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La guayaba (Psidium guajava L.) es una fruta muy apreciada por su valor nutricional y su capacidad antioxidante. En México, el estado de Zacatecas es el tercer mayor productor de guayaba. En el sur del estado se encentra la región de Santiago el Chique que contribuye con esta producción. El objetivo del trabajo fue determinar la humedad, los °Brix, la acidez titulable, el pH, el contenido en ácido ascórbico, el color, así como el contenido en polifenoles totales y la capacidad antioxidante de tres variedades de guayaba (Blanca, China y Fresa), adquiridas en el año 2022 con productores de la localidad de Santiago el Chique, Zacatecas. Los análisis se realizaron en el laboratorio de Investigación e inocuidad de alimentos, del programa de académico de nutrición de la Universidad Autónoma de Zacatecas. Los resultados mostraron diferencias significativas en prácticamente todos los parámetros analizados, salvo en el caso del porcentaje de humedad. Se destacó la alta concentración de ácido ascórbico en la guayaba ‘Fresa’ frente a las demás variedades.
Psidium guajava L., fitoquímicos, vitamina C.
Consumir frutas ricas en antioxidantes ayuda a prevenir enfermedades relacionadas con la salud a largo plazo, pueden actuar como agentes terapéuticos en la prevención de enfermedades crónicas, incluidas la diabetes, el cáncer, la obesidad y la hipertensión (Patel et al., 2016). Los polifenoles, son metabolitos secundarios de las plantas con actividad antioxidante beneficiosa para la salud humana (Marquina et al., 2008).
Los beneficios para la salud asociados a estos polifenoles se basan en sus propiedades antioxidantes, al ser los principales determinantes de la capacidad antioxidante total de la fruta, esta propiedad se define como, la capacidad de los compuestos antioxidantes para proteger un sistema biológico contra el efecto potencialmente dañino de procesos o reacciones provocadas por especies reactivas de oxígeno y nitrógeno (ROS y RNS) (Cervantes et al., 2020).
El ácido ascórbico (AA) o vitamina C es un nutriente esencial que suele tomarse como indicador del valor nutritivo de las frutas y para estimar el deterioro por efecto del procesamiento (Aguilar et al., 2017). Pertenece al grupo de las vitaminas hidrosolubles y es considerada un potente antioxidante (Castro-López et al., 2016).
Debe incluirse diario en la dieta a través de las frutas y verduras, porque es necesaria para mantener la salud de los vasos sanguíneos, la piel, los dientes, los huesos y los cartílagos, es esencial en los tratamientos antialérgicos, refuerza el sistema inmunitario, previene gripes e infecciones respiratorias (Porto et al., 2019), actúa de forma sinérgica con el tocoferol para preservar la función antioxidante en estados de enfermedad crónica (Andarwulan et al., 2012).
La guayaba (Psidium guajava L.) es una planta de la familia Myrtaceae que incluye unos 133 géneros y 3 800 especies de árboles y arbustos, el género Psidium contiene unas 150 especies, presenta un alto nivel de variabilidad en las poblaciones, con distintos tamaños de fruto, diferencias en el color de la pulpa como de la piel o cáscara, en el número de semillas y otras características morfológicas (Angulo-López et al., 2021).
Originaria de América, pero introducida a otras regiones del mundo, se cultiva por sus apreciables propiedades nutritivas, sobre todo por su alto contenido de ácido ascórbico, vitaminas y minerales como calcio, hierro y fósforo, por la abundancia en compuestos antioxidantes como los polifenoles y flavonoides, así como por los derivados que a partir de ella se producen (Fajardo-Ortíz et al., 2019).
De acuerdo con datos oficiales, en el año 2020, el estado de Zacatecas se consolidó en el tercer lugar de productores de guayaba a nivel nacional, con un volumen de 32 252 toneladas, solo por debajo de Michoacán y Aguascalientes, quienes ocupan la primera y segunda plaza con 172 729 y 62 897 t, respectivamente (SIAP, 2022).
En la región de Santiago el Chique (Zacatecas) se producen distintas variedades de guayaba; no obstante, no existe información disponible sobre su valor nutrimental y funcional y en consecuencia de las posibles diferencias entre ellas. Por esta razón el objetivo del presente trabajo fue caracterizar fisicoquímicamente tres variedades de guayaba (Blanca, China y Fresa) y determinar su valor funcional a través del análisis de la capacidad antioxidante y su contenido fenólico total
Se utilizaron tres variedades de guayaba (China, Blanca y Fresa), producidas y adquiridas en la región de Santiago el Chique, Zacatecas (22° 03’ 11.8” latitud norte, 102° 51’ 58.6” longitud oeste) a las cuales se les determinó el pH, los °Brix, el contenido en humedad (% Xw), la acidez titulable (Act), el contenido de ácido ascórbico (AA), el contenido fenólico total (CFT), la capacidad antioxidante (CA) y el color a partir de las coordenadas CIEL**b*. Los análisis fueron realizados en el laboratorio de investigación e inocuidad de alimentos, perteneciente al programa académico de nutrición de la Universidad Autónoma de Zacatecas, durante el año 2022.
Se llevó a cabo mediante el método volumétrico 967.21 descrito por la AOAC (2000). Para analizar las muestras se mezclaron 10 g de fruta triturada y 10 ml ácido metafosfórico (25%), posteriormente se aforó a 50 ml con agua desionizada. De la disolución anterior se tomaron tres alícuotas de 10 ml y se titularon con el indicador 2.6 diclorofenol-indofenol, previamente valorado con un patrón de AA (250 ppm), en ambos casos hasta la aparición de un color rosa persistente durante 30 s. Los resultados fueron expresados como mg AA 100 g-1.
La extracción de los fitoquímicos para la cuantificación de CFT y de la CA se llevó a cabo mediante el método descrito por Tomás-Barberán et al. (2001). Se trituraron 20 g de fruta con 20 ml de MeOH, 5 ml de HCl 6N y 2 mg de NaF, se mezcló con agitación continua durante 30 min a temperatura ambiente, posteriormente fue centrifugada (Sigma 3-16KL, Germany) durante 10 min a 4°C y 4 500 rpm.
Los fenoles totales (CFT) se cuantificaron utilizando la prueba Folin-Ciocalteu (Li et al., 2006). Se mezclaron 250 μl de extracto con 15 ml de agua desionizada y 1.25 ml de reactivo Folin-Ciocalteu (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA). Después de 5 min, se añadieron 3.75 ml de Na2CO3 (7.5%), se enrasó a 25 ml con agua desionizada y se dejó reaccionaron durante 2 h en oscuridad, después, se midió la absorbancia a 765 nm en un espectrofotómetro UV-Vis (Thermo Scientifc 10S, Thermo Fisher Scientifc Inc, EE. UU.). Los resultados se expresaron como mg de ácido gálico (mg GAE 100 g-1).
La capacidad antioxidante (CA), se cuantificó mediante las técnicas espectrofotométricas del ABTS•+ (Re et al., 1999) y DPPH (Brand-Williams et al., 1995).
El radical ABTS•+ 7 mM (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) fue generado por persulfato de potasio 2.45 mM (K2S2O8). Esta mezcla, previamente se dejó reaccionar durante 16 h, en oscuridad y a temperatura ambiente (~ 20 °C). La disolución anterior se diluyó para obtener una absorbancia de 0.7 ±0.1 a 734 nm. Una vez alcanzada la absorbancia deseada del reactivo ABTS•+, se mezclaron 100 μl de extracto de cada fruta con 900 μl de la solución diluida ABTS•+, se dejó reaccionar durante 2.5 min a 20 °C, enseguida se midió la absorbancia a 734 nm. Los resultados se expresaron como μmol de equivalente de Trolox (TEAC)/100 g de fruta fresca. Todos los experimentos fueron replicados tres veces.
En cuanto a la medición de la CA por el método DPPH, se añadieron 100 μl de extracto de fruta a 1 ml de 2.2-difenil-1-picrylhydrazyl (DPPH) (Sigma-Aldrich, St. Louis, Missouri, USA) (3 mg 100 ml-1 en solución etanólica). La absorbancia de las muestras se determinó a 515 nm en el espectrofotómetro, después de una reacción de 2.5 min a 20 °C. Los resultados se expresaron como μmol equivalentes de Trolox/100 g de fruta fresca.
Los datos de las coordenadas CIEL*a*b* se tomaron en la capa externa de la guayaba, mediante colorímetro AMT506 (SMI, México) con observador 10º e iluminante D65 previamente calibrado. Se obtuvo L* (luminosidad) cuyos valores van del 0= negro a 100= blanco, a* es negativo para el verde y positivo para el rojo, y los valores b* son negativos para el azul y positivos para el amarillo. El tono resulta de las dos coordenadas, a* y b*, y se determina como arctan b*/a*, en la que 0°= rojo azulado, 90°= amarillo, 180°= verde y 270°= azul, mientras que el croma es una medida de intensidad o saturación y se calcula como (a*Cb*)1/2 (Wrolstad et al., 2005).
El diseño experimental fue completamente al azar con tres repeticiones. Todos los análisis se realizaron por triplicado y los resultados se expresaron como promedio y desviación estándar. Para determinar las diferencias significativas de las variables entre los datos en las variedades de frutas, se realizó un Anova de una vía, en caso de ser significativo, se aplicó una prueba de Tukey (p≤ 0.05). Todos los análisis estadísticos se realizaron con Statgraphics® Centurion XV (Statpoint Technologies Inc., Warrenton, VA, EE. UU.).
El Cuadro 1 muestra los valores en los parámetros fisicoquímicos analizados de las tres variedades de guayaba. Salvo en contenido de agua, se observaron diferencias significativas (p≤ 0.05) entre las variedades, la guayaba fresa sobresalió por su valor elevado en grados Brix (15.1 °Brix), por su pH ácido (3.64) y acidez total (177.1 mg de AC 100 g-1) y sobre todo por su alto contenido en ácido ascórbico (629 mg de AA 100 g-1 FF). En comparación con otras investigaciones, Panayampadan et al. (2022) reportaron valores de 87.6 % de humedad en guayaba de la India, mientras que Rojas-Barquera y Narváez-Cuenca (2009) de 85.3 a 91.8% en cuatro variedades colombianas.
En cuanto a los grados Brix, Vargas-Madriz et al. (2018) obtuvieron 9.12° en guayaba mexicana, Fajardo-Ortíz et al. (2019) un rango de 6.46 a 9.43 °Brix en seis genotipos de guayaba colombiana, mientras que Rojas-Barquera y Narváez-Cuenca et al. (2009) de 5.9 a 9.5 en cuatro variedades colombianas, Musa et al. (2015) en guayaba rosa de Malasia registraron valores de 7.5 a 8.57 °Brix, así como Kanwal et al. (2018) 8.8 °Brix en guayaba de Pakistán, todos estos datos son menores a los obtenidos en este trabajo.
En cambio, Kumari et al. (2020) presentaron valores similares de grados Brix (9.98 a 13.1) en guayaba de la India. Los sólidos solubles totales (SST) desempeñan un papel importante para mejorar la calidad de las frutas y dan una idea aproximada de su dulzor (Kumari et al., 2020).
Las variaciones en el contenido de SST, pueden deberse a la temporada, el suelo, las condiciones climáticas, a la constitución fenotípica y genética de los cultivares, que, en algún momento de su desarrollo, pudieron haber necesitado consumir nutrientes provocado la reducción en la concentración de carbohidratos en el fruto, para obtener así frutos más grandes con mayor SST (Kumari et al., 2020).
Con relación al pH, Fajardo-Ortíz et al. (2019) obtuvieron valores mayores (4.2 a 4.68) en seis genotipos de guayaba colombiana, mientras que Rojas-Barquera y Narváez-Cuenca et al. (2009) presentaron valores similares en pH (3.6 a 4) en cuatro variedades colombianas. En la acidez total, Panayampadan et al. (2022) cuantificaron valores de 0.4%, Kumari et al. (2020) un rango de 0.42 a 0.77%, Kanwal et al. (2018) 0.34%, mientras que Musa et al. (2015) 0.46 a 0.5% en guayaba Rosa, todas estas concentraciones más altas a las de esta investigación.
La acidez del fruto está directamente relacionada con el crecimiento y desarrollo del fruto que tiende a alterarse durante el crecimiento y desarrollo (Kumari et al., 2020). En lo que respecta al contenido en vitamina C, Vargas-Madriz et al. (2018) obtuvieron 11.71 mg AA 100 g-1 en guayaba variedad ‘Media China’. Fajardo-Ortíz et al. (2019) un rango de 124.63 a 201.61 mg AA 100 g-1 en seis genotipos de guayaba colombiana, Rojas-Barquera y Narváez-Cuenca et al. (2009) en cuatro variedades colombianas presentaron valores de 78 a 268 mg 100 g-1 de vitamina C, Panayampadan et al. (2022) cuantificaron valores de 170 mg 100 g-1 AA, Musa et al. (2015) reportaron en guayaba Rosa, valores de 135 a 202 mg AA 100 g-1, finalmente Kanwal et al. (2018) mostraron valores de 155.5 mg AA 100 g-1, todos estos valores muy inferiores a la obtenidos en la variedad ‘Fresa’, quien destacó ampliamente en este parámetro.
El AA desempeña un papel crucial como molécula de señalización en muchas vías metabólicas, por lo que su concentración debe controlarse mediante una regulación metabólica precisa. Su síntesis depende de la especialización celular concreta. Así, el contenido de AA en las plantas cambia en función de la intensidad de la luz, la hora del día, la edad y el tipo de tejido vegetal y compartimento celular (Orsavová et al., 2019).
Además, se ha relacionado la variabilidad del contenido de AA por factores como el genotipo particular que lo afecta en un 50%, la localidad que influye en un 17,1% y las diferentes condiciones de crecimiento que inciden en un 9.3% (Vagiri et al., 2013). Según Patel et al. (2016) el contenido de AA de la guayaba es casi seis veces mayor que el de una naranja, razón por la cual se considera una fruta muy nutritiva y atractiva para ser consumida de forma constante, Su deficiencia puede causar una enfermedad llamada escorbuto (Porto et al., 2019).
Con relación a los polifenoles totales (CFT) (Figura 1), se obtuvieron valores de 231.5 mg de GAE 100 g en guayaba ‘Blanca’, 255.8 mg de GAE 100 g en guayaba ‘China’ y 214.3 mg de GAE 100 g en guayaba ‘Fresa’. El análisis estadístico arrojó diferencias significativas entre todas las variedades (Tukey test; p≤ 0.05). De acuerdo con los resultados de diferentes autores, Rojas-Barquera y Narváez-Cuenca (2009), presentaron un rango de valores en CFT de 258 a 508 mg GAE 100 g-1 en cuatro variedades colombianas, mientras que Kanwal et al. (2018) reportaron 185.46 mg GAE 100 g-1, Musa et al. (2015) 193.1 a 383.3 mg GAE 100 g-1 en guayaba Rosa, mientras que Patel et al. (2016) 415.69 mg GAE 100 g-1.
El CFT en las frutas podría verse influido significativamente por un paso concreto del metabolismo de los compuestos fenólicos individuales durante la maduración de la fruta. La composición de los compuestos fenólicos individuales se forma normalmente como una protección antioxidante que responde a las condiciones ambientales (Orsavová et al., 2019).
El momento de la cosecha, el genotipo, la localidad o zona geográfica y la técnica de cultivo son factores importantes que afectan al CFT (Orsavová et al., 2019). En su determinación o cuantificación, los diferentes métodos de obtención de sus extractos fenólicos también tienen un impacto (Rojas-Ocampo et al., 2021). Actualmente, por los beneficios a la salud ya mencionados y por su efecto antimicrobiano, los compuestos fenólicos se emplean tanto en la medicina tradicional como la moderna, en el diseño y desarrollo de nuevos agentes medicinales (Rasouli et al., 2017).
Es importante a considerar la cantidad de estos compuestos que se requiere consumir para obtener los efectos positivos. La ingesta dietética de fenoles está estrechamente relacionada con los hábitos alimentarios y con las preferencias de las personas. El consumo medio diario de polifenoles es de aproximadamente 1 g por persona, como principales fuentes se tienen las bebidas, las frutas y en menor medida, las verduras y las legumbres (Shahidi y Ambigaipalan, 2015).
No obstante, las cantidades de polifenoles necesarias para producir beneficios para la salud deben encontrarse dentro de los rangos presentes en los alimentos de consumo habitual, para evitar el peligro toxicológico (Fraga et al., 2021). Con respecto a la CA (Figura 2), se observó un valor significativamente (p≤ 0.05) mayor de la guayaba ‘China’ (72.6 µmol TEAC 100 g-1 FF) frente a los 70.9 y 71.5 µmol TEAC 100 g-1 FF de la variedad ‘Blanca’ y ‘Fresa’ respectivamente cuando se analizó con el método DPPH, mientras que cuando se midió con la técnica del ABTS se cuantificó 76 µmol TEAC 100 g-1 FF en la variedad ‘Fresa’ contra los 72.9 y 65.7 µmol TEAC 100 g-1 FF de la ‘Blanca’ y ‘China’ correspondientemente. Rojas-Barquera y Narváez-Cuenca (2009), presentaron cifras más altas en cuatro variedades colombianas, probablemente debidas a las diferencias en los métodos de extracción, así como a la variedad de las muestras.
La CA tiene en cuenta la complejidad de las interacciones entre todos los compuestos antioxidantes presentes en una matriz alimentaria (Li et al., 2017). Por otro lado, las propiedades antioxidantes de las frutas pueden ser modificadas tras la ingesta por el proceso de digestión (Ariza et al., 2018), es por eso que la cantidad de polifenoles en las frutas crudas no coincide necesariamente con la CA de la fruta y con los efectos saludables asociados a su consumo por varias razones (Cervantes et al., 2020).
Se ha demostrado que la liberación (la bioaccesibilidad) y la absorción (es decir, la biodisponibilidad) de los compuestos polifenólicos después de la digestión afectan a las propiedades saludables de las frutas (Ariza et al., 2018). Según Saura-Calixto y Goñi (2006) la CA de cada fruta es diferente, esto depende de su contenido fenólico y de vitaminas, también de la acción e interacción de los distintos compuestos antioxidantes presentes en los frutos (Castro-López et al., 2016), como el ácido ascórbico, los tocoferoles, los carotenoides, algunos de ellos relacionados con la pigmentación y el color característico de los alimentos (Pennington y Fisher, 2009).
Una de las conclusiones más cruciales en la actualidad es que el riesgo de padecer cáncer disminuye cuando se consume una dieta rica en múltiples antioxidantes, y sobre todo si provienen de una combinación de frutas (Shahidi y Ambigaipalan, 2015). Los compuestos fenólicos contribuyen a la actividad antioxidante global de los alimentos vegetales, debido a su alto potencial redox, que les permite actuar como agentes reductores, donantes de hidrógeno y supresores del oxígeno singlete (Kadžanoska et al., 2011).
Sin embargo, debido al distinto potencial antioxidante de los compuestos y a su polaridad, los métodos destinados a evaluar la CA de los alimentos se ven muy afectados por los disolventes utilizados durante la extracción (Verma et al., 2018), al ser el punto crítico en la determinación y cuantificación de los polifenoles, ya que dicta la naturaleza y la cantidad de polifenoles que se transferirán al extracto y se caracterizarán posteriormente (Kadžanoska et al., 2011). En relación con el análisis de las características de color (Coordenadas CIEL*a*b*), se observaron diferencias significativas (p≤ 0.05) entre las muestras en todos los parámetros (Cuadro 2).
La coordenada a* (negativo para el verde y positivo para el rojo), coincide con el tono rosado de la guayaba ‘Fresa’. Con respecto a la coordenada b* (negativos para el azul y positivos para el amarillo) la guayaba ‘China’ mostró el valor más alto, que la inclinaría hacia los tonos amarillos. En cuanto a la pureza o intensidad del color (croma) se obtuvieron los datos más altos en guayaba ‘China’. Referente al tono, los valores se encontraron más cercanos al tono amarillo en las variedades ‘Blanca’ y ‘China’, mientras que la guayaba ‘Fresa’ más hacia el tono rojo.
Musa et al. (2015) registraron en guayaba Rosa, valores menores en las coordenadas CIEL*a*b, con un rango de 48-49 en L*, 11.25-16.06 de a* y 10.17 a 13.77 en b*. Panayampadan et al. (2022) obtuvieron valores de color de 76.81 en L*, -4.85 en a* y 28,13 de b*. Los pigmentos presentes en frutas pertenecen a diversos grupos de sustancias químicas que difieren en color, estabilidad, solubilidad y sensibilidad a las condiciones ambientales en presencia de otras sustancias.
Estos pigmentos pueden cambiar con la luz, la temperatura empleada en el procesado, por efecto del pH o la capacidad de oxígeno (Kutlu et al., 2022). El color de los frutas y verduras permite a los consumidores identificar el producto, evaluar su seguridad, calidad y madurez o incluso para hacer inferencias sobre sus propiedades sensoriales (Schifferstein et al., 2019).
Aunque también puede generar falsas expectativas al consumidor, muchos de ellos intuitivamente relacionan la intensidad de los colores de los alimentos con los sabores; por ejemplo, el verde con sabor ácido o el rojo con lo dulce (Ammann et al., 2020) o cuando el color del alimento presenta manchas cafés, es probable que el consumidor pueda asumir que el producto está en fase de descomposición y considerará que el producto no cuenta con la textura deseada, que posiblemente sea blando, más amargo o incluso tenga un olor y sabor desagradable (Schifferstein et al., 2019).
Uno o varios de estos pigmentos pueden encontrarse en los alimentos, que además de proporcionar color, estos pigmentos también influyen mucho en las propiedades saludables de los alimentos, ya que actúan como compuestos bioactivos, con propiedades antioxidantes y beneficiosos para la salud (Kutlu et al., 2022).
La guayaba de la región de Santiago el Chique, Zacatecas representaron una buena fuente de antioxidantes (polifenoles y vitamina C). Aún y cuando las guayabas han sido cultivadas bajo las mismas condiciones climatológicas y zona geográfica, se observaron diferencias composicionales significativas (p≤ 0.05) entre ellas.
A pesar de que la guayaba ‘Fresa’ resulta menos atractiva comercialmente por su tamaño, desde el punto de vista nutricional, de las tres variedades destacó como la mejor fuente de vitamina C, así como la de mayor capacidad antioxidante cuando se evaluó con el método ABTS•+, lo que podría indicar la influencia del ácido ascórbico, así como de los pigmentos con actividad antioxidante específicamente en esta técnica.
La capacidad antioxidante fue dependiente del método analítico, en ABTS•+, la variedad ‘Fresa’ presentó el valor más alto, mientras que la variedad ‘China’ en la técnica del DPPH, lo que no permite destacar alguna variedad en particular en este parámetro. Por cuestión sensorial o por conocimiento nutricional, incluir en la dieta diferentes frutas o verduras o variedades diferentes, pero con distintos colores, permitirá obtener un mayor acceso a nutrientes y fitoquímicos en beneficio de la salud.
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