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INTRODUCCIÓN
La biodiversidad de flora y fauna existente en Perú, lo ubica dentro de los 12 países megadiversos puesto que agrupa en su territorio el 70 % de la biodiversidad del planeta, conocido también como uno de los Centros de Vavilov (Sanjinés et al. 2006); es muy importante debido a que es el lugar de origen y donde se preservan innumerables especies que contribuyen a la alimentación, salud y bienestar de las personas. El consumo de frutas y verduras, otorgan elementos nutritivos que favorecen y aportan al requerimiento nutricional de las personas de cualquier edad (Pennington y Fisher 2010), ya que contienen componentes bioactivos, vitaminas y antioxidantes beneficiosos para la salud, y para el tratamiento de problemas degenerativos (Fu et al. 2011).
Se conoce que durante el desarrollo de los procesos fisiológicos normales los seres vivos generan radicales libres, estos pueden afectar la membrana plasmática y organelos celulares (Choksi et al. 2004). La célula se protege del daño por medio de la acción de sistemas enzimáticos antioxidantes y no enzimáticos antioxidantes, como los flavonoides, carotenoides, que son ingeridos a través de la dieta (Szeto et al., 2002; Yilmaz et al., 2003). Dicha acción oxidativa puede ser neutralizada mediante el uso de antioxidantes naturales que no presentan efectos citotóxicos ni genotóxicos, estos productos de origen vegetal, considerados como nutracéuticos poseen polifenoles, antocianinas, flavonoides, carotenoides, ácido ascórbico, inocuos para la salud y actúan como agentes antioxidantes (Rojano et al., 2008).
Los polifenoles o metabolitos secundarios, se caracterizan por la presencia de anillos fenólicos, que tienen la particularidad de inactivar los radicales libres y transformarlas en moléculas estables, también participan en vías de señalización para inhibir o activar procesos celulares relacionados al estrés oxidativo (Circu y Aw, 2010; Valko et al., 2007; Williams et al., 2004). Existen muchas especies de frutales nativos que crecen en forma silvestre y que despiertan interés debido a sus beneficios nutricionales, los cuales podrían ser equivalentes a los frutos comerciales (Barbalho et al., 2012; Bravo et al., 2016; Mostacero et al., 2017), entre estos frutales nativos tenemos al aguaymanto, la mora, la papayita serrana, tomate de árbol y la gongapa, entre otros, de los cuales este último del género Vaccinium es de especial interés debido a sus propiedades antioxidantes, la misma que está vinculada al contenido de polifenoles y antocianinas (Parr y Bolwell 2000; Becarro et al., 2006).
Para el estudio correspondiente y por sus características observadas, este arándano nativo Vaccinium floribundum H.B.K también conocido como “pushgay”, “mortiño”, “agraz”; es un arbusto de origen andino, crece de manera silvestre en los páramos de la sierra andina, hasta los 3 950 m s.n.m.; se desarrolla en climas templados y fríos, con temperaturas de 8 a 16 °C, lo que indica una marcada vegetación existente en los bosques seco montano bajo y húmedo montano, los frutos comestibles son bayas rojo-oscuras y hasta negras en la madurez, hasta 1 cm de diámetro (Mostacero et al., 2017; Santamaría et al., 2012).
Particularmente en la región Huánuco este frutal nativo es conocido como “gongapa” por los lugareños, se consume principalmente en estado fresco y se comercializa en los mercados locales entre los meses de febrero hasta mayo, siendo mayor la oferta en el mes de marzo de cada año. El contenido de polifenoles, antocianinas y propiedades antioxidantes en arándano nativo es poco referenciado, existiendo la necesidad de la generación de información. El objetivo del presente trabajo de investigación fue evaluar el contenido de polifenoles totales, antocianinas y actividad antioxidante en muestras de arándanos nativos obtenidos de dos zonas de la región andina en Huánuco Perú.
MATERIALES Y MÉTODOS
Ubicación de la zona de estudio
Procedencia de las muestras. Las muestras de los frutos a evaluar se obtuvieron de los distritos de Tambogan (9°45'05''S 76°16'06''W) 3 008 m s.n.m. y LLacon (9°50'34''S 76°22'38''W) 2 879 m s.n.m., en los páramos andinos de la región Huánuco Perú.
Metodología
Obtención de muestras. Se recolectaron 500 gramos por cada muestra, posteriormente se trasladaron al Laboratorio de Análisis por Instrumentación de la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad Nacional Hermilio Valdizán, donde fueron lavadas, molidas y refrigeradas a - 20 °C para sus análisis respectivos.
Obtención de extracto. Para la obtención de extractos de las muestras de arándanos, se procedió al lavado y molido utilizando un mortero, se pesó un gramo de pulpa molida y se aforó a 10 mL con agua bidestilada, se dejó por 12 h/8 °C, transcurrido el tiempo se filtró (Whatman N° 41) y centrifugó (Eppendorf, Alemania) a 10000 rpm/10 min. Las muestras se guardaron en congelación hasta sus análisis (Zhang et al., 2022).
Contenido de polifenoles. Se tomó 1 ml del extracto acuoso y se adicionó 3 mL de FeCl3 0.1M en HCl 0.1N, y 3 mL de 0.008M K3Fe(CN)6 la absorbancia se registró (espectrofotómetro Genesys 105) a 720 nm.
Los resultados se expresaron en μg Ácido Gálico Equivalente/g muestra (Price y Butler, 1977).
Contenido de antocianinas. De los extractos acuosos, se tomaron 1 mL se diluyo con buffer de pH 1.0 y otra muestra de 1 ml con buffer de pH 4.5, la absorbancia fue registrada a 510 nm utilizando un espectrofotómetro Genesys 105 (Rapisarda et al., 2000), la concentración de antocianinas fue calculada mediante la siguiente Ecuación 1:
Donde: 484.82 es la masa molecular de la cianidína- 3-glucósido; 24.825 es la absortividad molar a 510 nm, a pH = 1.0; pH = 4.5 es la corrección de la formación de productos de degradación; DF es el factor de dilución.
Actividad antioxidante
Radical DPPH. Se hizo reaccionar 50 μL de muestra con 950 μL de DPPH (100 µM) en etanol al 96 %, la absorbancia fue registrado a 515 nm (espectrofotómetro Genesys 105), luego de 10 minutos de reacción, los resultados se expresaron en μg TE g-1 muestra (Brand-Williams et al. 1995).
Catión ABTS. 100 μL de los extractos acuosos de muestras de arándano a diferentes concentraciones se hizo reaccionar con 900 μL de catión ABTS (7 mM) por 10 minutos, la absorbancia se registró a 734 nm (espectrofotómetro Genesys 105) luego de 10 minutos de reacción. Los resultados se expresaron como μmol TE 100g-1 (Subbiah et al., 2021).
Análisis estadístico
Los resultados de los análisis se realizaron mediante análisis de varianza unifactorial (ANOVA) con un nivel de significancia de p ≤ 0.05, se utilizó el software Statgraphics Centurion XVII DEMO.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
Cosecha de arándanos
El arándano nativo, pertenece a la familia Ericaceae crece en los andes sudamericanos y se encuentra en estado silvestre desde Venezuela hasta Bolivia en los páramos de los Andes (Luteyn, 2002; Meléndez- Jácome et al., 2021). En Colombia se le llama mortiño, vichachá o agraz, en Perú se le conoce como gongapa, tumana, alko, macha macha, en la región Huánuco, la cosecha se presenta entre los meses de febrero a mayo de cada año, principalmente la recolección es de forma silvestre (Figura 1), también es cultivado en la Convención Cuzco, el fruto es de 1 a 2 cm de diámetro, consumido en fresco o procesado artesanalmente, entre los 2 400 a 3 500 m s.n.m. Bosque montano (BM) y Bosque montano húmedo (BMH) su hábito de crecimiento es como subarbusto terrestre (saT), hojas alternas, caducas o perennes, y de una gran longevidad (Chuquimaco et al., 2018; León et al., 2017; Zafra-Stone et al., 2007). Esta especie en su ámbito crece de manera silvestre, se propaga de manera vegetativa (Suárez-Ballesteros et al., 2018), uno de los riesgos que afronta y que viene diezmando las áreas de producción silvestre es por la ampliación de las actividades agrícolas (Díaz- Granados et al., 2005). Se caracteriza por su alto contenido de fenoles, antocianinas y una alta actividad antioxidante (Garzón et al., 2010; Rojano et al., 2008).
Compuestos bioactivos
En cuanto al contenido de polifenoles (Tabla 1), los arándanos nativos fueron superiores al arándano comercial obteniendo 3.72±0.31 mg AGE 100g-1 frente a 2.91±0.33 mg AGE 100g-1, que representa en 27.27 % y en antocianinas 0.17±0.01 mg cianinidina-3-glucosido 100g-1 frente 0.12±0.22 mg cianinidina-3-glucosido 100g-1 representando 33.34%; en cuanto al contenido de antocianinas (%) con respecto a los polifenoles, en las diferentes muestras de arándano nativo, estuvieron en el rango de 4.27 a 4.84 %, mientras que el arándano comercial estuvo en 4.12 %.
Tabla 1 Contenido de polifenoles totales, antocianinas y actividad antioxidante en muestras de arándanos nativos cultivados en la región de Huánuco.
* Resultados expresados como promedio desviación estándar; n= 3. Letras en superíndice que son diferentes, indican diferencia estadística significativa, se lee en columna vertical. G-T: Gongapa-Tambogan; G-LL: Gongapa-LLacón; A.C: Arándano Comercial. AGE: Ácido Gálico Equivalente. ABTS: Catión 2,2'-azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6- sulfonic acid), DPPH: Radical libre 2,2 Diphenyl 1 picrylhydrazyl. TE: Trolox Equivalente.
Diferentes investigaciones reportan contenidos de polifenoles y antocianinas, por ejemplo Gibson et al. (2013) obtuvieron 1 335±501 y 1 060±490 mg 100g-1 peso seco; mientras que Kalt et al. (1999) reportaron 22.7 μmol AGE g-1 muestra seca y 4.35 μmol Malvidin-3-glucósido g-1 muestra seca; Gil et al. (2022) reportó en pulpa de Cavendishia nítida 503.1 mg de Cianidina-3-glucosido g-1 de pulpa. El contenido de polifenoles, varía de acuerdo al método de extracción, por ejemplo, Zhang et al. (2023), realizaron la extracción utilizando mezclas eutécticas, obteniendo 41.56±0.17 mg AGE g-1 y 11.40±0.14 mg cyanidin-3-glucoside equivalente g-1, se sabe que la extracción de polifenoles son afectados por el método de extracción, por ejemplo, Zia y Alibas (2021) lograron obtener polifenoles a 90 °C, 1 043.27±23.26 mg AGE 100g-1 muestra y con microondas (500 Watts), 584.59±50.09 mg AGE 100g-1 muestra y antocianinas con microondas (300 W) 17.41±0.22 y a 100 W con 90°C obtuvieron 17.30±0.09 mg cyanidin- 3-glucoside equivalente g-1. Se ha demostrado que las antocianinas y antocianidinas de arándano inhibieron en 62.5 y 75.1 % células de melanona B16- F10, y a 400 and 300 μg mL-1 indujeron a la apoptosis celular (Wang et al., 2017). Por su parte, Cesa et al. (2017), realizaron procesos combinando de tratamiento sobre extractos de blueberry tales como homogenizado con Ultramax y pasteurizado a diferentes tiempos y temperaturas, como resultado el mayor contenido de antocianinas lo obtuvieron las muestras pasteurizadas a 70 °C por 15 s con 2 740±53 mg DGEB (delphinidin-3-O-galactoside equivalente) 100g-1. La variación en el contenido de polifenoles y antocianinas, estaría relacionado con factores agronómicos como las prácticas de cultivo, pH del suelo, microbioma, fertilizantes (Zhou et al., 2022), riego y factores climáticos, incluso factores de estrés, la fotoinhibición, disminución de temperatura, la deficiencia de nutrientes, heridas o el ataque de patógenos, incrementan la acumulación de antocianinas en las plantas (Routray y Orsat, 2011), también durante el desarrollo de las frutas ocurren procesos metabólicos en el incremento de producción de antocianinas (Pott et al., 2020), por ejemplo, en tomate, el gen SlHY5 es responsable de la producción de antocianinas (He et al., 2023).
En cuanto a la actividad antioxidante (Tabla 1), los extractos acuosos de las diferentes muestras de arándano nativo se observa variaciones en su capacidad para inhibir el radical libre DPPH y el catión ABTS, de los cuales, los arándanos nativos tuvieron mayor capacidad para secuestrar el catión ABTS (p > 0.05) comparado con el arándano comercial, Sin embargo, la capacidad de secuestro frente al radical DPPH, las muestras G-T (Zona 2 y 3), G-LL (Zona 3) y AC fueron las muestras que mostraron mayor capacidad antioxidante, mientras que G-LL y G-T (zona 1) presentaron la menor capacidad antioxidante, las diferencias en las capacidades antioxidantes, estaría relacionado con la estructura química y propiedades moleculares internas de los diversos compuestos polifenólicos. Otra característica es su capacidad de donar electrones o un átomo de hidrógeno destacando los grupos 3-hidroxi de flavonoles (Tsao 2010). Gil et al. (2022) reportaron la actividad antioxidante en Cavendishia nitida (Kunth) A.C.Sm. frente al radical DPPH y ABTS con valores de IC50 (mg L-1) 65.86±0.13 y 145.43±0.88, mientras que Huang et al. (2012) reportó IC50 (mg mL- 1) en extracto de blueberry y blackberry de 0.42 y 0.44 frente al DPPH. La actividad antioxidante, depende de las variedades de blueberry, por ejemplo, Rodrigues et al. (2011) reportaron diferentes valores de actividad antioxidante en muestras de blueberry cultivados en Brasil, los rangos variaron desde 1 014.20±81.56 hasta 2 055.06±134.12 frente al radical DPPH (IC50 μmol 100 g-1), mientras que para el ABTS (IC50 μmol 100 g-1) fueron desde 1 951.61±22.11 hasta 2 445.56±227.75. Por su parte Subbiah et al. (2021), evaluaron las propiedades antioxidantes de berries tales como Blueberries Strawberries Blackberries Raspberries frente a los radicales DPPH y ABTS expresados en mg AAE (Ácido ascórbico equivalente) g-1, obteniendo 1.69±0.09; 1.11±0.12; 1.12±0.07; 1.41±0.11; y 2.32±0.09; 3.67±0.14; 1.73±0.04; 1.71±0.11 destacando la presencia de ácidos fenólicos (p-hydroxybenzoic) y flavonoides (quercetin-3- rhamnoside). Al Hasani et al. (2021), realizaron investigaciones en arándano nativo (Sideroxylon mascatense) y reportaron 50.8 y 40 % de actividad antioxidante frente al radical DPPH y ABTS, mientras que la actividad antitumoral en células tumorales MCF7 y de ovario Ov2008 fueron inhibidos en 50 % a concentraciones de 64 y 69 μg mL-1, de extracto de arándano nativo liofilizado.
CONCLUSIONES
Las muestras de arándano nativo obtenidos de las zonas de Tambogan y Llacon poseen mayor contenido en polifenoles totales y antocianinas con 3.72±0.31 mg AGE 100g-1 y 0.18±0.02 mg Cianidina-3-glucosido TE 100g-1 respectivamente, así como actividad antioxidante del ABTS con 75.40±7.31 μmol TE 100g-1 mas no frente al radical DPPH, con respecto al arándano comercial. Debido a estas características, es necesario seguir realizando investigaciones para su aplicación en procesos alimentarios, así como la extracción y aislamiento de principios activos para el desarrollo de alimentos funcionales, también desarrollar tecnologías de manejo y producción agrícola.
