Estudio de las propiedades biofuncionales del camu-camu (Myrciaria dubia (Kunth) McVaugh) y aplicación en un producto alimenticio

Abstract

En esta tesis se presenta el estudio de las propiedades sensoriales y biofuncionales del fruto de camu-camu (Myrciaria dubia) proveniente de la Amazonía Colombiana. El aroma de la fruta se estudió en un extracto de volátiles obtenido mediante la técnica SAFE (Solvent Assisted Flavor Evaporation), el cual se analizó por GC-O (cromatografía de gases acoplada a olfatometría) y por GC-MS (cromatografía de gases acoplada a espectrometría de masas), identificando cuatro compuestos activos olfativamente en el aroma de esta fruta: acetato de isoamilo, -pineno, limoneno y B-cariofileno. Posteriormente se evaluó la inhibición de la enzima ACE-1 (actividad antihipertensiva) y de la a-amilasa y a-glucosidasa, encontrando que la actividad antihiperglicémica de esta fruta era bastante promisoria. Por lo tanto, se realizó una partición sucesiva del extracto polar de la fruta (pulpa y cáscara) con solventes de polaridad creciente (pentano, diclorometano, acetato de etilo, butanol y agua). A partir del fraccionamiento bioguiado, y análisis por HPLC-MS se identificaron el ácido (S)-4-butoxi- 2-hidroxi-4-oxo-butanoico y el ácido (S)-4-butoxi-3-hidroxi-4-oxo-butanoico, como potentes inhibidores de la a−amilasa y la a−glucosidasa. El uso de herramientas de docking- molecular demostró que la actividad antihiperglicémica del ácido málico de la fruta se potenciaba por la presencia de los grupos alquilo en los correspondientes esteres. A partir de la fruta se obtuvieron sólidos por liofilización y por spray-drying. En el proceso de microencapsulación, se utilizó un diseño experimental 3x2 con tres tipos de agente encapsulante (maltodextrina, suero proteico y mezcla 1:1 de los dos) y dos temperaturas de entrada (150 y 180 C). Se realizó la caracterización fisicoquímica, morfológica y biofuncional de los sólidos. Con base en el contenido de los compuestos bioactivos (antocianinas, ácido ascórbico y ácido málico), se seleccionaron tres sólidos que fueron incorporados en dos tipos de bebidas (un yogurt y mosto de uva blanca) que se sometieron a evaluación sensorial. El estudio de la bioaccesibilidad de los sólidos usando el modelo estático de digestión gastrointestinal in vitro, mostró una mayor retención de compuestos bioactivos, y una adecuada liberación de los compuestos en el tracto gastrointestinal. Así se concluye que la deshidratación de la fruta permite aumentar su vida útil y preservar las propiedades biofuncionales de la fruta. (Texto tomado de la fruta)

This thesis presents the study of the sensory and biofunctional properties of the camu-camu fruit (Myrciaria dubia) from the Colombian Amazon. The aroma of the fruit was studied in a volatile extract obtained using the SAFE (Solvent Assisted Flavor Evaporation) technique, which was analyzed by GC-O (gas chromatography coupled to olfactometry) and by GC-MS (gas chromatography coupled to mass spectrometry), identifying four olfactory active compounds in the aroma of this fruit: isoamyl acetate,  -pinene, limonene and  -caryophyllene. Subsequently, the inhibition of the ACE-1 enzyme (antihypertensive activity) and of -amylase and -glucosidase was evaluated, finding that the antihyperglycemic activity of this fruit was quite promising. Therefore, a successive partitioning of the polar extract of the fruit (pulp and peel) was carried out with solvents of increasing polarity (pentane, dichloromethane, ethyl acetate, butanol, and water). From bioguided fractionation, and HPLC-MS analysis, (S)-4-butoxy-2-hydroxy-4-oxo-butanoic acid and (S)-4-butoxy-3- hydroxy-4- oxo-butanoic were isolated and identified, as potent inhibitors of -amylase and -glucosidase. The use of molecular-docking tools demonstrated that the antihyperglycemic activity of fruit malic acid was enhanced by the presence of alkyl groups in the corresponding esters. Different powders were obtained from the fruit by lyophilization and by spray-drying. In the microencapsulation process, a 3x2 experimental design was used with three types of encapsulating agent (maltodextrin, whey protein, and a 1:1 mixture of both) and two inlet temperatures (150 and 180 C). The physicochemical, morphological and biofunctional characterization of the solids was carried out. Based on the content of bioactive compounds (anthocyanins, ascorbic acid, and malic acid), three solids were selected to be incorporated into two types of beverages (a yogurt and white grape juice) that were subjected to sensory evaluation. The study of the bioaccessibility of camu-camu powders using the static model of gastrointestinal digestion in vitro, showed a greater retention of bioactive compounds, and an adequate release of the compounds in the gastrointestinal tract. Thus, it was concluded that the dehydration processes allow to increase the fruit shelf-life and preserve its biofunctional properties.