Presentacion de un Proyecto en el Concytec

1. Responsables D. Campos. R. Chirinos. I. Betalleluz. G. Noratto. 462/2004/CONCYTEC/OAJ Colaboradores : Centro Internacional de la Papa (CIP) Proyecto CIUF – Belgica Proyecto AOL – Texas Evaluación de los compuestos bioactivos (fenólicos totales, antocianinas, carotenoides totales) y capacidad antioxidante de diferentes genotipos de mashua (Tropaelum tuberosum Ruiz & Pavón) IBT

6. MATERIALES Y METODOS

7. Materia prima Se trabajó con 10 genotipos de mashua proporcionados por el centro internacional de la papa (CIP), provenientes del departamento de Junín. Los códigos de los genotipos utilizados fueron: DP – 0203, AVM – 5562, DP – 0223, ARB – 5576, DP – 0215, M6 COL 2C, DP – 0223, ARB – 5241, AGM – 5109 y DP - 0224 Genotipos morados Genotipos amarillos DP - 0203 DP - 0207 DP - 0215 AGM - 5109 ARB - 5241 DP - 0224

9. Metodología experimental Diagrama de flujo para la determinación de algunas características funcionales en 10 genotipos de mashua ( tropaelum tuberosum R & P) Lavado Selección Congelado Envasado Desinfección Mashua Antocianinas Compuestos fenólicos Carotenoides Capacidad antioxidante Agua potable Agua, tierra e impurezas Raíces defectuosas Agua clorada (50ppm CLR) -18 º C

10. C r e c i m i e n t o meses : 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 S o l e a d o días : 7 14 21 28 35 Evaluación de los compuestos bioactivos a diferentes estados de madurez y períodos de soleado Siembra Cosecha

11. Flujo de operaciones para el acondicionamiento de la materia prima para su almacenamiento antes de ser analizada Liofilizado Mashua Lavado Embolsado Molienda Almacenamiento* T= -45°C (condensador) P = 133x10 -3 mBar Agua + impurezas Agua °T = -18°C *Las muestras de mashua fueron almacenadas hasta el momento del análisis

14. Esquema experimental para evaluar el efecto de la temperatura y pH sobre los compuestos bioactivos Capacidad antioxidante Extractos de antocianinas Contenido de antocianinas Contenido de compuestos fenólicos Extractos de compuestos fenólicos Evaluación de características funcionales Muestras de trabajo Tratamiento térmico Temperatura (ºC) pH Tiempo (min.) 60 80 90 3 5 7 3 5 7 3 5 7 t 1 = 0 t 2 =15 t 3 =30 t 4 =45 t 5 =60 t 6 =75 t 7 =90

15. RESULTADOS

16. EVALUACION DE LOS DIFERENTES GENOTIPOS

17. CONTENIDO DE ANTOCIANINAS Antocianinas totales (mg cia-3-glu/100 g) 0 50 100 150 200 250 300 DP - 0224 ARB - 5241 AGM - 5109 Genotipos Antocianinas totales (mg cia - 3- glu/ 100 g, b.h.) 205.04 DP -0224 239.55 Maíz morado

18. COMPUESTOS FENÓLICOS Compuestos fenólicos (mg ac. Clorog./100 g) 0 50 100 150 200 250 300 350 400 ARB - 5241 DP - 0224 AGM - 5109 ARB - 5576 M6 COL 2C DP - 0223 DP - 0203 DP - 0215 DP - 0207 AVM - 5562 Genotipos Compuestos fenólicos (mg Ac. Clorog/ 100 g, b.h.) 337.40 ARB-5241 339.45 Fresa Genotipos amarillos Genotipos morados

19. CONTENIDO DE CAROTENOIDES Carotenoides totales (mg  -caroteno/100 g) 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 ARB - 5576 M6 COL 2C DP - 0227 DP - 0203 AGM - 5109 DP - 0215 AVM - 5562 DP - 0223 ARB - 5241 Genotipos Carotenoides totales (mg ß- caroteno/ 100 g , b.h.) Genotipos amarillos Genotipos morados 2.51 ARB - 5576 9.07 Zanahoria

20. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE HIDROFILICA Genotipos amarillos Genotipos morados

21. CAPACIDAD ANTIOXIDANTE LIPOFILICA Genotipos amarillos Genotipos morados

22. COMPARACION ENTRE LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE DE MASHUA Y OTROS PRODUCTOS 1784 ¨Blueberry¨ 1 3167 Camote morado 1 4720 Maíz morado 1 9309.27 Mashua (genotipo DP – 0224) 10002.36 Mashua (genotipo ARB –5241) C. Antioxidante (  g Trolox equiv/g) Producto 1 Cisneros – Zevallos (2001)

23. RELACION ENTRE ANTOCIANINAS Y CAPACIDAD ANTIOXIDANTE HIDROFILICA Ic = 0.74 R 2 = 54.9% p>0.05 0 200 400 600 800 1000 1200 ARB - 5241 DP - 0224 AGM - 5109 Genotipos Capacidad antioxidante hidrofilica (ug Trolox equiv./ g, b.h.) 0 50 100 150 200 250 Antocianinas (mg cia- 3-glu/ 100 g, b.h.) C. Aox Antocinaninas 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 0 100 200 300 Antocianinas totales (mg Cia -3 -glu/100 g , b.h.) Capacidad antioxidante hidrofílica (µg Trolox / g , b.h.)

24. RELACION ENTRE LOS COMPUESTOS FENOLICOS Y LA CAPACIDAD ANTIOXIDANTE HIDROFILICA Ic= 0.85 R 2 =70.6% p<0.01 0 200 400 600 800 1000 1200 ARB - 5241 DP - 0224 DP - 0215 M6 COL 2C AGM - 5109 AVM - 5562 ARB - 5576 DP - 0207 DP - 0223 DP - 0203 Genotipos Capacidad antioxidante hidrofílica (mg Trolox equiv./100 g,b.h.) 0 50 100 150 200 250 300 350 Fenólicos totales (mg Ac.Clorog./100 g, b.h.) Fenólicos totales

25. INFUENCIA DEL CRECIMIENTO DE LA RAÍZ Y DEL SOLEADO POST- COSECHA EN ALGUNOS COMPUESTOS BIOACTIVOS Y CAOx

26. EVOLUCION DE LA CAOx (ABTS, ORAC) DURANTE EL CRECIMIENTO DE DIFERENTES GENOTIPOS DE MAS HUA Genotipos morados Genotipos morados

27. EVOLUCION DE FNosT y FLAVANOLES DURANTE EL CRECIMIENTO DE DIFERENTES GENOTIPOS DE MAS HUA Genotipos morados Genotipos morados

28. EVOLUCION DE ACYs CAROTENIOIDES TOTALES DURANTE EL CRECIMIENTO DE DIFERENTES GENOTIPOS DE MAS HUA

29. EVOLUCION DE LA CAOx (ABTS) Y FNsT DURANTE EL SOLEADO POST-COSECHA DE DIFERENTES GENOTIPOS DE MAS HUA

30. EVOLUCION DE FAVANOLES y ACYs DURANTE EL SOLEADO POST-COSECHA DE DIFERENTES GENOTIPOS DE MASHUA

31. EVOLUCION DE CAROTENOIDES TOTALES DURANTE EL SOLEADO POST-COSECHA DE DIFERENTES GENOTIPOS DE MAS HUA

32. ESTUDIO DEL LA EXTRACCION DE ALGUNOS DE LOS COMPUESTOS BIACTIVOS

33. Efecto de los diferentes solventes en la recuperación de los compuestos bioactivos y la capacidad antioxidante en extractos fenólicos procedentes de tres genotipos de mashua 2.0 1.0 1.5 2.0 1.2 0.4 1.2 0.9 6.1 4.4 5.9 4.9 236.5 110.9 237.3 193.9 AGM 5109 Metanol Etanol Acetona Agua 3.5 3.0 3.5 3.5 3.2 1.1 3.5 2.1 13.1 7.1 11.0 10.7 306.8 141.5 300.5 228.3 ARB 5241 Metanol Etanol Acetona Agua 6.4 5.5 6.0 6.3 1.8 1.1 1.8 1.0 12.8 6.4 8.4 11.9 206.0 131.3 185.2 146.1 DP 0224 Metanol Etanol Acetona Agua Antoc. (mg cianidina 3-glucósido/g, m.s) Flavan 3-ol (mg cateq./g, m.s) Comp. fenólicos (mg á. gálico/g, m.s) Capa. Antioxidante ORAC (μmol TE/g, m.s) Genotipo/ Solvente

34. Efecto del pH en la recuperación de los compuestos bioactivos y capacidad antioxidante (ORAC) de dos genotipos de mashua Fenólicos Antocianinas Flavan 3-ol ORAC 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 pH 1.5 pH 2.1 pH 3.0 pH 5.0 mg de comp. bioactivos/g ms 0 50 100 150 200 250 300 0 5 10 15 20 25 pH 1.5 pH 2.1 pH 3.0 pH 5.0 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 u mol T.E. / g ms DP-0224 ARB-5241

35. Influencia de la proporción metanol/agua en la extracción de algunos compuestos bioactivos y capacidad antioxidante de dos genotipos de mashua DP-0224 ARB-5241 Fenólicos Antocianinas Flavan 3-ol ORAC 0 5 10 15 20 25 90% 50% 10% mg com. bioactivo/g, m.s 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 0 5 10 15 20 25 90% 50% 10% 0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 u T.E./ gms

36. Evolución en la eficiencia de recuperación de los compuestos bioactivos y la capacidad antioxidante en extractos de mashua del genotipo DP 0224 en función al tiempo

37. Comparación de la eficiencia de recuperación de los compuestos bioactivos y la capacidad antioxidante en extractos de metanol al 90% y metanol:acetona:agua 45:45:10 262 402 271 9.6 6.1 4.2 2.5 5.0 3.0 16.2 20.4 13.1 DP 0224 ARB 5241 AGM 5109 Metanol:acetona:agua (45:45:10, v/v) 265 400 271 9.5 6.1 3.6 2.2 4.0 2.6 17.2 21.6 12.9 DP 0224 ARB 5241 AGM 5109 Metanol 90% (v/v) ORAC (umol TE/g, m.s) Antocianinas (mg cianidina 3-glucósido/g, m.s) Flavan 3-ol (mg catequina/g, m.s) Fenólicos (mg acido gálico/g, m.s) Genotipo Solvente

38. INFLUENCIA DE LA TEMPERATURA Y pH EN LA ESTABILIDAD DE LAS ANTOCIANINAS Y COMPUESTOS FENOLICOS (DP – 0224)

39. Influencia de la temperatura y pH en la estabilidad de las antocianinas 60 ºC 80 ºC Disminuciones 33.48% (pH 3) 39.89% (pH 5) 82.09% (pH 7) Disminuciones 71.38% (pH 3) 60.60% (pH 5) 87.77% (pH 7) … ///

40. 90 ºC Disminuciones 84.17% (pH 3) 84.78% (pH 5) 92.87% (pH 7) … ///

41. Constantes de velocidad térmica y tiempos de vida media de las antocianinas de mashua, a diferentes valores de pH 0.49 1.41 90 0.47 1.46 80 0.59 1.17 60 7 0.58 1.18 90 1.17 0.59 80 1.98 0.35 60 5 0.64 1.08 90 0.85 0.81 80 2.56 0.27 60 3 T½ (h) b K (h -1 ) a Temperatura (ºC) pH a Constante de velocidad de degradación (1/h) b Tiempo de vida media (h)

42. Influencia de la temperatura y pH en la estabilidad de los compuestos fenolicos Disminuciones 7.84% (pH 3) 6.50% (pH 5) 31.25% (pH 7) Disminuciones 20.54% (pH 3) 15.24% (pH 5) 16.31% (pH 7) … /// 60 º C 80 º C

43. … /// Disminuciones 30.91% (pH 3) 18.70% (pH 5) 46.65% (pH 7) 90 º C

44. Influencia de la temperatura y pH en la estabilidad de la capacidad antioxidante 60 º C 80 º C Variación -1.60% (pH 3) + 21.80% (pH 5) -1.00% (pH 7) Variación +10.62% (pH 3) -2.39% (pH 5) -10.57% (pH 7) … ///

45. … /// Variación +7.38% (pH 3) -10.82% (pH 5) -11.79% (pH 7) 90 º C

46. CONCLUSIONES

53. ESTUDIOS RECIENTES

54. HPLC-DAD chromatograms for DP 0224 and AGM 5109 mashua genotypes obtained after basic (A1 and B1) and acid (A2 and B2) hydrolysis, respectively.

56. HPLC-DAD phenolic profiles for the three mashua genotypes recorded at 280 nm. (p/y) purple peel/yellow flesh, (p/p) purple peel/purple flesh, (y/y) yellow peel/yellow flesh. A: anthocyanin.

58. Los compuestos fenólicos de la mashua protegen de manera eficiente el aceite frente a la oxidación: así durante la fritura se forman menos compuestos polares que con TBHQ Extra.puri. mashua y = 6.5247x + 4.7449 R 2 = 0.9948 y = 2.0397x + 4.9256 R 2 = 0.9871 y = 4.8643x + 3.7883 R 2 = 0.9687 0 5 10 15 20 25 30 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 HORAS %Compuestos polares BLANCO TBHQ E-mashua

59. Curva de oxidación de aceite de soya obtenida en un Calorimetro de Barrido Diferencial DSC para aceite de soya con A) Fracción etil acetato 269.4ppm y B) TBHQ 200ppm F ea 269.4 ppm TBHQ 200 ppm ppm

60. GRACIAS POR SU ATENCION