UNIVERSIDAD NACIONAL DE HUANCAVELICAFACULTAD DE CIENCIAS AGRARIAS ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE AGROINDUSTRIAS PROCESAMIENTO DE BEBIDA FUNCIONAL DE AYRAMPU (Berberis Weberbaueri C. Scheneider) ASIGNATURA: PROCESO AGROINDUSTRIAL II DOCENTE: Ing. ALUMNO: PAUCAR CURO, Miriam SEMESTRE: IV ACOBAMBA- HUANCAVELICA 2013 1 I. INTRODUCCION Entre los arbustos nativos de nuestra región se encuentran diversas especies del género berberis, entre ellas la Berberis Weberbaueri C. Scheneider comúnmente conocido como ayrampu. Se han llevado a cabo diversos estudios sobre la utilización de las raíces y hojas, las cuales contienen alcaloides en fitomedicina, pero no se han estudiado en mayor detalle los compuestos que le pueden conferir propiedades antioxidantes al fruto del ayrampu. Los frutos del ayrampu por su color característicos pueden aportar antocianinas. Dichos compuestos por su potencial como colorante natural han sido ampliamente estudiados en otras bayas como el saúco, mora, arándano, zarzamora, uva negra, fresa, cereza, etc., siendo para ellos una característica decisiva en la apertura de nuevos mercados, lo cual no ha sucedido en el caso del ayrampu. Por lo tanto el fruto de ayrampu, al igual que otras bayas ricas en antocianinas, pueden presentar una interesante actividad antioxidante, lo cual junto con sus propiedades organolépticas agradables, permitirán potenciar su incorporación tanto en productos nutraceúticos como alimentos funcionales. Se pretende valorar este fruto nativo de nuestra región, incentivando la siembra y producción del mismo, abrir el camino hacia su tecnificación, ser la base de futuros proyectos para la industrialización, presentando de esta manera una alternativa para contribuir con el desarrollo de la región. Este trabajo abre nuevos horizontes al uso del ayrampu como fuente de antocianinas antioxidantes, antioxidantes y una enorme importancia en la industria de alimentos. II. OBJETIVOS 2.1. General: Elaborar una bebida funcional a base del fruto de ayrampu (Berberis weberbaueri C. Scheneider) para su aprovechamiento en la seguridad alimentaria. 2.2. Específicos: Realizar la caracterización en la bebida del ayrampu, los metabolitos secundarios de interés. Cuantificar la actividad antioxidante y fenoles en la bebida funcional del ayrampu. III. HIPÓTESIS. 2 3.1. General. Si se caracterizará y cuantificará la actividad antioxidante, fenoles y antocianinas en la bebida funcional del ayrampu, entonces se determinaría el poder nutraceútico para la seguridad alimentaria del ayrampu (Berberis Weberbaueri C. Scheneider). 3.2. Específico. Si realizamos la caracterización en la bebida del ayrampu, entonces aumentará su interés para el consumo. Si analizamos la actividad antioxidante y contenido de fenoles en la bebida funcional del ayrampu, entonces se alcanzarán los objetivos propuestos. IV. MARCO TEÓRICO 4.1. Marco Histórico. El ayrampu (Berberis Weberbaueri C. Scheneider). Es un arbusto silvestre perteneciente a la familia de las berberidáceas, comúnmente conocido como ayrampu o tánkar. Habita en forma silvestre en los valles de climas frígidos, formando parte de las comunidades edáficas de riveras de ríos y arroyos. Las comunidades campesinas suelen utilizar este arbusto para el cercado y delimitación de los terrenos de cultivo. Usos y propiedades. Las especies de Berberís se utilizan como colorantes para el teñido de lanas, desde el color amarillo hasta el azul, dependiendo del empleo del fruto, tallo y raíz, con los frutos maduros se preparan bebidas refrescantes de sabor agridulce y llamativo color rojizo, además de confituras, helados y mermeladas, sus flores son excelentes para la producción de miel (Mujica, 1991 y Brack, 2003). En el campo de fitoterapia, la corteza de la raíz contiene un alcaloide denominado berberina, el cual posee propiedades tónicas, estomacales laxantes suave, y febrífugas; también aplicaciones diuréticas para trastornos renales, cálculos urinarios, estimulación de actividad gástrica y hepática, y como cardiotónico (Mujica, 1991 Brack, 2003 y Quispe, 1985). 4.2. Marco científico. El efecto beneficioso de los alimentos vegetales se atribuye principalmente a sustancias con actividad antioxidante, como los compuestos polifenólicos, el acido ascórbico (vitamina C), los carotinoides, y la vitamina E. Estas sustancias aumentan la defensa antioxidante del organismo, contra el “estrés oxidativo” responsable de diferentes tipos de daño celular (Zafrilla, P. y Morillas, J., 2002). La actividad antioxidante varía en función del grupo de compuestos estudiados y de su solubilidad en fase acuosa o lipídica. Asimismo, la gran diversidad de métodos empleados proporciona resultados numéricos distintos, difíciles de comparar. Para solventar este problema en la mayoría de los estudios científicos 3 en los que se valora la actividad antioxidante bien de compuesto puros o de extractos vegetales, se utiliza el trolox (ácido 6 –hidroxi - 2, 5, 7, 8 – tetramitilcroman -2-carboxilico) como patrón, sustancia que se caracteriza por ser un análogo hidrosoluble de la vitamina. E (Sanabria, N. y Sangronis, E., 2006). La acción de los compuestos antioxidantes lo realizan diversas sustancias en diferentes lugares del organismo siendo muy distinta la naturaleza de su estructura química. Los antioxidantes, difieren no solamente por su eficiencia como antioxidante, sino por sus propiedades físico químicas. Por ejemplo, la vitamina C es un compuesto hidrosoluble, propiedad que lo permite su efecto antioxidante en medio acuoso, en cambio la vitamina E que es un compuesto liposoluble, cumple su acción de manera eficiente en el interior de las membranas celulares (Yu, B., 1994). El ácido ascórbico es sensible al efecto del procesamiento, porque es soluble en agua y es fácilmente oxidado, especialmente a pH neutro en soluciones acuosas. Muchas investigaciones han demostrado que durante la pre cocción la cantidad de agua, tipo de calor aplicado y el tiempo de cocción, son importantes por controlar la estabilidad de la Vitamina. C (Fenema, O., 2000). Los flavonoides principalmente, compuestos fenólicos se caracterizan por ser hidrosolubles y estables al calor siendo susceptibles a los cambios químicos (maduración de las frutas), físicos en el procesado de los alimentos: Picado y trituración estos forman parte de la organización titular y de estructuras, que al romperse se lixivian y se destruyen parcialmente en contacto con el aire); y términos, ya que el calor excesivo altera los pigmentos de los alimentos (Fenema, O.; 2000) (Sanabria, N.; Sangronis, E.; 2006) (Braverman J. B. S.; 1980). En el siguiente cuadro se muestra la actividad antioxidante en bebidas de frutas. Cuadro Nº 01: Actividad Antioxidante en Bebidas de Frutas. Bebidas Actividad antioxidante (µg equiv. Trolox/g b.h) Néctar de durazno 1412 Jugo de naranja 847 Néctar de piña 1338.5 Néctar de aguaymanto 1205.760 Fuente: Callo Ayala E. (2006). Cuadro Nº 02: Valor nutricional del ayrampo. 4 4.3. Marco conceptual. Clasificación taxonómica del ayrampu. División : Antophita Clase : Dicotiledóneas Subclase : Archyclamideas Orden : Rannales Familia : Berberidáceae Género : Berberis Especies : Berberis Weberbaueri C. Scheneider Nombre común: “Ayrampu” , “Tankar” Fuente: Aucasime, L. (2005). A. Morfología. El ayrampu pertenece a las familias de las berberidáceaes, etimología del griego berberi que significa concha, alusión a la forma cóncava de los pétalos genero propio del hemisferio de los andes (Weberbauer, 1945). Arbusto espinoso de hasta 4 m de altura. El tallo cilíndrico, ramificado; estructuralmente consta de los siguientes tejidos: peridermis corteza con abundante materia colorante de color amarillo; madera o xilema dura y médula (Brack, A. 2003). Las hojas son ovoides alargadas, pequeñas de 4 cm de longitud en promedio, color verde pálido, provisto de espinas apicales, reunidos en grupos alternos de 5 a 9 unidades por nudo acompañado en su base por 3 espinas. Las flores son bisexuales amarillas, pedunculadas, pentámeras, heteroclamídeas y actinomorfas, agrupadas en racimos axilares. El cáliz, con cinco sépalos libres de color amarillo pálido. Androceo, cinco estambres libres. Gineco unicapilar de ovario súpero. Los frutos son bayas de un 6 a 8 milímetros de diámetro aprox., ligeramente alargadas, cuyo mesocarpio y endocarpio carnoso poseen abundante materia colorante negro azulado a rojo violáceo (Mujica, 1991). B. Antioxidantes: Los antioxidantes son sustancias de diversos tipos que previenen o retardan el daño oxidativo producido por los radicales. Para que una sustancia actúe como antioxidante debe ser capaz de reaccionar fácil y específicamente con un radical libre, neutralizándolo e impidiendo el daño 5 oxidativo a las macromoléculas biológicas. Los mecanismos antioxidantes de los organismos vivos, particularmente en los seres humanos, son múltiples. Dentro de las células, el sistema antioxidante es principalmente de tipo enzimático y no enzimático. Así contamos con antioxidantes específicos capaces de actuar en distintos lugares (Zafrilla, P. y Morillas, J., 2002). EL primer antioxidante al interior de la célula está dado por las enzimas antioxidantes, como la catalasa, glutatión per oxidasa y su peróxido dismutasa. Son endógenas, es decir sintetizan al interior del organismo y su acción depende de la presencia de ciertos metales tales como cobre, hierro, magnesio, zinc o selenio. Por eso la deficiencia de alguno de los afecta la función de estas enzimas y por ello se les ha denominado “metal oxidantes.” La segunda defensa antioxidante corresponde a los antioxidantes no enzimáticos que actúan tanto a nivel celular como extra celular. Estas son sustancias de diverso tipo que atrapan o neutralizan radicales libres porque les ceden un electrón, previniendo así el daño oxidativo. Al hacer esto se consumen porque el antioxidante sufre una modificación química transformándose en un radical libre flojo o inactivo. Por lo tanto, a diferencia de los enzimas antioxidantes, estos compuestos antioxidantes deben ser remplazados. 1. Ácido ascórbico (Vitamina C): Antioxidante soluble en agua (hidrosoluble) figura en primera línea en la defensa antioxidante del plasma, es un poderoso inhibidor de la oxidación de los lípidos. Regenera la vitamina E, está presente en vegetales verdes, cítricos, kiwi, tomate perejil, crucíferas brotes de soya, etc. 2. Citroflavonoides: Eficaz en conjunción con la vitamina C aumentando su actividad antioxidante, la hesperidina y la rutina son de dos de ellos presentes en uvas , melón, ciruelas, hollejo de naranja, manzana, etc. 3. Vitamina E: El α tocoferol es su forma más activa, reduce directamente a los radicales peróxido e hidroxilo y al radical su peróxido formado el radical tocoferoxílico. Principal antioxidante soluble en lípidos, previene la oxidación de las grasas y aumenta su acción en presencia del zinc, están presentes en aceites vegetales, cereales germen del trigo legumbres, avenas, etc. 4. El β – caroteno: Tiene dos funciones, primero actúa directamente como atrapador de oxígeno simple y de lipo peróxidos, segundo puede ser transformado a vitamina A en el intestino humano. Tanto el β – caroteno como la vitamina A son solubles en lípidos y pueden unirse a diferentes especies reactivas de oxigeno, aunque la manera en los que hacen no se conoce completamente. Se asume que el β – caroteno se ubica en el interior de las membranas, o en las lipoproteínas de plasma. Presente vegetales verdes amarillos, duraznos, zanahorias, ajo, perejil, hígado, etc. 6 5. Ácido Gama Linoleico: Es un acido graso esencial regula la función de los linfocitos responsables, entre otros elementos de las defensas de nuestro organismo. Presentes en aceites vegetales. 6. Zinc: Mineral antioxidante que anteviene en el metabolismo de la enzima su peróxido dismutasa y de la vitamina A, entre otras funciones. Presentes en pescados, legumbres, carnes, granos, yema de huevo, etc. 7. Selenio: Otro mineral antioxidante importante para la acción de la enzima glutatión per oxidasa y además complementa la acción de la vitamina A como antioxidante. Presente en la levadura de la cerveza, brócoli, arroz integral, ajo, cebolla, pescado, lácteos, etc. 8. Coenzima Q 10: Es un antioxidante altamente eficiente , se encuentra normalmente en concentraciones milis molares en el núcleo y participa directamente como atrapador de radicales libres, actuando como mayor compuesto natural ubicado intracelularmente y que es capaz de proteger al ADN del ataque de los radicales libres. Disminuye con la edad y en la esclerosis múltiple. Presente en caballa, salmón, sardinas. 9. Compuestos fenólicos: Los fenoles son un grupo de sustancias químicas ampliamente distribuidas en el reino vegetal reactivas del oxigeno y de los radicales piróxilo y también por la estabilidad de los radicales fenóxilo hacia la oxidación del sustrato. Se encuentran en todas las plantas superiores, localizándose principalmente en frutos, hojas, tallos, y flores. 10. Su peróxido dismutasa (SOD): Enzima que se encuentra dentro de las células, remueve los radicales su peróxidos, necesita la presencia del zinc, se encuentra en zapallo, trigo, plantas verdes, crucíferas , etc. Cataliza el cambio del radical su peróxido a peróxido de hidrogeno, la desmutación es una reacción en la que dos moléculas de sustrato idéntico tienen destinos diferentes, en este caso una molécula de su peróxido se oxida y la otra se reduce: 2O2 + 2H H2 O2 + O2 Esta enzima contiene cobre zinc, ubicadas de tres formas en el citoplasma de la célula en las mitocondrias y en los fluidos extracelulares. 11. La Catalasa: es una enzima de amplia distribución, remueve el peróxido de oxigeno. Consiste de cuadro subunidades proteicas, cada una con un grupo hemos unido a su sitio activo. Su actividad se localiza básicamente en los paroxismos, en donde cataliza la conversión de peróxido de hidrogeno en agua y oxigeno molecular en muchos tejidos. 2H2O2 2H2O + O2 Catalasa 7 Diversos estudios “in vitro” también sugieren la importancia de la catalasa en la capacidad defensiva antioxidante total de célula. 12. El Glutatión: Es un poderoso antioxidante. Protege contra los efectos dañinos de los metales pesados, tabaco y alcohol, muy importante en la protección celular contra el daño oxidativo de los lípidos, proteínas y ácidos nucleicos, presenta una interacción sinérgica con otros agentes antioxidante como la vitamina C, Vitamina E y el su peróxido dismutasa. Actúa como atrapador de radicales hidroxilo y del oxigeno simple. Tiene la capacidad de reactivar enzimas que son inhibidas por los radicales libres. 13. Glutatión-Peroxidasa (GP): Remueve los radicales peróxidos y es detoxificante, es una enzima que utiliza como cofactor al selenio, se ha encontrado en citoplasma y las mitocondrias de los tejidos animales. Cataliza la reacción atreves de la cual el glutatión reducido (GSH) reacciona con peróxidos transformándolos en agua y alcohol. Durante el proceso el glutatión es oxidado (GSSG), PARA posteriormente ser regresado a su estado original, por la enzima glutatión reductasa. 2GS + H2O2 GSSG + 2H2O Compuestos fenólicos. Los compuestos fenólicos están relacionados con la calidad sensorial de los alimentos de origen vegetal, tanto frescos como procesados. Su contribución en la pigmentación de los alimentos vegetales está claramente reconocida, a través de las antocianinas, responsables de los colores rojo, azul, violeta, naranja, y púrpura de la mayoría de las plantas y de sus productos. Además la reacción de oxidación de los compuestos fenólicos hacia la formación de quinonas, catalizada por las enzimas polifenoloxidasas, produce un pardeamiento enzimático en los alimentos, fenómeno de vital importancia para asegurar la calidad de las frutas y verduras durante el procesado. También se les asocia con la astringencia que se presentan muchas frutas comestibles antes de la maduración (Sanabria, N., Sangrobis, E., 2006). Comprenden un grupo de sustancias que poseen en común un anillo aromático con uno o más sustituyentes hidroxilos y que ocurren frecuentemente como glicósidos, combinados con unidades de azúcar, aunque algunos casos se pueden producir uniones directas entre una molécula de azúcar y un carbono aromático. Son relativamente polares y tienden a ser solubles en agua y solventes orgánicos (Lock, O., 1994; Sanabria, N., Sangrobis, E., 2006). Los azúcares asociados a los polifenoles pueden ser monosacáridos, disacáridos o incluso oligosacaridos. Los compuestos a los que se encuentran unidos con más frecuencia son: glucosa, galactosa, arabinosa, ramnosa, xilosa y ácidos glucorónicos y galacturónico. También pueden encontrarse unidos a ácidos carboxílicos, ácidos orgánicos, aminas, lípidos y a otros compuestos fenólicos. La naturaleza de los polifenoles varía desde moléculas simples como ácidos 8 fenólicos hasta compuestos altamente polimerizados, como los taninos (Sanabria, N., Sangrobis, E., 2006). La actividad antioxidante de los polifenoles depende del número y la localización de los grupos hidroxilo que contiene en su estructura, por ser propicia para secuestrar radicales libres, debido a la facilidad con la que el átomo de hidrogeno desde el grupo hidroxilo aromático puede ser donado a la especie radical y la estabilidad de la estructura quínona resultante que soporta un electrón desapareado (Rice-Evans, C., et al.1997). a. Fenoles, ácidos fenólicos y ácidos fenilacéticos. Dentro de este grupo los fenoles se encuentran el fenol, cresol, timol y resorcinol distribuidos entre todas las especies vegetales. Igualmente, los ácidos fenólicos tales como el ácido gálico, vainílico, p-hidroxibenzoícos y los aldehídos como la vainillina. b. Ácidos cinámicos, cumarinas, isocumarinas y cromonoles. Los ácidos cinámicos, cafeíco, felúrico, p-cumárico y sináptico se encuentran raramente libres, por lo general se haya presente en forma de derivados, así por ejemplo, el ácido cafeíco se encuentra esterificado con el ácido químico como ácido clorogénico, isoclorogénico, neoclorogénico, criptoclorogénico sustancias muy difundidas en frutas y verduras. Las cumarinas e isocumarinas se encuentran generalmente en forma de glicósidos, mientras que los cromonoles son menos conocidos y se forman a partir de las antocianinas ante incrementos del pH del medio. c. Lignanos y neolignanos. Son matabolitos de bajo peso molecular formado por el acoplamiento oxidativo de unidades p-hidroxifenilpropano, las cuales se unen mediante puentes de hidrogeno. Son monómeros y dímeros del ácido hidroxinámico y también del alcohol cinámico, propenilbenceno y alilbenceno. El término lignano se aplica cuando el compuesto esta a partir de uniones entre el ácido y/o alcohol, mientras que cuando se unen las moléculas de propenilbenceno y alilbenceno la molécula resultante se denomina neolignano. d. Flavonoides. Los flavonoides están ampliamente distribuidos en el reino vegetal localizándose en la sabía vacuolar de las células como órganos aéreos, hojas, flores y raíces. Forman múltiples compuestos de bajo peso molecular en su mayor parte en forma de glucósidos como flavonoles, flavanonas, antocianinas, isoflavonas, taninos condensados o no hidrolizables entre otras. La mayoría se caracterizan por ser hidrosolubles y estables al calor siendo susceptibles a los cambios químicos, físicos y térmicos, ya que el calor excesivo altera los pigmentos de los alimentos (Fenema, O., 2000; Sanabria, N., Sangrobis, E., 2006; Braverman J. 1980). Este grupo amplio de compuestos flavonoides incluyen a las antocianinas, antoxantinas, leucoantocianinas y catequinas. Todas poseen una estructura básica que consisten en un esqueleto de C6-C3-C6. 9 Estructura química Estructura química de Estructura química de de la 4- la 2-fenilcromen-4-ona la 3-fenilcromen-4- fenilcumarina (4- (2-fenil-1,4- ona (3-fenil-1,4- fenil-1,2- benzopirona), benzopirona), benzopirona), esqueleto de los esqueleto de los esqueleto de los flavonoides isoflavonoides. Neoflavonoides e. Taninos. Los taninos vegetales se clasifican en dos grupos: los taninos hidrosolubles son poliésteres de azúcar con ácido gálico (galotaninos), o ácido elágico (elagitaninos). El componente de hidrato de carbono suele ser D- glucosa. Una parte o la totalidad de los cinco grupos hidroxilos del azúcar pueden estar esterificadas (Montero, M., 1996). Los taninos condensados se forman por polimerización de los flavan-3 oles (catequinas) o flavan-3,4-dioles (antocianidinas). Constituyen la parte principal de los taninos en las maderas y cortezas los taninos son las responsables de la astringencia de muchos productos alimenticios, como las manzanas, peras, dátiles, níspero, cacao y té (Braverman J. 1980). Compuestos fenólicos y actividad antioxidante. El comportamiento antioxidante de los compuestos fenólicos está relacionado con su capacidad para que metales, inhibir la lipoxigenasa y captar radicales libres, aunque en ocasiones puede también promover reacciones de oxidación “in Vitro”. Para que un compuesto fenólico sea clasificado como antioxidante debe cumplir con dos condiciones básicas, la primera es que cuando se encuentre en una concentración baja con relación al sustrato que va a ser oxidado pueda retrasar, hacer más lenta o prevenir la auto oxidación o la oxidación medida por un radical libre y la segunda es que el radical formato tras el secuestro sea estable y no pueda actuar en oxidación posteriores (Rice-Evans, C. et al., 1997). La mayoría de los compuestos fenólicos presentes en los alimentos son los flavonoides provenientes de las plantas, que poseen propiedades biológicas y químicas comunes, entre las que se pueden citar la: actividad antioxidante, captación de especies oxigenadas activas, capacidad de modular ciertas actividades enzimáticas, etc. (Cao, G. et al., 1997). El concepto básico de la actividad antioxidante de varios compuestos flavonoides naturales y sintéticos comprende una transición redox mediante la cual la molécula antioxidante dona un electrón (átomo de hidrogeno, equivalente la donación de un electrón y un H- al radical libre Rº). Durante el 10 transcurso de esta transferencia de electrones, el carácter radical (inestabilidad) es transferido al antioxidante, formándose un antioxidante radical derivado. En la siguiente ecuación se muestra la acción de un flavonoide sobre un radical libre (Montero, M., 1996). Flavonoide (OH) + Radical ---------- Radical Flavonoide (Oº) + RH Varios estudios han demostrado que la actividad antioxidante de las frutas “in vitro”, depende principalmente de su contenido de compuestos polifenólicos. Así las frutas con más compuestos polifenólicos tienen mayor actividad antioxidante (Murillo, E. et al., 2000). f. Antocianinas. Las antocianinas son los responsables de los colores rojos, azulados o violetas de la mayoría de las flores, frutas y verduras, es el segundo pigmento más importante, después de la clorofila. Las antocianinas están basadas químicamente en una única estructura aromática, aquella de la cianidina y todas se consideran derivadas de ella por adición o sustracción de grupos hidroxilos, por metilación o por glicosidación. Ellas son intensamente coloreadas y solubles en agua. La función más importante de las antocianinas es la percepción visible para la atracción de animales para propósitos de polinización y dispersión de las semillas. Hasta ahora no hay reportes de toxicidad de las antocianinas, por lo que se consideran inofensivas para la salud, siendo una alternativa potencial para la industria alimenticia como un aditivo seguro y efectivo y además de su poder terapéutico (Lock, O., 1997). Antocianinas y actividad antioxidante: Los antocianos, pigmentos flavonólicos, tienen una estructura química adecuada para actuar como antioxidantes, pueden donar hidrógenos, o electrones a los radicales libres o bien atraparlos y desplazar en su estructura aromática. Una actividad antioxidante óptima se relaciona con la presencia de grupos hidroxilos en las posiciones 3’ y 4’ del anillo B, los cuales confieren una elevada estabilidad al radical formado. Los grupos hidroxilos libres en la posición 3 del anillo C y en la posición 5 del anillo A, junto con el grupo carbonilo en la posición 4 son donadores de electrones (Rice- Evans, C. et al., 1997). Los resultados obtenidos aplicando el método ABTS llevan a la conclusión de que aquellas agluconas con idéntica hidroxilación en los anillos A y C, y compuestos con un solo grupo OH en el anillo B (4 – OH) incluyendo pelargonidina, malvidina, peodinidina presentaban menor actividad antioxidante comparando con compuestos que poseen agrupaciones 3,4 di- OH sustituidos como delfinidina y cianidina 3- glucósido. La importancia de los grupos hidroxilos en la posición 3y 4 del anillo B contribuye a la elevada actividad antioxidante, antioxidante, también encontradas en las flavonas (Kuskoski, E. et al., 2004). 11 Se ha observado que su potencial antioxidante va en contra de radicales su peróxidos y peróxidos de hidrogeno a través de diversos 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 y 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 difinidina interviene con el radical hidroxil uno de los oxidantes el grupo humano (Wrolstad, 2002). Las características antioxidantes en bayas parecen ser debidas en gran parte al contenido de antocianinas de las frutas. Nuevas investigaciones señalan su actividad como un antioxidante y previene de enfermedades potenciales. Alimentos funcionales. La unión Europea, el ILSI (International Life Science Institute) define a los alimentos funcionales como alimentos susceptibles de producir un efecto benéfico sobre una o varias funciones específicas en el organismo, más allá de los efectos nutricionales habituales, de mejorar el estado de salud y de bienestar o de reducir el riesgo de una enfermedad (Palencia A., Antonio, J.; 2005) En Japón son conocidos como “alimentos para uso específico de salud” (Foods for Specified Healt Use ó FOSHU), estos alimentos están perfectamente definidos y regulados desde la década anterior por el ministerio de salud y bienestar de Japón y en los EE.UU se permite desde 1993 que se aleguen propiedades “que reducen el riesgo de padecer enfermedades” en ciertos alimentos. Las “alegaciones de salud” están autorizadas por la Administración para alimentos y Medicamentos (Food and Drug Administration, FDA), siempre que exista “evidencias científicas públicamente disponibles y haya suficiente consenso científico entre los expertos de que dichas alegaciones están respaldadas por pruebas” (Monreal, R., et al, 2001). Los alimentos funcionales son, sin ninguna duda aquellos con mayores perspectivas de desarrollo en los próximos años. Cada vez más, los consumidores son conscientes del papel que cumplen los alimentos funcionales 12 en la prevención de las enfermedades y en la mejora de la salud en general. Se ha llegado incluso a postular que el futuro alimentario esta en los “alimentos como medicina” (Monreal, R., Fernández, G., 2002). A continuación se describen algunas sustancias con actividades fisiológicas beneficiosa en función de sus ámbitos clínicos de aplicación. 4.4. BEBIDAS FUNCIONALES. El fruto del ayrampo se consume en fresco desde la misma planta, luego de su cosecha (soleado) y en seco en diversos postres y bebidas desarrollando todo un arte culinario exquisito: Según Pratt, E., (1992) las bebidas funcionales son aquellos que ofrecen un beneficio para la salud más allá de su contenido nutritivo básico, en virtud de sus componentes fisiológicos. Se dividen a su vez en cuatro categorías principales: Bebidas enriquecidas. Bebidas deportivas Bebidas energéticas. Bebidas nutracéuticas (bebidas que incorporan ingredientes medicinales específicos) Postres: Mazamorra de ayrampo Mermeladas de ayrampo Torta de ayrampo queque de ayrampo torta de helado de ayrampo a) Bebidas Nutraceúticos: Los nutraceúticos abarcan más de 20 diferentes tipos, que van desde afrodisiacas y alivio a la dependencia de nicotina, hasta digestivos y reductores del colesterol. Los componentes biológicamente activos que están presentes en las bebidas funcionales proporcionan beneficios a la salud o efectos fisiológicos deseables. Los atributos funcionales de muchos de los alimentos tradicionales, mientras que se están desarrollando nuevos alimentos a partir de componentes benéficos (Fenema, O., 2000). b) Bebida refrescante: Las bebidas conocidas popularmente como refrescos o bebidas refrescantes varían según su composición. Así, las bebidas de cola se consideran bebidas refrescantes y también de extractos y son aquellas, carbónicas o elaboradas con extractos de frutas o de partes de plantas comestibles, agua potable, edulcorantes naturales y otros alimentos autorizados. Las bebidas con sabores como las de sabor limón o naranja las más comunes, se consideran bebidas de frutas, que son las elaboradas con zumos de frutas (en unas cantidades determinadas), agua potable, azúcar y llevan adicionalmente o no gas carbónico. 13 En cualquier caso, en estos alimentos se permite la adición de una cantidad de azúcares (mínimo un 8%), es decir, 8 g-un sobre de azúcar-por cada 100ml de alimento, además de una larga lista de aditivos en unas proporciones determinadas: ácidos tartárico, cítrico, málico y láctico; ácido fosfórico, citrato sódico y cloruro sódico (sal), ácido ascórbico, glucosa, fructosa o azúcar invertido (no superior al 10 %), cafeína, colorantes naturales o artificiales, entre otros. El contenido energético depende de la cantidad de azúcar añadida (en las bebidas de zumos de fruta, también influye la cantidad de azúcar añadida (en las bebidas de zumos de fruta, también influye la cantidad de zumo de fruta añadido. c) Antioxidantes en las bebidas: La información que relaciona a los antioxidantes con una buena salud es ya conocida y manejada por un amplio sector de la población, que se preocupa por adquirir alimentos con alto contenido de antioxidantes. Para conocer el potencial benéfico de bebidas industrializadas, se evaluó la actividad antioxidante “in vitro” de 25 bebidas de frutas y de té, comercializadas en Costa Rica (Hergot, et al., 1993). d) Estabilidad de los aromas: Las sustancias aromáticas pueden modificarse durante el almacenamiento de los alimentos. Son especialmente sensibles los aldehídos y tioles, por que se oxidan con facilidad a ácidos y disulfuros, respectivamente. A valores de pH ácido, como el de los frutos, el auto oxidación disminuye. En presencia de luz y oxigeno en los aceites de los cítricos, también resultan atacados el limoleno y el v-terpineno. Como aroma principales se forman carvona y junto con ella una serie de hidroperóxidos de limoleno. e) Seguridad alimentaria y nutrición: La seguridad alimentaria es el derecho que tienen todas las personas en todo momento al acceso físico y económico a suficientes alimentes inocuos y nutritivos para satisfacer sus necesidades nutricionales y sus preferencias alimentarias a fin de llevar una vida activa y sana (Cumbre Mundial sobre la alimentación, 1996). La seguridad alimentaria tiene tres propósitos específicos: asegurar una producción adecuada de alimentos, conseguir la máxima estabilidad en sus flujos y garantizar el acceso a los alimentos disponibles por parte de quienes lo necesitan. En este concepto, además de los problemas de acceso a los mercados por los países deficitarios y la creación de fondos de reserva de alimentos, se incluyen problemas relativos al desarrollo agrícola y rural, la producción alimentaria, el comercio internacional, los mecanismos de estabilización y en particular, las mejoras en las condiciones de acceso alimentario de los pobres.. Por lo tanto el análisis de los problemas relacionados con la seguridad alimentaria y la nutrición y las estrategias y acciones para superarlos necesitan de un enfoque intersectorial y multidisciplinario del complejo de condiciones ecológicas, económicas, sociales y culturales que afectan al país, la comunidad y el individuo. V. METODOLOGÍA 14 5.1. Método: Procedimiento para la elaboración de una bebida funcional a base de ayrampo. El procedimiento operativo se basa en el diagrama del flujo para la elaboración de la bebida funcional del ayrampu, como se aprecia en la Fig. Nº 1. Fig. Nº 1. Diagrama de flujo de para el procesamiento de una bebida funcional a base de ayrampu (Berberis weberbaueri C. Scheneider) AYRAMPU RECEPCION SELECCIÓN Y CLASIFICACIÓN LAVADO Y DESINFECTADO PULPEADO Y REFINADO Cáscara y fibra ESTANDARIZADO Agua Azúcar CMC Acido Cítrico HOMOGENIZADO PASTEURIZADO: ENVASADO ENFRIADO ETIQUETADO ALMACENADO Fuente: Elaboración propia. 5.2. Descripción del proceso productivo. 15 a) Recepción: la recepción de la materia prima, se realiza mediante una inspección del grado de madurez, midiendo el contenido de ácidos y azúcares los cuales se van originando por los cambios químicos y físicos de la fruta. b) Selección: En esta operación se separa de la materia prima aquellas frutas que no reúnen las características deseadas para el procesamiento, como la falta de madurez, deteriorados por insectos, enfermedades y otros. c) Lavado: Operación que se realiza por inmersión en agua potable para eliminar el polvo adherido a la materia prima y en general todo agente contaminante externo. d) Pulpeado: Para este fin se empleará una pulpeadora utilizando una malla de 0.5 mm para extraer la pulpa, luego refinar con una malla de 0.05 mm obteniendo de esta manera una pulpa libre de semillas y fibras, luego es llevado al molino coloidal con el objetivo de obtener una pulpa más fina y homogénea en color, olor, textura y consistencia. e) Estandarizado: En esta operación se regula la dilución pulpa/agua, sólidos solubles medidos en ºBrix, la cantidad de estabilizante (CMC), para cada tratamiento efectuado. Esta es la fase más importante porque de ella dependerá la “calidad” del producto final. f) Pasteurización: Se realiza con la finalidad de eliminar la carga microbiana, inactivar enzimas, que puedan estar presentes en el alimento, contribuyendo así en la vida útil del producto. Es importante tener en cuenta el tiempo y temperatura de ejecución para ello se trabaja a 92 º C por espacio de 15 min. g) Envasado y Enfriado: En esta operación se vierte el producto caliente a las botellas de vidrio, luego son sellados. Terminada esta operación se procede al enfriado de las botellas calientes en agua fría, de manera cuidadosa para evitar el resquebrajamiento del vidrio por cambio de temperatura interna hasta llegar aproximada a 35ºC. h) Almacenado: Se almacena con la finalidad de evaluar posteriormente, la calidad organoléptica, pH, acidez titulable, sólidos solubles, capacidad antioxidante, fenoles totales, antocianinas, el producto fue almacenado a temperatura de medio ambiente, por ser la temperatura que comúnmente se comercializa los productos de este tipo. 5.3. Variables de estudio 16 Variable independiente. Caracterización y cuantificación de la actividad antioxidante y fenoles Variable dependiente. Incremento de aceptación de la bebida funcional del ayrampu. Poder antioxidante y contenido de fenoles en la bebida funcional de ayrampu. 5.4. Procedimiento. Diseño Factorial es aquel diseño en el cual se pueden estudiar los efectos de dos o más factores de variación a la vez; es decir, que se puede investigar todas las posibles combinaciones de los niveles de los factores en cada ensayo completo o réplica del experimento. El diseño factorial más simple o sencillo es aquel que involucra en su estudio sólo dos factores o conjunto de tratamientos; es decir, que sólo se está interesado en los efectos que producen estos dos factores. A este tipo de diseño se le llama Bifactorial. El presente trabajo de investigación se experimentará el diseño factorial de dos factores y dos replicas; en las cuales el factor A esta representado por antioxidantes y B por fenoles. El diseño bloque completo al azar tiene tantas unidades experimentales como tratamientos, y todos los tratamientos son asignados al azar dentro de cada bloque. En este tipo de diseño es “completo” porque todos los tratamientos aparecen en igual número, usualmente una vez, dentro de cada bloque; y “Aleatorizado” porque dentro de cada bloque los tratamientos son asignados de forma aleatoria a las unidades experimentales; es decir, que todas las unidades experimentales de un mismo bloque tienen la misma probabilidad de recibir cualquiera de los tratamientos. Para la calificación del producto final aplicara el diseño bloque completo al azar (DBCA) con aplicación de prueba de Friedman, empleando diez panelistas. 5.5. Análisis de resultado Para interpretación de los resultados se expresara en ANVA empleando la prueba F al 5% y 1%. Para interpretación de los datos se expresara en ANVA, aplicando la distribución Ji-cuadrado. 17 5.6. Calculo de costos: SERVICIOS: Unidad Costo Unit. Costo Total Mano de obra directa 1 S/. 5.00 S/. 5,00 Materia prima 2 S/. 1,00 S/. 2,00 Mano de obra indirecta 2 S/. 1,00 S/. 2,00 S/. 9,00 BIENES: Materiales indirectos 4 S/. 0,50 S/. 2,00 Gasto indirectos de energía eléctrica. 2 S/. 350,00 S/. 5,00 S/. 7,00 GT = 9+ 7 = 16 Costo total de producción. Precio de unitario de venta= 16 /12 Pu= 1.35 + 0.20= 1.50 Se produjo 12 unidades de bebidas funcionales de ayrampo cada una de ½ que su costo unitario es de S/.1.50 VI. CONCLUCION. Si se pudo obtener una bebida funcional del ayrampo se trabajo con el jugo y es por eso que se obtuvo un chicha morada de ayrampo con las mismas características de elaboración. VII. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA. 1. AGOSTINI, L., MORON, M., RAMON, A. (2004); “Determinación de la capacidad antioxidante de flavonoides de frutas y verduras frescas y tratadas térmicamente”. Archivos latinoamericanos de Nutrición, Vol. 54 2. BARBERAN, T GIL, M. HESS-PIERCE, B. HOLCROFT, D., KADER. A. (2000); 3. BELITZ Y GROSCH. 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