Capital humano

Tipo: Dirección de tesis de licenciatura, maestría o doctorado

Título: Optimización por superficie de respuesta de las condiciones para obtener infusiones con alto contenido de polifenoles y antioxidantes a partir de subproductos de chile habanero

Asesores: Dra. Ingrid Mayanín Rodríguez Buenfil
Dra. Lilian Dolores Chel Guerrero

Año: 2021

Resumen: El presente trabajo tuvo como objetivo determinar las condiciones óptimas para la elaboración de infusiones de subproductos de Capsicum chinense Jacq. (Hojas, tallos y pedúnculos) con altos contenidos de polifenoles y actividad antioxidante. El material vegetal se desarrolló bajo condiciones de invernadero utilizando el suelo negro (Box lu’um) y el suelo rojo (K’ankab lu’um) respectivamente, el cual fue recolectado al final del ciclo de producción de la planta para posteriormente ser secado por horno a 44 °C por 72 horas y finalmente ser molido para la obtención de harinas. Se determinó el contenido de polifenoles totales y Actividad antioxidante en las harinas de subproductos de chile habanero por espectrofotometría UV-visible mediante la técnica de captación del radical DPPH• y Folin Ciocalteu, los extractos se obtuvieron por maceración con metanol al 80 % y extracción asistida con ultrasonido. Los resultados indicaron que las harinas de hojas de plantas cultivadas en suelo negro son el subproducto con el más alto contenido de polifenoles totales, utilizando el método de extracción asistida por ultrasonido se obtuvo un valor de 45.66 mg GAE/100 g de extracto seco mientras que a través del proceso de extracción por maceración con metanol apenas se alcanzó un total de 0.82 mg GAE/100 g de extracto seco. En relación, al porcentaje de actividad antioxidante, se obtuvo un valor del 93 % en las harinas de tallos de plantas cultivadas en suelo negro a través de extracción ultrasónica, mientras que la maceración con metanol obtuvo un valor del 24 % utilizando el mismo subproducto. Para la elaboración de
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las infusiones de subproductos se utilizaron cinco procesos de extracción diferentes, se utilizó una combinación de tipos de extracción que van desde maceración (con diferentes tiempos y temperaturas) hasta extracción asistida con microondas y ultrasonido, la relación de harina de subproductos : agua (90 mg : 12.5 mL) fue la misma para todas las infusiones; Los resultados indicaron que con las hojas de plantas cultivadas en suelo negro se obtuvieron los contenidos más altos de polifenoles totales (166.77 ± 3.93 mg GAE/100 g de extracto seco), con un porcentaje de Actividad antioxidante de 48 ± 1.05 %, empleando el proceso de extracción por maceración a 100 °C por 15 min (proceso 3). Para obtener el porcentaje de Actividad antioxidante más alto en las infusiones, se recomienda la extracción por microondas por 30 segundos (proceso 4) utilizando las hojas de plantas cultivadas en suelo negro.
Una vez definido el proceso de extracción y el tipo de subproducto a utilizar para la elaboración de las infusiones, se realizó un diseño factorial 32 para llevar a cabo el proceso de optimización por superficie de respuesta para las condiciones (Tiempo y temperatura), los resultados de este diseño mostraron una falta de ajuste a un modelo lineal indicando que existía curvatura en el sistema, por lo que para obtener los valores óptimos de contenido de polifenoles totales y porcentaje de actividad antioxidante, se realizó un segundo diseño factorial añadiendo los términos rotables para cada variable los cuales permitieron localizar los puntos óptimos. Con los resultados obtenidos en ambos diseños, se obtuvo un modelo de segundo orden para cada respuesta analizada y se determinó el ajuste a este modelo, donde solo la respuesta de porcentaje de Actividad antioxidante tuvo un ajuste adecuado a este modelo. La superficie de respuesta obtenida para contenido de polifenoles en las
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infusiones, correspondió a una zona de mínimos combinada con una zona de máximos, la cual se conoce como superficie de “silla de montar”. Los valores óptimos obtenidos fueron 108 °C para el factor de temperatura y 17 minutos para el factor de tiempo con lo cual se predice un valor de 149.32 mg GAE/100 g de extracto seco para polifenoles totales. Para la respuesta de porcentaje de Actividad antioxidante se obtuvo una superficie de respuesta caracterizada por una zona de máxima respuesta, donde los valores óptimos fueron 108 °C para el factor de temperatura y 3 minutos para el factor de tiempo con lo cual se predice un valor de 39.4 % de actividad antioxidante.

Autor: Ivan Fierro Maldonado

Grado académico: Licenciatura

Fecha de obtención del título: 10 de septiembre de 2021

Institución: Instituto Tecnológico de Acapulco

Campo: Biología y Química

Disciplina: Salud

Subdisciplina: