RI004193
RI004193
RI004193
Facultad de Química
Programa de Posgrado en Alimentos del Centro
de la Republica (PROPAC)
TESIS
PRESENTA
DIRIGIDA POR
CO-DIRIGIDA POR
Centro Universitario
i
que la confitería tipo gomita adicionada con bagazo de mango puede sugerirse que
tiene un efecto prebiótico.
Palabras claves: confitería funcional, bagazo de mango, fibra dietaria, microbiota colónica
SUMMARY
Mexican child population has been affected by obesity and comorbidities related to.
This can be attributed mostly to an imbalanced nutrition and a low fiber intake. Hence
an alternative to reduce this problematic is by the nutraceutical confectionery, which
in addition to improve the nutritional profile, you can use functional ingredients that
can promote the health of the children. Gummies are the preferred confectionery
products by children in school age, gummies can also be a vehicle for bioactive
compounds. In previous work, an enriched candy with mango bagasse was found
that had a high permeability and bioaccessibility of phenolic compounds and also
generates short-chain fatty acids. The results suggest that the enriched candy with
mango bagasse can be considered a treat with nutraceutical potential. Therefore,
the aim of the study was to characterize physicochemical and evaluate the prebiotic
effect in vitro of the enriched candy with mango bagasse. The results showed that
the formulation with 30% of gelatin and 10% of agar gum, had springiness and
chewiness values similar to commercial formulations, but higher values of hardness.
The amount of water was modified to the previous formulation to obtain a softer
texture; the results for hardness (13.5 ± 1.69 N), cohesiveness (0.74 ± 0.07 UA),
springiness (3.60 ± 0.20 mm) and chewiness (14.60 ± 1.7 N*cm), to the final
formulation we evaluate bromatological analysis and polyphenols associated to
dietary fiber. The prebiotic effect of the gummies with bagasse, the mango bagasse
and the bagasse fiber in 4 probiotic strains was evaluated, where it was observed
that the strains used the gummies with bagasse as substrate for their growth.
According to the results, the enriched candy with mango bagasse can have a
prebiotic effect.
ii
“Nunca pares, nunca te detengas, hasta que lo bueno sea mejor y
lo mejor sea excelente”.
iii
AGRADECIMIENTOS
A Dios que me ha enseñado que puedo llegar a donde me lo proponga y siempre
está a mi lado.
A mi familia que nunca ha dejado de confiar en mí, por brindarme todo lo necesario
para cumplir mis metas.
A la Dra. Marcela Gaytán Martínez por su gran apoyo, dedicación y por haber creído
en mí.
Al Dr. Abraham Wall Medrano por sus enseñanzas, su apoyo en todo momento y
por alentarme a superarme.
A la Dra. Rocio Campos Vega, Dra. Ma. Guadalupe Flavia Loarca y al Dr. Gerardo
M. Nava Morales por su dedicación y enseñanzas durante la realización de este
trabajo.
A mis amigos Delia Karina Pérez Torres, Gloria Andrea Pérez Álvarez, Rebeca
Guevara Valderrama, Erika Alejandra Torres García, por estar conmigo en los
momentos más difíciles, ser mi soporte y enseñarme que los amigos que se cruzan
en tu vida, es porque tienen algo que enseñarte, compartirte y dejarte.
Al Dr. Francisco Javier Olivas Aguirre, no solo por su dedicación y aportación a este
trabajo, sino también a sus grandes consejos y su gran amistad.
A la Dra. Ma. Estela Vázquez Barrios, Dra. Aurea Karina Ramírez Jiménez y Dra.
María de la Luz Reyes Vega por su gran apoyo y dedicación brindada durante este
proyecto.
iv
INDICE GENERAL
Introducción ............................................................................................................. 1
Antecedentes .......................................................................................................... 3
2.2. Probióticos...................................................................................................... 21
v
2.4. Simbióticos y postbióticos .............................................................................. 30
III. Hipótesis........................................................................................................... 42
V. Metodología ...................................................................................................... 43
5.1.1. Reactivos..................................................................................................... 43
5.1.5. Moldeo......................................................................................................... 45
vi
5.2. Caracterización físico-química de materias primas, BM y GBM ..................... 45
vii
5.10.2. Obtención de fibra de bagazo de mango ................................................... 57
viii
6.7.3. Cinética de crecimiento de bacterias con gomita con fibra como tratamiento
.............................................................................................................................. 85
ix
ÍNDICE DE TABLAS
Tabla 11. Contenido nutrimental del mango (g x 100g peso fresco) ..................... 35
Tabla 17. Análisis proximales de bagazo de mango y gomita con fibra ................ 69
x
Tabla 21. Recuento de microorganismo en GBM durante el tiempo de
almacenamiento bajo condiciones controladas ..................................................... 76
Tabla 27. Utilización de glucosa y producción de lactato empleando gomita con fibra
como sustrato ........................................................................................................ 87
xi
ÍNDICE DE FIGURAS
Figura 1. Porciones sugeridas por grupo de alimentos para niños en edad escolar
con actividad física ligera a moderada .................................................................... 4
Figura 2. Sobrepeso (Sp) y obesidad (Ob) en niños de 5 a 11 años por género .... 9
Figura 18. Análisis de textura TPA de formulaciones con variación en agua añadida
F (1:3), F (1:4) y F (1:5) con dos fórmulas comerciales ......................................... 65
xii
Figura 20. Rangos de promedio de las características sensoriales de las gomitas
adicionadas con bagazo de mango (F8 (1:4) y F8 (1:5)) ....................................... 68
Figura 23. Cinética de crecimiento bacteriano en caldo MRS con dextrosa ......... 83
xiii
1
Introducción
La obesidad y las enfermedades crónicas no transmisibles (ECNT) se gestan desde
la niñez, en parte debido a la transición nutricional del mexicano. Actualmente el
patrón alimentario del niño en edad escolar se caracteriza por una ingesta excesiva
de grasas saturadas, sal, edulcorantes artificiales, pero sobre todo de azucares
añadidos (ENSANUT, 2012; S.S.A, 2015) que representan el 30% de su ingesta
energética total (Aburto et al. 2016). Este patrón alimentario aunado a un descenso
en la actividad física está asociado a un mayor riesgo de hipertensión arterial,
marcadores tempranos de enfermedad cardiovascular, resistencia a la insulina,
caries dental y trastornos psicológicos (Dávila Torres, González Izquierdo, y Barrera
Cruz 2015; Mercado y Vilchis 2013). Sin embargo, estas y otras alteraciones
fisiológicas no solo se relacionan con el patrón alimentario sino también con
cambios en la microbiota gastrointestinal (MGI) que a su vez puede modificarse por
cambios dietarios (Batis et al. 2016).
1
tipos de fibras dietarias (Sumaya-Martínez et al. 2012). Durante la industrialización
de la pulpa se generan grandes cantidades de subproductos que pueden ser
empleados en una amplia gama de productos con valor agregado (Sudha et al.
2015). En particular, durante la producción de jugo de mango “Ataulfo” se genera
una importante cantidad de bagazo (BM) cuyos compuestos fenólicos (libres y
asociados a fibra) poseen alta bioaccesibilidad, biodisponibilidad GI y
fermentabilidad (producción de ácidos grasos de cadena corta) incluso cuando BM
es transformado en un producto de confitería (Herrera-Cazares et al. 2017).
Previendo que los compuestos fenólicos mayoritarios en pulpa y cáscara del mango
“Ataulfo” pueden ser fermentados por algunas bacterias prebióticas (Pacheco-
Ordaz 2015), es posible que BM y productos derivados de este tengan acción pre-
(sustrato para bacterias probióticas) y post-biótica (generación de metabolitos
microbianos con acción positiva en la salud). Esta propuesta tiene como objetivo la
elaboración de un producto de confitería (“gomita”) funcional a base de bagazo de
mango (GBM), un subproducto agroindustrial. La finalidad es ofrecer una golosina
baja en azúcar, rica en fibra y con alto contenido de antioxidantes para la población
en edad escolar mexicana, como una alternativa más saludable a las existentes en
el mercado.
2
Antecedentes
1. Alimentación y salud infantil
En la actualidad se ha brindado especial atención de la población infantil debido a
que es más frecuente la aparición de enfermedades crónicas no transmisibles. Los
principales factores de riesgo son el estado nutricional y la actividad física. Durante
la infancia la alimentación tiene un papel de gran importancia debido a que en esta
etapa el niño está en pleno crecimiento y se comienzan a formar los hábitos
alimentarios, los cuales definirán a corto y largo plazo el estado nutricional (Crovetto
et al. 2016). Por lo que es de suma importancia la asistencia y educación nutricional
a esta población.
3
Figura 1. Porciones sugeridas por grupo de alimentos para niños en edad
escolar con actividad física ligera a moderada
(Bonvecchio et al. 2015).
Hombres Mujeres
Fibra (g) 19 20
4
Tabla 2. Recomendaciones de micro nutrimentos para niños en edad escolar
H/M Hombres Hombres
5-8 años 9-12 años 9-12 años
Vitaminas
Ácido ascórbico 25 45 45
Ácido fólico (µgEF) 230 360 360
Ácido pantoténico 2.0 4.0 4.0
Cobalamina (µg) 1.2 1.7 1.7
Piridoxina 0.5 0.8 0.8
Riboflavina 0.5 0.8 0.8
Tiamina 0.5 0.7 0.7
Minerales
Fósforo 500 1250 1250
Hierro 15 20 16
Iodo (µg) 65 73 72
Magnesio 130 240 240
Calcio 800 1300 1300
Niacina 8 12 12
Los valores son Ingesta Diaria Sugerida (IDS); a menos que se especifique, la recomendación es
mg/día
(Rosado et al. 2011).
5
y verduras por el niño mexicano es bajo (14.2%) mientras que el consumo de
alimentos considerados como “discrecionales” es alto como azúcares añadidos, se
consume cerca del 62% más de lo recomendado y 82% más de la recomendación
en cuanto a grasas saturadas (Aburto et al. 2016) (Tabla 3), razón por la cual la
población infantil consume 85% menos de las recomendaciones de fibra dietaria
(López-Olmedo et al. 2016). Estos cambios en la alimentación pueden contribuir a
la aparición de comorbilidades en edades tempranas.
Hombres Mujeres
Consumo diario
Energía (Kcal) 1910 ± 13 1770 ± 13
Proteína (g) 63 ± 0.4 60 ± 0.5
6
25-30% de la ingesta calórica total proviene de bebidas azucaradas y alimentos con
grasa saturada y/o azúcares añadidos. La percepción del sabor es un mecanismo
complejo en el que la preferencia, influenciado por mecanismos biológicos y
experiencias hedónicas producidas por el consumo de sabores dulces, los cuales
se desarrollan en edades tempranas y juega un papel importante sobre la selección
de alimentos en años posteriores (Sánchez-Pimienta et al. 2016). Existen estudios
de respuesta neural sobre los sabores dulces y muestran que, en condiciones de
obesidad, se presenta un estado híper-responsivo al azúcar, lo que podría contribuir
a la sobrealimentación y, con ello, el desarrollo de obesidad (Ariza, Sánchez-
Pimienta, y Rivera 2018).
7
hepáticas, desordenes del comportamiento, diabetes, hiperlipidemias,
enfermedades cardiovasculares, hígado graso, caries dental y algunos tipos de
cáncer, además contribuye con el desarrollo de alteraciones psicológicas como
hiperactividad, síndrome premenstrual y algunas enfermedades mentales
(Cabezas- Zabala, Hernández-Torres, y Vargas-Zárate 2016). Más del 50% de la
población infantil mexicana consume azúcares y grasas saturadas en exceso, en
cuanto al consumo de fibra dietaria, se consume cerca del 60% de la ingesta diaria
recomendada (López-Olmedo et al. 2016). Estos datos justifican por qué existen
tantas enfermedades dentro de la población infantil mexicana, como se habrá de
comentar en los siguientes párrafos.
8
Vitamina D y ácido fólico (OMS, 2015). Existen estrategias para la diversificación
dietética dentro del cual se encuentra el enriquecimiento que consiste en añadir
algún micronutriente a los alimentos consumidos regularmente por la población para
cubrir las carencias. Esta población presenta preferencias de consumo en dulces,
particularmente gomitas (Rodríguez. et al. 2015), mismas que podrían ser vehículos
de micronutrientes para ayudar a aumentar su consumo en la población infantil.
1.2.2. Obesidad
El sobrepeso y la obesidad representan un problema de salud pública que ha ido en
aumento en la población infantil. La obesidad y el sobrepeso se definen como una
acumulación excesiva de grasa la cual conlleva a problemas de salud, es de origen
multifactorial donde se involucra la susceptibilidad genética, estilos de vida,
características del entorno y principalmente un desequilibrio energético entre las
calorías consumidas y las calorías gastadas (Dávila Torres, González Izquierdo, y
Barrera Cruz 2015). La obesidad infantil tiene efectos importantes que van
deteriorando la salud de los individuos. Según la Encuesta Nacional de Salud y
Nutrición (ENSANUT) del 2012 la prevalencia de sobrepeso (19.8%) y la obesidad
(14.6%) en niños en edad escolar (6-12) es alta, siendo ambas del 35% a nivel
nacional (Figura 2).
25
Prevalencia (%)
20
15
10
5
0
Sp Ob Sp Ob
Niños Niñas
9
El exceso de peso en la edad pediátrica guarda una estrecha relación con diversas
patologías. Algunas de estas son la dificultad respiratoria, un mayor riesgo a
fracturas e hipertensión, además de presentar marcadores tempranos de
enfermedades cardiovasculares, resistencia a la insulina y efectos psicológicos
(Mercado y Vilchis 2013); además, existen complicaciones como las de la rama
psicológica (aislamiento, depresión e inseguridad); también la presencia de asma,
apnea del sueño, ginecomastia, trastornos del hígado, problemas dermatológicos y
la presencia de enfermedades crónico degenerativas como diabetes e hipertensión
arterial, además del riesgo de presentar obesidad a lo largo de la vida (Bonvecchio
et al. 2015; Dávila Torres, González Izquierdo, y Barrera Cruz 2015; Shamah-Levi
et al. 2016). Por eso es esencial mantener a los niños activos y darles una buena
educación alimentaria para evitar deterioro físico y mental.
10
Figura 3. Historia natural de la diabetes mellitus tipo 2
(Frenk y Márquez, 2010).
11
1.2.4. Enfermedades periodontales
El alto consumo de azucares añadidos además de incrementar la incidencia de
obesidad, diabetes mellitus, hipertensión arterial y patologías asociadas, incrementa
el riesgo de presentar enfermedades periodontales. Este término hace referencia a
un conjunto de enfermedades inflamatorias que afectan los tejidos de soporte del
diente, encía, hueso y ligamento periodontal. Se considera el resultado del
desequilibrio entre la interacción inmunológica del huésped y la flora de la placa
dental marginal que coloniza el surco gingival (Armitage 1999).El estado de salud
bucal se asocia de forma significativa al estado nutricional, pudiendo determinar la
aparición de caries dentales, prevalencia de gingivitis, defectos en el esmalte dental
por exceso de vitamina D, fluoruros u otros minerales (González et al. 2013). La
caries en edad temprana se debe a la combinación de diversos factores,
principalmente al consumo frecuente de sacarosa (azúcar cariogénico presente en
muchos productos de confitería y bebidas azucaradas (Araúzo 2012; González et al.
2013). Por ello se recomienda un control en la dieta (e.g. bajo consumo de sacarosa)
y un adecuado cepillado dental, aunque también se ha ensayado la efectividad de
algunos productos de confitería reducidos en azúcar o con edulcorantes artificiales
para la prevención de caries dental (Lee et al. 2016).
12
Figura 4. Desarrollo de MGI y el riesgo a presentar obesidad infantil
(Sanches, Barata de Silva, y Lozano 2018).
13
2. Probióticos, prebióticos y postbióticos
2.1. Microbiota gastrointestinal (MGI)
La microbiota gastrointestinal es la comunidad de microorganismos vivos residentes
en cada parte del tracto gastrointestinal (Figura 5). La función primordial de la MGI
es la modulación y señalización del sistema inmunitario, producción de segundos
mensajeros del sistema nervioso, producción de vitaminas esenciales, regulación
del metabolismo de los lípidos y producción de ácidos grasos de cadena corta
(AGCC) (Catassi, 2015; Serra, 2016). Así mismo, su efecto modulador sobre la
permeabilidad y la función barrera de la mucosa intestinal, lo que representa un
mecanismo defensivo importante contra la colonización y translocación bacteriana.
Además de las condiciones ambientales del tubo digestivo, la cantidad y variedad
de las bacterias en las diferentes regiones de este, está determinada por una gran
diversidad de factores complejos intrínsecos y extrínsecos (Tabla 4). En particular,
la composición de la dieta y su modificación por intervenciones pueden tener un
impacto sobre la composición de la MGI.
14
Figura 5. Microbiota gastrointestinal (MGI)
(Catassi, 2015).
15
Tabla 4. Factores que afectan la MGI
Factores Cambios
Existen diversas funciones que realizan los metabolitos producidos por los AGCC.
Entre ellas está la disminución en la proliferación celular, la regulación de la
diferenciación normal y la activación de la muerte programada de los colonocitos
(célula epitelial del colón) como parte del recambio del epitelio intestinal. Además
participan en la prevención de patologías a través de sus actuaciones de la luz
intestinal sobre la musculatura y vasos del colón, mediante el metabolismo de los
colonocitos (Ros, Martínez, y Valencia 2011).
16
Por otro lado, la cantidad de AGCC que se producen en el colon depende del sitio
de fermentación, la composición de la MGI y la dieta, los microorganismos utilizan
principalmente carbohidratos, el agotamiento de esta fuente conlleva al cambio de
fermentación sacarolítica en el colon proximal a proteolítica en el colon distal, dónde
se forman derivados nitrogenados como aminas, amonio y compuestos azufrados,
algunos de los cuales algunos pueden ser carcinogénicos (Flores y Zarain 2014).
Por lo que es de suma importancia la producción de AGCC por parte de la MGI.
17
Tabla 5. Enfermedades asociadas a alteraciones con la MGI
Además, existen varios estudios que relacionan a la MGI con la masa corporal.
Ignacio et al. (2015), mostraron la correlación que existe entre especies bacterianas
específicas y el índice de masa corporal (IMC) en niños con sobrepeso u obesidad,
Bacteroides fragilis y Lactobaccilus se mostraron en mayor proporción en niños con
sobrepeso y obesidad y Bifidobacterium spp. se encontró en mayor proporción en
niños con desnutrición y se presentó una correlación negativa con el IMC (O’
Mahony et al.., 2015). Karlsson et al., (2012) evaluaron las diferencias en las
composiciones de la MGI en niños con obesidad, encontraron una importante
correlación entre la ingesta calórica y la presencia de Staphylococcus spp. sin
importar su índice de masa corporal (IMC), además encontraron mayores
proporciones de Lactobacillus spp. y menores proporciones de B.vulgatus. Todo
esto nos indica que el estado de salud tiene una estrecha relación con la
composición de la MGI y la presencia de distintas patologías.
18
Los microrganismos se encuentran distribuidos a lo largo y ancho de la superficie
(~300 m2) de la mucosa gastrointestinal humana (Figura 5). Cientos de especies
bacterianas diferentes en una densidad de 1013 a 1014 unidades formadoras de
colonias (UFC) residen ahí, siendo esta cantidad diez veces mayor que la cantidad
de células del organismo humano (Catassi 2015; Gómez y Acero 2011). Sin
embargo, la colonización de la MGI comienza desde la etapa prenatal a través de
la madre, está modulada por factores (Tabla 6) como la edad gestacional, tipo de
nacimiento, dieta, cultura, exposición a antibióticos, entre otros.
19
Tabla 6. Factores que intervienen en la formación de la MGI
Factor Efecto
20
Tabla 7. Substratos y productos de fermentación por la MGI
(Binn 2013).
2.2. Probióticos
El término probiótico hace referencia a los microorganismos vivos que confieren un
beneficio a la salud del huésped cuando se administra en cantidades adecuadas.
Las especies empleadas como probióticos son Lactobacillus y Bifidobacterium, la
levadura Saccharomyces cerevisiae y algunas especies de E. coli y Bacillus (WGO
2011). Por otro lado, las bacterias ácido-lácticas han sido empleadas con doble uso,
21
la conservación de alimentos por fermentación y su potencial beneficio para la salud
con la modificación de MGI y su influencia sobre la salud a través de la producción
de vitaminas y ácidos grasos de cadena corta, colaboración con la degradación de
sustancias alimenticias no digeridas, estimulación de respuesta inmune y protección
contra microorganismos enteropatógenos (Friis et al. 2016; Ossa, Vanegas, y
Badillo 2010).
22
Figura 6. Mecanismos de interacción entre la MGI, probióticos y el huésped
(Elaboración propia).
Género Especies
Lactobacillus acidophilus, plantarum, rhamnosus, reuteri paracasei,
fermentum, johnsonii, brevis, casei,lactis,delbrueckii, gasseri
Bifidobacterium Breve, longum, bifidum, thermophilum, adolescentes,
animalis, lactis
Bacilus coagulans
Streptococcus thermophilus
Enterococcus faecium
Sacharomyces cerevisiae
(Khalighi, Behdani, y Kouhestani 2016).
23
Homo-fermentativas Hetero-fermentativas
25
2.3. Prebióticos, simbióticos y postbióticos
A diferencia de los probióticos, la mayoría de los prebióticos son empleados como
ingredientes de alimentos. Los prebióticos más usados en la elaboración de
alimentos son los fructanos (inulina y fructooligosacáridos (FOS)) y los
galactooligosacáridos (Brunser et al. 2006). La fibra dietaria ha sido considerada un
factor que participa en la protección frente al desarrollo del cáncer colorrectal, se ha
demostrado que los FOS y GOS inhiben la expresión de actividad procarcinogénica
de origen bacteriano, tales como β-glucuronidasa, nitro-reductasa y la azo-
reductasa, así como aumenta la absorción de calcio, magnesio y disminuye los
triglicéridos y el colesterol plasmático (WGO 2011). Son grandes los beneficios, por
ellos se emplean como ingredientes en alimentos.
26
2.3.2. Carbohidratos y fibras dietarias
Los carbohidratos son aldehídos o cetonas polihidroxílicos o productos derivados
de ellos por oxidación, reducción, sustitución o polimerización. Se clasifican en:
Aldosa Cetosa
27
Tabla 9. Principales oligosacáridos
Nombre Uniones Enlaces
Oligosacáridos
Lactosa Glucosa+galactosa β 1,4
Sacarosa Glucosa+fructosa α1,2
Maltosa Glucosa+glucosa α1,4
Celobiosa Glucosa+glucosa β1,4
Isomaltosa Glucosa+glucosa α1,6
Polisacáridos
Almidón [Glucosa+glucosa]n α 1,4, α1,6
Glucógeno [Glucosa+glucosa]n α 1,4, α1,6
Cada tipo de fibra brinda características distintas. La fibra soluble se caracteriza por
su capacidad para formar geles, propiedad que hace más lento el vaciamiento
gástrico y la absorción de nutrientes en el intestino. Pasa a través del colón sin
modificarse, aumentando el paso de las heces por medio de su propia masa y
mediante su habilidad de absorber agua. Consecuentemente, las heces
voluminosas y suaves aumentan la regularidad intestinal (Almeida-Alvarado,
28
Aguilar-López, y Hervert-Hernández 2014; Sanchez, Panahi, y Tremblay 2015). La
fibra insoluble es la que aumenta en mayor grado la masa fecal debido a los restos
de fibra no digeridos y a su capacidad para retener agua (Escudero y González
2006). Los efectos fisiológicos de la fibra dietaria, intestinales o sistémicos,
dependen de sus propiedades fisicoquímicas (solublilidad, viscosidad, capacidad de
carga o fermentación por bacterias colónicas (Posada 2013).
29
2.4. Simbióticos y postbióticos
El término simbiótico hace referencia a los productos que contienen probióticos y
prebióticos. Se emplea únicamente para productos que contienen prebióticos que
favorecen a los probióticos añadidos (Olveira y González-Molero 2016). Una vez en
el lumen intestinal estos son sustratos fermentables por la MGI y las bacterias
probióticas (Figura 6).
Los postbióticos tienen efectos sobre la salud. Se refiere a los metabolitos benéficos
producidos en el lumen intestinal tras la administración de probióticos; algunos
ejemplos son los AGCC, sacáridos como polisacárido A o algunas moléculas
secretadas como lactocepin y p40 (Tsilingiri y Rescigno 2013). En el caso de la
respuesta inmune, la alteración en la composición de la MGI es responsable de
diversas condiciones patológicas, como enfermedades inflamatorias del tracto
gastrointestinal, esclerosis múltiple, artritis reumatoide y diabetes tipo I. en la
enfermedad inflamatoria intestinal se ha observado que el equilibrio entre bacterias
benéficas y patógenas se reduce el nivel de inflamación. Esto se debe a la
producción de bacteriocinas, las cuales son selectivas a cepas bacterianas
competidoras, estas inhiben que las patógenas invadan y además, modulan la
composición de la MGI (Tsilingiri y Rescigno 2013). Por ello los postbióticos son una
alternativa para un equilibrio en la MGI y un mejor estado de salud.
30
2 kg., su forma también es variable, generalmente es ovoide-oblonga con
tonalidades desde verde-amarillo hasta rojas-violetas. La semilla es ovoide,
oblonga, alargada, está recubierta por un endocarpio grueso y leñoso con una capa
fibrosa externa (CONASPROMANGO 2012). La Figura 12 ilustra los componentes
del mango variedad Ataulfo, variedad estudiada en este trabajo.
31
Tabla 10. Principales variedades cultivadas en México
Variedad Temporada Sabor /Textura /Color
(Haiden) Marzo-Mayo Rico en sabor con matices perfumados.
Pulpa firme con finas fibras.
Piel verde a amarillo con toques de color rojo.
(CONASPROMANGO 2012).
32
Al ser amplía la gama de productos a base de mango, es grande la cantidad de
residuos generados, por lo que es de suma importancia darles un uso por su
excelente contenido nutrimental.
33
• La pulpa contiene diversos bioactivos tales como las vitaminas (A, C y E),
polifenoles, carotenos, minerales (potasio, magnesio, hierro, fósforo y calcio).
Además, cuenta con una importante cantidad de fibra, ácidos orgánicos
(cítrico, málico) y taninos (Sumaya-Martínez et al. 2012).
• La cáscara (7-24%), contiene componentes que son considerados benéficos
como son: fitoquímicos, polifenoles, carotenoides, enzimas y vitamina E y C;
es una fuente rica de fibra dietaria (celulosa, hemicelulosa y pectina) por lo
que se ha utilizado como ingrediente funcional en productos como: pastas,
pan, bísquets y productos de panadería (Jahurul et al. 2015).
• La semilla (45-75%), posee capacidad antioxidante por su elevado
contenido de polifenoles, sesquiterpenos y tocoferoles, además es rico en
fitoesteroles y micronutrientes como selenio, cobre y zinc (Bandyopadhyay,
Chakraborty, y Bhattacharyya 2014).
• El bagazo (~5%), es rico en fibra, cerca del 33.12 % del peso total, siendo la
fracción insoluble la más abundante con un 19.43 %. Dentro de la
composición bromatológica del bagazo la humedad representa alrededor del
60.53%, la ceniza representa aproximadamente 2.7% de su composición
total y se encuentra constituido por el 1.0 ± 0.6% de proteína y 1.2 ± 0.2% de
lípidos, de la masa total (Herrera-Cazares et al. 2017). Debido al contenido
de cada subproducto es importante identificar las características y así poder
añadirlo en algún producto para resaltar su contenido nutrimental.
34
3.3.1. Macronutrientes
El mango es una excelente fuente de nutrientes de alto valor biológico. Contiene un
elevado porcentaje de carbohidratos, principalmente fructosa, sacarosa, glucosa, y
un escaso contenido de proteínas y lípidos (Tabla 11) principalmente palmítico,
esteárico, oleico y linoleico (Jahurul et al. 2015; Muchiri, Mahungu, y Gituanja 2012).
También es conocido por ser una fuente de heteropolisacáridos de ácido urónico y
pectinas; Y una importante fuente de fibra dietaria, principalmente soluble (Blancas-
Benitez et al. 2015; Ramírez-Maganda et al. 2015; Wall-Medrano et al. 2015).
(USDA, 2016).
3.3.2. Micronutrientes
El mango vitaminas (A,C,E y K), carotenoides (β-caroteno, α-caroteno y β-
criptoxantina) y minerales (calcio, hierro, magnesio, fósforo, potasio y zinc) (Tabla
12) difieren por la variedad de mango, parte de la planta utilizada, estado de
madurez y su manejo pre y post-cosecha (Ballinas et al. 2013; Wall-Medrano et al.
2015; Xiaowei et al. 2011). Estos son los componentes que hacen la diferencia entre
otros frutos o verduras y una excelente vía de enriquecimiento de alimentos.
35
Tabla 12. Contenido de micronutrientes del mango
(USDA, 2016).
36
bioaccesibilidad en el intestino delgado, debido a las interacciones físicas y
químicas de los antioxidantes con la fibra dietaria de las paredes celulares (Blancas-
Benitez et al. 2015). Existen estudios realizados por Siddiq et al..(2013), quienes
reportaron que la cáscara de mango es una fuente rica en fibra como: celulosa,
hemicelulosa y pectinas y otro estudio realizado por Dorta et al.. (2012), se identificó
compuestos fenólicos en extractos obtenidos de cáscara y hueso de mango, donde
reportaron que los subproductos de mango (cáscara y hueso), son fuente natural de
componentes fenólicos. Por lo que se puede utilizar como un ingrediente funcional.
Los fitoquímicos propios del mango pueden prevenir daños como sobre la estructura
del DNA y la peroxidación lipídica de las membranas celulares. Dentro de los
principales fitoquímicos están los carotenoides que son pigmentos vegetales,
generalmente de color amarillo o anaranjado, que se transforma en vitamina A la
cual es esencial para el mantenimiento de tejidos epiteliales. Los carotenoides son
potenciales antioxidantes que neutralizan los radicales libres oxidativos, moléculas
responsables del envejecimiento de las células (Arrazola, Rojano, y Díaz 2013;
Talcott y Talcott 2009). Los flavonoides son pigmentos naturales de bajo peso
molecular presentes en los vegetales y protegen al organismo del daño producido
37
por agentes oxidantes. Los principales flavonoides encontrados en el mango son
glucósidos de quercetina, rutina y mangiferina, el un estudio realizado por
Maldonado-Astudillo et al., (2016) el mango Ataulfo presentó una mayor actividad
de atrapar radicales libres en extracto metanólico, además fue el que presentó
mayor cantidad de compuestos fenólicos y flavonoides (Talcott y Talcott 2009).
38
liberado de la matriz del alimento en el tracto gastrointestinal y así llega a ser
disponible para la absorción intestinal (Burgos et al. 2014).
39
bactericida mínima (CBM) de estos ácidos fenólicos oscilo entre 15-20 mmol l-1 y
20-30 mmol l-1 contra las bacterias, pero estimularon de forma selectiva de las
bacterias probióticas aun en ausencia de fuente de carbono adicional. Luciano et al.,
(2018) evaluaron el efecto de la edición de L. acidophilus (LA-3) a un smoothie de
mango demostrando la viabilidad de esta bacteria, la fermentación de componentes
del mango y también la viabilidad en condiciones simuladas de digestión.
40
II. Justificación
Debido a los malos hábitos alimenticios de la población infantil mexicana, se corre
un elevado riesgo de que los niños padezcan en un futuro un gran número de
patologías (diabetes mellitus, hipertensión arterial, dislipidemias, enfermedades
cardiovasculares, cáncer, entre otros). Esto es un derivado del alto contenido de
azúcar, sal, grasas saturadas en la dieta y la disminución de frutas y verduras, lo
cual conlleva a disminución anteriormente en consumo de fibra dietaria, que junto
con el exceso de lo mencionado anteriormente, aumenta riesgos en la salud.
Debido a la necesidad de buscar alternativas del uso de este tipo de productos, una
parte de la industria alimenticia se ha enfocado al desarrollo de nuevos productos
que contrarresten esta situación, brindando beneficios a la salud. Esto se ha logrado
mediante el uso y adición de ingredientes funcionales a productos de consumo
común. El desarrollo integral y la búsqueda de nuevos productos funcionales ha
llevado a la industria alimenticia a enfocarse no únicamente en el desarrollo de
productos altamente consumibles, sino en productos de elevado valor nutrimental
con beneficios a la salud y provenientes de procesos que protejan el medio
ambiente.
41
III. Hipótesis
Un producto de confitería funcional adicionado con bagazo de mango aceptado
sensorialmente por niños en edad escolar, genera un efecto prebiótico en 4 cepas
de bacterias ácido-lácticas, propias del tracto gastrointestinal.
IV. Objetivos
4.1. Objetivo general
Obtener, caracterizar fisicoquímicamente y evaluar el efecto prebiótico in vitro de
un producto de confitería enriquecido con bagazo de mango (Manguifera Indica
L.).
42
V. Metodología
5.1. Fuente y transporte de materias primas
El bagazo de mango fue obtenido del procesamiento de la industria de pulpas de
mango Frozen Pulps de México S.A de C.V., y procesado en la Planta Piloto de la
Facultad de Química de la Universidad Autónoma de Querétaro, donde se envasó
y se congeló a -18°C. Los demás ingredientes como son grenetina, agar, sucralosa,
ácido cítrico, benzoato de sodio y sorbitol fueron de grado alimenticio obtenidos de
comercializadoras de la ciudad de Querétaro, Querétaro, México.
5.1.1. Reactivos
La a-amilasa, proteasa, amiloglucosidasa, rutina, (+)- catequina, ácido gálico,
manguiferina fueron marca Sigma Chemical Co., (USA). El hidróxido de sodio y
potasio, éter etílico, ácido clorhídrico, ácido acético, metanol, ácido sulfúrico de la
marca J.T. Baker. La rutina, DPPH y trolox de marca SIGMA Aldrich Chemicals.
43
5.1.3. Gomitas enriquecidas con BM (GBM)
Las gomitas enriquecidas con bagazo de mango se prepararon de acuerdo con lo
reportado por Hernández (2015) con algunas modificaciones. Se varió el porcentaje
de bagazo de mango, grenetina, y se adicionaron diferentes ingredientes como el
agar, la sucralosa y el sorbitol. Como control se emplearon gomitas con azúcar.
Para la elaboración, la grenetina, el agar y el bagazo de mango se disuelven en una
proporción 1:4 (p/p) hasta obtener una mezcla homogénea y se deja reposar
durante 10 minutos. Se mezcla el agua restante, la sucralosa, el sorbitol y se
calienta en una placa hasta obtención de almíbar. El almíbar se añade a la mezcla
de grenetina-agar-bagazo previamente hidratada,, hasta obtener una mezcla
homogénea. Posteriormente se vierte en moldes de silicón y se refrigera a 4°C
durante 3 h.
Fórmula Agar (%) Grenetina (%) Fórmula Agar (%) Grenetina (%)
1 6 25 6 6 30
2 10 35 7 8 35
3 6 35 8 10 30
4 8 25 9 8 30
5 10 25
44
5.1.5. Moldeo
Se colocó la mezcla a una temperatura de 70°C en los moldes de silicón grado
alimenticio con figura de ositos, una vez que estuvieran a temperatura ambiente, se
colocaron en refrigeración (4°C) durante 3 horas. Posteriormente, se retiraron las
gomitas de los moldes, se empacaron y se almacenaron (Figura 14).
45
Tabla 14. Parámetros evaluados en el Análisis de Perfil de Textura (TPA)
Parámetro Definición
Dureza Fuerza máxima obtenida durante el primer ciclo de compresión.
Se refiere a la fuerza requerida para comprimir un producto
entre los molares o entre la lengua y el paladar.
Cohesividad Cociente entre el área positiva bajo la curva de fuerza de la
segunda compresión (área 2) y el parea bajo la curva de la
primera compresión (área 1). Representa la fuerza con la que
están unidas las partículas, límite hasta el cual se puede
deformar antes de romperse.
Elasticidad Altura que la muestra recupera entre el fin de la primera
compresión y el inicio de la segunda.
Masticabilidad Producto de la dureza por la cohesión y la elasticidad.
Representa el trabajo necesario para masticar un alimento
hasta que esté listo para ser deglutido.
(Demonte 1995).
46
minutos aproximadamente el equipo indicó que se realizó la lectura correctamente
y se anotaron los valores de Aw y temperatura.
Una vez obtenida la curva patrón, se adicionaron 0.5 mL de cada muestra con 0.5
mL del reactivo DNS, se colocaron en ebullición durante 5 minutos en baño maría y
se detuvo la reacción en baño maría con hielo. Se adicionaron 5 mL de agua
destilada y se agitaron por 15 minutos, por último, se determinó la absorbancia a
540 nm igual que el estándar (Ávila et al. 2012).
5.2.5. Color
Se determinó mediante el método propuesto por la Comisión Internacional de la
Vigne et du Vin (OIV 1979) para el análisis cromático mediante CIELAB que permite
47
visualizar y representar colores en dos o tres dimensiones. Se llevó a cabo mediante
un espectrofotómetro que detecta la luz reflejada mediante tres sensores por píxel
a una longitud de onda igual a 765 nm. Las muestras se midieron por triplicado y las
variables respuestas fueron: luminosidad, matiz y saturación, para posteriormente
generar un diagrama correspondiente de cromaticidad y con ello se determinó el
color exacto.
5.3.2. Lípidos
Los lípidos se determinaron por el método 920.39 descrito en la AOAC (2002).
Donde se colocaron los matraces a peso constante en la estufa a una temperatura
de 80°C durante 12 h. en un cartucho de celulosa se colocaron un papel filtro No.1
con 5 g de muestra, se cubrió con algodón y se colocaron en un compartimiento del
extractor de Soxhlet, el cual previamente se le adicionaron 2/3 partes del volumen
con éter de petróleo. Se calentó, manteniendo 10 reflujos/h durante 5 h. Finalmente
se recuperó el solvente y se secó en estufa, se colocó en el desecador por 40
minutos y se registró su peso final. Para el cálculo se utilizó la siguiente fórmula:
𝑃𝑓 − 𝑃𝑜
% 𝑔𝑟𝑎𝑠𝑎 = ( ) ∗ 100
𝑀
Donde:
M= peso de la muestra
48
5.3.3. Proteínas
La proteína se determinó de acuerdo al método 920.15 descrito por AOAC (2002).
Se colocaron matraces de digestión tipo Kjedhal, a los cuales se les adicionó 1 g de
muestra, 3.5 g de sulfato de sodio (Na2SO4), 0.4 g de sulfato de cobre (CuSO4) y 14
ml de ácido sulfúrico (H2SO4). Los matraces se colocaron en la plancha del digestor
durante 3 h, se dejaron enfriar y se añadieron 100 ml de agua destilada.
%𝑃𝑟𝑜𝑡𝑒í𝑛𝑎 = (%𝑁)(𝐹𝑎𝑐𝑡𝑜𝑟)
5.3.4. Cenizas
El contenido de cenizas se determinó de acuerdo al método 945.46 descrito en la
AOAC (2002). Donde se colocaron los crisoles en peso constante en estufa a una
temperatura de 100°C durante 3 horas, posteriormente se colocaron en el
desecador por 40 minutos. Se procedió a registrar el peso del crisol, se pesaron 3
g de muestra en los crisoles. Se calcinaron las muestras en la mufla a una
temperatura de 550°C durante 5 h. los crisoles se dejaron en el desecador durante
40 minutos, se pesaron las muestras finales. Para los cálculos se utilizó la siguiente
fórmula:
Donde:
49
M2= peso crisol + cenizas
50
5.4. Evaluación microbiológica
5.4.1. Mohos y levaduras
Para la determinación de mohos y levaduras se utilizó lo descrito por la (NOM-011-
SSA- 1994)Se realizó por duplicado en cajas de Petri 1 mL de la muestra líquida,
se vertió de 15-20 mL de agar papa dextrosa acidificado, fundido y manteniendo a
una temperatura de 45°C en baño maría. Se mezcló cuidadosamente en
movimientos en sentido de las manecillas del reloj, sobre una superficie lisa y se
dejó que se solidificará la mezcla en una superficie horizontal fría. Las cajas se
invirtieron y se colocaron en una incubadora a 25°C, se contaron las colonias de
cada placa después de 3-5 días de la incubación.
51
5.5.1. HPLC-DAD
Se llevó a cabo por la metodología descrita por Ramírez-Jiménez, (2014) donde las
muestras fueron inyectadas en un cromatógrafo líquido de alta resolución con un
detector de arreglo de diodos (HPLC-DAD), con un sistema HPLC Agilent Serie
1100 (Agilent Technologies, Palo Alto, CA, EE.UU), se utilizó la columna Zorbax
Eclipse XDB-C18 4.6 x 250 mm 5. µm. La fase móvil fue acetonitrilo: agua (ácido
acético 1%) en una proporción 90:10 con un flujo de 1 ml/min. Se inyectaron 50 µL
de cada muestra y cada corrida fue de 15 minutos. Para obtener la identificación y
cuantificación de los compuestos se utilizaron los siguientes estándares: catequina,
quercetina, ácido gálico y manguiferina los cuales se reportaron como µg/g de
muestra.
5.6.2. DPPH
Se realizó siguiendo en método descrito por Brand-Williams et al., (1995) con
algunas modificaciones por Fukumoto y Mazza, (2000) adaptado para su uso en
microplaca. En una microplaca se añadieron 0.2 mL de extracto metanólico de la
muestra y 0.2mL de solución DPPH. Se leyó en un espectrofotómetro a 520 nm en
tiempos: 0,10, 30, 60, 90 y 120. La actividad antirradial se calculó como el porcentaje
de inhibición de DPPH, a través de la siguiente fórmula:
𝐴 𝑚𝑢𝑒𝑠𝑡𝑟𝑎
𝐴𝑅𝐴 = 100 ∗ (1 − )
𝐴 𝑐𝑜𝑛𝑡𝑟𝑜𝑙
52
Donde:
53
Figura 15. Determinación de compuestos fenólicos asociados a la fibra
dietaria de la matriz alimentaria
(𝑃𝑅𝐸𝐻 − 𝑃𝐴𝑆𝐹)
𝐴𝑐𝑐𝑒𝑠𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 (%) = 𝑋 100
(𝑃𝑅𝐸𝐻 + 𝑃𝐴𝐼𝐹)
54
Donde: PREH= Compuestos fenólicos liberados por hidrólisis enzimática, PASF=
Compuestos fenólicos asociados a fibra dietaria soluble y, PAIF= Compuestos
fenólicos asociados a fibra dietaria insoluble.
55
Figura 16. Escala no estructurada
La línea que une los dos extremos de agrado “No me gusta-Me gusta mucho”
56
Company Sparks, MD, USA) y se incubaron a 37°C durante 48 horas en condición
de anaerobiosis (~5% CO2) hasta obtener una biomasa ~108 unidades formadoras
de colonias (UFC) la cual se alcanza a una DO600 de 0.5 en unidades McFarland.
Para la preservación de las cepas a esta densidad se usó una relación de 20 µl de
glicerol por cada 1.5 mL, manteniéndose a -20°C hasta su uso.
57
El control positivo (1+) tenía dextrosa al 5% (Caldo MRS comercial, BD DifcoTM,
Becton, Dickinson and Company Sparks, MD, USA) mientras que el control negativo
(2–) no tenía fuente de carbón (ActeroTM Lactobacilli MRS Broth W/O Dextrose,
Foodcheck systems Inc., Calgary, AB, Canada). En el tratamiento 3 se usó el
bagazo como única fuente de carbono, el tratamiento 4 se agregó únicamente la
cantidad de bagazo que contiene la gomita, es decir un 30%; el tratamiento 5 se
suplementó el medio con la fibra del bagazo cuya obtención se comentará a
continuación. Así mismo, el tratamiento 6 se suplementó con la gomita con fibra, la
cual previamente se liofilizó y molió, se agregó el 7% puesto que el 70% de la gomita
fue considerada fuente de carbono, por lo que se debió agregar más para alcanzar
la misma cantidad de fuente de carbono que el resto de los tratamientos. Para el
ensayo cualitativo se tomaron 60 µL del cultivo madre y se inocularon 15 tubos con
caldo MRS sin dextrosa (3 tubos de 5mL) estéril para cada una de las bacterias y
se incubaron a 37°C por 48h. Al término, se midió la densidad óptica a 600 nm
(DO600) de cada tubo, corrigiéndose este valor por su blanco correspondiente (Tabla
15).
58
5.10.5. Consumo de dextrosa y producción de lactato
En las mismas alícuotas a las que se midió su DO600 se les determino el nivel de
consumo de azucares por la técnica del DNS comentada en la sección 5.2.4. Para
las pruebas de determinación de lactato se tomó una muestra de 25 µL y se introdujo
en un analizador de lactato (YSI 1500 Sport Lactate Analyzer; OH, U.S.A),
previamente calibrado y las muestras se analizaron por triplicado.
Para el desarrollo del producto, se realizó un diseño factorial donde las variables
fueron Agar y Grenetina con tres valores cada uno.
Dureza es la fuerza requerida para comprimir un alimento entre los molares, si bien
es cierto este atributo no engloba el perfil de textura de una gomita, pero si es uno
de los más importantes (Torres 2015). En términos generales, los análisis de
varianza indicaron que la grenetina y el agar afectan significativamente (p>0.01) la
59
dureza de la gomita enriquecida con bagazo de mango (Figura 17). Además, los
modelos de regresión mostraron un coeficiente de correlación de (R2= 0.975).
60
Tabla 16. Perfil de textura de gomitas enriquecidas con BM
Cada valor representa la media de tres experimentos ± ES. Letras diferentes indican diferencia significativa (p < 0.05) entre muestra
61
Los valores de dureza obtenidos estuvieron entre 207.7 ± 6.44 N (10% de agar y 30% de
grenetina) a 35.22 ± 3.24 N (8% de agar y 25% de grenetina), en tanto que el producto
comercial presentó una dureza de 2.94 ± 0.25 N. La diferencia entre los valores de dureza
del producto comercial y la obtenida en el producto adicionado con bagazo de mango,
se puede deber en primer lugar a la cantidad de azúcar adicionada, la concentración de
hidrocoloides correspondientes al bagazo de mango.
Por otro lado, el bagazo de mango tiene 27.9 ± 5.6 g/100 g de fibra dietética lo que puede
contribuir a la dureza del producto, ya que el bagazo de mango al ser rico en celulosa,
hemicelulosa, pectinas y ligninas, que contribuyen con aumentar la dureza de las
gomitas. Por lo tanto, los valores altos de dureza de la gomita desarrollada en la
investigación se pueden deber a una competencia por el agua entre los hidrocoloides y
la fibra dietaria del bagazo de mango, aunado al bajo contenido de azúcar que tiene la
formulación.
Las gomitas son dulces de consistencia gelatinosa que se elaboran con un hidrocoloide
y la adición de glucosa, sacarosa, saborizantes y colorantes, agar, lacas, gomas o
almidón. El azúcar adicionado en este tipo de productos representa cerca del 50% del
producto total, lo cual representa un riesgo, ya que la población infantil mexicana
consume cerca del 70% del requerimiento total de energía en azúcares añadidos en
62
productos consumidos Por lo que se decidió elaborar un producto de confitería bajo en
azúcar (Consospó 2016; Sánchez-Pimienta et al. 2016).
Los valores de cohesividad oscilan entre 1.20 ± 0.35 (6% agar y 30% grenetina) y 0.75 ±
0.21(8% agar y 35% grenetina) en tanto, los valores de las fórmulas comerciales fueron
0.85 ± 0.01. No se observaron diferencia significativa con las gomitas adicionadas con
bagazo de mango y las muestras comerciales.
La cohesividad se define como la fuerza requerida entre las partículas para poderse
deformar y la elasticidad que se refiere al trabajo requerido para la compresión inicial, no
se presentaron diferencias significativas entre los tratamientos y entre la muestra
comercial (Tabla 16).
La formulación 8 (8% agar y 30% grenetina) fue la que presentó los valores más altos de
dureza y masticabilidad (228 ± 14.1 N y 229.3 ± 14.0 N*cm respectivamente), respecto a
todas las formulaciones, aunado a que presentó un punto de fusión similar a la comercial
(Datos no mostrados). Este prototipo tuvo un rango de cohesión y elasticidad similar a
las gomitas comerciales, lo que significa que en este atributo, podría ser aceptadas por
el consumidor. Sin embargo, en producto de este tipo atributos como la dureza es
63
determinantes para su aceptación. Por lo anterior se decidió modificar la cantidad de
agua añadida para hidratar el bagazo de mango, lo cual podría influir sobre la dureza de
esta.
Los hidrocoloides, así como la fibra (bagazo de mango) tienen la capacidad de capturar
agua del medio, por lo que la dureza de la gomita podría disminuirse al aumentar el
contenido de agua contribuyendo con la formación de una red tridimensional menos
fuerte, pero con la elasticidad y masticabilidad adecuada para que sea aceptada por el
consumidor.
64
Figura 18. Análisis de textura TPA de formulaciones con variación en agua
añadida F (1:3), F (1:4) y F (1:5) con dos fórmulas comerciales
Cada valor representa la media de tres experimentos ± ES. Letras diferentes indican diferencia significativa
(p < 0.05) entre muestras. a) Dureza, b) Cohesividad, c) elasticidad y d) Masticabilidad.
65
cuanto a la elasticidad, las fórmulas comerciales presentaron diferencia significativa
respecto a las fórmulas adicionadas con bagazo de mango. Los datos coinciden con los
reportados por (Aranda-González et al. 2015), donde encontraron que a menor
concentración de azúcar añadida en gomitas, menor es la elasticidad.
1.5
1:3
1:4
a a a 1:5
1.0
FC 1
Aw
b b
FC 2
0.5
0.0
w
A
66
Figura 19. Actividad de agua de formulaciones con variación en agua añadida
F(1:3), F(1:4) y F (1:5) con dos fórmulas comerciales
Cada valor representa la media de tres experimentos ± ES. Letras diferentes indican diferencia
significativa (p < 0.05) entre muestras.
Los productos de confitería deben estar en un rango de Aw de entre 0.2 hasta 0.9, esto
dependiendo de su composición. Sin embargo, lo reportado por Fontana (2013), las
gomitas tienen una Aw de 0.50-0.75, lo cual les da una vida de anaquel media.
Coincidiendo con el producto comercial con el cual se compara, el cual presentó un
promedio de 0.73 Aw. El producto de confitería adicionada con bagazo de mango
presentó valores superiores, atribuido principalmente a la cantidad de fibra adicionada,
ya que atrapa agua entre las moléculas, además los agente gelificantes (grenetina y
agar) difieren en la forma en que ligan el agua, producto de la distinta estructura
tridimensional de sus geles (Báez-González et al. 2016).
Se conoce que la Aw está relaciona con la textura. Según lo reportado por Troller y
Christian (1987), alimentos con una Aw elevada, tienden a ser más jugosos y
masticables, lo cual corresponde a los resultados obtenidos en este estudio. Además,
mencionan que también tiene influencia sobre la estabilidad química, lo cual puede
actuar sobre pardeamiento no enzimático, oxidación lipídica, degradación de vitaminas,
reacciones enzimáticas, desnaturalización de proteínas, entre otros.
Debido a que el tratamiento F1:4 y F1:5, fueron los que presentaron menor dureza,
masticabilidad y menor Aw fueron los tratamientos que se consideraron para ser
evaluados sensorialmente.
67
Escuela Primaria Urbana Matutina Vicente Riva Palacios, en edades comprendidas de
6-12 años y se evaluó sabor, color, sensación al masticar y agrado general.
68
en la evaluación de un nuevo producto (Van Trijp y Van Kleef 2008). Por lo que la
formulación F1:4 fue la que se usó como sustrato y para la evaluación nutrimental con la
gomita comercial.
Algunos de los valores obtenidos para bagazo de mango se asemejan a los reportados
por Herrera-Cazares et al., (2017), quienes reportan valores de proteína de 2.5 ± 1.5% y
lípidos de 3.0 ± 0.4%. Sin embargo, en el caso de fibra dietaria, ellos reportan cerca de
69
50% más (83.9 ± 4.1%), esto se puede deber al estado de madurez del fruto, ya que los
polisacáridos varían durante el proceso de maduración.
70
Tabla 18. Actividad de agua de un producto de confitería adicionado de bagazo
de mango durante el tiempo de almacenamiento bajo condiciones controladas
Temperatura (°C)
71
6.4.2. Polifenol oxidasa de muestras en vida de anaquel
La polifenol oxidasa, conocida también como catecol oxidasa, cataliza la oxidación de
difenoles en presencia de oxígeno molecular. La localización de la enzima en la célula
de la planta depende de la especie y estado de madurez. La PPO participa en la cadena
de respiración de las plantas como una de las oxidasas terminales y también participa
en el fenómeno de pardeamiento enzimático.
1 25°C -
35°C -
45°C -
2 25°C +
35°C +
45°C +
3 25°C +
35°C +
45°C +
4 25°C +
35°C +
45°C +
72
Los resultados representan un análisis cualitativo de la prueba en tiempo 0. Se observa
que la actividad de la PPO aumenta con el tiempo de almacenamiento y que la
temperatura. Ochoa y Guerrero (2012) observó que de igual manera la actividad de la
PPO aumentaba de manera significativa (p<0.05) con el tiempo de almacenamiento. Por
otro lado Blanch (2011) observaron que la PPO alcanza sus valores máximos en el día
14 y muestra una evidente diferencia a partir de la segunda semana, ellos lo atribuyen a
la influencia de la respiración del producto en el empaque donde durante se pueden
generar productos de degradación, que aumentan concentración de sustratos generando
productos de color oscuro. Por último, la PPO tiene un pH óptimo de 4-6, mismo pH del
mango, por ello se puede deber la presencia de esta enzima, al ser un factor muy
importante porque altera el estado de ionización de la cadena lateral de los aminoácidos
o la ionización del sustrato; la temperatura también es factor decisivo, la óptima de la
PPO oscila entre 30- 50°C, como lo reporta Vela Gutiérrez et al., (1987) la actividad
enzimática de la PPO es significativamente menor en mangos almacenados a
temperaturas de 25°C, cual es el caso de nuestro experimento. Sin embargo durante el
proceso de elaboración de la gomita se llegan a temperaturas óptimas para la presencia
de esta enzima.
Temperatura (°C)
Semana 25°C 35°C 45°C
1 5.8 ± 0.1a 4.4 ± 0.2c 2.9 ± 0.1e
2 5.2 ± 0.4b 4.3 ± 0.1c 4.7 ± 0.2c
3 5.1 ± 0.2b 5.1 ± 0.1b 4.1 ± 0.0b
4 5.2 ± 0.5c 4.4 ± 0.1a 4.0 ± 0.3d
73
Los datos se reportan como media ± desviación estándar de 3 repeticiones. Azúcares reductores (AR)
reportados como miligramos equivalentes de glucosa por mililitro.
74
Figura 21. Efecto del tiempo de almacenamiento sobre el color de gomitas
adicionadas con bagazo de mango
Las muestras presentaron valores de luminosidad entre 30.13 y 14.58, lo cual indica que
dicho parámetro se afecta por la presencia del bagazo de mango adicionado. Las
muestras presentan color amarillo-rojizo con valores de a* entre 2.29 y 8.48 y valores b*
entre 21.63 y 8.37. y según los valores de C* que nos indican la saturación del color,
indica una saturación intensa en las muestras. Por otro lado, la luminosidad también
puede estar disminuida en relación a la presencia de enzima Polifenol Oxidasa (PPO), la
cual estudios reportados por Ávila et al., 2012; Ochoa & Guerrero (2012), demuestran
que esta enzima es decreciente conforme la temperatura aumenta, sin embargo, durante
la elaboración de la gomita, se llegan a temperaturas superiores a los 100°C, cuales si
pueden acelerar la presencia de dicha enzima. También reportaron que la PPO aumenta
de acuerdo al tiempo de almacenamiento del producto.
75
Tabla 21. Recuento de microorganismo en GBM durante el tiempo de
almacenamiento bajo condiciones controladas
El ensayo de ABTS se basa en que el ácido 2,2 azino bis (3-etilbenzo tiazolin-6 sulfónico)
transfiere un electrón a la enzima para activarla, de tal forma que actúa como un co-
oxidante, por lo que debe haber un mecanismo para su reciclamiento regresando a su
forma reducida y quedando disponible para su subsecuente ciclo catalítico (Solís-Oba,
García-Garibay, y Viniegra-González 2007). En tanto que el ensayo DPPH se basa en
que el radical 2,2-difenil-1-picrilhidrazilo es susceptible de reaccionar con compuestos
antioxidantes a través de la cesión de un átomo de hidrógeno proporcionado por un
agente antioxidante (Guija et al. 2015). Los resultados obtenidos por DPPH y ABTS, se
presentan en la Tabla 23.
*µmol eq. de trolox/g de muestra. Cada valor representa la media de tres experimentos independientes
con tres repeticiones ± el error estándar.
78
Los datos muestran que por la técnica de DPPH (Tabla 23), el bagazo de mango
presentó 2824.71 ± 4.76 µmol eq. de trolox/g, mientras que la gomita con fibra presentó
valores de 901.4 ± 7.61 µmol eq. de trolox/g. En lo que respecta a la técnica de ABTS,
el bagazo de mango presentó 4238.86 ± 2.37 µmol eq. de trolox/g y la gomita con fibra
500.60±68.10 µmol eq. de trolox/g. Estos datos coinciden con lo reportado por (Romo-
Zamarrón et al. 2018), quienes reportan una capacidad antioxidante de 976 ± 75 para
gomitas de piña y 311.66 ± 62.9 para gomitas de papaya. De igual manera (Xiaowei et al.
2011) reporta valores de capacidad antioxidante de 8 tipos de mangos chinos similares
a los reportados en este estudio. Por último, un estudio realizado por (Hernández Navarro
2015) reporta un porcentaje de inhibición de 99% para ABTS y 90% para DPPH, atribuido
a los principales compuestos fenólicos del mango (quercetina, rutina y mangiferina).
79
en le extracción sólido-líquido (Sección 5.5). En la Figura 22 y Tabla 24, se observa que
la mayor parte de los compuestos fenólicos en los materiales ensayados (pulpa de
mango, MB y GBM) se presentaron en las muestras de extracto metanólico (EM),
seguido por la muestra posterior a hidrólisis enzimática (HE), después los compuestos
fenólicos asociados a fibra dietaria insoluble (AFDI) y por último los compuestos fenólicos
asociados a fibra dietaria soluble (AFDS). También resulta que los compuestos fenólicos
del EM obtenido de BM fueron mayor al del obtenido con la pulpa y GBM, pero que estas
diferencias desaparecen entre BM y pulpa para sus fracciones liberadas en HE, AFDS y
AFDI.
El caso de la gomita con fibra (GBM) los CP asociados a fibra dietaria total fue de 6.11
mgEAG/g, de los cuales el 60% corresponden a FDI y el 40% a FDS.
80
Tabla 24. Fibra dietaria antioxidante y bioaccesibilidad in vitro de compuestos
fenólicos
81
que tras la fermentación colónica los compuestos fenólicos bioaccesibles eran <20. Estos
datos coinciden con los obtenidos en este estudio, ya que se estimó un 17.6% de
compuestos fenólicos asociados a fibra dietaria bioaccesibles.
82
Figura 23. Cinética de crecimiento bacteriano en caldo MRS con dextrosa
Suárez et al., (2015) reportó para L. plantarum el inicio de fase Log (exponencial) en el
tiempo 12 y el inicio de su fase estacionaria en hora 32 mientras que para L. rhamnosus
GG evaluado en este estudio, los datos coinciden con lo reportado por (Pacheco-Ordaz
et al. 2017) quien reporta que su fase estacionaria comienza a la hora 24. Un estudio
realizado por Ferrando et al., (2016) demuestra que la cepa de L. plantarum presentó
buena resistencia a las condiciones las TGI , lo cual lo relacionan con la actividad de la
hidrolasa de la sal biliar que des conjuga las sales biliares e inhibe su acción
83
antimicrobiana, también lo atribuyen a que debe ser resistente a enzimas pancreática y
que no afecta la pared celular, la membrana celular o su viabilidad celular.
84
En comparación al crecimiento observado con el control positivo (dextrosa), los hallazgos
más relevantes de este ensayo cualitativo fueron: A) GBM promovió de forma más
eficiente el crecimiento de las cepas bacterianas, particularmente de LH, B) L. plantarum
es la cepa con menos capacidad de usar estas fuentes alternativas y, C) Los
componentes de la gomita más que su fibra promueve mejor el crecimiento de estas
bacterias. Los lactobacillus pueden fermentar hexosas como glucosa, manosa, galactosa
o fructosa a través de la vía homofermentativa en la que el producto final es el ácido
láctico (Figura 7) o la vía heterofermentativa donde el producto final es el ácido láctico,
etanol, ácido acético y CO2 (Aznar y Zúñiga 2000; Mora y García 2007); este género
también pueden metabolizar oligosacáridos complejos y cada cepa tiene una habilidad
específica para producir ácidos orgánicos y de su interconversion alternando rutas
metabólicas (Zalán et al. 2010). En apoyo a los resultados reportados en la Figura 7,
(Pacheco-Ordaz et al. 2017) recientemente reportaron que LRH (ATCC 53103) es capaz
de crecer en MRS con y sin dextrosa este último suplementado con los principales
compuestos fenólicos monoméricos de la pulpa y cascara de mango Ataulfo (ácido
gálico, protocateico, vanilico y catequina)
6.7.3. Cinética de crecimiento de bacterias con gomita con fibra como tratamiento
Dado que, en el estudio cualitativo, LP fue la cepa menos hábil para utilizar los materiales
en estudio como fuentes de carbono, el estudio cinético solo fue realizado con LRE, LH
85
y LRH, utilizando dextrosa (control +) y GBM como únicas fuentes de carbono (Figura
25).
86
6.7.4. Utilización de glucosa y producción de lactato de bacterias con gomita con fibra
como tratamiento
Como se puede observar, la glucosa disminuye conforme al tiempo, esto quiere decir
que el sustrato está siendo consumido de manera satisfactoria por las bacterias (Tabla
27).
Por otro lado, la producción de ácido láctico es mayor conforme al tiempo, las bacterias
ácido lácticas poseen la característica de producir ácido láctico a partir de la fermentación
de azúcares, lo cual indica que están consumiendo eficientemente la glucosa o el
sustrato para su óptimo crecimiento y por ende, están produciendo ácido láctico a través
de la vía homofementativa para L. helveticus y por la vía heterofermentativa para L.
reuteri, L. rhamnosus y L. planatarum. Lo cual nos indica que hay un proceso
fermentativo, el cual generará Adenosín Trifosfato (ATP) y ácidos grasos de cadena corta
(AGCC) principalmente, los cuales ayudan a mantener la homeostasis en el intestino al
prevenir inflamación, además de que tiene efectos anti-proliferativos y apoptóticos en las
células de cáncer de colon (Herrera 2016; Mora y García 2007).
Cepas Inicial 3h 6h 12 h 24 h
L. helveticus Glucosa 6.1±0.1 3.7±0.1 2.7±0.0 3.1±0.0 1.3±0.0
Lactato ND ND ND 24.2±0.4 23.6±1.5
L. reuteri Glucosa 5.9±0.1 3.5±0.0 2.9±0.3 2.9±0.0 1.1±0.0
Lactato ND ND ND 23±0.4 18.5±1.2
L. rhamnosus Glucosa 5.6±0.1 3.5±0.1 3.3±0.2 3.6±0.1 2.9±0.1
Lactato 0.5±0.1 ND 0.2±0.2 ND 3±0.0
Los datos se reportan como media ± desviación estándar de 3 repeticiones. Glucosa reportada como
miligramos equivalentes de glucosa por mililitro. Lactato se reporta como mmols. ND: No detectado.
87
VII. CONCLUSIONES
El producto de confitería tipo gomita adicionado con bagazo de mango con 30% de
grenetina, 10% de agar y 1:4 de agua añadida fue la formulación que presentó mejores
características fisicoquímicas y sensoriales.
Se puede estimar que el producto de confitería adicionado con bagazo de mango tipo
gomita tiene un 17.6% de compuestos fenólicos que pueden llegar al colon y ejercer un
efecto prebiótico.
De acuerdo con los resultados obtenidos, la gomita adicionada con bagazo de mango
puede ser considerada una golosina con potencial prebiótico por su composición,
contenido nutracéutico, compuestos fenólicos asociados a la fibra y a los compuestos
fenólicos, y su consumo puede brindar beneficios a la salud del consumidor.
88
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8.
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IX. ANEXOS
9.1. Registro de tesis
102
9.2. Consentimiento informado (evaluación sensorial)
103
9.3. Publicación
104
9.4. Presentación en congresos
105