Los extractos polifenólicos surgen como fuente alternativa para producir antioxidantes naturales, estos pueden estar presentes en residuos frutales como los procedentes del mango (Mangifera indica L.), dándole un valor agregado a estos residuos y reduciendo el impacto ambiental que estos pueden generar. Este trabajo de investigación tuvo como objetivo evaluar la inhibición de la polifenol-oxidasa (PPO) en una matriz alimentaria usando como inhibidor extracto polifenólico obtenido de la almendra del mango (Mangifera indica var. Magdalena river) observando el cambio de la tonalidad de color en el tiempo. Para la extracción de polifenoles, se utilizó etanol al 57% (v/v) en una relación soluto:solvente 1:5 a 67 °C, durante 60 minutos aplicando ondas ultrasonido para una mayor extracción de polifenoles. Se determinó el contenido de polifenoles totales a los extractos polifenólicos por el método Folin-Ciocalteu. Se realizó la evaluación de la inhibición de la PPO sobre manzana como matriz alimentaria (Malus domestica var. Royal gala), bajo condiciones de almacenamiento natural a 5 y 25 °C. La tonalidad del color se registró con evidencias fotográficas con intervalos de tiempo de 30 minutos durante 2 horas. El tratamiento con extracto polifenólico obtuvo resultados de inhibición satisfactorios frente a los rangos de las muestras sin tratamiento. También, la inhibición de la PPO fue más efectiva utilizando extracto polifenólico en comparación con ácido ascórbico a la misma concentración.

El mango (Mangifera indica L.) es una especie frutícola tropical originaria de la india, considerada como uno de los principales productos agrícolas de la región del Magdalena Medio y Santander (Porras et al., 2011) Debido a su capacidad de adaptación, se ha generado el llamado mango criollo o naturalizado colombiano, gracias a la polinización cruzada que ha dado origen a más de 200 ecotipos (Porras et al., 2011; Rincon-Ramirez et al., 2014). Este fruto es considerado uno de los más populares en Colombia y actualmente, es usado en la industria alimentaria principalmente en la elaboración de jugos, néctares, pulpas, conservas, etc (Rincon-Ramirez et al., 2014; Septembre-Malaterre et al., 2016).

Sin embargo, actualmente no se cuenta con industrias que aprovechen este recurso frutícola en el territorio del Magdalena medio y a nivel nacional, aun sabiendo que los desechos generados del mango durante su comercialización o su procesamiento son una fuente muy importante de compuestos bioactivos de alto valor agregado, en particular fibra dietaría, micronutrientes, polifenoles, carotenoides, entre muchos otros (Flórez & Rojas, 2019; Morales et al., 2020).

En busca de darle valor agregado a los residuos sólidos del mango, además de mitigar el impacto ambiental (contaminación del agua y emisión de gases de efecto invernadero), la producción de polifenoles a partir de dichos residuos, surgen como una alternativa de producción de antioxidantes naturales (Abdalla et al., 2007; Pitchaon, 2011; Abdel-Aty et al., 2018; Belizón et al., 2018)

Los compuestos fenólicos son el grupo más extenso de sustancias no energéticas presentes en los alimentos de origen vegetal (Cheema & Sommerhal-ter, 2015; Villamizar-Jaimes & Giraldo, 2017; Pico et al., 2019). En los últimos años, se ha demostrado que una dieta rica en polifenoles vegetales puede mejorar la salud y disminuir la incidencia de enfermedades cardiovasculares (Septembre-Malaterre et al., 2016; Arbizu-Berrocal et al., 2019). La capacidad de los polifenoles para modular la actividad de diferentes enzimas y para interferir consecuentemente en mecanismos de señalización y en distintos procesos celulares, puede deberse, al menos en parte, a las características fisicoquímicas de estos compuestos, que les permiten participar en distintas reacciones metabólicas celulares (Nyangena et al., 2019)

El pardeamiento enzimático está relacionado con la oxidación de compuestos fenólicos en presencia de oxígeno (Navarro et al., 2019) Estos compuestos se encuentran localizados principalmente en las vacuolas y son catalizados por la enzima polifenol oxidasa PPO, localizada en el citoplasma (Pérez-Jiménez et al., 2010; Toro-Uribe et al., 2018). Diferentes situaciones pueden causar pardeamiento: daños fisiológicos durante la maduración, algunos desordenes en el almacenamiento y procesos tecnológicos involucrados con heridas o rompimientos de la superficie (Alean et al., 2016) La tendencia al pardea-miento en algunas frutas, resulta de la acción de varios factores, los cuales están naturalmente involucrados con la actividad de la enzima, la naturaleza y el contenido de sustrato oxidable (Garzón, 2012; Navarro et al., 2019) Todos estos factores varían con el tiempo de maduración de las frutas y vegetales, su estado fisiológico, la variedad y los tratamientos a las que son sometidos (Cheema & Sommerhalter, 2015)

En los últimos años, se ha identificado un gran número de los compuestos fenólicos con amplio espectro de actividades funcionales, principalmente por su potencial benéfico para la salud debido a su actividad antioxidante, por la presencia de algunos de sus productos de degradación que son multifuncionales y pueden actuar como agentes reductores, reaccionantes con radicales libres, quelantes y acciones antimicrobianas que los convierte en una nueva alternativa antioxidante (Alonso-Salces et al., 2001; Dorta et al., 2014; Cheema & Sommerhalter, 2015; Fernández-Ponce et al., 2018).

El objetivo de este trabajo consistió en determinar el pardeamiento por la acción de la polifenol-oxidasa (PPO) en una matriz alimentaria usando como inhibidor extracto polifenólico de la almendra del mango (Mangifera indica L.) var. Magdalena river observando el cambio de color en el tiempo.

Para la obtención de los extractos polifenólicos, se recolectaron 20 semillas de mango (Mangifera indica L.) var. Magdalena river, proveniente de distintos centros de acopio y diferentes lugares del municipio de Barrancabermeja (Colombia). Se utilizó Na2CO3, NaClO, reactivo de Folin-Ciocalteu, ácido gálico y ácido ascórbico, todos grado analítico o superior. Se utilizó etanol, n-hexano y acetona grado reactivo como solventes utilizados en el desengrasado y la extracción de polifenoles. Se utilizó ácido gálico como estándar para la cuantificación de polifenoles. Además, se utilizó fruto de manzana (Malus domestica) var. Royal gala como matriz alimentaria para evaluar el efecto de pardeamiento y oxidación de la fruta. Toda el agua utilizada en los procesos de extracción y cuantificación fue ultrapura con una resistividad de 18 MQ.

Para obtener la harina de la almendra del mango, las semillas recolectadas se lavaron con agua y se secaron al aire libre durante 2 días. Luego, se extrajo la almendra cortando el endocarpio fibroso y retirándolo manualmente. A continuación, la almendra se trituró en una trituradora casera y fue sometido a secado en horno con recirculación de aire a 50 °C hasta peso constante (Pitchaon, 2011) El material seco se pulverizó en un molino hasta alcanzar un tamaño de partícula de 0,1 µm. Finalmente, la harina resultante se empacó al vacío y se almacenó a 4 °C en oscuridad hasta su utilización (Pico et al., 2019; Villamizar-Jaimes & López-Giraldo, 2017).

Para el desengrasado, la harina de almendra de mango se mezcló con n-hexano en proporción de 20:80 (harina:hexano). Seguidamente, la mezcla se agitó durante 15 min a una temperatura de 30 °C, se centrifugó a 3500 rpm y se filtró para separar el material lipídico de la harina de almendra. El residuo se secó en una cámara de extracción durante 12 h a temperatura ambiente, aislándolo de la luz para evitar degradación de los polifenoles. Por último, se almacenó a 4 °C hasta su posterior extracción.

Para la obtención de los polifenoles, se empleó el método de extracción asistida por ultrasonido (EAU), este ayuda a minimizar el tiempo de extracción de polifenoles y mejora el rendimiento, se pesó 1 g de la harina seca de almendra de mango previamente desengrasada en tubos eppendorf, se adicionaron 5 mL de etanol al 57% y se agitó en un agitador orbital. Posteriormente, las soluciones resultantes de sometieron a un baño ultrasonido (frecuencia de 2450 MHz) durante 60 minutos a 60 °C. Después, la solución se filtró por filtros de jeringa PVDF de 0,45 µm y se concentró en un horno por convección a 50 °C. Finalmente, el extracto concentrado se almacenó en frascos ámbar y a oscuridad a 4 °C hasta su caracterización.

Los polifenoles presentes en los extractos obtenidos se cuantificaron siguiendo el procedimiento descrito por varios autores (Abdel-Aty et al., 2018; Arbizu-Berrocal et al., 2019; Pico Hernández et al., 2019; Toro-Uribe et al., 2018; Villamizar-Jaimes & López-Giraldo, 2017) En resumen, se adicionó 400 µL de extracto, 2,4 mL de agua y 400 µL de reactivo de Folin-Ciocalteu a un tubo de ensayo y se agitó en vortex durante 3 min. Seguidamente, se adicionó 800 µL de Na2CO3 20%, se agitó durante 30 segundos y se dejó en reposo y oscuridad durante 1 hora para el desarrollo del color. Por último, se realizó una lectura directa de la absorbancia a 760 nm de las soluciones resultantes en un espectrofotómetro, utilizando un blanco de reactivos. Se construyó una curva de calibración usando ácido gálico como estándar. El contenido de polifenoles totales se determinó relacionando con la curva de calibración obtenida y se expresó como g equivalentes de ácido gálico por 100 g de harina seca de almendra de mango (g GAE/ 100 g de muestra seca).

Se utilizó fruto de manzana (Malus domestica var. Royal gala) como matriz alimentaria, donde fue adquirida en los centros de acopio de Barrancabermeja, Colombia con un peso promedio por fruto fue de 180 gramos. Las frutas fueron lavadas por inmersión durante dos minutos en una solución de NaClO (200 mg/L) y, luego, fueron peladas, descorazonadas y cortadas en rodajas. Seguidamente, se obtuvo cortes de manzana de forma rectangular con dimensiones de 3x2 cm y 5 mm de ancho. El peso promedio de las muestras de manzana fue de 2 g aproximadamente.

Para el estudio de inhibición de pardeamiento por oxidación en las muestras de manzana, se tomó un registro fotográfico inicial y se sumergieron en 20 mL de la solución antioxidante. Luego, se tomó el registro fotográfico cada 30 minutos hasta 2 horas. El tratamiento se realizó a temperaturas de 5 y 25 °C, utilizando ácido ascórbico a 38 mg/L y el extracto polifenólico de la almendra de mango como soluciones antioxidantes. Con el fin de tomar como referencia el comportamiento de la PPO, se evaluó las muestras de manzana sin ningún tipo de tratamiento a 5 y 25 °C.

Se determinó el color en el registro fotográfico de las matrices de manzana sometidas a cada tratamiento por medio del software imageJ en el modo RGB, utilizando la función de histograma el cual permite apreciar el contraste de colores de claro a oscuro en un intervalo de tiempo. La escala del software se maneja con valores en un rango de 0 a 255; siendo los valores cercanos a cero los que se asemejan más a la tonalidad negra y aquellos que representan la pérdida en la tonalidad del color, dando como consecuencia un tono de color más oscuro.

Se determinó el contenido de polifenoles totales en la almendra de mango dando un valor de 19,26 ± 0,09 g GAE/ 100 g de muestra seca. Investigaciones realizadas por Dorta et al. (2014) y Pitchaon (2011) reportan concentraciones de 28,46 y 28,57 g GAE/100 g de muestra seca, respectivamente siendo mayores que las encontradas en el presente estudio, posiblemente por el tipo de variedad empleado.

Para la evaluación del pardeamiento en la matriz, se registró histogramas de color a las muestras en tratamiento por medio del software ImageJ® (1), tomando como referencia las matrices de manzana sin ningún tipo de inhibidor con el fin de analizar el comportamiento natural de la PPO en el proceso. Los valores RGB del pico máximo en estos histogramas se observan en la Tabla I.

Para la evaluación del pardeamiento en la matriz en soluciones inhibidoras, se registró histogramas de color a las muestras de manzana en tratamiento sumergidas en ácido ascórbico y en extracto polifenólico de la almendra de mango; ambas a una concentración de 38 mg GAE/L. Los valores RGB del pico máximo en estos histogramas se observan en la Tabla II.

Los resultados de la caracterización fisicoquímica de la almendra de mango variedad magdalena river en la determinación del contenido total de grasa y el porcentaje de humedad por peso constante, fueron 3,67% y 9,13 % respectivamente, estos valores se asemejan a los encontrados por Uribe & Rosso 2011 para la almendra del mango de esta misma variedad, lo que indica que para poder obtener valores más representativos en el proceso de extracción de polifenoles es necesario retirar estos compuestos, ya que altos porcentajes de sustancias lipídicas y de humedad reducen la actividad enzimática y degrada los compuestos fenólicos, sin embargo son los tratamientos que en general, aportan mayor contenido de compuestos fenólicos, esto coincide con lo reportado por otros autores, acerca del alto contenido de estas sustancias presentes en las semillas de esta variedad de mango (Torres-Leon et al., 2016).

La concentración de polifenoles en la almendra del mango en esta investigación es mayor a los reportados por Abdalla et al. (2007), Septembre-Malaterre et al. (2016) y Abdel-Aty et al. (2018), demostrando que la matriz de mango analizada posee una fuente considerable de polifenoles que puede ser aprovechado en aplicaciones futuras como conservante artificial en la industria de alimentos, en la industria farmacéutica y cosmética.

Para el pardeamiento a 5 °C sin inhibidor, se pudo observar que el valor de RGB disminuye gradualmente, observándose un decaimiento de 5% a los primeros 30 minutos del tratamiento. En los histogramas obtenidos para el pardeamiento a 25 °C sin inhibidor, se observó un cambio repentino en el valor RGB del pico máximo, observándose un decaimiento del 31% a los primeros 30 minutos del tratamiento. Sin embargo, después de 120 min, la disminución en el valor RGB es el mismo para los tratamientos a 5 y 25 °C en rango de 75. Esta diferencia es atribuida a que la actividad enzimática de la PPO disminuye a menor temperatura y menor valor de actividad de agua en la matriz, contando con un tiempo inicial mayor para el proceso de pardea-miento. Sin embargo, la enzima no es inactivada por completo y puede llevar a la matriz a un grado de pardeamiento similar a tratamientos sometidos a altas temperaturas en un tiempo prolongado.

Para el pardeamiento de la matriz utilizando ácido ascórbico como solución inhibidora, se pudo observar que, a 5 y 25 °C, el decaimiento de los valores de RGB en los histogramas es menor y menos pronunciado que en los tratamientos sin inhibición. Aunque el comportamiento de estos valores RGB es de tendencia similar, en temperatura, para el tratamiento sin inhibición; la disminución total en el valor RGB para los tratamientos a 5 y 25 °C fue de 41 y 54 respectivamente. Esto se debe a que ya hay presencia de inhibidor de la PPO, que disminuye considerablemente su actividad enzimática y preservando la tonalidad del color de la matriz por más tiempo.

Para el pardeamiento de la matriz a 5 y 25 °C utilizando como solución inhibidora extracto polifenólico de la almendra de mango, el decaimiento de los valores de RGB en los histogramas es mucho menor, mostrándose una disminución total en el valor RGB para los tratamientos a 5 y 25 °C de 10 y 20 respectivamente. Esto se debe a que hay mayor concentración de polifenoles en el tratamiento de la matriz y la enzima PPO disminuye drásticamente su actividad en presencia de estos compuestos polifenólicos, preservando la tonalidad del color de la matriz por un tiempo mucho más prolongado que en inhibidores convencionales como el ácido ascórbico.

En general, los resultados concuerdan con lo reportado por otros autores en el sentido de que el contenido de compuestos fenólicos varía entre variedades de mango (Ma et al., 2011)

Bajo condiciones controladas y la aplicación de ondas ultrasonido al proceso de extracción, se logró extraer una cantidad considerable de polifenoles de la almendra de mango (Mangifera indica L.) var. Magdalena river, ya que se obtuvo un valor de 19,26 g GAE/ 100 g de almendra seca. Este valor es superior a los reportados por otras investigaciones y a los reportados en extractos de desechos vinícolas (con concentraciones de 8,80 mg GAE/g muestra, en promedio).

En el tratamiento de pardeamiento a la matriz de manzana (Malus domestica) var. Royal gala, se obtuvieron mejores resultados utilizando el extracto polifenólico obtenido de la almendra de mango y aplicado a la matriz. Los valores RGB del pico máximo mostraron una disminución total de 10 y 20 para los tratamientos a 5 y 25 °C, respectivamente, después de 120 min. Esto indica que, aplicando este tratamiento y sumado a menores temperaturas de almacenamiento, se puede obtener resultados de inhibición de pardeamiento por oxidación muy satisfactorios, frente a otras soluciones inhibidoras comerciales.