Condiciones de germinación para potenciar la acumulación de compuestos bioactivos de maíz morado (zea mays l.) cultivado en Ecuador
- Autores: Edgar Marcelo Vilcacundo Chamorro
- Directores de la Tesis: Wilman Ismael Carrillo Terán (dir. tes.), Anton Rafael Garcia Martinez (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad de Córdoba (ESP) ( España ) en 2023
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Cecilio Barba Capote (presid.), Marta Ortiz de Urbina Criado (secret.), Jaime Rangel Quintos (voc.)
- Programa de doctorado: Programa de Doctorado en Recursos Naturales y Gestión Sostenible por la Universidad de Córdoba
- Materias:
- Enlaces
- Tesis en acceso abierto en: Helvia
- Resumen
1. Introducción o motivación de la tesis: El daño producido por los Radicales Libres (RL) al ser humano, implica la génesis o exacerbación de numerosos procesos de enfermedades crónicas no transmisibles. Es también considerable el número de estudios que reconocen el efecto beneficioso de la dieta sobre la longevidad y en los procesos de enfermedades propias del envejecimiento y vinculadas a Estrés Oxidativo (EO). Actualmente, existe un interés generalizado por la búsqueda de agentes antioxidantes naturales con baja toxicidad y de fácil manejo para la industria. En muchos países se están desarrollando alimentos funcionales, productos nutraceúticos y otros, con un alto valor nutricional y que puedan ejercer actividades biológicas sobre el organismo humano, ayudando a prevenir enfermedades en el mismo. En este sentido, el maíz (Zea mays L.) es un cereal perteneciente a la familia Poaceae, contiene carbohidratos, grasas, proteínas, vitaminas y minerales. Dentro de este contexto el maíz morado agrupa un conjunto de variedades de maíz con el fruto de color morado que se desarrolla fundamentalmente en los Andes de Colombia, Perú, Bolivia y Ecuador. Esta variedad de maíz se describe como alimento funcional y saludable y podría contener antioxidantes naturales que retarden el envejecimiento celular, principalmente por los mecanismos de acción de la cianidina-3-ß-glucósido, pelargonidina-3-ß-glucósido, peonidina-3- ß-glucósido, ácidos fenólicos, quercetina y hesperidina (Guillén-sánchez et al., 2014) La obtención de productos derivados de matrices vegetales con actividades farmacológicas asociadas a radicales libres puede ayudar a reducir y prevenir los riesgos de enfermedades cardiometabólicas. Por otro lado A nivel biotecnológico, los germinados se utilizan para generar bancos de germoplasma. Durante muchos años, los germinados han atraído el interés de la industria alimentaria por el valor nutricional de sus componentes y sus propiedades biológicas como la actividad antioxidante (Carrillo et al., 2016). Varias investigaciones validan las propiedades farmacológicas del maíz morado, ya que contrarrestan los efectos nocivos de los radicales libres, estrés oxidativo y la carcinogénesis, siendo este tipo de alimentos útiles para su aplicación industrial. Surge por tanto la necesidad de profundizar en el conocimiento de las propiedades nutricionales y biológicas del maíz morado. La caracterización química y el conocimiento de las condiciones de germinación de esta variedad favorecería su utilización en la industria alimentaria y farmacéutica. Por otra parte, su estudio y puesta en valor contribuye a los objetivos mundiales de desarrollo sostenible (1 y 8 entre otros) y podrían mejorar las expectativas económicas de desarrollo de los grupos campesinos del Ecuador. Nuestra investigación plantea los siguientes objetivos: Objetivo General: Determinar las condiciones de germinación para potenciar la acumulación de compuestos bioactivos de maíz morado (Zea mays L.) de Ecuador.
Objetivos Específicos: Determinar las condiciones de germinación de semillas de maíz morado andino para producir concentrado de proteína de maíz morado y evaluar su actividad antioxidante y evaluar las propiedades funcionales de los compuestos fitoquímicos del concentrado de proteína de maíz morado germinado y sus hidrolizados gastrointestinales 2.Contenido de la investigación: Germinación de semillas de maíz morado. Se obtuvieron germinados de maíz morado en condiciones controladas con un rango de temperatura de 15 a 40°C y de 24 a 168 horas, se determinarosn las mejores condiciones. Posteriormente se obtuvieron concentrado protéicos a partir de las semillas germinadas. La caracterización de proteínas se realizó por electroforesis en gel de poliacrilamida SDS PAGE a partir de su pero molecular y se obtuvieron básicamente albúminas gluteinas y globulinas. Posteriormente se determinó el contenido de proteína por el Método Dumas. La concentración de proteína en varía entre 9,38 y 33,56 %. Se determinó además el contenido fenólico total en los germinados por espectrofotometría y se obtuvo un rango de 350,95 a 1820 mg GAE.
La actividad antioxidante fue determinada por dos métodos ABTS (ácido 3-etilbenzotiazolina-6-sulfónico) y FRAP (Ferric ion Reducing Antioxidant Power). En general se presentaron valores superiores entre 196,42 µmol a 804,35 µmol TE/g PCPC, DW. El valor más alto se registró para PCPC/144 h/35 °C. En general, los altos valores de actividad antioxidante estuvieron relacionados con la alta temperatura y el tiempo de germinación. Posteriormente las muestras fueron sometidas a hidrólisis gástrica e intestinal in vitro, para este efecto se inocularon enzimas y sales biliares (pepsina, pancreatina). Se determinó Al igual que en las muestras no hidrolizadas se realizó el análisis elemental, el porcentaje de proteínas y la caracterización de las mimas por electroforesis SDS PAGE. No se detectó ninguna banda en las muestras hidrolizadas lo que significa que todas las muestras fueron digeridas. Además, se determinaron el contenido total de antocianinas (TAC), el contenido total de proantocianinas (TPAC), el contenido total de flavonpides (TFC) y el contenido total de flavonoles (TFLC). Para la detección de fito-compuestos se utilizó Cromatografía Líquida de Ultra Alta Resolución (UPLC) con un detector de masas. El perfil de componentes fenólicos encontrados fue:(1) apigenina; (2) 7,4'-dihidroxi-3'-metoxiflavona; (3) (+) Catequina; (4) quercetina; (5) Dihidroquercetina/Taxifolina; (6) miricetina; (7) ácido p-cumárico 4-O-glucósido; y (8) ácido gálico 4-O-glucósido. Finalmente, para determinar el potencial agroindustrial se evaluaron las propiedades funcionales: Solubilidad Proteica (PS), Capacidad de retención de Agua (WAC) y Capacidad de retención de aceite (PCF). Las propiedades funcionales concuerdan con lo descrito en la literatura respecto al maíz.
3.Conclusión: Ecuador es un actor estratégico en la conservación de la biodiversidad animal y vegetal donde el conocimiento de las especies y variedades locales constituye una primera etapa en el desarrollo de futuros programas de conservación. En este sentido esta Tesis contribuye al conocimiento del maíz morado en la zona de la Sierra de Ecuador.
El cultivo del maíz morado admite un amplio rango climático desde los 15 hasta los 40ºC y la germinación se produce en un intervalo entre 24 y 168 h.
Se obtuvo el mayor nivel de concentración de antocianinas en los concentrados de maíz morado en aquellas muestras germinadas durante 5 días en un intervalo de temperatura entre 25ºC y 35ºC. Por tanto el proceso de germinación podría utilizarse para obtener concentrados proteicos con una alta actividad antioxidante y contenido de componentes fenólicos, lo que podría mejorar significativamente el valor nutricional y la calidad del producto alimenticio.
Se identificaron seis flavonoles: Apigenin; 7,4¿-Dihydroxy-3¿-methoxyflavone; Catechin; Quercetin; Dihydroquercetin/Taxifolin; Myricetin; y dos fenoles ácidos (p-Coumaric acid 4-O-glucoside y Gallic acid 4-O-glucoside) en la harina de maíz. Estos biocompuestos podrían utilizarse como ingredientes funcionales en la industria alimentaria.
4. Bibliografía:
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