La familia Sterculiaceae abarca cerca de 69 géneros y cerca de 110 especies en el trópico y subtrópico de ambos hemisferios y un par en regiones templadas. Entre éstas se encuentra los géneros Theobroma y Herrania, siendo el primero el de mayor relevancia. De acuerdo a la literatura1, el género Theobroma, está confinado a los bosques húmedos del neotrópico y está constituido por 22 especies válidas. El género Herrania es de origen neotropical, extendiéndose a Sudamérica, desde Costa Rica hasta los andes del Perú.2Los frutos en estudio fueron el cacao (Theobroma cacao L.), cacahuillo (Herrania nítida), copoazú (Theobroma grandiflorum (Willd. Ex Spreng Schum) y macambo (Theobroma bicolor Humb & Bompl).Se entiende como antioxidantes a las sustancias que, cuando presentes en bajas concentraciones en relación al sustrato oxidable, retardan o inhiben de forma significativa la oxidación del mismo.3 Existen numerosos compuestos que presentan actividades antioxidantes tanto naturales como sintéticas; en tal sentido se han realizado innumerables investigaciones para identificar a estas sustancias. Entre los principales antioxidantes, se encuentran los compuestos fenólicos con sus diferentes estructuras químicas4,5.

Los compuestos fenólicos o polifenoles, constituyen un grupo bastante amplio de sustancias químicas, que se caracterizan por presentar en común un anillo aromático con uno o más sustituyentes hidroxilos y abarcan a más de 8000 compuestos distintos y han demostrado poseer importante actividad antioxidante. El organismo humano no los produce y se les encuentra en plantas, frutas y diversas bebidas y representan componentes sustanciales de la parte no energética de la dieta humana. Los compuestos fenólicos más característicos son los flavonoides, cumarinas, cromenos y benzofuranos. De éstos, los más característicos son los flavonoides, que son un grupo muy numeroso, y se conocen cerca de diez clases; todos contienen quince átomos de carbono en su núcleo básico y están arreglados bajo un sistema C₆-C₃-C₆, en el cual los dos anillos aromáticos están unidos por una unidad de tres carbonos que pueden o no formar un tercer anillo (figura 1).

En este grupo se encuentran las flavonas y flavononas que, generalmente, se encuentran en frutos cítricos; del mismo modo las antocianinas, responsables por el color rojo del vino, las catequinas en el té y procianidinas en la semilla de cacao. Aunque los hábitos alimenticios son muy diversos en el mundo, la ingestión media por día de algún tipo de flavonoide se estima en 23 mg/día. La concentración total de compuestos polifenólicos en vino varía de 1,8 a 4,0 g/L con un promedio de 2,54 g/L para el vino tinto y de 0,1 a 0,3 g/L con un promedio de 0,24 g/L para el vino blanco6-10.

El objetivo de este estudio fue evaluar la capacidad antioxidante de cuatro especies comestibles de origen amazónico como son: cacao, cacahuillo, copoazú y macambo, de la familia Sterculiaceae y cuantificar los compuestos fenólicos presentes en estos frutos.

PARTE EXPERIMENTAL

Material y métodos

Material

El material vegetal de cacao se adquirió del mercado de Quillabamba (Cuzco) y las muestras de cacahuillo, copoazú y macambo se colectaron de la Estación Experimental del IIAP en la Reserva Allpahuayo- Mishana, en Iquitos.

Actividad antioxidante

Para evaluar la actividad antioxidante se obtuvo extractos por maceración de las muestras secas en metanol y concentración en rotavapor. La actividad antioxidante se realizó por reducción del radical 1,1-difenil-2-picrilhidrazil (DPPH), con lecturas de la absorbancia a una longitud de onda de 515 nm11. Para calcular la capacidad de secuestro de radicales DPPH se utilizó la siguiente expresión:

Compuestos fenólicos

Para la extracción de los compuestos fenólicos se sigue la técnica de Valls10. Se pesan 0,5 g de la muestra y se extraen sucesivamente con 3 volúmenes de 25 mL de etanol absoluto acidulado con un 1% de ácido fórmico. El extracto se evapora hasta sequedad en un rotavapor a temperatura de 40ºC. El residuo seco se redisuelve en una solución de metanol al 50% acidulado con una solución de ácido fórmico, y se lleva a un volumen de 10 mL. Se guarda en alícuotas para las otras determinaciones de:

1. Antocianinas y flavonoides totales: La determinación de antocianinas totales se efectúa mediante la lectura de la absorbancia a 535 nm, previa dilución de las muestras. Para realizar los cálculos, se utiliza el coeficiente de extinción molar de la malvidina-3-glucósido: 29500 L/mol cm. 12

2. Compuestos fenólicos totales13: Para ello se tratan 40 µl de muestra con 0,5 mL de reactivo de Folin Ciocalteu y 2 mL de carbonato de sodio al 20 (p/v), y se llevan a 10 mL. Transcurrida media hora, se efectúa la lectura de absorbancia a 765 nm. Para establecer el calibrado, se utilizan patrones de catequina de concentraciones entre 0 –100 mg/L.

Análisis de la estructura de los flavonoides: las soluciones metanólicas se analizan con un espectrofotómetro UV/vis6.

Compuestos fenólicos por cromatografía líquida de alta resolución (HPLC) Se realiza según el método indicado para investigaciones similares14. Se toma 5 g de la parte a analizar del fruto y se mezcla y homogeniza con 10 mL de la solución de extracción: agua/metanol 2:8, conteniendo 2 mmol de NaF para inactivar las polifenol oxidasas y prevenir la degradación fenólica debido al oscurecimiento. Esta muestra se mantiene en hielo hasta ser centrifugada a 11500 rpm por 15 min a 2-5ºC; el sobrenadante se recupera cuidadosamente y se mide el volumen. Se toma 1 mL de la porción del extracto, se pasa a través de un filtro de nylon de 0,45 μm y se analiza directamente en el HPLC en un periodo que no exceda las 24 horas. Los compuestos fenólicos fueron identificados en un equipo de HPLC marca Agilent technology, utilizando un detector de arreglo de diodos. Las muestras se corrieron de 280 nm a 355nm, hasta establecer un protocolo definido, utilizando como fase móvil agua nanopura: metanol grado HPLC (88:12), teniendo una razón de flujo isocrático de 1,5 mL/min. Se utilizó una columna LiChrocart RP 18 (250x4,6 mm). Las muestras fueron comparadas con los estándares de ácido clorogénico, catequina, epicatequina, epigalocatequina, rutina trihidratada, quercitina, quercitina 3 – D- galactósido y quercitina 3-β-D-glucosídico.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

En la tabla 1, se presentan los porcentajes de inhibición de las pulpas y semillas de los frutos en estudio. Se observa que las pulpas de cacao, cacahuillo y copoazú presentan mejor porcentaje de inhibición que sus semillas; en cambio, la semilla de macambo obtuvo mejores resultados que la pulpa.

En la tabla 2, se presenta la concentración de polifenoles totales (mg/100g) de las cuatro especies en estudio. La mayor concentración se dio en la semilla de cacao con 12101,46 mg/100g, seguido de la semilla de copoazú con 9691,94 mg/100g y pulpa de macambo con 5738,81 mg/100g.

Se presenta en la tabla 3, la concentración de flavonoides y antocianinas de los frutos en estudio. Se observa que las mejores concentraciones de los primeros en las semillas de cacahuillo y copuazú con 2037,16 y 1542,91 mg/100g, respectivamente; seguidamente está la pulpa de macambo con 711,68 mg/100g. Asimismo, se observa que en el contenido de antocianinas, destacan nítidamente la semilla del cacao con 638,02 mg/100g, muy distante a las pulpas de copoazú y macambo con 81,62 y 51,84 mg/100g, respectivamente.

En las figuras 2 y 3 se presentan los espectros de absorción del barrido en longitud de onda de 200 a 800 nm, que comprenden la región UV/VIS, para soluciones metanólicas de las pulpas y/o semillas de las especies en estudio para identificación de compuestos fenólicos. De un análisis somero y comparando con los espectros indicados en la literatura, 6 se puede deducir en forma preliminar lo siguiente:

En la figura 2, la semilla de cacao presenta un perfil definido entre 250 - 350 nm y otra curva entre 450 - 600 nm, lo cual indica en el primero la presencia de flavanonas y flavonoles y la segunda de antocianinas; esto último coincide con los resultados de la tabla 3. La semilla de cacahuillo y de copoazú coinciden en la región de 250 a 450 nm, alcanzando picos máximos entre 300 a 350 nm, indicando también la presencia de flavonoles. La curva de la semilla de macambo, se observa la absorción característica de flavononas.

En la figura 3, se observa que la pulpa de cacao y cacahuillo tienen absorbancias muy similares, entre 250 - 350 nm, indicando la presencia de flavanonas. Las pulpas de copoazú y macambo, alcanzan absorbancias mayores, entre 250 – 450 nm indicando posiblemente la presencia de flavonoles. Cabe notar que las curvas de absorción de semillas de cacahuillo y copoazú y las pulpas de macambo y copoazú son muy similares.

En la tabla 4 se presentan los principales compuestos fenólicos presentes en las pulpas y semillas de las especies en estudio. Se observa una importante presencia de rutina trihidratada, tanto en semillas como en la pulpa de estos frutos, en valores que van de 7022, 0 mg/100g para semilla de macambo, a 10689,0 mg/100g para semilla de cacao.

Destaca, además, la presencia de quercitina en semilla de copoazú con 18173,0 mg/100g y en semilla de cacahuillo con 17280,0 mg/100g. El metabolito de más alta concentración, la epicatequina, fue encontrado en la semilla de cacahuillo que presenta 578,2 mg/100g; comparando, estos resultados son superiores a los obtenidos por otros investigadores14, quienes obtiene de 9,5 - 164,8 mg/100g en el fruto de durazno de diferentes cultivares. La rutina se usa en terapéutica15 como normalizador de la permeabilidad y resistencia de los capilares. También se utiliza como materia prima para la semi-síntesis de la trixerutina (trisetoxietil rutina), empleada con la misma finalidad, aunque con una acción más pronunciada. Del mismo modo16, se encontraron otros compuestos fenólicos en el macambo, como: salicílico, trans-cinámico, ácido p-hidroxibenzoico, protocatequina, ácido gálico, ácido sináptico, y también catequina y ácido clorogénico. Por otro lado17, indica que en el cacao se encuentra principalmente, compuestos flavan-3-ols, como epicatequina y procianidina.

CONCLUSIONES

De acuerdo a los análisis realizados se puede concluir que:

• Las semillas de cacao, cacahuillo, copoazú y la pulpa de macambo presentan una excelente actividad antioxidante y una importante concentración de compuestos fenólicos.

• De estos compuestos fenólicos la familia química de los flavonoides reporta una importante presencia en las cuatro especies en estudio

• La rutina trihidratada, se encontró en todas las especies en estudio y destaca la presencia de epicatequina en la semilla de cacahuillo.

AGRADECIMIENTO

Los autores agradecen a IIAP, por el apoyo técnico-económico otorgado para poder desarrollar esta investigación; a la Universidad Nacional de la Amazonía Peruana por el apoyo para realizar parte del trabajo de laboratorio. Finalmente a la Sociedad Química del Perú por darnos la oportunidad de hacer realidad la publicación del artículo.

17. Cros, L. Factores condicionantes de la calidad del cacao. Memorias del I Congreso del cacao y su industria, Maracay, Venezuela I Congreso venezolano del cacao y su industria. 2000. p. 16-36.

Recibido el 27-10-2010
Aprobado el 28-01-2011