TESIS CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
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UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL “Actividad antioxidante de antocianinas presentes en la coronta y grano de maíz (Zea mays L.) variedad morada nativa cultivada en la ciudad de Trujillo” TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE: INGENIERO AGROINDUSTRIAL AUTOR: Br. Otiniano Vásquez Rosita Disnarda ASESOR: M. Sc. Ing. Lezcano Bocanegra Leslie ASESOR METODOLOGO: M. Sc. Ing. Barraza Llauregui Gabriela del Carmen TRUJILLO – PERU 2012
Transcript of TESIS CAPACIDAD ANTIOXIDANTE
UNIVERSIDAD CESAR VALLEJO
FACULTAD DE INGENIERIA
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA AGROINDUSTRIAL
“Actividad antioxidante de antocianinas presentes en la coronta y grano de maíz
(Zea mays L.) variedad morada nativa cultivada en la ciudad de Trujillo”
TESIS PARA OBTENER EL TITULO PROFESIONAL DE:
INGENIERO AGROINDUSTRIAL
AUTOR:
Br. Otiniano Vásquez Rosita Disnarda
ASESOR:
M. Sc. Ing. Lezcano Bocanegra Leslie
ASESOR METODOLOGO:
M. Sc. Ing. Barraza Llauregui Gabriela del Carmen
TRUJILLO – PERU
2012
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“Actividad antioxidante de antocianinas presentes en la coronta y
grano de maíz (Zea mays L.) Variedad morado nativa cultivada en la
ciudad de Trujillo”
Br. Otiniano Vásquez Rosita Disnarda
Autor
Presentada a la Escuela de Ingeniería Agroindustrial de la Universidad Cesar Vallejo
para su aprobación
M. Sc. Ing. Soriano Colchado José
Presidente
M. Sc. Ing. Barraza Llauregui Gabriela M. Sc. Ing.Lescano Bocanegra Leslie
Secretario Vocal
Trujillo- Perú
2012
iii
Dedicatoria
Dedico mi tesis con mucho cariño a mis padres por ser
el pilar fundamental en todo lo que soy, en toda mí
educación, tanto académica, como de la vida, por su
incondicional apoyo que se mantuvo durante toda
mi formación, y a mis hermanos que no dudaron en
estar a mi lado en momentos decisivos.
Rosita Disnarda Otiniano Vásquez
iv
Agradecimiento
Agradezco a mis familiares en especial a mis padres, por su apoyo, a mis maestras
de la Universidad Cesar Vallejo por su paciencia y dedicación para desarrollar
satisfactoriamente mi tesis y a todas las personas que me brindaron su ayuda en el
transcurso de mi formación profesional.
Rosita Disnarda Otiniano Vásquez
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Resumen
Se realizó el estudio para la determinación de actividad antioxidante de maíz (Zea
mays) variedad nativa morado cultivado en la ciudad de Trujillo, se determinó el
contenido de antocianinas del grano y la coronta utilizando el método pH diferencial,
usando buffer cloruro de potasio (pH 1) y acetato de sodio (pH 4.5) a 70°C por 120 y
240 minutos. La cantidad que se extrajo de la coronta fue desde 141.73 hasta 104.76
mg/gr de cianidina-3-glucosido, los valores de antocianinas extraídas no variaron por
el tiempo de extracción, por otro lado la cantidad de antocianinas extraídas del grano
de maíz morado reportaron resultados de 49.96 hasta 71.69 mg/gr de cianidina-3-
glucosido, de estas antocianinas extraídas se determinó la capacidad antioxidante,
donde obtuvo valores de IC50 de 32.87 hasta 33.96µl, para la coronta y 28.74 hasta
31.17µl para el grano de maíz morado. Se concluye que la capacidad antioxidante de
las antocianinas del maíz morado varía de acuerdo al grano y la coronta.
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Abstrac
A study was conducted to determine antioxidant activity of corn (Zea mays) native
purple variety grown in the city of Trujillo, we determined the anthocyanin content of
the grain and the cob using the pH differential method, using potassium chloride
buffer (pH 1) and sodium acetate (pH 4.5) at 70 ° C for 120 and 240 minutes. The
amount of the cob was extracted from 141.73 to 104.76 mg / g of cyanidin-3-
glucoside, extracted anthocyanins values were unchanged by the extraction time, on
the other hand the amount of anthocyanins extracted from purple corn grain reported
results from 49.96 to 71.69 mg / g of cyanidin-3-glucoside, anthocyanins from these
determined the antioxidant capacity as IC50 values obtained from 33.96μl to 32.87,
and 28.74 for coronta up to the grain 31.17μl purple corn. It is concluded that the
antioxidant capacity of anthocyanins from purple corn varies according to grain and
cob.
vii
INDICE GENERAL
1. Introducción .................................................................................................................................. 2
1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACION ........................................................................................ 3
1.1.1. Realidad problemática ....................................................................................................... 3
1.1.2. Formulación del problema ................................................................................................ 4
1.1.3. Justificación ......................................................................................................................... 4
1.1.4. Antecedentes ........................................................................................................................ 5
1.1.5. Objetivos ................................................................................................................................ 8
1.1.5.1. Objetivo general ............................................................................................................... 8
1.1.5.2. Objetivos específicos ..................................................................................................... 8
1.2. MARCO REFERENCIAL ......................................................................................................... 9
1.2.1. Marco Teórico ...................................................................................................................... 9
1.2.1.1. Maíz morado ..................................................................................................................... 9
1.2.1.1.1. Taxonomía y características generales del maíz. ............................................. 10
1.2.1.1.2. Cultivo .......................................................................................................................... 12
1.2.1.1.3. Producción y comercialización de maíz morado en el Perú .. ¡Error! Marcador no definido.
1.2.1.1.4. Perspectiva de cultivo de maíz morado en Perú y en La Libertad ............... 13
1.2.1.2. ANTIOXIDANTES ........................................................................................................... 14
1.2.1.2.1. Características de los antioxidantes .................................................................... 16
1.2.1.2.2. Tipos de antioxidantes ............................................................................................. 16
a) Antioxidantes sintéticos ......................................................................................................... 16
b) Antioxidantes naturales .......................................................................................................... 17
c) Clasificación de los antioxidantes naturales .................................................................... 17
1.2.1.2.3. Antioxidantes y el maíz ............................................................................................ 19
1.2.1.2.4. Beneficios de los antioxidantes en las personas ............................................. 20
1.2.1.3. ANTOCIANINAS ............................................................................................................. 21
1.2.1.3.1. Estabilidad. ................................................................................................................. 22
1.2.1.3.2. Efecto del pH. ............................................................................................................. 22
1.2.1.3.3. Efecto de ácidos. ....................................................................................................... 22
1.2.1.3.4. Características de las antocianinas ..................................................................... 23
1.2.1.3.5. Fuentes de antocianinas ......................................................................................... 23
viii
1.2.1.3.6. Beneficios de las antocianinas .............................................................................. 24
1.2.1.3.7. Usos .............................................................................................................................. 25
1.2.1.3.8. Maíz morado y antocianinas en el Perú. ............................................................. 26
1.2.2. MARCO CONCEPTUAL .................................................................................................... 27
2. MARCO METODOLOGICO ...................................................................................................... 30
2.1. Hipótesis .................................................................................................................................. 30
2.2. Metodología ............................................................................................................................ 30
2.2.1. Tipos de Estudio ................................................................................................................ 30
2.2.2. Diseño de estudio ............................................................................................................. 30
2.3. Población y muestra ............................................................................................................. 32
2.4. Método de investigación ..................................................................................................... 33
a) Lugar de ejecución ............................................................................................................... 33
b) Materiales y equipos ................................................................................................................ 33
2.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos....................................................... 34
2.5.1. Desviación estándar ......................................................................................................... 34
2.5.2. Coeficiente de variación .................................................................................................. 35
2.6. Método de análisis de datos ............................................................................................... 36
2.6.1. Extracción de antocianinas por el método de pH diferencial. .............................. 36
2.6.2. Determinación de la actividad antioxidante del 2,2-difenil-2-picrilhidracilo ..... 36
3. RESULTADOS ............................................................................................................................ 38
3.1. Determinación del porcentaje de humedad de maíz (Zea mays) variedad nativa morado. ................................................................................................................................................ 38
3.2. Extracción de antocianinas de maíz (Zea mayz) variedad morado nativa por método de pH diferencial. ............................................................................................................... 38
3.3. Capacidad antioxidante de maíz (Zea mays) variedad morado nativa por espectrofotometría. .......................................................................................................................... 39
3.3.2. Análisis estadístico mediante el análisis de varianza. ............................................ 40
4. DISCUSION .................................................................................................................................. 42
5. CONCLUSIONES ........................................................................................................................ 44
6. SUGERENCIAS........................................................................................................................... 45
7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS ........................................................................................ 46
ix
INDICES DE TABLAS
Tabla 1: Valores promedios de la extracción de antocianinas de la coronta de
maíz morado……………………………………………………….……………………...40
Tabla 2: Valores promedios de la extracción de antocianinas del grano de maíz
morado ………..……………………………………………………………….……………40
Tabla 3: Análisis de varianza de los valores IC50 de coronta de maíz morado..41
Tabla 4: Análisis de varianza de los valores IC50 del grano de maíz morado…41
1
INDICE DE FIGURAS
Figura 1: Valores IC50 de las muestras de coronta de maíz morado………….…40
Figura 2: Valores IC50 de las muestras del grano de maíz morado………….….41
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Introducción
El maíz morado es una variedad pigmentada de Zea mays L., cultivado en América
Latina, principalmente en Perú y Bolivia, donde se utiliza en la elaboración de
bebidas “Chicha morada”, mazamorras y otros alimentos (Escribano, et al., 2004).
La razón de este color en el maíz es la presencia de antocianinas en las variedades
pigmentadas, esto lo hace un producto potencial para el suministro de colorantes y
antioxidantes naturales, además de sus conocidas propiedades farmacológicas. Es
por ello que actualmente el estudio de los pigmentos presentes de maíz morado (Zea
mays L.) se ha intensificado (Goodman, et al. 1998).
Las antocianinas son interesantes por dos razones. La primera por su impacto sobre
las características sensoriales de los alimentos, las cuales pueden influenciar su
comportamiento tecnológico durante el procesamiento de alimentos, y la segunda,
por su implicación en la salud humana a través de diferentes vías (De Pacual, et al.
2008).
Se realizó un estudio cianidina-3-glucósido, determinando la cantidad de esta
antocianina en el maíz variedad morado nativa, que fue cultivado en la ciudad de
Trujillo en condiciones medioambientales distintas al tradicional, usando en la
investigación el método de pH diferencial para la extracción y la el método
espectrofotométrico para la cuantificación de cianidina-3-glucosido.
El objetivo principal de la investigación es conocer el potencial como compuesto
antioxidante, del maíz morado nativo cultivado con diferentes condiciones que el
tradicional, en la costa peruana, de la ciudad de Trujillo, a través de la determinación
de antocianinas y la determinación de actividad antioxidante.
3
1.1. PROBLEMA DE INVESTIGACION
1.1.1. Realidad problemática
El maíz (Zea mayz L.) morado es un cultivo originario del Perú y netamente andino
ya que se cultiva desde los 2100 m.s.n.m hasta los 4000 m.s.n.m, siendo único en el
mundo por su color morado característico. En la sierra de nuestro país se estima que
el rendimiento de maíz morado es de 5000 kg/ha, en los departamentos de Arequipa,
Cajamarca, Huánuco y Lima, alcanzado a una producción de 12,698.39 TM anuales
(INIA, 2006).
El maíz morado es muy cotizado en los mercados internacionales generando un
ingreso aproximado 484,985.27 dólares anuales siendo Estados Unidos el primer
comparador con 54.4% seguido por Japón que tiene el 40.2% de las exportaciones,
esto se debe a sus propiedades nutricionales, su actividad antioxidante y su cantidad
de antocianinas encontradas en toda la planta pero en mayor cantidad en la coronta;
por lo que los países desarrollados la aprovechan para elaborar subproductos que
benefician a su población (Aduanas 2006).
El Perú es el mayor productor de esta variedad especial de maíz en el mundo por
sus microclimas y sus pisos ecológicos existente únicamente en nuestro país, México
y Bolivia también producen maíz morado, sin embargo, su calidad es inferior motivo
por el que aún no incursionan en el mercado internacional. Sabiendo que el maíz
morado es un cultivo netamente de la sierra se sembró en la ciudad de Trujillo a 15
m.s.n.m. con el objetivo de adaptación a climas más cálidos y para seguir
contribuyendo con la producción, y teniendo en cuenta que el maíz morado cultivado
en otros climas no es de la misma calidad esta investigación se enfocara en conocer
la capacidad antioxidante y la cantidad de antocianinas del maíz morado variedad
nativa en la zona costera de la libertad.
4
1.1.2. Formulación del problema
¿Cuál será la Actividad antioxidante de antocianinas presentes en la coronta y grano
de maíz (Zea mays L.) variedad morado nativa cultivada en la ciudad de Trujillo?
1.1.3. Justificación
Según INIA, (2006) el maíz morado (Zea mayz L.) no se podría adaptar a menos de
2000 m.s.n.m., ya que este es un cultivo netamente de la sierra peruana y necesita
de cierto clima característico de la zona. Teniendo en cuenta lo antes mencionado
un grupo de estudiantes de distintas universidades de la ciudad de Trujillo realizaron
una parcela experimental de maíz morado (Zea mayz L.) variedad nativa en la
ciudad de Trujillo ubicada a 15 msnm, se obtuvo maíz morado similar que en la
serranía pero en un menor tiempo de cultivo, el objetivo del cultivo era adaptarlo para
que la siembra se incremente y se extienda a la costa de nuestro país, en especial
en el departamento de La Libertad, ya este tipo especial de maíz es un producto de
exportación cotizado por su contenido de antocianinas y su poder antioxidante.
Las antocianinas son responsables de los colorantes naturales de muchas plantas,
siendo los colores brillantes naranja, rosado, rojo, violeta, azul. Son una clase de
pigmentos rojos naturales que pueden encontrarse como una alternativa de
colorantes sintéticos en muchas aplicaciones; estas juegan un rol muy importante en
el organismo contra especies oxigeno activo (Primo, et al. 2001).
El interés en los pigmentos antociánicos se ha intensificado recientemente debido a
sus propiedades farmacológicas y terapéuticas (Astrid, 2008), ejercen efectos
terapéuticos conocidos que incluyen la reducción de la enfermedad coronaria,
efectos anticancerígenos, antitumorales, antiinflamatorios y antidiabéticos; además
del mejoramiento de la agudeza visual y del comportamiento cognitivo (Ghiselliy, et
al. 1998). Los valores encontrados para las antocianinas, extraídas de las corontas
de maíz morado, según las diferentes condiciones de extracción indican valores
entre 11,567 mg/g y 37,127 mg/g de antocianina (Gorroti, et al. 2009).
5
Los antioxidantes en los sistemas biológicos y tejidos vivos son fundamentales para
prevenir y/o frenar el daño oxidativo de las biomoléculas. Evidencias experimentales
sugieren que los antioxidantes reducen el riesgo de las enfermedades crónicas
incluyendo el cáncer e infartos. La fuente primaria de antioxidantes vegetales son los
granos, las frutas y los vegetales (Chávez, 2011).Se estudió la capacidad
antioxidante de maíz morado cultivado en el departamento de Arequipa en el distrito
de Joya, los resultados hallados al finalizar el tiempo de reacción muestran valores
de DPPH (2,2-difenil-1-Picrilhidracilo) remanente entre 17.06% y 68,80 % (Gorroti, et
al. 2009)algunas investigaciones científicas confirman que el maíz morado peruano,
tienen una gran capacidad antioxidante, es decir, pueden evitar la generación de
enfermedades cardiovasculares y diversos tipos de cáncer del tracto digestivo
(Ministerio de relaciones exteriores del Perú, 2012).
Sabiendo de la gran capacidad antioxidante y el contenido de antocianinas del maíz
morado variedad nativa cultivado en Arequipa, la investigación se basa en conocer si
el maíz morado sembrado en la ciudad de Trujillo, adaptado a otro clima y con otros
factores de cultivo tendrá un porcentaje elevado de capacidad antioxidante y las
antocianinas contenidas en el maíz de la sierra, con la finalidad de conocer su
calidad e incentivar el cultivo de maíz morado en la zona costera de nuestro país, en
especial en La Libertad.
1.1.4. Antecedentes
LOPEZ, et al. (2010) determinaron la actividad anti-radical, contenido de compuestos
fenólicos totales y antocianinas totales en ocho diferentes variedades de maíz. El
contenido de compuestos fenólicos varío entre 170 a 617 mg de ácido gálico/100 g
de harina y las antocianinas totales de 1.5 a 431 mg de cianidina 3-glucósido/100 g
de harina. El extracto de la variedad “Pinto” de entre las variedades pigmentadas fue
el que presentó mayor capacidad de inhibir la oxidación de ABTS+ (2-2-azino-bis-
ethylbenztiazolina-6-ácido sulfónico) mediado por persulfato de sodio/H2O2 a niveles
de 70%, y entre las variedades no pigmentadas, esta característica se presentó en la
6
variedad amarilla con un 55% de inhibición. Las diferencias en las actividades anti-
radical parecen depender del perfil único de antocianinas y otros compuestos
fenólicos de cada una de las variedades de maíz estudiado.
GORROTI a, et al. (2009), realizaron un trabajo en el que se investigaron las
condiciones óptimas de extracción de antocianinas de las corontas del maíz morado
mediante el empleo de un diseño completo al azar con arreglo factorial 2A3B4C4D.
Los factores estudiados fueron pH, solvente, tiempo y temperatura. Los resultados
mostraron antocianinas entre 8,404 y 47,984 mg/g de coronta, determinados según
el método de pH diferencial. Se presenta el análisis de los cuatro factores.
GORROTI b, et al. (2009), las antocianinas, fenoles totales y actividad antioxidante
de los extractos de corontas de maíz morado fueron evaluados en la investigación.
Las extracciones se realizaron en soluciones etanólicas al 20 % y pH 2
acondicionadas según un diseño factorial con los factores temperatura y tiempo
ambos en 4 niveles. Los resultados indican antocianinas entre 11.567 y 37.127 mg/g
de coronta, fenoles totales expresados como GAE entre 23.426 y 76.962 mg GAE/g
de coronta, y DPPH remanente entre los 17.06 y 68.80 %. El análisis de regresión
lineal indica dependencias altamente significativas entre la actividad antioxidante y
fenoles totales (r2= 0.9974).
SALINAS, et al. (2005), determinó el uso potencial de las antocianinas extraídas de
granos de maíz, como colorantes en yogur. Se emplearon cuatro variedades nativas
de maíz (Arrocillo, Peruano, Purepecha y Cónico), que posee alta concentración de
antocianinas en el pericarpio y en la capa de aleurona. Estas estructuras del grano
se separaron mecánicamente con ayuda de una peladora de cebada Strong-Scott,
obteniendo la fracción pericarpio-capa de aleurona (FPCA), que se caracterizó en
términos del contenido total de antocianinas, y se obtuvo su perfil de antocianinas
mediante HPLC. Las antocianinas extraídas de la FPCA fueron añadidas a un yogur
natural comercial, en concentración de 1 mg/100 g de yogur. Las muestras de yogur
coloreadas se almacenaron bajo condiciones de refrigeración (4° C ± 1) durante 25
7
días y se les midió color y pH cada 5 días. El más alto contenido de antocianinas se
obtuvo en la FPCA del maíz Peruano y fue de 259.4 mg/100 g de muestra. El color
del yogur obtenido con los cuatro extractos fue diferente. Los coloreados con los
extractos de los maíces Peruano y Arrocillo mostraron un tono rojizo más intenso que
los obtenidos con los de Cónico y Purepecha. El color de los yogures se mantuvo sin
cambios durante los primeros cuatro días, pero entre los días 5 y 10 de
almacenamiento, cambió a una tonalidad más amarillenta, al incrementarse los
valores de Hue. Sin embargo, estos cambios no fueron visualmente evidentes, por lo
que es posible el uso de los pigmentos del grano de maíz para teñir alimentos de
acidez intermedia como el yogur.
DEL CARPIO, et al. (2009), estudió a Berberis boliviana Lechler, que es una especie
silvestre del Perú; pertenece a la familia Berberidaceae; su fruto es una pequeña
baya comestible de color morado; en las diferentes zonas donde crece se le conoce
como cheqche, queswacheqche, quisca-quisca, ailampo. El análisis preliminar del
pigmento determinó la presencia de antocianinas, cuyo contenido fue determinado
por el método del pH diferencial, siendo de 7 g / 100 g en el tejido separado de las
semillas del fruto seco. El análisis por HPLC-PDA (Cromatografía Líquida de Alta
Resolución, con detector con arreglo de fotodiodos) de la muestra hidrolizada mostró
la presencia de 5 aglicones: delfinidina, cianidina, petunidina, peonidina y malvidina,
las cuales fueron identificadas por comparación de los picos del cromatograma
obtenido al correr simultáneamente una muestra del pigmento de los frutos de uva
(Vitis vinífera). El análisis por HPLC - espectrometría de masas Tandem, confirmó la
presencia de 10 picos y los pesos moleculares permitieron conocer las antocianinas
presentes en Berberis boliviana Lechler, las cuales son: delfinidina-3-glucósido,
delfinidina-3-rutinósido, cianidina-3- glucósido, cianidina-3-rutinósido, petunidina-3-
glucósido, petunidina-3-rutinósido, peonidina-3-glucósido, peonidina-3-rutinósido,
malvidina-3-glucósido y malvidina-3-rutinósido. La petunidina-3-glucósido fue
identificada como el principal pigmento, en una concentración de 24,43%.Esta es la
primera vez que se establece el perfil de las antocianinas de Berberis boliviana
8
Lechler, siendo esto último importante tratándose de una especie silvestre de nuestro
país.
KUSKOSKI, et al. (2004), los antocianos son colorantes naturales pertenecientes al
grupo de los flavonoides. Están presentes en casi todas las plantas y en todas sus
partes, sobretodo en flores y frutos (particularmente en bayas). Para determinar la
actividad antioxidante de los pigmentos antociánicos se ha utilizado el radical ABTS
formado tras la reacción de 2,2´azinobis-(3-etilbenzotiazolin 6-ácido sulfónico)
(ABTS) con persulfato potásico, incubados a temperatura ambiente y durante 16
horas. Se determinó la capacidad antioxidante de cinco antocianos puros: delfinidina,
cianidina, peonidina, pelargonidina y malvidina todos ellos glucosilados en el C-3 del
anillo C con excepción de la delfinidina. De los antocianos ensayados, delfinidina y
cianidina 3-glucósido presentan mayor actividad antioxidante, 2 veces más que el
Trolox (antioxidante sintético de referencia). Los demás antocianos tienen menor
actividad pero potencial equiparable al Trolox. Por lo tanto, además de las
características colorantes, los antocianos poseen potente propiedad antioxidante.
1.1.5. Objetivos
1.1.5.1. Objetivo general
Determinar la Actividad antioxidante de antocianinas presentes en la coronta y grano
de maíz (Zea mays L.) variedad morado nativa cultivada en la ciudad de Trujillo.
1.1.5.2. Objetivos específicos
Extraer antocianinas del maíz (Zea mayz L.) variedad morado nativa,
utilizando la coronta y el grano, cultivada en la ciudad de Trujillo en una área de 270
m2 ubicada en la Urbanización La Rinconada.
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Conocer la actividad antioxidante de las antocianinas extraídas de la
coronta y grano del maíz morado (Zea mayz L.) cultivada en la ciudad de Trujillo.
1.2. MARCO REFERENCIAL
1.2.1. Marco Teórico
1.2.1.1. Maíz morado
El maíz morado es una mazorca (tusa y grano) que contiene el pigmento
denominado antocianina - cianidina - 3b - glucosa, que se encuentra en mayor
cantidad en la coronta (tusa) y en menor proporción en el pericarpio (cáscara) del
grano. Este fruto está constituido en un 85% por grano y 15% por coronta. Un equipo
de investigación de la universidad japonesa Doshisha, Kyoto, comprobó que el
extracto de maíz morado incrementa la actividad de un gen que regula la función de
las células grasas el cual previene las enfermedades cardiacas, obesidad y diabetes.
Asimismo según la revista NutraceuticalsWorld, es un protector de la retina y
estimulador de la circulación sanguínea, así también, impide el desarrollo del cáncer
colorrectal. Según el doctor Hugo Malaspina, favorece la generación de tejidos,
incrementa el flujo sanguíneo, retarda el proceso degenerativo y estimula la acción
diurética (Risco, 2007).
El maíz morado es una variedad de maíz que posee la coronta y los granos de color
morado y es originario del altiplano andino (Bolivia y Perú). Contiene diferentes tipos
de antocianinas, siendo la cianidina-3- ß-glucósido, su pigmento mayoritario el cual
es un importante antioxidante. También el extracto de maíz morado puede ser usado
en productos ácidos como jugos donde se desee un color rojo. A un colorante
extraído a partir del de maíz morado se le clasifica con el número E-163 (EEC).
Además del pigmento principal cianidina- 3-glucósido, se han encontrado en
variedades de maíz morado: pelargonidina - 3- glucósido, peonidina-3-glucósido,
cianidina-3-maloilglucósido, pelargonidina-3-malonilglucósido, y peonidina-3 -
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malonilglucósido) en extractos comerciales de maíz morado (Akori, 2002). El maíz se
utiliza para la alimentación animal, para el consumo humano y para las industrias de
almidón, jarabes de glucosa, siendo el maíz morado usado para bebidas (Primo,
1998).
1.2.1.1.1. Taxonomía y características generales del maíz.
Reino: Plantae
División: Magnoliophyta
Clase: Liliopsida
Subclase: Commelinidae
Orden: Poales
Familia: Poaceae
Subfamilia: Panicoideae
Tribu: Andropogoneae
Género: Zea
Especie: Z. mays
Nombre binomial: Zeamays L.
Zea mays es una gramínea anual originaria de las Américas introducida en Europa
en el siglo XVI. Actualmente, es el cereal con mayor volumen de producción en el
mundo, superando al trigo y el arroz. En la mayoría de los países de América, el
maíz constituye la base histórica de la alimentación regional y uno de los aspectos
centrales de la cultura mesoamericana. El uso principal del maíz es alimentario.
Puede cocinarse entero, desgranado (como ingrediente de ensaladas, sopas y otras
comidas). La harina de maíz (polenta) puede cocinarse sola o emplearse como
ingrediente de otras recetas. El aceite de maíz es uno de los más económicos y es
muy usado para freír alimentos (De Matos, 1998).
Es una planta monoica de flores unisexuales, que presenta flores masculinas y
femeninas bien diferenciadas en la misma planta: la inflorescencia masculina es
11
terminal, se conoce como panícula (o espiga) consta de un eje central o raquis y
ramas laterales; a lo largo del eje central se distribuyen los pares de espiguillas de
forma polística y en las ramas con arreglo dístico y cada espiguilla está protegida por
dos brácteas o glumas, que a su vez contienen en forma apareada las flores
estaminadas; en cada florecilla componente de la panícula hay tres estambres donde
se desarrollan los granos de polen. La coloración de la panícula está en función de la
tonalidad de las glumas y anteras, que pueden ser de coloración verde, amarilla,
rojiza o morada. Las inflorescencias femeninas (mazorcas) se localizan en las yemas
axilares de las hojas, son espigas de forma cilíndrica que consisten de un raquis
central u olote donde se insertan las espiguillas por pares, cada espiguilla con dos
flores pistiladas una fértil y otra abortiva, estas flores se arreglan en hileras paralelas,
las flores pistiladas tienen un ovario único con un pedicelo unido al raquis, un estilo
muy largo con propiedades estigmáticas donde germina el polen.
La inflorescencia femenina (mazorca) puede formar alrededor de 400 a 1000 granos
arreglados en promedio de ocho a 24 hileras por mazorca; todo esto encerrado en
numerosas brácteas o vainas de las hojas (totomoxtle), los estilos largos saliendo de
la punta del raquis como una masa de hilo sedoso se conocen como pelo de elote; el
jilote es el elote tierno. Por las características mencionadas, el maíces una planta de
polinización abierta (anemófila) propensa al cruzamiento, la gran mayoría de los
granos de polen viajan de 100 a 1000m. En la mazorca cada grano o semilla es un
fruto independiente llamado cariópside que está insertado en el raquis cilíndrico u
olote; la cantidad de grano producido por mazorca está limitada por el número de
granos por hilera y de hileras por mazorca. Como cualquier otro cereal, las
estructuras que constituyen el grano del maíz (pericarpio, endospermo y embrión) le
confieren propiedades físicas y químicas (color, textura, tamaño, etc.) que han sido
importantes en la selección del grano como alimento (Kato, et al., 2009).
12
1.2.1.1.2. Cultivo
Los terrenos destinados a maíz deben ser fértiles y con buen contenido de materia
orgánica (más de 2,5 por ciento), no ser ácidos, no muy pendientes y con buen
drenaje. El maíz es uno de los pocos cultivos andinos que siempre se fertiliza,
generalmente con abundante estiércol (guano) y se añaden fertilizantes como urea y
fósforo a niveles muy variables, de 80-80-0 y en algunos casos en cantidades
mayores, según el tipo de suelos (FAO, 2006).
La siembra se puede hacer a surco corrido, pero más frecuente es al golpe: se
colocan tres a cinco semillas por golpe a una profundidad de cinco a ocho cm. La
densidad de siembra depende de la fertilidad del suelo y del objetivo:
Para choclo 30 a 50 kg/ha
Maíz morado 25 a 30 kg/ha
Para forraje 50 a 75 kg/ha
Es recomendable tratar la semilla con un fungicida e insecticida para evitar el ataque
de enfermedades al estado de plántula. El maíz se cultiva generalmente con riego;
por ello se establecen los campos en diferentes épocas según la altitud (FAO, 2006).
Su fácil adaptación a variadas condiciones ambientales abre la pauta para el
despliegue de una amplia gama de tecnologías tradicionales que han sido
experimentadas y enriquecidas por milenios (Kato, et al., 2009).
La oportunidad de la cosecha del maíz dependerá del tipo de cultivo: para choclo,
para grano o para forraje. Se reconoce la madurez del choclo cuando el grano está
en un estado lechoso, que ocurre entre 40 a 50 días después de la floración y el
periodo de cosecha es muy breve, abarca no más de diez días. La mayoría de
chacras se cultivan para grano. El momento de cosecha se determina cuando las
13
hojas de la planta muestran un amarillamiento y comienza el secado de las hojas
inferiores.
Por lo general los campesinos cortan las plantas y dejan que completen su madurez
tendidas en el suelo, secándolas por unos 20 días. Luego son amontonadas en filas
o arcos, para finalmente efectuar el «despanque», es decir sacar las hojas o pancas,
a mano o con clavos. Las mazorcas son llevadas a las qolqas o eras especialmente
preparada para proceder al secado de los granos hasta un 12 a 14 por ciento de
humedad y desgranadas a mano; a menudo son conservadas en mazorcas
amarradas y colgadas denominándose «guayunga».
La planta seca y picada se utiliza como subproducto forrajero. Para forraje se cortan
las plantas cuando están en estado verde y con el grano iniciando su proceso
lechoso; pueden ser utilizadas directamente o conservadas picadas para formar
ensilaje.
Se considera que para todo el proceso de preparación del terreno, deshierbo,
aporques, cuidados sanitarios y la cosecha se requieren entre 110 a 120 jornales por
hectárea (FAO, 2006).
1.2.1.1.3. Perspectiva de cultivo de maíz morado en Perú y en La Libertad
La Estación Experimental Agraria Canaán – Ayacucho, del Instituto Nacional de
Innovación Agraria (INIA), realizó el curso “producción y comercialización de maíz
INIA 615 – negro Canaán” (2011), contando con la participación de 48 personas,
entre profesionales, técnicos, estudiantes y productores. Los principales objetivos del
evento fueron transferir y difundir la tecnología de la producción del maíz, pues solo
de esta manera se transmite a la población las ventajas comerciales de dicha
variedad, su potencial de exportación y las propiedades farmacológicas del maíz
morado para la prevención y el tratamiento de enfermedades en el hombre. Florencio
Requis, investigador del Plan Nacional de Implementación (PNI) en Maíz, expone
14
sobre el manejo agronómico del cultivo de maíz morado. El maíz morado es un maíz
especial al que se le atribuyen propiedades nutraceúticas y antioxidantes, por esta
razón su demanda es creciente en el mercado nacional e internacional. El
rendimiento promedio del maíz morado en campo de pequeños productores con uso
de tecnología baja, se encuentra por debajo de las 2.5 t/ha. Para superar este
rendimiento existen tecnologías que el INIA ha generado y adoptado, logrando
rendimientos de hasta 7.5 t/ha. Con la variedad INIA 615-Negro Canaán. En la
jornada de capacitación participaron como expositores el Ing. Abraham Villanto y
Palomino, Investigador del Programa Nacional de Innovación en Maíz de la.
Encuesta Económica Anual (EEA) Canaán; Florencio Requis Varillas, Investigador
del PNI en Maíz; y Victoriano Núñez Cuba, responsable de Producción de Semilla de
la EEA Canaán y Especialista de Sierra Exportadora (INIA, 2011).
La variedad nativa de ese maíz morado se ha sembrado, a modo experimental, en
una parcela del amplio local que ocupa la Gerencia Regional de Agricultura. Ahí se
ejecuta un proyecto bajo responsabilidad del director de Competitividad Agraria, Ing.
César Paredes Rodríguez, el que cuenta con apoyo de universitarios practicantes de
ciencias agrarias.
El proyecto se denomina “Habilitación y aprovechamiento del territorio en desuso de
la Gerencia Regional de Agricultura para una agricultura orgánica y sustentable a
partir del uso de recursos naturales existentes, destinado a la generación de
ingresos”, enfatizó Paredes (GRAL-L, 2012).
1.2.1.2. ANTIOXIDANTES
Dentro de los productos con alto valor agregado presentes en muchas frutas,
hortalizas y cereales, se encuentran los antioxidantes tales como carotenoides,
vitaminas, fenoles, flavonoides, glutatión, y metabolitos endógenos, los cuales
funcionan capturando radicales libres, peróxidos y especies de oxígeno molecular.
Cuando estas especies de oxígeno generadas como subproductos del metabolismo
normal se incrementan, generan estrés oxidativo que afecta diversos procesos
15
bioquímicos y fisiológicos, y finalmente causan la muerte celular. La participación del
estrés oxidativo en procesos de envejecimiento y cáncer en humanos ha sido
ampliamente documentada.
Las grasas que contienen ácidos grasos insaturados pueden verse dañados muy
fácilmente a raíz de procesos autoxidativos con el oxígeno del aire. Sin embargo, en
algunos casos esto no se consigue sin la ayuda de antioxidantes especiales (Baltes,
2007).
Los antioxidantes son sustancias cuya acción consiste en inhibir la tasa de oxidación
de los nocivos radicales libres (quienes disminuyen las defensas, producen daño
celular con la posibilidad de producir cáncer, arteriosclerosis y envejecimiento)
(Halliwell, 1994).
Los antioxidantes tiene diferente mecanismo de acción; unos impiden la formación
de los radicales libres y/o especies reactivas (sistema de prevención), otro inhiben la
acción de radicales libres (sistema barredor) y otros favorecen la reparación y la
reconstrucción de estructuras biológicas dañadas (sistema de reparación). Cada
antioxidante posee una afinidad hacia un determinado RL (Radicales Libres) o hacia
varios, pude actuar en los diferentes procesos de la secuencia oxidativa y tener más
de un mecanismo de acción. Es necesario la incorporación al organismo de ciertos
oligoelementos como el cobre, zinc, selenio y manganeso, ya que parte de un núcleo
activo de las enzimas antioxidantes. La efectividad de antioxidantes fenólicos se
pueden explicar por la facultad de estos para capturar o ligar radicales libres, la
posibilidad de estabilización de resonancia debería tener u efecto positivo en este
proceso. Su efecto se ve sensiblemente reforzado por agentes quelantes que ligan y
con ello desactivan iones metálicos (Baltes, 2007).
16
1.2.1.2.1. Características de los antioxidantes
La principal característica de un antioxidante es su habilidad de atrapar radicales
libres (RL). Los radicales libres y las especies oxigeno altamente reactivas están
presentes en sistemas bilógicos en una amplia variedad de fuentes. Estos radicales
pueden oxidar los ácidos nucleicos, las proteínas y los lípidos y pueden dar inicio a
enfermedades degenerativas. Los compuestos antioxidantes como ácidos fenólicos,
polifenoles y flavonoides captan radicales libres, tales como peróxidos, hidroperóxido
o peróxido lipídicos e inhibiendo los mecanismos oxidativos que llevan a
enfermedades graves.
Los antioxidantes contienen uno o más funciones hidroxilo y actúan en la
propagación e iniciación de la oxidación al ceder un átomo de hidrógeno a los
radicales ácido graso (R) y los hidroperóxidos (ROO), restaurando el ácido (RH) y el
hidroperóxido (ROOH) (Badui, 2006).
1.2.1.2.2. Tipos de antioxidantes
a) Antioxidantes sintéticos
Los antioxidantes sintéticos más usados son los compuestos fenólicos como el
hidroxianisolbutilado (BHA) 14, el hidroxitoluenobutilado (BHT) 15, la
butilhidroquinona terciaria (TBHQ) 16 y los esteres del ácido gálico, como el galato
de propilo (PG) 17. Los antioxidantes fenólicos sintéticos contienen sustituciones
alquílicas para mejorar su solubilidad en grasas y aceites. De acuerdo las normas de
“buenas prácticas de producción” el uso de estos cuatro antioxidantes sintéticos está
limitado al 0.02% del contenido de grasa o aceite del alimento.
La toxicología de los antioxidantes sintéticos se ha estudiado con gran profundidad.
Sin embargo, actualmente se está cuestionando el uso de algunos de ellos ya que
nuevos datos toxicológicos, obtenidos durante su prolongado periodo de uso,
aconsejan tener cierta precaución. En este sentido, los productos naturales se
17
presentan como sustancias más saludables y seguras y desde 1980 son alternativa
frente al uso de los antioxidantes sintéticos (Pokomy, 2004).
El butilhidroxitolueno (BHT. E321) y el butilhidroxianisol (BHA. E320) son
antioxidantes sintéticos con un efecto antioxidante muy alto. A menudo se utilizan
mezclados con galatos y tocoferoles, y de hecho no solo en alimentos, sino también
en materiales de envasado. Toxicológicamente, el BHT no parece ser del todo
inocuo, puesto que en experimentos de alimentación realizados con ratas se
registraron trastornos en el metabolismo de las grasas del hígado. También el BHT
fue discutido en los últimos años por efectos secundarios dañinos. Parece ser que el
experimento toxicológico se utilizaron concentraciones demasiado elevadas que
provocan irritaciones en las mucosas del estómago de las ratas (Baltes, 2007).
b) Antioxidantes naturales
El uso empírico de los compuestos naturales como antioxidantes es muy antiguo. La
popularidad del ahumado y el especiado como métodos caseros para la preservación
de la carne, el pescado y otros alimentos ricos en grasas puede deberse, al menos
en parte, al conocimiento de que estos tratamientos poseen un efecto retardarte
sobre el enraizamiento. Es muy difícil intentar definir los antioxidantes naturales, pero
en general el termino alude a aquellas sustancias que se presentan o pueden ser
extraídas de los tejidos de las plantas y los animales y a aquellos que se forman
durante el cocinado o el prensado de compuestos alimenticios de origen vegetal o
animal (Pokomy, 2004).
c) Clasificación de los antioxidantes naturales
Vitamina E.
La vitamina E es un antioxidante esencial en humanos, que protege contra las
enfermedades cardiovasculares, participando en el metabolismo de las plaquetas,
18
modulando la formación de derivados de ácido araquidónico. La vitamina E aumenta
la inmuno competencia, inhibe la formación de nitrosaminas y potencia la reparación
de la lesiones oxidativas de las membranas celulares y el ADN. Esta vitamina está
presente en pequeñas cantidades en muchos alimentos, especialmente en el aceite
de germen de trigo, aceites vegetales, nueces, plantas verdes, leche entera, hígado,
etc. (Chávez, 2011).
Vitamina C.
El ácido ascórbico es una vitamina hidrosoluble que tiene importantes propiedades
antioxidantes para el cuerpo humano. Una de sus acciones más importantes de la
vitamina C es la inhibición de la oxidación dañina del colesterol LDL (Chávez, 2011).
Carotenoides.
Son una clase de pigmentos terpenoides con 40 átomos de carbono derivados
biosinteticamente, en su mayoría son solubles en solventes apolares y de coloración
que oscilan entre amarillo (β- caroteno) y el rojo (el licopeno) (Chávez 2011).
Se han identificado en la naturaleza más de 600 de estos compuestos, y se estima
que anualmente se sintetizan 100000 toneladas de carotenoides de fuentes
naturales. Son esenciales para que las plantas realicen la fotosíntesis, ya que actúan
como atrapadores de luz solar y, en forma muy especial, como escudo contra la
fotooxidacion destructiva (Badui, 2006).
Los carotenoides junto con los flavonoides y las clorofilas, son los pigmentos
vegetales más distribuidos. En especial existen carotenoides que confieren
coloraciones amarilla, naranja, roja y violeta a tejidos vegetales y algunos órganos
similares. Los flavonoides confieren también coloraciones similares, inclusive
coloración azul a muchas flores y frutos, mientras que las clorofilas se conocen por
su coloración verde (Chávez, 2011)
19
Compuestos Fenólicos.
Los fenoles son metabolitos secundarios ampliamente distribuidos en el reino
vegetal. Se localizan en todas las partes de las plantas y su concentración es
variable a lo largo del ciclo vegetativo. Los compuestos participan de diversas
funciones, tales como la asimilación de nutrientes, la síntesis proteica, la actividad
enzimática, la fotosíntesis, la formación de componentes estructurales y la defensa
de factores adversos del ambiente. La característica antioxidante de los fenoles se
debe a su reactividad del grupo fenol (Chávez, 2011).
Los flavonoides y las antocianinas son compuestos fenólicos soluble en agua y
etanol, con características de glucósidos; contiene como aglúcon un núcleo flavilo al
cual se une una fracción azúcar por medio de un enlace β- glucosíco. En realidad,
algunos flavonoides son precursores de la biosíntesis de antocianinas (Badui, 2006).
1.2.1.2.3. Antioxidantes y el maíz
En el maíz se encuentran carotenoides, lo cual se supone un hecho único con
respecto al resto de cereales. Chen y Yang han señalado concentraciones de
carotenoides y xantofilas, respectivamente, en las variedades amarillas de maíz.
Kurilich y Juvik midieron la concentración de carotenoides y tocoferoles de 44
variedades de maíz dulce y dentado. Los carotenoides identificados fueron α- y β-
caroteno y dentro del grupo de xantofilas la β- criptoxantina, luteína y zeaxantina. Las
concentración media de carotenoides en 44 variedades estudiadas fueron 10.4 ppm,
variando entre 0.15 y 33 ppm. La luteína suponía el 57% de los carotenoides,
mientras que la zeaxantina y la β- criptaxantina hasta el 21 y 5%, respectivamente
.Los carotenos representaban un 8% del contenido total en carotenoides.
La máxima capacidad para moderar oxigeno singulete u oxigeno molecular la
presenta α- caroteno, seguido por el β- caroteno, la zeaxantina, la luteína y la
criptoxantina. La capacidad para donar hidrógenos de los tocoferoles complementa la
20
actividad de los carotenoides, por lo que los extractos o concentrados de
antioxidantes del maíz pueden representar una buena fuente de AON
(Pokomy, 2004).
1.2.1.2.4. Beneficios de los antioxidantes en las personas
Consumir frutas y verduras es más que una simple frase que acompaña la publicidad
de toda clase de productos, porque comerlos trae grandes beneficios a la salud, por
ser considerados antioxidantes. Este tipo de alimentos protege contra ciertas
enfermedades, y son necesarios desde que se está en el vientre materno, pues
aportan las defensas necesarias para mantenerse sano. "Los antioxidantes se
encuentran en todas las frutas y las verduras, son las vitamina A, C, E y el Selenio, y
se les conoce como los "ACES" de la salud", comenta la nutrióloga Nelda Garza. Su
consumo protege del cáncer, asegura, además, cada grupo de vitaminas ayuda a
prevenir ciertos padecimientos, como el caso de la vitamina A, que interviene en la
piel y en la vista. "Los alimentos antioxidantes que contienen complejo B intervienen
en el sistema nervioso, por eso son de gran ayuda en personas estresadas y con
falta de sueño". Todos estos beneficios están al alcance de cualquiera, porque los
antioxidantes pueden ser consumidos y aprovechados sin importar edad o condición,
aunque se recomiendan desde que se está en el vientre materno (Martínez, 2007).
El debate en torno al uso de antioxidantes continúa su curso. Los pacientes
cardiacos, cuya salud arterial parece mejorar gracias a ellos. El estrés oxidativo es
uno de los fenómenos que está detrás del envejecimiento y de algunos procesos
patológicos como la aterosclerosis, el engrosamiento de las paredes arteriales que
provoca un estrechamiento de su luz y, por tanto, problemas de riesgo sanguíneo.
Esta reacción fisiológica podría contrarrestarse, al menos sobre el papel, con
antioxidantes, pero los resultados de los ensayos clínicos realizados hasta ahora son
contradictorios -se han observado beneficios in vitro y en animales, pero en personas
hay disparidad de conclusiones. Se estudió con 70 pacientes con un mínimo de dos
factores de riesgo cardiovascular, que tomaron diariamente un placebo o un
21
suplemento de vitamina C, vitamina E, coenzima Q10 y selenio. El objetivo de los
investigadores era comprobar si estas sustancias mejoraban de algún modo la salud
cardiovascular de los pacientes, lo cual se comprobó transcurridos tres y seis meses
desde el inicio del ensayo. Los resultados fueron buenos ya que la rigidez de los
vasos es un marcador temprano de la aparición de los síntomas de enfermedades
vasculares como la aterosclerosis y la hipertensión, y un importante factor de riesgo
de aparición de complicaciones y mortalidad. Además de disminuir la rigidez
vascular, los autores observaron que aquellos pacientes que habían seguido el
protocolo de los suplementos manifestaban otras mejorías. Los niveles de glucosa
habían disminuido y el metabolismo de los lípidos (grasas) había mejorado. Como
consecuencia, la tensión arterial de los participantes había bajado (De Martos, 2010).
1.2.1.3. ANTOCIANINAS
Las antocianinas se consideran de la subclase de los flavonoides; se conocen
también como flavonoides azules, se localizan principalmente en la piel de frutas
como manzanas, peras, uvas, zarzamoras, ciruelas, de flores como la Jamaica,
rosas y verduras como col morada y maíz morado. La función que cumplen es la de
atraer seres vivos (principalmente insectos y pájaros) para propósitos de polinización
y dispersión de semillas. La diferencia de color entre las frutas, flores y verduras
depende de la naturaleza y concentración de antocianinas. Existen factores
adicionales que afectan el color como el pH de la célula, el efecto de copigmentación
determinado por la presencia de otros flavonoides, temperatura, luz, etc. (Badui,
2006).
Se conocen aproximadamente 30 antocianidinas, las más importantes son
pelargonidina, delfinidina, cianidina, petunidina, ponidina y malvina (Badui, 2006).
Como origen tiene la piel de algunas frutas como manzana, pera, ciruela o en la
parte carnosa como fresas, cerezas, etc. La mayor fuente de obtención industrial es
la piel de la uva negra. Químicamente es un pigmento de estructura de O-glucósido
22
formado por un aglucon (antocianidina) unido en forma de glucosidica a 1 o 2
azucares, como glucosa, ramnosa, galactosa, xilosa o arabinosa.
(Singh, 1998)
1.2.1.3.1. Estabilidad.
A pesar de que las antocianinas abundan en la naturaleza, no se ha formalizado
su uso como colorantes en alimentos, ya que son poco estables y difíciles de
purificar para emplearse como aditivos. Los desechos de la industria vitivinícola y de
los jugos de frutas, son buenas fuentes de estos pigmentos; estos se pueden
obtener por extracciones alcohólicas y se ha sugerido emplearse en algunos
productos deshidratados (Badui, 2007).
1.2.1.3.2. Efecto del pH.
Debido a una diferencia del núcleo del flavilo, estos pigmentos funcionan como
verdaderos indicadores de pH. A pH ácidos adquieren estructura oxonio estable de
catión colorido. Al aumentar el pH se promueve la desprotonacion del catión flavilo; a
pH 7.0 y superiores debido a la desprotonacion continuada predominan las formas
quinoidales, en estos casos el efecto batocromico es considerable y afecta el color
de tal forma que se presenta una coloración azul (Badui, 2006).
1.2.1.3.3. Efecto de ácidos.
El ácido ascórbico decolora a las antocianinas en presencia de iones de cobre o
fierro por formación de peróxido de hidrogeno, produciéndose la degradación de
ambos compuestos cuando se almacenan por tiempos prolongados (Badui, 2006).
23
1.2.1.3.4. Características de las antocianinas
Las antocianinas representan los principales pigmentos solubles en agua visibles al
ojo humano. Pertenecen al grupo de los flavonoides y su estructura básica es un
núcleo de flavón, el cual consta de dos anillos aromáticos unidos por una unidad de
tres carbonos. El nivel de hidroxilación y metilación en el anillo “B” de la molécula
determina el tipo de antocianidina, que es la aglicona de la antocianina. Aunque se
han descrito doce diferentes antocianidinas, las más comunes en plantas son:
pelargonidina, cianidina, delfinidina, peonidina, petunidina y malvidina. Las tres
primeras son más frecuentes en frutos, en tanto que el resto lo son en flores. En las
plantas las antocianidinas no se acumulan como tal, sino en su forma glucosilada;
esto es, unidas a algún azúcar y en cuyo caso se denominan antocianinas. El azúcar
presente en la molécula les confiere una gran solubilidad y estabilidad, generalmente
se une a la antocianidina en la posición 3 del grupo fenólico, pero puede también
hacerlo en las posiciones 5 y 7. Con base en el número de azúcares presentes en su
estructura, las antocianinas se clasifican en: monoglucósidos (un azúcar),
diglucósidos (dos azúcares) y triglucósidos (tres azúcares). Los tipos de azúcares
presentes pueden ser: monosacáridos, disacáridos o trisacáridos. Los
monosacáridos más comunes son: pentosas como arabinosa y xilosa, o bien
hexosas, de las cuales la D-glucosa es la más frecuente, aunque también pueden
estar presentes galactosa o ramnosa. Los disacáridos más frecuentes son
gentobiosa, soforosa, sambubiosa y rutinosa. Los trisacáridos reportados pueden ser
lineales como la gentotriosa, o bien ramificados como xilosilrutinosa o
glucosilrutinosa (Strack, et al. 1989; Ortiz, et al. 2011).
1.2.1.3.5. Fuentes de antocianinas
Las antocianinas están presentes en diferentes órganos de las plantas, tales como
frutas, flores, tallos, hojas y raíces (Brouillard, 1982). Estos pigmentos son
normalmente encontrados disueltos uniformemente en la solución vacuolar de
células epidérmicas. Sin embargo, en ciertas especies, las antocianinas son
24
localizadas en regiones discretas de la vacuola celular, llamadas antocianoplastos.
La principal fuente de antocianinas son frutas rojas, principalmente bayas y uvas
rojas, cereales, principalmente maíz morado, vegetales y vino rojo entre las bebidas
(Harb, 2007).
1.2.1.3.6. Beneficios de las antocianinas
Los antioxidantes naturales son preciados porque pueden ser usados en el diseño
de alimentos benéficos para la salud (funcionales o nutraceúticos). La importancia
de los antioxidantes es crucial para la salud, debido a su capacidad de neutralizar
radicales libres, que contienen uno o más electrones desapareados, siendo
responsables de muchas enfermedades degenerativas, cataratas, artereoesclerosis,
muerte celular y cáncer, asimismo por su capacidad de eliminar y atrapar
potencialmente a los electrófilos dañadores del ADN, metales tóxicos, hasta la
inhibición de enzimas activadoras de pre carcinógenos, hasta carcinógenos
(Thomas, 2000)
Las antocianinas poseen conocidas propiedades farmacológicas utilizadas para
tratamiento el de enfermedades. Las investigaciones realizadas con extractos de
Vitisvinifera ricos en antocianinas, han mostrado que disminuyen la fragilidad y
permeabilidad capilar; también efectos antiinflamatorios y actividad antiedema.
Además tienen la propiedad de proteger los vasos sanguíneos del daño ocasionado
por los altos niveles de azúcar en la diabetes (Wagner, 1982).
Las antocianinas protegen de muchas maneras. Primero, neutralizan las enzimas
que destruyen el tejido conectivo. Segundo, su capacidad antioxidativa previene los
oxidantes del tejido conectivo dañado. Finalmente, reparan proteínas dañadas en las
paredes de los vasos sanguíneos. Experimentos en animales han demostrado que la
suplementación con antocianinas previenen efectivamente la inflamación y el
subsecuente daño a vasos sanguíneos. Esta habilidad antiinflamatoria de las
antocianinas también ayuda contra las reacciones alérgicas. Por otro lado se ha
25
observado que su potencial antioxidante va en contra de radicales superóxidos y
peróxidos de hidrógeno a través de numerosos mecanismos, por ejemplo: la
cianidina: Protege la membrana celular de lípidos de la oxidación por una variedad
de sustancias peligrosas. La cianidina es un antioxidante cuatro veces más fuerte
que la vitamina E. La pelargonidina protege el radical amino de la tirosina del
peroxinitrilo, un antioxidante altamente reactivo. Por otro lado, la delfinidina interfiere
con el radical hidroxil, uno de los oxidantes del cuerpo humano (Wrolstad, 2001).
1.2.1.3.7. Usos
La creciente preocupación por la toxicidad de los colorantes sintéticos usados en
alimentos, cosméticos y productos farmacéuticos ha sido investigada por Hallagan,
1991, y Lauro, 1991, quienes reportaron que los colorantes rojo No. 2 y No. 40 se
han prohibido en Austria, Japón, Noruega y Suecia, pero el rojo No. 40 aún se
encuentra en escrutinio en Estados Unidos. Al mismo tiempo, dichos hallazgos se
relacionan con modificaciones en la hiperactividad de niños de edad escolar lo cual
puede considerarse un mal neuronal agudo. Tales antecedentes son indicios
suficientes para disminuir la demanda de colorantes artificiales a favor del consumo
generalizado de colorantes naturales como las antocianinas (Giusti, 2008). Las
políticas regulatorias en cuanto al uso de colorantes derivados de las antocianinas
varían de país a país (Ottersäater, 1999). Estados unidos es el país más restrictivo
en cuanto al uso de las antocianinas como colorantes naturales. Las antocianinas
como colorantes naturales y compuestos bioactivos, colorantes que están exentos de
certificación y aprobados para el uso en alimentos se derivan de la cáscara de la uva,
del extracto de la uva, del jugo de vegetales y del jugo de frutas. Las fuentes más
comunes de jugo de vegetales son el repollo morado, los rábanos y diferentes
variedades de bayas (Wrolstad, 2004). En contraste, en la Unión Europea, Chile,
Colombia, Irán, Israel, Corea del Sur, Malta, Perú, Arabia Saudita y los Emiratos
Árabes todos los colorantes derivados de las antocianinas son reconocidos como
naturales (Ottersäater, 1999; Astrid, 2008).
26
1.2.1.3.8. Maíz morado y antocianinas en el Perú.
El presidente del Comité de Colorantes Naturales de la Asociación de Exportadores
(ADEX), Daniel NakamuraKato, resaltó en su exposición “Mercado Mundial de
Antocianinas”, durante el I Congreso Internacional de Colorantes Naturales
“Cochinilla: Sostenibilidad, Balance y Perspectiva”, el alto potencial de la región
Arequipa para la producción de maíz morado. Arequipa es sin duda una tierra fértil
para los productos agrícolas, a la producción de la cochinilla, se le suma también
otros colorantes naturales entre ellos el maíz morado que lamentablemente no se
exporta en grandes cantidades. Su mayor mercado es el local que absorbe el 90%
de la producción, mientras que el 10% restante es exportado” indicó (Grupo Punored,
2012)
27
1.2.2. MARCO CONCEPTUAL
Capacidad antioxidante: Es la capacidad que tiene todos los antioxidantes
presentes en una muestra para apagar o neutralizar los radicales peróxidos.
Antocianinas: Son pigmentos hidrosolubles que se hallan en las vacuolas
de las células vegetales y que otorgan el color rojo, púrpura o azul a las hojas, flores
y frutos.
Radicales libres: Un radical libre es cualquier especie química que
contenga electrones desapareados en los orbitales que participan de las uniones
químicas. Los radicales libres pueden ser formados tanto por la pérdida (oxidación)
como por la ganancia (reducción) de un electrón. También se forman radicales
cuando se rompe la unión covalente entre dos átomos, de modo que los dos
electrones que son compartidos por la unión se separan y queda uno en cada átomo.
Los radicales libres son inestables y de corta vida, cualquier molécula que se
encuentre en su vecindad puede verse afectada y transformarse en otro radical libre,
generando una reacción en cadena. Cuando estas especies activas se encuentran
en la membrana celular se presentan reacciones en cadena de lipoperaxidación
dando lugar a la oxidación de moléculas de ácidos grasos
(Madhavi et al. 1995). Los radicales libres son moléculas inestables y muy reactivas.
Para conseguir la estabilidad modifican a moléculas de su alrededor provocando la
aparición de nuevos radicales, por lo que se crea una reacción en cadena que
dañará a muchas células y puede ser indefinida si los antioxidantes no intervienen.
Oxigeno singulete: Es oxigeno activo o excitado. Producido a partir de las
moléculas de clorofila captadoras de luz. Una de las funciones de los carotenoides
en los sistemas fotosintéticos es prevenir el daño causado por el oxígeno singlete,
eliminando el exceso de energía luminosa de las moléculas de clorofila o
extinguiendo las moléculas de oxígeno singlete directamente.
28
Agentes quelantes: Un quelante, o antagonista de metales pesados, es
una sustancia que forma complejos con iones de metales pesados.
Proceso oxidativo: La oxidación es un proceso bioquímico de pérdida de
electrones siempre asociado a otro de captación que llamamos reducción (Guerra,
2001). Estas reacciones se les conoce como reacciones redox. La oxidación se
encuentra presente en la naturaleza: el hierro es oxidado por el aire, al igual que la
manzana cuando se corta y adquiere un color café, y los alimentos grasos que
cuando se oxidan, se vuelven rancios.
Iones metálicos: Losiones metálicos con carga positiva (cationes) deberían
ser muy abundantes en la naturaleza, son usados en las reacciones de óxido
reducción.
Ácidos grasos: Los ácidos grasos son ácidos orgánicos monoenoicos, que
se encuentran presentes en las grasas, raramente libres, y casi siempre esterificando
al glicerol y eventualmente a otros alcoholes. Los ácidos grasos como tales (ácidos
grasos libres) son poco frecuentes en los alimentos, y además son generalmente
producto de la alteración lipolítica. Sin embargo, son constituyentes fundamentales
de la gran mayoría de los lípidos, hasta el punto de que su presencia es casi
definitoria de esta clase de sustancias.
Polifenoles: Los polifenoles son un conjunto heterogéneo de moléculas
que comparten la característica de poseer en su estructura varios grupos bencénicos
sustituidos por funciones hidroxílicas. Los compuestos fenólicos incluyen, entre otros,
a los ácidos fenólicos (cumarínico, cinámico, cafeico, gentísico, ferúlico y vanílico) y
flavonoides (catequinas, quercitina y resveratrol), los que son sintetizados por una
vía metabólica común a partir de la fenilalanina. Todos provienen de las uvas
moradas, particularmente de su piel, que los producen como una forma de protección
29
contra las relativamente altas temperaturas a que están expuestas. Los polifenoles
son importantes para la fisiología de las plantas pues contribuyen a la resistencia de
microorganismos e insectos y ayudan a preservar su integridad por su continua
exposición a estresantes ambientales, incluyendo radiaciones ultravioletas y
relativamente altas temperaturas.
Anión Oxonio: En química, el ion hidronio (también, oxonio) corresponde al
catión H3O+. De acuerdo con la nomenclatura de iones de la IUPAC, este catión
debe llamarse "oxonio". Hidroxonio también puede usarse para referirse a este catión
sin ambigüedad. Una propuesta preliminar de la IUPAC consiste en llamar oxonio y
oxidanio para referirse a compuestos en el ámbito orgánico e inorgánico
respectivamente.
30
2. MARCO METODOLOGICO
2.1. Hipótesis
Implícita
2.2. Metodología
2.2.1. Tipos de Estudio
De acuerdo a la orientación: Aplicada
De acuerdo a la técnica de contrastación: Descriptiva
2.2.2. Diseño de estudio
Se recolectaron muestras de maíz (Zea mays L.) variedad morado nativa cultivado
en la ciudad de Trujillo, en el distrito de La Rinconada, de una área total de 270 m2,
ubicado a 15 m.s.n.m. y con temperaturas aproximadas 28 °C a 35 °C en verano.
Para determinar la actividad antioxidante de las antocianinas contenidas en el maíz
morado se realizó un diseño descriptivo simple, el mismo que siguió el diseño
transversal. Se tomaron muestras aleatorias de toda el área de cultivo y se realizó un
tratamiento previo a la realización de la determinación de cantidad de antocianinas y
el porcentaje de actividad antioxidante.
31
Leyenda:
t1: 120 min
t2: 240 min
Extracción de antocianinas: pH 2, etanol acido (20%), Baño María 120 y 240 min.
Capacidad antioxidante: Por el método DPPH (2,2-difenil-2-picrilhidracilo)
Todas las pruebas se realizaron por triplicado (n=3)
2.2.2.1. Descripción de la materia prima
El terreno que se destinó para la siembra del maíz morado está ubicado en la
Urbanización La Rinconada de la Cuidad de Trujillo, y cuenta con un área total de
270 m2, está a 15 msnm; con un clima cálido y primaveral y temperatura que oscila
entre los 20 a 26 °C durante los meses de verano, presentando en los meses de
enero a abril lluvias ligeras, esporádicas durante la tarde o por la noche. Cuenta con
una humedad de 73% y con un punto de roció de 19 °C, la textura del suelo fue
MAIZ MORADO
Grano Coronta
t1 t2 t1 t2
Extracción de antocianinas
Extracción de antocianinas
Extracción de antocianinas
Extracción de antocianinas
Capacidad antioxidante
Capacidad antioxidante
Capacidad antioxidante
Capacidad antioxidante
32
franco arenoso y el pH del agua fue 6.4. Según Goodman y Brown (1988), en
América hay 260 razas de las que 132, aproximadamente la mitad, se encuentran en
la región andina. Dos factores son la causa de la gran diversidad: la variación de
usos y la gran variación ecológica. La diversidad fenotípica en color, tamaño, forma,
textura del grano y de la mazorca, lo que depende de la forma de cultivo.
2.3. Población y muestra
La población que se utilizó para la determinación de la actividad antioxidante de
antocianinas contenidas en maíz morado, es el total de mazorcas que fueron
cosechadas de una parcela de 270 m2 ubicado en la ciudad de Trujillo, distrito de La
Rinconada, teniendo en cuenta que cada una de ellas siguió el mismo procedimiento
de cultivo.
De un total de 540 plantas de maíz morado con una producción de 3 mazorcas por
planta se obtuvo una población de 1620 unidades se recolectaron según la fórmula:
Dónde:
n= número total mazorcas de maíz morado
Z= Nivel de confianza = 1.96 (95%)
d= error estimado = 5%
p= porción de la muestra que nos interesa medir = 80%
q= porción de la muestra que no nos interesa medir = 20%
El número de unidades muéstrales fue de 250 mazorcas.
33
2.4. Método de investigación
a) Lugar de ejecución
Los análisis del desarrollo de tesis se realizaron en el laboratorio de química de la
Facultad de ingeniería de la Universidad Cesar Vallejo en la Cuidad de Trujillo.
b) Materiales y equipos
Reactivos
2,2-difenil-2-picrilhidracilo (DPPH)
Etanol 40% y 20%
Ácido clorhídrico (HCL) 18%
Buffer acetato de sodio pH 4.5
Buffer cloruro de potasio pH 1
Instrumentos
Vasos de precipitación de 100 y 50 ml
Tubos de ensayo
Matraz Erlenmeyer 100 ml
Pipetas de 1 y 2 ml
Micropipeta de 100 y 1000 µl
Fiolas de10 y 25 ml
pH metro calibrado (pH 7)
Embudo
34
Equipos
Balanza analítica
Espectrofotómetro UV 220- 750 nM
Centrifuga
Bomba de vacío
Materiales
60kg de maíz morado (en mazorca)
Puntas para micropipeta
Cubetas para espectrofotómetro
Papel filtro
Papel toalla
Papel tisú
Un ciento Papel bond
Cuatro CDs
Una Memoria USB
Marcador de cd
Dos Lapicero
2.5. Técnicas e instrumentos de recolección de datos
2.5.1. Desviación estándar
Se usó el procedimiento probabilístico de muestreo aleatorio simple, ya que todas las
unidades de la población tuvieron la misma probabilidad de ser elegidos.
La muestra se escogió al azar debido a que la cantidad utilizada será relativamente
pequeña.
Se usó la observación de campo experimental, la que se realizó con una ficha de
registro de datos.
35
Desviación estándar
Es una medida de dispersión, que nos indica cuánto pueden alejarse los valores
respecto al promedio (media), por lo tanto es útil para buscar probabilidades de que
un evento ocurra. Se calcula con la ecuación:
Dónde:
Xi= dato i que esta entre (o, n)
x= promedio de los datos (media aritmética)
n= numero datos
2.5.2. Coeficiente de variación
Expresa en porcentaje de la desviación estándar, para una mejor interpretación. Se
expresa:
Dónde:
S= Desviación estándar
X= media muestral
36
2.6. Método de análisis de datos
2.6.1. Extracción de antocianinas por el método de pH diferencial.
Se extrajo las antocianinas del maíz morado, se realizó con el método pH diferencial
propuesto por Guisti y Wrolstal (2001), con algunas modificaciones, ya que se pesó
1.5 de coronta y de grano de maíz morado, molido, extraídos con metanol
acidificado con HCl, durante 240 y 120 min a 70°C. Una alícuota del extracto se
diluyó en una fiola de 25 ml con soluciones buffer de cloruro de potasio (pH 1) y
acetato de sodio (pH 4.5). Se leyó la observancia con una longitud de onda de 700 y
510 en espectrofotómetro y su contenido se expresó en cianidina-3-glucosido,
siguiendo la expresión:
Dónde:
A= (A510 – A700) pH 1.0– (A510- A700) pH 4.5
P.M. (peso molecular) = 449.2 g/mol, para cianidina-3-glucosido
FD= Factor de dilución
L= Longitud de paso de celda cm
ε= 26900 coeficiente de extinción molar para cianidina-3-glucósido
1000= Factor de conversión g a mg
2.6.2. Determinación de la actividad antioxidante del 2,2-difenil-2-
picrilhidracilo
La capacidad antioxidante de las antocianinas extraídas del maíz morado, se
determinó de acuerdo al método del DPPH (2,2- difenil- 1 –picrilhidracilo), descrito
por Brand y Williams et al. (1995).
37
Este método se fundamenta en el radical DPPH que tiene un electrón desapareado y
es de color azul-violeta, decolorándose hacia amarillo-pálido, por reacción con una
sustancia antioxidante. La diferencia de absorbancia antes y después de agregar la
sustancia a la longitud de 517nm permite obtener el porcentaje de captación de
radicales libres. Para conocer el porcentaje de inhibición de absorbancia de la
solución DPPH se sigue la ecuación:
38
3. RESULTADOS
3.1. Determinación del porcentaje de humedad de maíz (Zea mays) variedad
nativa morado.
Se determinó el porcentaje de humedad de la coronta y grano de maíz morado en
estufa a 115°C durante 2 horas, según formula se obtuvo 13,96% de humedad,
3.2. Extracción de antocianinas de maíz (Zea mayz) variedad morado nativa
por método de pH diferencial.
La cantidad de antocianinas extraídas del grano y coronta de maíz morado expresado
como cianidina-3-glucosido a pH 2, a 70°C por 120 min y 240 min, se presentan en
las tablas 1 y 2.
Tabla 1 Valores promedios de la Extracción de antocianinas de la coronta de maíz
morado.
MUESTRA ANTOCIANINAS mg/gr
ANTOCIANINAS mg/gr2
ANTOCIANINAS mg/gr3
PROMEDIO DESV. ESTANDAR
C.V.
1 143,86 156,30 122.15 140.77 0.0000 0.0000
2 104.53 137,79 99.19 133.84 3.7760 1.0441
3 114.32 114,47 108.49 104.76 4.1224 0.8172
4 154.12 162.98 158.29 141.18 4.4325 1.1014
En la Tabla 1, las muestras 1 y 2, se trataron por 120 minutos, las muestras 3 y 4 por
240 min.
39
Tabla 2 Valores promedios de la extracción de antocianinas del grano de maíz
morado.
MUESTRA ANTOCIANINAS mg/gr
ANTOCIANINAS mg/gr
ANTOCIANINAS mg/gr
PROMEDIO DESV. ESTANDAR
C.V.
1 54.94 46.17 48.76 49.96 3.6790 0.0662
2 64.70 83.82 66.54 71.69 10.5480 0.1898
3 55.76 47.17 49.26 50.73 4.4797 0.0806
4 41.29 58.78 63.87 54.65 11.8439 0.2131
En Tabla 2, se muestran la cantidad de antocianinas extraídas del grano de maíz
morado, las muestras 1 y 2, trataron por 240 minutos, mientras que las muestras 3 y 4
por 240 min.
3.3. Capacidad antioxidante de maíz (Zea mays) variedad morado nativa por
espectrofotometría.
3.3.1. Valores de IC50 de las muestras de coronta y grano de maíz (Zea mays)
variedad nativa morado.
En las Figuras 1 y 2 se muestra los valores IC50 de capacidad antioxidante de la
coronta y grano de maíz morado.
32.00
32.50
33.00
33.50
34.00
1 2 3 4
IC 5
0 (
ul)
Numero de muestra
Valores IC50 de la coronta de maiz morado
40
Figura 1: Valores IC50 de las muestras de coronta del maíz morado
Figura 2: Valores de IC50 de las muestras del grano de maíz morado.
3.3.2. Análisis estadístico mediante el análisis de varianza.
Se realizó el análisis de varianza de los valores IC50 de la capacidad antioxidante,
obtenidos de la coronta y grano del maíz morado, lo que se presentan en las tablas 3
y 4.
Tabla 3 Análisis de varianza de valores IC50 la coronta de maíz morado.
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad Valor crítico
para F
Entre grupos 48.1245608 2 24.0622804 2.41574725 0.10079605 3.20431729 Dentro de los grupos 448.226783 45 9.96059517
Total 496.351343 47
27.00
28.00
29.00
30.00
31.00
32.00
1 2 3 4
IC 5
0 (
ul)
Numero de muestra
Valores IC50 del grano de maiz morado
41
Tabla 4: Análisis de varianza de valores IC50 del grano de maíz morado.
Origen de las variaciones
Suma de cuadrados
Grados de libertad
Promedio de los
cuadrados F Probabilidad
Valor crítico para
F
Entre grupos 15.0516576 2 7.52582879 2.26601649 0.11543649 3.20431729 Dentro de los grupos 149.452706 45 3.32117124
Total 164.504363 47
42
4. DISCUSION
Químicamente las antocianinas son glucósidos de las antocianidinas, es decir están
constituidas por una molécula de antocianidina, que es la aglicona, a la que se le une
un azúcar por medio de un enlace ᵦ - glucosido (Badui, 2006) La extracción de
antocianinas es comúnmente llevada a cabo con etanol y una pequeña cantidad de
ácido, (Abdel y Hucl, 1999). Los valores obtenidos en la extracción de antocianina
ciniadina-3-glucósido de la coronta y grano de maíz morado se muestran en el tabla 1
y 2, lo que según indica el coeficiente de variabilidad los resultados de la extracción
de antocianinas de la coronta (entre 141. 18 y 133.84 mg/gr) y grano (entre 49.71 y
71.73 mg/gr) reportados como cianidina-3 glucósido, son homogéneos, ya que son
menores de 10%. La cantidad de antocianinas extraídas son inferiores a las que
reporto Gorriti (2009), quien a las mismas condiciones de extracción y diferentes
solventes obtuvo 37.127 mg/gr de cianidina-3-glucósido dela coronta de maíz morado.
Sin embargo López (2011), pudo extraer 216.4 mg/ gr de antocianinas con una
solución de etanol acuoso en matraces cubiertos de la luz por 12 horas a 4°C con un
agitador orbital. Estas diferencias pueden deberse a que la cantidad y el color
presentado y por las antocianinas es grandemente influenciado por el pH del medio
de extracción y el medio donde se desarrolló la antocianina (Timberlake, 1980).
Capacidad antioxidante de antocianinas de maíz morado
En las Figuras 1 y 2 se muestran los valores del coeficiente de inhibición IC50 de la
coronta y grano de maíz morado, respectivamente. Los valores IC50, para la coronta
de maíz morado, determinaron una capacidad antioxidante alta, ya que los valores
IC50, son inversamente proporcional a la actividad antioxidante, los valores IC para la
coronta (como promedio 33,33 µL), y grano (promedio 29.50 µL) no presentan gran
diferencia lo que indican que el maíz (coronta y grano) morado posee alta capacidad
atrapadora de radicales DPPH. Se hallaron resultados actividad antioxidante en maíz
morado expresados en DPPH (%) entre 68.80% y 17.06% diferentes condiciones de
extracción de antocianinas (Gorriti, 2009), por otro lado Chávez (2011), reporto que el
43
arandano tiene alta capacidad antioxidante (IC50= 28,48). El análisis de varianza, para
coronta y grano, determinó que las condiciones de extracción de antocianina no
afectó la capacidad antioxidante. Esta diferencia puede explicarse considerando que
la capacidad antioxidante de una muestra vegetal no viene dado solo por la suma de
las capacidades antioxidantes de cada componente, sino que también depende del
micronutriente que contiene, pudiendo interactuar entre sí, produciéndose efectos
sinérgicos o inhibitorios (Marroquín, 2011).
44
5. CONCLUSIONES
Se realizó la extracción de antocianinas del maíz morado siendo la coronta la que
tiene mayor cantidad de antocianinas, con 141.18 mg/gr de extracción y 104.76
mg/gr, para el grano de obtuvo desde 71.69 mg/gr hasta 49.96 mg/gr.
Se determinó que la actividad antioxidante de las antocianinas del maíz morado es
mayor, en comparación con los resultados reportados por Chávez (2011), en el fruto
de arandano, variando de acuerdo a la coronta (IC50= 33.33µl como promedio de las
muestras) y en grano (IC50= 29.50µL como promedio de las muestras).
45
6. SUGERENCIAS
Se sugiere realizar un comparativo de la cantidad de antocianinas y la actividad
antioxidante del maíz morado cultivado en la ciudad de Trujillo y el maíz morado
traído de la sierra de La Libertad.
Se sugiere realizar la extracción de antocianinas en diferentes tiempos y
temperaturas.
Se debe realizar un estudio de las condiciones de cultivo de maíz morado de la ciudad
de Trujillo y determinar lo que contribuyó a la mayor concentración de antocianinas.
Se recomiendo realizar el análisis de la cantidad de antocianinas y capacidad
antioxidante de maíz morado cultivado en la ciudad de Trujillo en diferentes estadios
de madurez.
46
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WROLSTAD, R. Anthocyanin Pigments Bioactivity and Coloring Properties. Food
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53
ANEXOS
54
ANEXO 1:
EXTRACCIÓN DE ANTOCIANINAS POR METODO PH DIFERENCIAL (METODO
DE GUSTI y WROLSTAD, 2001).
Las antocianinas son moléculas polares y consecuentemente son más solubles en
solventes polares que en no polares. A valores de pH donde las moléculas de
antocianinas están no ionizadas, pueden ser solubles en éter y no son estables para
la extracción de antocianinas implica el uso de solventes ácidos.
Pesar 2,5 gr de maíz morado (coronta o grano) molido y tamizado, extraídos con
200 ml de agua destilada y solución etanolica a pH ácido, ajustar con HCL
concentrado.
Extraer a diferentes tiempos y temperaturas.
Filtrar los extractos obtenidos utilizando papel filtro N° 1 con la ayuda de un equipo al
vacío.
Tomar una alícuota del extracto y diluir en una fiola de 25 ml con soluciones buffer de
cloruro de potasio (pH 1) y acetato de sodio (pH 4.5).
Utilizando espectrofotómetro leer las muestras que se expresa como cianidina-3-
glucosido utilizando la siguiente expresión:
Total antocianinas (mg/L) = A x PM x FD x 1000/ (ԑ x L)
Dónde:
A= (A510 - A700) pH 1,0 – (A510 – A700)pH4.5
PM= Peso molecular (449,2 g/mol) para cianidina-3-glucosido
FD= factor de dilución
L= Longitud de paso de celda en cm
ԑ = 26900 coeficiente de extinción molar para cianidina-3-glucosido
1000= factor de conversión de g a mg
55
ANEXO 2:
Tabla 5: Absorbancias de la primera repetición de extracción de la coronta de
maíz morado como cianidina-3-glucosido en mg/gr.
MUESTRA SOLVENTE t (min) Abs Abs mg/gr
700 510
1 A 240 0.104 1.784 143,86
0.384 0.346
2 A 120 0.074 1.291 104.53
0.657 0.622
3 A 120 0.067 1.451 114.32
0.078 0.23
4 A 240 0.025 1.735 154,12
0.04 0.449
Etanol 20% y HCL, pH 2= A
ANEXO 3:
Tabla 6: Absorbancias de la segunda repetición de extracción de la coronta de
maíz morado como cianidina-3-glucosido en mg/gr.
MUESTRA SOLVENTE t (min) Abs Abs mg/gr
700 510
1 A 240 0.018 1.872 156,30
0.114 0.096
2 A 120 0.098 1.784 137,79
0.034 0.348
3 A 120 0.032 1.719 114,47
0.03 0.346
4 A 240 0.02 1.937 162,98
0.24 0.213
Etanol 20% y HCL, pH 2= A
56
ANEXO 4:
Tabla 7: Absorbancias de la tercera repetición de extracción de la coronta de
maíz morado como cianidina-3-glucosido en mg/gr.
MUESTRA SOLVENTE t (min) Abs Abs mg/gr
700 510
1 A 240 0.081 1.472 122.15
0.292 0.220
2 A 120 0.070 1.236 99.19
0.583 0.561
3 A 120 0.103 1.124 85.49
0.230 0.227
4 A 240 0.079 1.415 108.29
0.093 0.132
Etanol 20% y HCL, pH 2= A
ANEXO 5:
DETERMINACIÓN DE CAPACIDAD ANTIOXIDANTE POR
ESPECTROFOTOMETRÍA (Método DPPH de BRAND – WILLIAMS et al., 1995)
Ensayo de la actividad antioxidante
En este ensayo, se evalúa la capacidad que tiene un posible antioxidante para
neutralizar un radical. El compuesto 1,1-difenil-2-pricrilhidrazil (DPPH) es un radical
estable que presenta una intensa coloración violeta y que absorbe radiación a 517
nm, de forma que su concentración se puede determinar mediante métodos
espectrofotométricos. En el ensayo se determina la concentración inicial de DPPH y
la concentración resultante una vez que se ha añadido el posible antioxidante, de
forma que una disminución de la absorción de radiación se traduce en una
57
disminución de la concentración de DPPH debida a la cesión de electrones de la
especie antioxidante.
Recta de calibrado de DPPH
Se prepara una disolución de DPPH 0.1 mM en metanol. A partir de esta disolución,
se preparan cinco disoluciones de un volumen de 10 ml de concentraciones 0.02,
0.04, 0.06, 0.08 y 0.1 mM. Además, se prepara un BLANCO que únicamente tiene 10
ml de disolvente. Se debe medir la absorbancia de estas disoluciones a una longitud
de onda de 517 nm para obtener la recta que determina la concentración de radical:
[DPPH] = (a x Abs517)+ b
Determinación de actividad antioxidante
Se introducen en el espectrofotómetro 2 ml de la disolución de DPPH 0.1 mM. Se le
añade 0.05 ml de la muestra obtenido previamente y se va leyendo la absorbancia a
517 nm. Si la disminución de absorción es muy rápida, se realizará una dilución
apropiada del extracto. Se determinará el tiempo en que la concentración de DPPH
se reduce a la mitad (t½) y el porcentaje de inhibición a los 30 minutos, calculado
como [(Absi-Absf)/Absi] x 100, donde Absi es la absorbancia sin extracto y Absf es
la absorbancia con extracto.
58
ANEXO 6:
Tabla 8: Recta de calibración de DPPH
CURVA [ ] mg/ml Abs
0 0 0.000
1 3 0.086
2 10 0.136
3 40 0.532
4 70 1.078
5 100 1.644
ANEXO 7:
Figura 3: Recta de calibración de radical DPPH.
y = 0.0162x - 0.0259 R² = 0.9912
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
1.4
1.6
1.8
0 20 40 60 80 100 120
Ab
sorb
anci
a
Concentración DPPH (mg/ml)
59
ANEXO 8:
Tabla 9: Absorbancia de la primera repetición para la determinación de
capacidad antioxidante.
MUESTRA Abs % DPPH remanete
% captura del radical
DPPH
IC50
1 1.364 17.03 82.97 30.13
1.342 18.36 81.64 30.62
1.254 23.72 76.28 32.77
1.241 24.51 75.49 33.12
2 1.314 20.07 79.93 31.27
1.316 19.95 80.05 31.25
1.308 20.43 79.57 31.42
1.287 21.71 78.29 31.93
3 1.295 21.22 78.78 31.73
1.246 24.20 75.8 32.98
1.156 29.68 70.32 35.55
1.076 34.54 65.46 38.19
4 1.325 19.4 80.6 31.02
1.168 28.95 71.05 35.19
1.165 29.13 70.87 35.28
1.153 29.86 70.14 35.64
5 1.544 6.08 93.92 26.62
1.516 7.78 92.22 27.11
1.500 8.75 91.25 27.40
1.370 16.66 83.34 30.00
6 1.416 13.86 86.14 29.02
1.388 15.57 84.43 29.61
1.360 17.27 82.73 30.22
1.352 17.76 82.24 30.40
7 1.421 13.56 86.44 28.92
1.408 14.35 85.65 29.19
1.388 15.57 84.43 29.61
1.290 21.53 78.47 31.86
8 1.520 7.54 92.46 27.04
1.503 8.57 91.43 27.34
1.470 10.58 89.42 27.96
1.395 15.14 84.86 29.460
60
ANEXO 9:
Tabla 10: Absorbancia de la segunda repetición para la determinación de
capacidad antioxidante.
MUESTRA Abs % DPPH remanete
% captura del radical
DPPH
IC50
1 1.220 25.79 74.21 33.69
1.218 25.91 74.09 33.74
1.204 26.76 73.24 34.13
0.987 39.96 60.04 41.64
2 1.240 24.57 75.43 33.14
1.120 31.87 68.13 36.69
1.009 38.62 61.38 40.73
0.883 46.28 53.72 46.54
3 1.338 18.61 81.39 30.72
1.225 25.48 74.52 33.55
1.172 28.71 71.29 35.07
1.151 29.98 70.02 35.70
4 1.442 12.28 87.72 28.50
1.390 15.45 84.55 29.57
1.286 21.77 78.23 31.96
1.159 29.5 70.5 35.46
5 1.501 8.69 91.31 27.38
1.490 9.36 90.64 27.58
1.430 13.07 86.93 28.76
1.402 14.72 85.28 29.32
6 1.230 25.18 74.82 33.41
1.219 25.85 74.15 33.72
1.203 26.82 73.18 34.16
1.180 28.22 71.78 34.83
7 1.477 10.15 89.85 27.82
1.462 11.07 88.93 28.11
1.396 15.08 84.92 29.44
1.374 16.42 83.58 29.91
8 1.432 12.89 87.11 28.70
1.422 13.50 86.5 28.90
1.370 16.66 83.34 30.00
1.329 19.16 80.84 30.93
ANEXO 10:
61
Tabla 11: Absorbancia de la tercera repetición para la determinación de
capacidad antioxidante.
MUESTRA Abs % DPPH remanete
% captura del radical
DPPH
IC50
1 1.382 15.94 84.06 29.74
1.324 19.46 80.54 31.04
1.270 22.75 77.25 32.36
1.220 25.79 74.21 33.69
2 1.318 19.83 80.17 31.18
1.272 22.62 77.38 32.31
1.250 23.97 76.03 32.88
1.120 31.87 68.13 36.69
3 1.280 22.14 77.86 32.11
1.262 23.24 76.76 32.57
1.190 27.62 72.38 34.54
1.182 28.1 71.9 34.77
4 1.302 20.8 79.2 31.57
1.274 22.51 77.49 32.26
1.250 23.97 76.03 32.88
1.170 28.83 71.17 35.13
5 1.415 13.92 86.08 29.04
1.397 15.02 84.98 29.42
1.351 17.82 82.18 30.42
1.290 21.53 78.47 31.86
6 1.420 13.62 86.38 28.94
1.390 15.45 84.55 29.57
1.372 16.55 83.45 29.96
1.360 17.27 82.73 30.22
7 1.380 16.06 83.94 29.78
1.368 16.79 83.21 30.04
1.309 20.38 79.62 31.40
1.275 22.45 77.55 32.24
8 1.502 8.64 91.36 27.36
1.460 11.2 88.8 28.15
1.412 14.11 85.89 29.11
1.383 15.87 84.13 29.72
62
ANEXO 11:
Determinación de la cantidad necesaria de la muestra (antioxidante) para
reducir en un 50% la concentración inicial del radical DPPH (IC50)
Se analizaron muestras de antocianinas de coronta y grano de maíz morado en
tubos de ensayo forrado con papel aluminio para evitar oxidación.
Luego, con ayuda de una micropipeta de volumen graduable se tomó 50 µl de
zumo y se adicionó a las primeras muestras (PA), se realizó el mismo
procedimiento para las muestras (PB) pero con 25 µl de zumo.
Cada tubo fue mezclado lentamente, dejándose reposar a temperatura ambiente
y protegido de la luz hasta cumplir los 30 minutos; pasado ese tiempo se
procedió a realizar tres lecturas de absorbancia a 515 nm, en el
espectrofotómetro TRERMO modelo GENESSIS 10 UV. Para los tubos problema
se preparó un control (que consistió en 5 ml de solución de DPPH 0,1 mM) y se
leyó la absorbancia a 515 nm en el espectrofotómetro. Se utilizó etanol como
blanco.
Posteriormente utilizado los valores de absorbancia de los tubos problema y la
absorbancia del tubo control, fue calculado el porcentaje de radicales DPPH
capturados por 25 y 50 µl de la muestra:
Finalmente, mediante una regla de tres simple hallamos el valor de IC50
para cada una de las diez soluciones problema.
Si:
X % Y µl de la muestra
IC50 50 %
63
Entonces:
IC50 : cantidad necesaria de la muestra para reducir en un 50% la
concentración inicial del radical DPPH (µl)
X : porcentaje de captura de radicales DPPH obtenida con 50 µl
de la muestra (%)
ANEXO 12:
Figura 4: Visita al campo de cultivo de maíz morado, Rinconada, Trujillo.
64
ANEXO 13:
Figura 5: Recolección de muestras de maíz morado.
ANEXO 14:
Figura 6: Porcentaje de humedad de grano y mazorca de maíz morado.
65
ANEXO 15:
Figura 7: Extracción de antocianinas.
ANEXO 16:
Figura 8: Determinación de capacidad de la capacidad antioxidante de
antocianinas de maíz morado.
