Tesis
Efecto del secado por aspersión en la actividad hipoglucemiante de jugo de xoconostle (Opuntia joconostle)
Fecha
2018-01-12Registro en:
Gorostiola Espinosa, Heidi. (2015). Efecto del secado por aspersión en la actividad hipoglucemiante de jugo de xoconostle (Opuntia joconostle). (Maestría en Ciencias en Bioprocesos). Instituto Politécnico Nacional, Sección de Estudios de Posgrado e Investigación, Unidad Profesional Interdisciplinaria de Biotecnología. México.
Autor
Gorostiola Espinosa, Heidi
Institución
Resumen
Resumen
El género opuntia (tuna) crece en zonas áridas y semi-aridas, siendo consideradas como vegetales de gran valor en América Latina. Particularmente el género Opuntia joconostle (Xoconostle) ha sido empleado en la medicina tradicional para el tratamiento de la diabetes, hipertensión, obesidad y enfermedades respiratorias. El xoconostle es una de las fuentes naturales de betalaínas y no existen muchos estudios respecto a la presencia de componentes fenólicos o de otros componentes antioxidantes. Sin embargo, la estabilidad es un importante parámetro cuando se considera el empleo de estos compuestos ya sea como antioxidantes o colorantes en alimentos. La estabilidad de las betalaínas y otros componentes antioxidantes es afectada por el pH la luz el oxígeno, la temperatura y la actividad enzimática; no obstante, la temperatura es uno de los principales factores que afectan la actividad de las betalaínas. Por lo tanto, la estabilidad de los componentes bioactivos podría mejorar utilizando tecnologías de encapsulación y microencapsulación, como el secado por aspersión. Diferentes tipos de agentes de encapsulación se han utilizado en el secado por aspersión; estos incluyen polisacáridos, lípidos, y proteínas. Sin embargo, pocas investigaciones se han reportado para encapsulación de jugo de xoconostle mediante secado por aspersión empleando gelatina y mucílago de nopal como agentes de encapsulación. El objetivo de este estudio fue evaluar el efecto de la temperatura y la relación de gelatina/mucílago de nopal para encapsulación de compuestos bioactivos, empleando secado por aspersión, así como la estabilidad de los polvos obtenidos. Además, se evaluó el efecto de los polvos en la reducción de glucosa en sangre en un modelo murino CD1. La actividad antioxidante de jugo de xoconostle y el polvo se evaluó por el DPPH (2,2-difenil-1-picrilhidrazil). Los datos mostraron que los componentes obtenidos de xoconostle verde mostraron actividad antioxidante (captación del radical DPPH) significativamente mayor que la del xoconostle rosa y rojo. El mismo comportamiento se observó en polvos obtenidos de xoconostle, donde se encontró la actividad antioxidante más alta en xoconostle encapsulado con 2% de mucilago de nopal a 140°C. El análisis de superficie de respuesta (RSM) para la eficiencia de encapsulación de jugo de xoconostle verde mostro que la temperatura y la relación gelatina/mucílago influyen significativamente (p<0.05) para todos los casos evaluados. Los sistemas con 2% de gelatina al 140 °C y 1.5% de mucílago de nopal a 132.5°C tuvieron la mejor eficiencia de secado. Por otro lado, se demostró el efecto hipoglucémico del jugo de xoconostle en ratones CD1 con diabetes inducida. El jugo, los polvos extraídos del jugo de xoconostle y el fármaco control (glibenclamida) tuvieron efecto significativo en la capacidad hipoglucemiante.
v Abstract
The genus Opuntia (cactus pear), which growth in arid and semi-arid climates, being considered valuable vegetable foods in Latin America. Particularly the genus Opuntia joconostle (Xoconostle) have been used in folk medicine as a treatment for diabetes, hypertension, obesity and respiratory ailments. Xoconostle is one of the few sources of betalains in nature and few scientific studies regarding the presence of phenols or other antioxidant compounds. However, stability is an important parameter to consider when using these compounds as antioxidants and colors in foods. Stability of betalains and other antioxidant compounds is affected by pH, exposure to light, oxygen, temperature and enzymatic activities, nonetheless, the temperature is an important factor for betalains degradation. Therefore, the stabilization of bioactive compounds could be improved using microencapsulation technologies, such as spray drying. Different types of encapsulating agents have been used for spray drying; these include polysaccharides, lipids, and proteins. However, little research has been reported on the encapsulation of xoconostle juice by spray-drying employed gelatin and cactus mucilage as encapsulating agents. The aim of this study was to evaluate the effect of temperature and ratio of gelatin/cactus mucilage as encapsulating agents on the bioactive compounds yields using spray drying, and the stability of the powders obtained. Also, it was evaluated the effect of the powders on lowering blood glucose in a mouse model. Antioxidant activity of xoconostle juice and the powder was evaluated by the DPPH (2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl). Data showed that compounds from green cactus pear exhibited significant higher DPPH radical-scavenging than pink and red cactus pear. The same behavior was observed in xoconostle powders, where the higher antioxidant activity was found in cactus pear encapsulated with cactus mucilage 2% at 140°C. The response surface analysis (RSM) for the encapsulation efficiency green juice showed xoconostle showed that the inlet air temperature and gelatin/cactus mucilage ratio had a significant effect (p < 0.05) for all the systems under study. The systems containing gelatin 2% at 140 °C and cactus mucilage 1.5% at 132.5°C had better drying yield. On the other hand, the hypoglycemic effect of green cactus pear was demonstrated in experimentally induced diabetic mice. Juice, powder from xoconostle juice and control drug (glibenclamide) had a significant effect for hypoglycemic effect.