ABSTRACT
The
Carica papaya peel generates waste that becomes environmental pollution which
affects the population. A Hawaiian papaya has a weight of 453.6 grams, the peel
of this fruit weighs 56.67 grams which represents 30% of waste; As for the
Tainung variety, a mature fruit has an average weight of 1814.37 grams, the
peel of this fruit weighs 198.447 grams, which represents 40% of waste.
Situation that merits a study of the chemical composition and the therapeutic
activities that they could represent. The imbalance between antioxidant
activity and free radicals is related to oxidative stress; therefore, the
consumption of fruits and vegetables provide important antioxidants for the
body. This titration work aims to determine the secondary metabolites and the
antioxidant activity of the epicarp of Carica papaya, Hawaiian and Tainung by
preliminary phytochemical screening and spectrophotometric method. For which
the secondary metabolites were determined and the Tainung variety presented
alkaloids, phenols, flavonoids and saponins and the Hawaiian variety alkaloids,
phenols, flavonoids and saponins, then the total polyphenols were quantified by
the Folin Ciocalteu method, the Tainung variety gave as a result 0.86% and the
Hawaiian variety gave 0.70%. The antioxidant activity was determined by the
DPPH method where the tainung variety gave the result IC 50 (Gallic Ac.) 137.86
mg / ml - IC 50 (Ascorbic Ac.) 22.24 mg / ml and the Hawaiian variety presented
IC 50 (Ac. Gallic) 130.20 mg / ml - IC 50 (Ascorbic Acid) 21.00mg / ml.
Keywords: Carica Papaya -
Antioxidant activity - Carica Papaya
INTRODUCCIÓN
La papaya (Carica papaya) es una fruta tropical que se
consume por su pulpa principalmente, que suele ser de color anaranjado y de
sabor dulce y jugoso. También se aprovechan sus semillas secas. Es un alimento
bajo en calorías y altamente digestivo. La papaya es una fruta tropical de
forma ovalada o aperada, que mide entre 10 y 20cm y pesa normalmente entre 500
y 1.000g, aunque puede alcanzar los 5kg. Se trata de una baya con la piel fina
y de color entre el verde amarillento y el naranja. La pulpa es roja anaranjada
o amarilla, dulce y muy jugosa. Dentro presenta una cavidad donde se encuentran
las semillas, que son de color negro grisáceo (1). Nativa de los climas cálidos
del norte y centro de América, especialmente en el sur de México y Nicaragua.
Después del descubrimiento de América se distribuyó a muchas otras partes del
mundo como África y Asia. Actualmente se cultiva por todas las regiones
tropicales y subtropicales de mundo (2).
La primera mención escrita que se tiene de la papaya es la “Historia
Natural y General de las Indias” de Oviedo, quien alrededor del año 1535, en
una carta a su Soberano le decía haber visto esta planta creciendo en el sur de
México y Centroamérica. En los primeros tiempos de la conquista se distribuyó
rápidamente por todas las Antillas y Sudamérica. A finales del siglo XIV y a
principios del XV se difundió a Filipinas, Malasia, Sur de China, Ceilán y
Hawái, por navegantes españoles y portugueses. Ahora se encuentra cultivado en
extensas zonas por todas las regiones tropicales y subtropicales. En los
últimos años el 50% de la producción mundial se concentra en Brasil, México y
la India. Según la FAO, en el año 2016 la producción mundial fue 12,980
toneladas. El principal productor es India seguido de Brasil y México (3).
La papaya posee altos contenidos de las vitaminas B1, B2 y B3 (también
conocida como niacina), que regulan el sistema nervioso y también regulan el
aparato digestivo. Contiene de igual manera vitaminas A y C. Por otro lado, es
rica en minerales como calcio, fósforo, hierro, sodio, azufre, silicio y
potasio. Además, contiene fibra, lo que mejora la digestión, y tiene bajo valor
calórico, haciéndola ideal para las dietas. Su consumo contribuye contra los
ancylostomas especie de nematodos que producen enfermedades conocidas como
anquilostomiasis, larvas que penetran en el cuerpo por la piel. Es también muy
recomendada para dispepsias hipo-secretoras, para la prevención de la
arteriosclerosis y trombo embolismos y también para parasitosis intestinal.
Tópicamente, la papaya es usada para heridas y ulceraciones tróficas con restos
inflamatorios o necróticos y también para forúnculos (4). Una papaya hawaiana
tiene un peso de 453,6 gramos la cáscara de este fruto pesa 56,67 gramos lo
cual representa un 30% de desperdicio; en cuanto a la variedad tainung un fruto
maduro tiene un peso promedio de 1814.37 gramos, la cáscara de este fruto pesa
198.447 gramos lo cual representa 40% de desperdicio. Trasladados estos
porcentajes a la producción nacional el desperdicio en cáscara de estas frutas
sería de aproximadamente 70% por las dos variedades.
Por otra parte los radicales libres son todas aquellas especies
químicas cargadas o no, que en su estructura atómica presentan un electrón
desapareado en su último orbital, ofreciéndole una configuración espacial muy
inestable, posición que la hace altamente reactiva, por lo tanto actúa
rápidamente en el sitio que se forma debido a que tiene una vida media corta y
cuando se genera un incremento exagerado en la concentración de las especies
reactivas de oxígeno causado por la disminución o inhibición de los mecanismos
antioxidantes endógenos, se afirma que el cuerpo entra en un estado de estrés
oxidativo. Estos daños provocados a diferentes biomoléculas por radicales
libres causan enfermedades a nivel del Sistema neurológico, Aparato
cardiovascular, Aparato ocular, Aparato respiratorio, Sistema Osteomioarticular
y Riñón (5).
Los polifenoles son caracterizados por contener en su estructura
química al menos un anillo aromático unido a uno o más grupos hidroxilo y
comúnmente se encuentran como derivados de esteres, éteres y glucósidos. En
relación con la actividad antioxidante, son los encargados de mostrar los
metabolitos secundarios de muchas plantas contribuyendo a su vez a la protección
de las células contra los efectos dañinos de especies reactivas del oxígeno
(6).
Los polifenoles responsables de dar el color característico a la papaya
es la antocianidina que son las estructuras básicas de las antocianinas. Su
contribución a la pigmentación de los alimentos está claramente reconocida,
formando conjugados con azúcares y ácidos grasos para formar un grupo diverso
en colores responsables de tonalidades azules, color de malva, púrpura, rojo,
escarlata y naranjas brillantes (7).
El presente trabajo de investigación se desarrolló con una metodología
experimental consistente en la identificación cualitativa de metabolitos
secundarios mediante los procedimientos de tamizaje fitoquímico preliminar; a
continuación se procedió a la cuantificación de los polifenoles totales se
trabajó por el procedimiento estándar conocido como el método Folin-Ciocalteu
que es un método espectrofotométrico utilizando como estándar acido gálico y el
otro estándar para corroborar ácido ascórbico, finalmente se hizo la
evaluación de la actividad antioxidante mediante el método DPPH
(2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) que es otro método espectrofotométrico y con
los resultados se calculó IC 50.
METODOLOGIA
TIPO Y ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
El presente
trabajo de investigación es de tipo exploratorio con enfoque cuantitativo.
DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN
a) Recolección
de muestras
b) Preparar
el extracto hidroalcohólico de las cáscaras de la papaya hawaiana y tainung.
c) Realizar
el tamizaje fitoquímico preliminar para identificar metabolitos secundarios.
d) Cuantificar
los polifenoles totales mediante el método de Folin Ciocalteu.
e) Evaluar
la actividad antioxidante mediante el método DPPH.
RECOLECCIÓN DE LA MUESTRA
Las muestras de
las papayas serán recolectadas en el mercado de Sauces 9 parroquia Tarqui
ciudad Guayaquil entre los meses de mayo y junio del 2021.
INCLUSIÓN Y EXCLUSIÓN CRITERIO
La cáscara de
Carica papaya de las variedades a estudiar debe mantener una cadena de frío
adecuada, un estado completo de maduración color amarillo, frescas y sin
abolladuras. Su cáscara no debe de estar con manchas o contaminadas por hongos,
evitar recolectarlas en un envase sucio o reutilizado, revisar que no contenga
alguna hendidura y las que no cumplan estas condiciones deben de ser
descartadas.
MATERIALES Y MÉTODOS
EQUIPOS
• Espectrofotómetro
(Marca: Shen Jia / Modelo: 721)
• Desecador
de Alimentos (Marca: Ronco / Modelo: FD6000)
• Balanza
Analítica (Marca: Ohaus/ Modelo: Adventurer Pro)
• Micropipetas
(Marca: Labnet / Modelo: Biopette)
MATERIALES
• Vasos
de Precipitación 250 ml
• Matraces
Volumétricos 10 ml
• Pipetas
Graduadas 10 ml
• Pipetas
Graduadas 5 m
REACTIVOS
• DPPH
(2,2-difenil-1-pricril hidracina) SIGMA ALDRICH
• Ácido
Gálico SIGMA ALDRICH
• Metanol
ACS J.T. Baker
• Etanol
G.R. J.T. Baker
• Reactivo
de Folin-Ciocalteu
• Solución
Carbonato Sodio 20%
• Reactivo
de Mayer
• Reactivo
de Wagner
• Reactivo
de Baljet
• Reactivo
de Dragendorff
• Ácido
clorhídrico al 1%
• Alcohol
etílico
• Acetato
de sodio
• Cloruro
de sodio
• Solución
de Tricloruro Férrico
• Magnesio
metálico
PROCESO EXPERIMENTAL
PREPARACIÓN DE EXTRACTO
Proceso de Secado
y extracción Hidroalcohólica 70%
Las muestras
húmedas fueron sometidas a un proceso de secado a bajas temperaturas por largo
periodos de tiempo (esto se lo realiza para garantizar la conservación de los
compuestos antioxidantes presentes en la misma), se sometió a un secado de 60°C
por 36 horas en un desecador de alimentos con temperatura controlada. Se
realizaron los extractos hidroalcohólicos al 70% (Etanol G.R. J.T. Baker) por
proceso de maceración del material seco obtenido luego del secado de 60°C por
36 horas, durante 48 horas y finalmente filtrado para eliminar material
extraño.
TECNICAS DE TAMIZAJE FITOQUÍMICO
ENSAYO DE DRAGENDORFF
Determina la
presencia de alcaloides, para lo cual se tomó una alícuota del extracto. Si el
solvente del extracto es orgánico se debe evaporar a sequedad, el residuo se
disuelve en 1 mL de ácido clorhídrico al 1% en agua, mientras que, en el
extracto acuoso se añadió una gota de ácido clorhídrico concentrado. A la
solución acuosa ácida se adicionó 3 gotas del reactivo de Dragendorff. El
ensayo se considera positivo cuando existe opalescencia (+), turbidez definida
(++) y precipitado (+++).
ENSAYO DE MAYER
Este ensayo
también permite detectar la presencia de alcaloides. Se realizó el mismo
procedimiento
anteriormente descrito hasta obtener la solución ácida. Luego, se añade una
pizca de cloruro de sodio en polvo, se agitó y se filtró. Finalmente, se agrega
3 gotas del reactivo de Mayer. El ensayo se considera positivo cuando existe
opalescencia (+), turbidez definida (++) y precipitado (+++).
Nota: En el caso
de alcaloides cuaternarios y/o amino-óxidos libres, solo se observarán en el
extracto acuoso y para confirmar su presencia la reacción debe ser (++) ó
(+++), en todos los casos, ya que un resultado (+), puede provenir de una
extracción incompleta de bases primarias, secundarias o terciarias.
ENSAYO DE WAGNER
Este ensayo
también identifica la presencia de alcaloides, para realizar este ensayo se
procede de la misma forma hasta obtener la solución ácida. Posteriormente, se
añadió 3 gotas del reactivo de Wagner. El ensayo se considera positivo cuando
se observa opalescencia (+), turbidez definida (++) y precipitado (+++).
ENSAYO DE BALJET
Mediante este
ensayo se identifica compuestos con agrupamiento lactónico, especialmente
cumarinas. Para este ensayo se tomó una alícuota del extracto, en caso de no
estar disuelto en alcohol se procede a evaporar el solvente en un baño de agua
caliente y el residuo se re disuelve en 1 mL de alcohol etílico.
Posteriormente, se añadió 1 mL de reactivo de Baljet. Se considera positivo
cuando aparece una coloración rojiza (++) o un precipitado rojo (+++).
ENSAYO DE RESINAS
Se tomó una
alícuota del extracto etanólico y se adicionó 10 mL de agua destilada. El
ensayo se considera positivo cuando se observa la aparición de precipitado.
ENSAYO DE
LA ESPUMA
Este ensayo
identifica a las saponinas tanto esteroidales como triterpénicas. Para lo cual,
se coloca 2 mL del extracto etanólico en un tubo de ensayo, se diluyó con 5
veces su volumen en agua, se mezcló y se agitó durante 10 minutos. Se considera
positivo si aparece espuma en la superficie del líquido de más de 2 mm de
altura y persiste por un tiempo mínimo de 2 minutos.
ENSAYO DE CLORURO FÉRRICO
Este ensayo
permite identificar compuestos fenólicos y taninos. En el extracto etanólico se
determina fenoles y taninos, mientras que, en el extracto acuoso principalmente
taninos. Para realizar este ensayo se tomó una alícuota del extracto y se
neutralizó adicionando acetato de sodio (solo en el extracto acuoso).
Posteriormente se añadió 3 gotas de una solución de tricloruro férrico al 5% en
solución salina fisiológica (solución de cloruro de sodio 0.9%). El ensayo es positivo
cuando existe un cambio de coloración e indica la presencia de los siguientes
componentes:
• Coloración
rojo-vino, compuestos fenólicos en general.
• Coloración
verde intensa, taninos del tipo pirocatecólicos.
• Coloración
azul, taninos del tipo pirogalotánicos.
ENSAYO DE SHINODA
Mediante este
ensayo se determina la existencia de flavonoides en el extracto. Para lo cual,
se diluyó una alícuota del extracto alcohólico o acuoso en 1 mL de ácido
clorhídrico concentrado y un pedacito de cinta de magnesio metálico. Se esperó
5 minutos hasta que finalice la reacción y finalmente se adicionó 1mL de
alcohol amílico, se mezcló y se dejó reposar hasta separar las fases. Cuando el
alcohol amílico se torna de color amarillo, naranja, carmelita o rojo, el
ensayo se considera positivo.
CUANTIFICACION DE PONIFENOLES TOTALES
CONTENIDO DE COMPUESTOS FENÓLICOS
TOTALES (FOLIN-CIOCALTEU)
La concentración
de fenoles totales en los extractos fue medida por espectrofotometría, basándose
en una reacción colorimétrica de óxido-reducción. El agente oxidante utilizado
fue el reactivo de Folin-Ciocalteu. Para la curva de calibración se utilizó una
solución estándar de ácido gálico, de la cual se prepararon cuatro
concentraciones de 0.2 a 1.6 µg/mL con agua destilada. A la solución estándar y
a las muestras previamente preparadas se les adicionaron 250 µL de reactivo de
Folin-Ciocalteu 1N. Posteriormente se adicionaron 1250 µL de Na2CO3 al 20% y se
dejó reposar durante horas. La absorbancia fue medida a 760 nm.
CUANTIFICACIÓN DE LA ACTIVIDAD
ANTIOXIDANTE
EVALUACIÓN DE LA ACTIVIDAD
ANTIOXIDANTE (DPPH)
Para la
determinación cuantitativa se utilizó el método del radical libre DPPH, el cual
reduce el radical 2,2-difenil-1-picrilhidracilo (DPPH) en la
2,2-difenil-1-pricril hidracina por la acción antioxidante de compuestos que
contienen grupos -OH que decoloran dicho reactivo. Se preparó una solución de
DPPH 0,2 mg/mL en etanol grado reactivo y a 1 mL de cada muestra se le adicionó
1 mL de la solución de DPPH preparada. La absorbancia a 517 nm fue determinada
en un espectrofotómetro Shen Jia 721, exactamente 30 minutos después de
iniciada la reacción, y la decoloración fue comparada con una solución que
contenía la misma proporción 1:1 (v/v) de etanol y DPPH. Una solución de
extracto y etanol en la misma proporción 1:1 (v/v) sirvió como blanco de la
muestra para corregir su color.
DESARROLLO
Realizado el
tamizaje fitoquímico preliminar en el extracto hidroalcohólico de Carica papaya
variedad Tainung, presentó alto contenido de flavonoides, así como alcaloides,
fenoles totales, taninos, saponinas; mientras que, en la variedad Hawaiana,
presentó alto contenido de flavonoides, así como fenoles totales, taninos,
alcaloides y saponinas. Coincidiendo en cuanto a resultados obtenidos por
(Quispe, 2017) en su estudio del látex y el extracto hidroalcohólico de las
semillas de Carica papaya, obteniendo en la semilla alto contenido de
alcaloides, saponinas, fenoles totales, taninos y flavonoides. Sin embargo, en
el látex se obtuvo alcaloides, saponinas. En contraparte el análisis del látex
presentó lactonas y cumarinas, por otro lado, no presentó fenoles totales,
taninos y flavonoides. Esto podría deberse a causas climáticas o las
condiciones del suelo en las que mantiene el látex de la papaya.
En lo referente a
la cuantificación de polifenoles totales, los resultados obtenidos en el
presente estudio fue de 0,86% para la variedad Tainung, mientras que en la
variedad Hawaiana fue de 0,70%; estos valores son extremadamente bajos en
relación a los obtenidos por Velazco (2020), que trabajó la harina del
epicarpio de la Carica papaya y obtuvo 2,50% de polifenoles totales, como en
Vargas (2018) que trabajó en la cascara y obtuvo un porcentaje de 4,80%,
también Buelvas (2017) quien realizó estudios sobre la pulpa de la Carica
papaya en dos variedades en la papaya de monte obtuvo 1,8% y en la papaya
tropical un valor de 5,7%, por último en la investigación realizada por
Hernández (2018) dio como porcentaje 2,2% en el estudio realizado a la Carica
papaya, variedad Maradol, esta diferencia muy alta de la concentración de
polifenoles podría deberse a la variedad de papayas que existen y a las
condiciones agroclimáticas en las cuales se hayan cultivado y cosechado la
fruta.
En cuanto a la
evaluación de la actividad antioxidante el valor obtenido de la cascara de la
Carica papaya en la variedad Hawaiana fue de 130,20 mg/ml IC50 y para la
variedad Tainung fue de un valor de 137,86 mg/ml IC50, estos valores son
significativamente alto en relación a los datos obtenidos por Velazco (2020),
en su estudio donde describe la actividad antioxidante – DPPH y determinación
de los compuestos fenólicos de las harinas de epicarpio de papaya y de guayaba
en el que obtuvo un valor de 58,77 mg/ml IC50 y el análisis realizado por
(Velasco, Arango, Sotelo, Ordoñez & Hleap; 2019) en su estudio de
caracterización de los componentes funcionales de la harina de epicarpio de
papaya (Carica papaya L) como fuente de pigmentos naturales en donde su valor
obtenido fue de 25,509 mg/ml IC50, esta enorme diferencia podría deberse al
lugar y condiciones en las que se realizó el estudio, ya que en uno de ellos el
fruto fue primero llevado a un proceso de liofilización para su posterior
análisis.
RESULTADOS
TAMIZAJE
FITOQUÍMICO
Tabla 12.
Resultados de Tamizaje Fitoquímico
Fuente:
Autoras (2021)
ACTIVIDAD ANTIOXIDANTE
Variedad Tainung
Tabla 13. Resultados
de la actividad antioxidante variedad Tainung.
Fuente:
Autoras (2021)
Variedad Hawaiana
Tabla 14. Resultados
de la actividad antioxidante variedad Hawaiana.
Fuente:
Autoras (2021)
CONCLUSIONES
Una vez finalizado
el presente trabajo de investigación se arribó las siguientes conclusiones:
·
Se realizó un tamizaje fitoquímico preliminar, donde se
encontró los metabolitos secundarios presentes en el extracto hidroalcohólico
de las cáscaras de la papaya en sus dos variedades, teniendo como resultado
positivo tanto como en la variedad Tainung y la Hawaiana, alcaloides, fenoles
totales y/o taninos, flavonoides y saponinas.
·
Se logró cuantificar los polifenoles totales mediante el
método de Folin Ciocalteu, donde se obtuvo del extracto etanólico al 70% de la
variedad Hawaiana 0,70% y de la variedad Tainung un 0,86%.
·
Se evaluó la actividad antioxidante de la cáscara de papaya
hawaiana y tainung mediante el método de DPPH, de lo cual presentó como
resultado en la variedad Tainung, IC 50 (Ac. Gálico) 137.86 mg/ml y IC 50 (Ac.
Ascórbico) 22.24 mg/ ml, mientras que en la variedad Hawaiana presentó como
resultado IC 50 (Ac. Gálico) 130.20 mg/ml y IC 50 (AC. Ascórbico) 21.06 mg/ml.
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