiguió una inhibición elevada de la oxidación en papa mínimamente procesada con un agente natural antipardeante: el extracto de té verde (7). En cuanto al análisis de los datos colorimétricos, se observó que con el transcurrir del tiempo se afectó la luminosidad (L*) del producto (este parámetro va decreciendo), comportamiento característico de la evolución del pardeamiento enzimático ocasionado por la oxidación del tejido de la papa. También fue posible establecer que en la papa mínimamente procesada que no tenía recubrimiento el descenso de este parámetro (L*) fue más significativo que en el producto con recubrimiento. Estos resultados se presentan en la Figura 1.

La tendencia al descenso del parámetro L*, que se inició desde el día 2 y se incrementó rápidamente en el transcurso del tiempo para el tratamiento TB, está sustentada en la ruptura celular producida por el corte de la papa que origina que los grupos fenólicos del vegetal se pongan en contacto con la enzima polifenoloxidasa. Dicha enzima, al contener dos átomos de cobre en el sitio activo que catalizan las reacciones usando oxígeno como agente oxidante, genera la o-hidroxilación de monofenoles para producir o-difenoles y la posterior oxidación a o-quinonas (15). Adicionalmente, como la papa mínimamente procesada tiene un pH 6.33, este favorece la actividad de la polifenoloxidasa, que alcanza su máxima actividad a pH entre 5 y 7, según otros autores (7, 16). Asimismo, se observa en los resultados un comportamiento simi- lar al obtenido en una investigación en la cual se estudiaron tres variedades de papa mínimamente procesada (Parda Pastusa, Pastusa Suprema e ICA Única), almacenadas en refrigeración, en donde se apreció una disminución en el color (luminosidad) en los 20 días de almacenamiento, que resultó más marcada en la variedad Parda Pastusa (17).

De otro lado, comparando los tratamientos TB y TSE al día de inicio de la evaluación, estos tuvieron una luminosidad (L*) con medias cercanas a 70.5, y no se observaron diferencias estadísticamente significativas entre estos tratamientos, a un 95 % de nivel de confianza (p>0.05); sin embargo, al día 10 de tratamiento, al realizar el mismo análisis, sí se encontraron diferencias estadísticamente significativas (p<0.05), que fueron confirmadas por la prueba de Tukey de agrupamiento, con un valor medio para el parámetro L* de 66.05 para los dis- cos con recubrimiento sin extracto (TSE) y un valor medio de 57.8 para los discos sin recubrimiento (TB). De este modo, se confirmó que el recubrimiento (sin incluir el extracto) permitía conservar el producto en mejores condiciones; este comportamiento puede asociarse a la presencia del almidón en la solución del recubrimiento, que cumple el papel de barrera para los gases, tal como lo sugirieren otros autores (18).

Luego de este análisis, se compararon los tratamientos TSE, T1, T2 y T3, es decir, todos aquellos que sí tenían recubrimiento, encontrando que al día cero y al día diez del almacenamiento no existieron diferencias significativas entre las medias correspondientes a la luminosidad “L*” (p>0.05); sin embargo, cuando se cuantifican las diferencias en este parámetro entre las condiciones inicial y final (ÄL*), para cada uno de los tratamientos, se observa que en los que incluyen el extracto las va- riaciones son menores a 1.7, mientras que en el que no lo incluye es superior a 4.5.

En la Figura 2 se presentan los cambios en el parámetro a* de la escala de color CIELAB durante el almacenamiento de la papa mínimamente pro- cesada. La tendencia observada evidencia la aparición de tonalidades rojas sobre la superficie del producto cuando se inicia su oxidación.

Se aprecia que el valor de a*, que marca la posición entre rojo y verde, va en aumento durante el tiempo de almacenamiento; esto coincide con los resultados del estudio realizado con las variedades de papa Spunta y Newen INTA mínimamente pro- cesadas, donde se observó un oscurecimiento del producto durante el almacenamiento, relacionado con la intensidad de la tonalidad roja (19).

Realizando los análisis estadísticos para comparar el valor de a* para los tratamientos TB y TSE al día inicial, se encontró, para ambos, medias cercanas a -2.6, y no se presentaron diferencias estadísticamente significativas entre estos (p>0.05); sin embargo, al día 10 del almacenamiento sí se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre los tratamientos (p<0.05), alcanzando un valor medio para el parámetro a* de -0.3 para los discos con recubrimiento (sin extracto) y un valor medio de 3.1 para los discos sin recubrimiento. De ese modo, se evidencia que el recubrimiento protege de la oxidación, pues evita la intensifica- ción de los pigmentos rojizos sobre la superficie de la papa.

Luego de este análisis, se compararon los tratamientos que incluían los recubrimientos TSE, T1, T2 y T3. Se encontró que, al inicio del almacenamiento, el tratamiento T3 (a*:-1.27) presentaba diferencias estadísticamente significativas con los demás tratamientos, especialmente con TSE (a*:- 2.56); esta diferencia es atribuida a la coloración natural del extracto, que generaba una pigmentación más rojiza en las papas que contenían mayor concentración de él. Esto sugiere que el extracto podría ser utilizado en matrices como las cárnicas, donde esta característica pueda aportar a mejorar las cualidades sensoriales del producto (color), mientras contribuye a evitar la oxidación lipídica que afecta estas matrices (20). Sin embargo, al día 10 del seguimiento no se encontraron diferencias estadísticamente significativas entre estos tratamientos (p>0.05), lo que sugiere que a largo plazo el efecto del color del extracto no es tan marcado como al inicio del almacenamiento.

En cuanto a la coordenada “b*”, su evolución durante el tiempo de almacenamiento se presenta en la Figura 3.

El parámetro b* marca la posición entre el amarillo y el azul, siendo los valores negativos indicativos de azul, y los valores positivos, de amarillo (7). Así, para los tratamientos T1, T2, y T3 se observa mayor tendencia al amarillo; esto pudo ser debido a la coloración propia que otorgan los polifenoles a la muestra. Específicamente, se ha comprobado que los flavonoides actúan como pigmentos naturales de tonalidad amarillenta (21).

En cuanto a la comparación de los tratamientos TB y TSE, al día inicial se tuvieron en ambos medias cercanas a 15 para el parámetro “b*”, y no se pre- sentaron diferencias estadísticamente significativas entre estos (p>0.05); sin embargo, al día 10 de almacenamiento sí se encontraron diferencias esta- dísticamente significativas (p<0.05), con un valor medio para el parámetro b* de 17.05 para los discos con recubrimiento (TSE), y un valor medio de 15.2 para los discos sin recubrimiento (TB). Luego de este análisis se compararon los tratamientos TSE, T1, T2 y T3, encontrando que, mientras al inicio del almacenamiento no se presentaron diferencias significativas en este parámetro entre los tratamientos, al día final del almacenamiento sí se presentaron diferencias significativas (p<0.05). Y cuando se compararon las medias para el pará- metro b* de los tratamientos T1, T2 y T3 con la del control (TSE), en todos los casos el valor del parámetro b* en los tratamientos con extracto fue superior al del TSE, confirmándose el efecto de la coloración del extracto sobre el producto (aportaba tonos amarillos). Esto se corroboró mediante una prueba de Tukey de agrupamiento, que señala la diferencia entre el TSE y los demás tratamientos.

De otro lado, es importante mencionar que las frutas son una excelente fuente de componentes fenólicos, como se ha confirmado con extractos como el de la champa (Campomanesia lineatifolia), que es rico en compuestos como el ácido gálico, alcanzando concentraciones de fenoles totales de 5.272.51 ± 424.89 μgAG.g-1 de pulpa liofilizada (896.32 ± 72.23 μg AG.g-1 de pulpa húmeda), lo que confirma el potencial de esta fruta para ser empleada como fuente de sustancias bioactivas con actividad antioxidante (10). En este contexto, este trabajo evaluó el potencial de los extractos de champa como aditivos naturales en el control de la oxidación (pardeamiento) en papa mínimamente procesada, con el fin de incrementar el conocimiento sobre una especie colombiana y sus posibles aplicaciones.

IV. Conclusiones

Los extractos de champa tienen compuestos bioactivos de interés para la industria alimentaria, como son el ácido gálico, la teobromina y el ácido trans-cináminico. El uso de estos extractos en diferentes recubrimientos para la conservación de papa mínimamente procesada permite mejorar los índices de reducción del parámetro de luminosidad, situación que se puede explicar a partir de la concentración de compuestos fenólicos como el ácido gálico, que poseen actividad antioxidante y pueden retardar el pardeamiento enzimático; sin embargo, se estableció que la coloración natural del extracto también puede afectar la coloración de las matrices alimentarias en que sea incorporado (aportando un color rojizo o amarillo a los productos), factor que se debe considerar para su aplicación.

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