Evaluación de la estabilidad por pruebas aceleradas, de la cáscara de camu camu
(Myrciaria dubia Mc Vaugh) secada por aire caliente
Stability evaluation by accelerated tests, of the camu camu husk (Myrciaria dubia Mc
Vaugh) dried by hot air
Jaime E. Basilio-Atencio
1,a,
*, Anthony Paduro-Contreras
1,b
1
Facultad de Ingeniería en Industrias Alimentarias, Universidad Nacional Agraria de la Selva, Carretera Central km. 1.21;
Tingo María; Huánuco, Perú.
a
Ph.D., jaime.basilio@unas.edu.pe, https://orcid.org/0000-0002-7006-7724
b
Ing., gabrielpancon@hotmail.com, https://orcid.org/0000-0001-7112-1772
* Autor de Correspondencia: Tel. +51 968942048
http://dx.doi.org/10.25127/riagrop.20212.676
Resumen
En el presente estudio se evaluó la estabilidad mediante
pruebas aceleradas, de la cáscara de camu camu (Myrciaria
dubia Mc Vaugh) secado con aire caliente a 50 °C con una
velocidad de 2.5 m/s. La cáscara seca del camu camu fue
almacenada a 40, 50 y 60 °C, durante 45 días y cada 5 días
se evaluó el contenido de vitamina C, polifenoles totales
por el método de folin-Ciocalteu y la capacidad
antioxidante por el método de BrandWilliams. Los datos
experimentales obtenidos fueron ajustados a los modelos
de cinética de orden de reacción 0, 1 y 2 para determinar
la constante de velocidad de reacción (K) y a la ecuación
de Arrhenius para determinar la energía de activación (Ea)
del deterioro de los compuestos bioactivos; también se
determinó el tiempo de vida media. Los compuestos
biactivos de la cáscara seca de camu camu de mejor
conservaron durante 45 días a la menor temperatura de
almacenamiento (40 °C). La cinética de deterioro de
vitamina C, polifenoles totales y capacidad antioxidante
de la cáscara de camu camu, mostraron mejores ajustes a
un orden de reacción uno, con coeficientes de
determinación (R
2
)
superior a 0.94. La Ea para la vitamina
Revista de Invest. Agropecuaria Science and Biotechnology
ISSN: 2788-6913
Vol. 01, No. 02, abril - junio 2021, 22-41
_________________________________________
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revista.riagrop@untrm.edu.pe
Recepción: 22 de enero 2021
Aprobación: 23 de marzo 2021
_________________________________________
Este trabajo tiene licencia de Creative Commons.
Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0
International Public License CC-BY-NC-SA 4.0
Basilio-Atencio y Panduro-Contreras
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C, polifenoles totales y capacidad antioxidante variaron entre 8.8466 y 26.5149 kJ/mol y fue menor para
polifenoles totales y mayor para la capacidad antioxidante. La vida útil de todos los compuestos bioactivos
evaluados se redujo con el incremento de la temperatura de almacenamiento.
Palabras clave: Capacidad antioxidante, polifenoles, vida útil, vitamina C.
Abstract
In the present study, the stability was evaluated by accelerated tests, of the husk of camu camu (Myrciaria dubia
Mc Vaugh) dried with hot air at 50 °C with a speed of 2.5 m/s. The dried camu camu peel was stored at 40, 50
and 60 °C for 45 days and every 5 days the content of vitamin C, total polyphenols were evaluated by the folin-
Ciocalteu method and antioxidant capacity by the Brand Williams method. The experimental data obtained
were adjusted to the kinetic models of reaction order 0, 1, and 2 to determine the reaction rate constant (K)
and to the Arrhenius equation to determine the activation energy (Ae) of the deterioration of the bioactive
compounds; the half-life time was also determined. The bioactive compounds of the dried camu camu husk
were best preserved for 45 days at the lowest storage temperature (40 °C). The kinetics of deterioration of
vitamin C, total polyphenols, and antioxidant capacity of camu camu husk, showed the best adjustments to a
reaction order one, with a determination of (R2) higher than 0.94. The Ae for vitamin C, total polyphenols, and
antioxidant capacity varied between 8.8466 and 26.5149 kJ/mol and was lower for total polyphenols and higher
for antioxidant capacity. The shelf life of all bioactive compounds evaluated was reduced with the increase of
the storage temperature.
Keywords: Antioxidant capacity, polyphenols, shelf life, vitamin C.
1. INTRODUCCIÓN
El camu camu (Myrciaria dubia Mc Vaugh) es un
arbusto frutal que se encuentra en las orillas de
los ríos y lagos de la Amazonía. Por presentar
buenas características agronómicas,
tecnológicas y nutracéuticas, el camu camu
tiene un gran potencial de mercado,
principalmente, debido al alto contenido de
ácido ascórbico y otros ingredientes activos que
se encuentran en sus frutos y tomaron gran
importancia en los mercados como Japón,
Francia, Alemania y Estados Unidos (Dos-
Santos et al., 2018)
El camu camu es una fuente potencial de
vitamina C, que se concentra principalmente en
la cáscara del fruto en estado de maduración:
maduro y sobremaduro. Actualmente, el camu
camu se presenta como una especie promisoria
por la alta productividad por área, por la
posibilidad de su cultivo en zonas intervenidas,
con la ventaja de mejorar la producción en
zonas ya colonizadas, y por la demanda
creciente en los mercados mundiales (Dos-
Santos et al., 2018).
El camu camu es una fruta que crece en la
Amazonía peruana, principalmente en zonas
inundables. Su árbol alcanza en promedio 5
metros de altura. La fruta tiene forma globosa y
esférica de 1 a 3 cm de diámetro y 20 g de peso,
aproximadamente. En estado maduro,
desarrolla un color café-rojizo a violeta
negruzco y una pulpa suave. Alojada en la
pulpa, se encuentran tres semillas reniformes
de 8 a 5 mm de largo y 5.5 a 11 mm de ancho.
La pulpa del fruto maduro es comestible, de
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agradable sabor ácido, parecido a la cereza y el
limón (Arellano et al., 2016).
El camu camu es una buena fuente de minerales
como sodio, potasio, calcio, zinc, magnesio,
manganeso, cobre y varias clases de
aminoácidos, tales como serina, valina y
leucina. Además, contiene una pequeña
cantidad de pectina y almidón. La glucosa y la
fructosa son sus azúcares principales del camu
camu (Garay y Villafuerte, 2015). Cada 100 g de
cáscara de camu camu contiene: proteínas 0.4 g;
carbohidratos 5.9 g; fécula 0.44 g; vitamina C
2145 mg, agua 84.1 g; azúcar 1.28 g; fibra
alimenticia 1.1 g; calcio 15.7 mg; cobre 0.2 mg;
hierro 0.53 mg; magnesio 12.4 mg; manganeso
2.1 mg; grasa 0.2 g; potasio 83.8 mg; sodio 11.1
mg y zinc 0.36 mg (Paucar, 2012).
Los componentes bioactivos son ingredientes
funcionales de los alimentos, capaces de aportar
efectos beneficiosos a la salud, influyen en la
actividad celular, en los mecanismos
fisiológicos y reducen el riesgo a enfermedades
crónicas. Por lo tanto, la presencia de diferentes
compuestos bioactivos en la cáscara de camu
camu podría ser utilizado para retardar o
prevenir diversas enfermedades
cardiovasculares y el cáncer (Valencia y
Guevara, 2013).
Dentro de los principales compuestos
bioactivos que se encuentran en la cáscara del
camu camu son la vitamina C de
aproximadamente 3000 mg/100g, que superan a
la naranja (92 mg/100g de pulpa) y limón (44.2
mg/100 g de pulpa) y polifenoles (Chang, 2013;
Monteiro, 2014; Muñoz et al., 2015), compuestos
que se deterioran fácilmente con el incremento
de la temperatura y la oxidación (Badui, 2013).
Una de las alternativas para proteger los
compuestos activos y prevenir el deterioro de
los productos hortofrutícolas es el secado, que
existen varios tipos, como el secado por
conducción directa e indirecta, convectivo por
aire caliente, por radiación electromagnética
(microonda), transferencia de calor (Valcarcel,
2014). Dentro de estos tipos, destaca el secado
convectivo por aire caliente, donde el calor se
suministra a través de aire caliente, el cual fluye
sobre la superficie del sólido (Bautista y
Valdivieso, 2016).
Para evitar el deterioro de los productos
hortofrutícolas y conservarlos por largo tiempo,
se someten a uno de los procesos, o a una
combinación de ellos, basados en altas
temperaturas (escaldado, pasteurización,
esterilización), en bajas temperaturas
(refrigeración, congelación), en la eliminación
del agua (deshidratación), en el control de la
actividad del agua (concentración, alimentos de
humedad intermedia), en el empleo de aditivos
(benzoatos, sorbatos), en el control de pH
(acidificación, fermentación), en el uso de
radiaciones, entre otras (Badui, 2013).
En los casos en donde la calidad del alimento
decrece lentamente bajo las condiciones reales
de almacenamiento, resulta conveniente
realizar estudios de vida útil mediante el
método acelerado. Este método consiste en
almacenar el alimento bajo condiciones
ambientales que aceleren el deterioro (como,
por ejemplo, temperatura o humedad mayores)
y luego interpolar o extrapolar la vida útil a las
condiciones usualmente experimentales por el
producto (Cuastumal et al., 2016).
De la literatura revisada, se evidencia que no
existe información del deterioro de las
propiedades bioactivas de la cáscara de camu
camu, por tanto, el objetivo del presente estudio
fue evaluar la estabilidad por pruebas
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aceleradas de secado la cáscara de camu camu
por aire caliente.
2. MATERIALES Y MÉTODOS
2.1. Lugar de ejecución
El presente trabajo se llevó a cabo en la
Universidad Nacional Agraria de la Selva
(UNAS). Los análisis se realizaron en el
laboratorio de Análisis de alimentos,
laboratorio Ingeniería de alimentos y el Centro
de Investigación para el Desarrollo
Biotecnológico de la Amazonía (CIDBAM).
2.2. Materia prima y reactivos
Se usó camu camu (Myrciaria dubia Mc Vaugh)
en estado maduro proveniente de la ciudad de
Pucallpa, distrito de Yarinacocha, provincia de
Coronel Portillo, departamento de Ucayali,
caserío San Juan, ubicado a orillas del río
Yarinacocha cuya ubicación geográfica está
definida por las coordenadas de 8° 19´ 19.89´´
latitud Sur y a 74° 36´ 7.61´´ latitud Oeste, se
cosechó durante los meses de diciembre a
febrero.
Los reactivos que se emplearon fueron: Ácido
oxálico (C2H2O42H2O) pureza 99.5 %; ácido
ascórbico (C6H8O6) pureza 99.5%; 2,4
diclorofenol-indofenol, folin & Ciocalteu´s
phenol reagent, HI-LR 1,9 2,1 N; carbonato de
sodio (Na2CO3) pureza 99.5%; DPPH 1mM (2,2-
diphenyl-1-picrylhydrazyl); ácido gálico
(C7H6O5H2O) pureza 99.5%; 6-Hydroxy-2,5,7,8-
tetramethyl-chromane-2-carboxylic acid; todos
adquiridos de la marca Merk.
2.3. Métodos de análisis
2.3.1. Cuantificación de ácido ascórbico: método
espectrofotométrico descrito por
Monteiro (2014).
2.3.2. Cuantificación de polifenoles totales: método
reportado por Caisahuana (2012).
2.3.3. Cuantificación de antioxidantes: todo
descrito por Hung y Yen (2012).
2.3.4. Determinación del orden de reacción (n) y
constante de velocidad de reacción (k): por el
modelo de integración de pérdida de
calidad planteado por Gonzales et al.
(2016).
2.4. Metodología experimental
2.4.1. Obtención de la cáscara de camu camu
En la Figura 1, se muestran las operaciones para
la obtención de cáscara de camu camu seca.
En esta investigación, se utilizaron 7 kg de camu
camu. Los frutos con residuos extraños y con
daño mecánico fueron separados, luego
seleccionados los de mejor apariencia. Luego se
lavaron las frutas en una bandeja con 10 L de
agua para eliminar las partículas extrañas.
Seguidamente, las frutas se pelaron de forma
manual para la obtención de la cáscara y pulpa,
la cáscara fue puesta en mallas metálicas de 20
x 25 cm de área para ser secadas en un secador
de bandejas por aire caliente, a 50 °C, 2.5 m/s de
velocidad de aire por aproximadamente 6 horas
hasta peso constante (Garay y Villanueva,
2015). La cáscara seca de camu camu se trituró
en una licuadora, se tamizó en un tamiz #12 con
1.68 mm de diámetro de la partícula. Las
muestras molidas fueron enfriadas a
temperatura ambiente y se empacó en bolsas de
polipropileno de baja densidad con espesor 0,03
mm.
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Figura 1. Diagrama de la obtención de la cáscara de
camu camu.
2.4.2. Obtención del extracto para análisis de
polifenoles totales y capacidad antioxidante
Se pesó 0.5
±
0.05 g de cáscara de camu camu,
se llevó a un tubo y se enrazó a 20 mL con
solución etanol/agua (20/10 v/v) y se sometió a
agitación constante por 24 horas en ausencia de
luz. Se filtró con papel filtro N40, la fracción
quida se sometió a centrifugación (10000
rpm/10 minutos a 4 °C), se tomó 5 mL del
sobrenadante (extracto) con la cual se procedió
a realizar los análisis.
2.4.3. Evaluaciones durante el almacenamiento
La cáscara de camu camu en empaques de 5
gramos fueron puesto en estufa a temperaturas
de 40, 50 y 60 °C, con una variación promedio
de ± 2 °C. Se evaluó el contenido de vitamina C,
polifenoles totales y capacidad antioxidante. El
tiempo de almacenamiento, así como los
intervalos de tiempo para cada análisis fueron
determinados en 5 días para todos los análisis
que se realizaron por triplicado y para cada
temperatura de trabajo, los resultados se
expresaron como valores promedios con su
respectiva desviación estándar.
a) Evaluación de Vitamina C: Se elaboró la curva
estándar de ácido ascórbico con el colorante
2,6 diclorofenolindofenol, a una
concentración de 0,048 g/L con agua
destilada 1000 mL y como agente reductor se
empleó ácido ascórbico (A.A.) al 0,1% con
una solución de ácido oxálico 0,4 %. Las
concentraciones para la curva estándar
estuvieron comprendidas entre 10 a 50 mg
A.A./100 mL. Después de realizar regresión
lineal, se obtuvo un coeficiente de
correlación (R
2
) de 0.99.
Para el análisis de vitamina C se pesó 0.3 g
de cáscara de camu camu. En un mortero, se
agregó 10 mL de ácido oxálico al 0.4 % y se
mezcló la muestra hasta que se disolvió por
completo. Seguidamente, se colocó en un
tubo de ensayo por 30 minutos para que
sedimente bajo sombra y se tomó 5 mL del
sobrenadante para ponerlo en tubos de
Eppendorf de 1.5 mL. Se centrifugó a 10000
rpm por 10 minutos a 4 °C y se toma 1 mL
del sobrenadante para el análisis. Se preparó
la solución de la muestra diluida 1:40
(tomando como muestra 40 µL + 1560 µL
ácido oxálico al 0.4% obteniendo un
volumen de 1.600 µL). Se colocó en el
espectrofotómetro a una longitud de onda de
515 nm en una cubeta conteniendo 1000 mL
de agua destilada y en la otra 100 µL de ácido
oxálico al 0.4 % + 900 µl de colorante siendo
nuestra (L1). Igualmente se hace para (L2)
Cáscara
Enfriado
Empacado
Malla #12
(1.68 mm)
50°C
Pelado
Pulpa
Lavado
Agua
7 kg
Camu camu
Selección
Recepción
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con la adición de 100 µL la muestra diluida.
Todas las lecturas se hicieron por triplicado.
El contenido de vitamina C se calculó
utilizando la ecuación (01)
𝐴
!"!#$%
= # 𝐴
&'$()'*
(𝐿1)##𝐴
%+,-().
(𝐿2)
(01)
Donde: A es la absorbancia de vitamina C, L1
es la bsorbancia del colorante o control y L2
es la absorbancia de la muestra. El valor
obtenido se remplaza en la ecuación dada
por la curva estándar. Esta concentración se
multiplica por el factor de dilución 1/40 y se
obtuvo la concentración de la vitamina C en
mg/mL.
b) Polifenoles totales: Se preparó una solución
stock de 5 mL de ácido gálico a una
concentración de 1 mg/mL, a partir de la cual
se prepararon concentraciones de: 10, 25, 50,
75 y 100 ug/mL. Luego se tomó 500 µL de
reactivo de Folin Ciocalteu y 400 µL de
carbonato de sodio (Na2CO3 5H2O) 7.5 %,
para cada tratamiento. Se dejó en la
oscuridad por 2 h a temperatura ambiente y
se procedió a leer en el espectrofotómetro
UV/VIS a una longitud de onda de 740 nm.
Con los resultados, se preparó la curva
estándar que obtuvo un R
2
de 0.99. Se tomó
100 µL del extracto (20/10 v/v) con el
procedimiento similar a la curva estándar.
Todas las lecturas se hicieron por triplicado.
Los resultados se expresaron como
equivalente de ácido gálico (mg EAG/100 g
de muestra).
c) Capacidad antioxidante: La curva estándar de
Trolox fue preparada a una concentración de
2 mM (0.05 g de Trolox en 100 mL de etanol
al 96 %), a partir del cual se prepararon las
concentraciones (0.25 a 1.5 mM). Se tomó 25
µL de etanol al 96 % + 975 µL de estándar (1,
2, 3 y 4) en una cubeta y en otra cubeta
(blanco) etanol al 96 %, al medir la
absorbancia en el espectrofotómetro a 515
nm tomando el valor a los 10 minutos. Con
los resultados obtenidos se graficó la
concentración vs absorbancia y se obtuvo un
R
2
de 0.99.
Para la determinación de la capacidad
antioxidante de las muestras, se tomó 5 mL
de solución stock de DPPH a 1 mM (0,0394 g
de DPPH en 100 mL de etanol al 96%) y se
enrazó a 50 mL de etanol, luego se vertió en
frasco ámbar y conservó a 4°C protegido de
la luz. Por otro lado, se tomó 25 µL del
extracto de la muestra + 975 µL solución de
DPPH a 0.1 mM, y se midió la absorbancia
en el espectrofotómetro para tomar el valor a
los 10 minutos o hasta que se observe un
valor de absorbancia constante. Todos los
análisis se hicieron por triplicado. El valor de
absorbancia sirvió para reemplazar y
calcular en la ecuación de la curva estándar.
Los resultados se expresaron en capacidad
antioxidante equivalente a Trolox (µM
TEAC /g).
2.5. Determinación de los parámetros
cinéticos
2.5.1. Orden de reacción (n) y constante de velocidad
de reacción
Para determinar el orden de reacción, se
emplearon los resultados obtenidos de los
contenidos de vitamina C, polifenoles totales y
capacidad antioxidante. Se eligió un orden de
reacción (n) igual a cero, primer orden y
segundo orden, para luego integrar con la
ecuación (02)
±"
!"
!#
= 𝑘𝐴
$
(02)
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Donde para n=0 se tiene
𝐴 = $ 𝐴
!
+ 𝑘𝑡
; para n=1
se tiene
𝑙𝑛𝐴 = 𝑙𝑛𝐴
!
+ 𝑘𝑡
y para n=2 se tiene
"
#
= $
"
#
!
$ + 𝑘𝑡
.
En las ecuaciones, se reemplazó los resultados
promedio experimentales de A (vitamina C,
polifenoles totales y capacidad antioxidante), t
que es el tiempo de almacenamiento a las
temperaturas evaluadas (40, 50 y 60 °C), k es la
constante de velocidad de reacción (valor de la
pendiente de dicha regresión) y n es el orden de
reacción. Se regresionó linealmente para
escoger la ecuación (n=0, n=1 y n=2) que mejor
se ajusta a los datos experimentales, en base al
coeficiente de correlación (R
2
). Se determinó el
orden de reacción para cada factor de calidad
medido. También se determinaron los valores
de las constantes de velocidad de reacción (k)
que es igual al valor de la pendiente de dicha
regresión para cada temperatura de estudio
2.5.2. Energía de activación (Ea) mediante el modelo
Arrhenius
Para la evaluación de la energía de activación se
usó la ecuación de Arrhenius relacionando la
constante de velocidad de reacción (k) con la
temperatura (Ecuación 03).
𝐾 = 𝐾
!
𝑒
"#
$%
(03)
Al aplicar logaritmo a ambos lados de la
ecuación toma una forma lineal, donde al
graficar Lnk contra 1/T daría una línea recta
cuya pendiente sería igual a (-Ea/R), la que nos
servirá para determinar la vida útil del alimento
(Ecuación 04).
Ln 𝐾 = Ln$𝐾
!
$%
&'()
(04)
Los valores de las constantes de velocidad de
reacción obtenidos experimentalmente a sus
respectivas temperaturas en grados kelvin (ºK),
se ajustó al modelo de Arrhenius por regresión.
Luego en la pendiente de la ecuación obtenida
se remplazó el valor de R=1.98717 cal·mor
-1
K
-1
,
y se despejó la energía de activación Ea
(Ecuación 05).
𝑏 =
$%
&
(05)
Donde
𝑏
es la pendiente de la ecuación y
𝐸𝑎
es
la energía de activación.
3. RESULTADOS Y DISCUSIÓN
3.1. De las evaluaciones en la cáscara de camu
camu durante el almacenamiento.
3.1.1. Vitamina C
Para la curva estándar de la vitamina C, se usó
ácido ascórbico, según Fracassetti et al. (2013).
El valor R
2
=0.9912 obtenido indica un buen
ajuste, el cual fue superior al R
2
de 0.983
reportado por Klinar et al. (2009).
El contenido de vitamina C durante el
almacenamiento a diferentes temperaturas se
muestran en la figura 2. Al día cero, la cáscara
de camu camu presentó 1825.74 µg AA/100 g de
camu camu, contenido menor a lo reportado
por Arrellano et al. (2016), quienes reportan
2780 mg/100 g y Sotero et al. (2009) quien
encontró, en el banco de Germoplasma INIA-
Loreto, 10506.37 mg/100g.
A los 5 y 10 días de almacenamiento, se observó
un efecto en el deterioro de la vitamina C en el
almacenamiento a 60 °C. Arellano et al. (2016)
sostienen que el ácido ascórbico, es
termosensible y en procesos que implican
condiciones de calor puede causar disminución
en su contenido. Asimismo, Villareal et al.
(2013) indican que el efecto se atribuye a que la
vitamina C de la cáscara puede degradarse
fácilmente por exposición a la temperatura y
por oxidación.