Caracterización, capacidad antioxidante y perfil fenólico de frutas subtropicales producidas y comercializadas en la costa de Granada-Málaga

Resumen

INTRODUCCIÓN Las frutas tropicales y subtropicales se definen como frutas pertenecientes a las zonas climáticas de los trópicos y subtrópicos, respectivamente. Por definición, el clima tropical es un tipo de clima presente en las regiones entre los trópicos (desde las latitudes 15 a 25° Norte y Sur), y el clima subtropical, el presente en las regiones entre los subtrópicos (desde las latitudes 25º a 40º Norte y Sur); pero las frutas tropicales y subtropicales no se limitan a estas áreas. Hay regiones en latitudes más altas, donde las condiciones climáticas son similares a las de los trópicos y subtrópicos. Lo que caracteriza a las frutas de estas zonas, no es el área geográfica donde crecen, sino el clima circundante. La región climática de la costa tropical corresponde a la vertiente mediterránea de los Sistemas Béticos. En esta zona se combina mucha aridez con lluvias torrenciales (que desaguan a través de ramblas, las cuales están secas la mayor parte del año). Por otra parte, esta vertiente mediterránea corre paralela al abrigo de las sierras litorales, lo cual permite, que se alcancen las temperaturas medias más suaves de la región. Este hecho es el que favorece la adaptación de las plantas subtropicales. La producción española de frutas en general, se encuentra en torno a las 24,2 millones de toneladas (media del 2008 al 2012) de las que el 54 % corresponde a hortalizas, el 24 % a cítricos, el 11 % a frutales no cítricos, el 9 % a patata y el 2 % a frutos de cáscara. En su conjunto existe una ligera evolución a la baja aunque la tendencia varía según el grupo de productos y el año de que se trate. En el grupo de frutas tropicales sí que se aprecia una evolución a la baja a partir del 2011. En éste año se alcanzó el máximo en la producción de frutas tropicales de los últimos 10 años, con una cantidad de 82.756 toneladas, a partir de ahí y hasta el 2013 ha habido un decrecimiento en la producción de frutas tropicales. España se ha convertido en uno de los principales abastecedores de frutas tropicales de los mercados del viejo continente, exportó un total de 115.129 toneladas en el 2012, lo cual correspondió al 0,95 % de las exportaciones de frutas y hortalizas del país. Andalucía posee una enorme y variada producción de frutas y hortalizas. El sector hortofrutícola, es el más importante dentro del área agroalimentaria andaluza y uno de los principales pilares de su desarrollo. Es una buena alternativa de cultivo dado que la demanda en la Unión Europea de alguna de estas frutas es muy elevada en relación a la producción actual. Las frutas incluidas en esta tesis son la chirimoya, el mango y el aguacate, son frutas tropicales bien establecidas en la zona litoral contemplada (Granada y Málaga) y usuales en las grandes superficies y pequeños mercados. El caqui y la papaya, de menor incidencia en el cultivo en dicha zona, tienen sin embargo, una importante presencia en los mercados y comercios. La carambola en actual investigación, forma parte del mercado emergente de nuevos frutos tropicales. Por último, el kiwi, de altísima relevancia en los comercios, se incluye en este estudio como modelo comparativo por haber pasado a ser una fruta más, perdiendo su exotismo originario. Las características organolépticas y nutricionales de las frutas, dependen de un gran número de factores: especies y variedad, condiciones de cultivo, estado de maduración, tratamientos fitosanitarios, condiciones y duración del almacenamiento, etc. Con respecto al estado de maduración, éste se establece después de un proceso que, tanto si tiene lugar en el árbol como después de la recolección, está ligado a una serie de complejos procesos de transformación de sus componentes. Tras estos cambios, la fruta adquiere un grado de madurez donde el sabor, el aroma, el color y la textura se han visto modificados. Los polifenoles, son metabolitos secundarios de origen vegetal considerados como los principales componentes antioxidantes en los alimentos y además, son los compuestos antioxidantes más abundantes en nuestra dieta. Por lo cual, muchos de los efectos beneficiosos asociados al consumo de alimentos de origen vegetal, se atribuyen en gran medida, a estos compuestos fenólicos. INTRODUCTION Tropical and subtropical fruits are defined as fruits belonging to the climatic zones of the tropics and subtropics, respectively. By definition, the tropical climate is present in the regions between the tropics (from the latitudes 15-25 ° North and South), and the subtropical climate, present in the regions between the subtropics (from latitudes 25 ° to 40 ° North and South); but tropical and subtropical fruits are not limited to these areas. There are regions at higher latitudes, where the climatic conditions are similar to those of the tropics and subtropics. What characterizes the fruits of these areas, it is not the geographical area where they grow, but the surrounding climate. The climate of the tropical coast region corresponds to the Mediterranean side of the Sistemas Béticos. In this area a lot of aridity combined with torrential rains (which flow through wadis, which are dry most of the year). Moreover, this Mediterranean side runs parallel to the shelter of the coastal mountains, which allows the softer average temperatures in the region are achieved. It is this fact which promotes the adaptation of subtropical plants. The Spanish fruit production generally is around the 24.2 million tons (average from 2008 to 2012) of which 54% are vegetables, citrus 24%, 11% to non-citrus fruit , 9% to potato and 2% to nuts. On the whole there is a slight downward trend although the trend varies by product group and the year in question. In the group of tropical fruits other than a downward trend seen since 2011. This year the peak was reached in the production of tropical fruits for the past 10 years, with a quantity of 82.756 tonnes thereafter and until 2013 there has been a decrease in the production of tropical fruits. Spain has become one of the leading suppliers of tropical fruits in the markets in Europe, it exported a total of 115.129 tonnes in 2012, which corresponded to 0.95% of exports of fruit and vegetables in the country. Andalusia has a huge and varied production of fruits and vegetables. The horticultural sector is the most important in the Andalusian agro-food area and one of the main pillars of development. It is a good alternative crop as demand in the European Union in any of this fruit is very high in relation to current production. The fruits in this thesis are the custard apple, mango and avocado, tropical fruits are well established in the coastal zone provided (Granada and Malaga) and common in supermarkets and mini markets. Persimmon and papaya, less impact on the crop in the area, however, have a significant presence in the markets and shops. The startfruit is part of the emerging market for new tropical fruit. Finally, kiwi, highly relevant in stores, is included in this study as a comparative model for having become a fruit, losing its original exoticism. The organoleptic and nutritional fruits, characteristics depend on many factors: species and variety, growing conditions, ripeness, phytosanitary treatments, conditions and duration of storage, etc. Regarding the state of maturity, it is established after a process which takes place whether in the tree as after collection, is linked to a series of complex processes of transformation components. Following these changes, the fruit takes on a level of maturity where the flavor, aroma, colour and texture have been modified. Polyphenols are plant secondary metabolites considered the main antioxidant compounds in foods and also are the most abundant antioxidant compounds in our diet. Therefore, many of the beneficial effects associated with the consumption of plant foods, attributed largely to these phenolic compounds. DESARROLLO TEÓRICO Mediante una completa serie de técnicas analíticas se han analizado gran cantidad de parámetros físicos y físico-químicos y compuestos bioactivos para caracterizar la calidad de estas frutas. Así, se ha determinado el contenido de minerales mediante espectrofotometría UV/VIS y espectroscopía atómica y la capacidad antioxidante mediante espectrofotometría UV/VIS; se han determinado compuestos volátiles con cromatografía de gases bidimensional asociada a espectrometría de masas de tiempo de vuelo y se ha utilizado cromatografía líquida de ultra resolución asociada a espectrometría de masas de tiempo de vuelo para identificación y cuantificación de polifenoles individuales. En este sentido, se puso a punto una técnica analítica de extracción líquido-líquido de extracción de polifenoles, con la que se identificaron y cuantificaron 14 polifenoles de relevancia nutricional. Una vez obtenidos los datos se evaluó el aporte nutricional de la ingesta, por consumo de pieza, de las distintas frutas analizadas para minerales y polifenoles. En el caso de los polifenoles, no hay información precisa disponible sobre su ingesta dietética, debido a la gran variedad de estructuras químicas y la variabilidad de su contenido en las diferentes frutas y alimentos, en general. Por ello para el cálculo del aporte nutricional, en el caso de polifenoles, se utilizaron las estimaciones analizadas. TECHNICAL DEVELOPMENT We used a complete set of analytical techniques to determinate many physical and physicochemical parameters, as well as bioactive compounds to characterize these fruits. Minerals have been determined with UV/VIS spectrophotometry and atomic spectroscopy while antioxidant capacity was measured by means of UV/VIS spectrophotometry; volatile compounds were identified by two-dimensional gas chromatography linked to time-of-flight mass spectrometry. Ultra resolution liquid chromatography coupled to time-of-flight mass spectrometry was used for identification and quantification of individual polyphenols. In this sense an analytical technique for liquid-liquid extraction of polyphenols was developed in order to identify and quantify 14 polyphenols nutritional relevance. Once get data from the nutritional contribution of the intake was evaluated by consuming part of the various fruits analyzed for minerals and polyphenols. For the polyphenols, there is no precise information available about their dietary intake, due to a variety of chemical structures and variability of content in different fruits and food in general information. Therefore to calculate the nutritional value, in the case of polyphenols, the analyzed estimates were used. CONCLUSIÓN Todas las frutas tropicales cultivadas en la zona subtropical de Granada-Málaga cumplieron con los parámetros estándar para considerarlas de primera categoría, y ofrecer así una mejora de las posibilidades para la exportación de frutas frescas de alta calidad, sobre todo debido a la proximidad a otros países europeos. El contenido mineral de los frutos que crecen en esta área local es nutricionalmente aceptable, contribuyendo a las ingestas correspondientes de los elementos minerales esenciales. Destacar el kiwi, papaya y caqui como las frutas más ricas en calcio. De los 14 polifenoles individuales estudiados, la carambola fue la fruta donde mayor cantidad de todos ellos se obtuvo con nuestra técnica de extracción líquido-líquido y análisis mediante UPLC/TOF. En todos los métodos utilizados para evaluar la capacidad antioxidante, el caqui sobresalió considerablemente por encima de las frutas. En el estudio de compuesto volátiles se detectaron e identificaron 172 compuestos en las chirimoyas de la Costa Tropical, 25 compuestos más que en chirimoyas no acogidas a la Denominación de Origen Fino de Jete. Nuestros estudios aportan datos locales a tablas de composición nutricional en referencia a azúcares solubles, composición mineral, polifenoles flavonoideos y no-flavonoideos y ácidos orgánicos. También aportan datos de ingesta de polifenoles totales y capacidad antioxidante que supone el consumo de una porción comestible de estas frutas en relación a la ingesta diaria española. CONCLUTION All the tropical fruits grown in this subtropical area Granada-Malaga met the standard parameters to be considered top-notch, which could improve the possibilities for the export of such fresh fruits to other near European countries. The mineral content of the fruits grown in this local area is nutritionally acceptable, contributing to the corresponding intakes of the essential mineral elements. It is also noteworthy to mention that kiwi, papaya and persimmon were the fruits with the highest content in calcium. Taking into account the 14 individual polyphenols studied, carambola was the fruit which showed all of them. These phenols were identified by means of our liquid-liquid extraction technique and analysis by UHLC/TOF. In all the methods used to evaluate the antioxidant capacity, persimmon stood considerably above the rest of the fruits. In the study of volatile compounds, 172 compounds were detected and identified in the Anonna from Costa Tropical, being 25 more compounds than those identified in the Anonna from Brazil. The tables of local nutritional composition can be completed with our data; referring to soluble sugars, mineral composition, flavonoid polyphenols, non-flavonoid polyphenols and organic acids. In addition, the data of intake of total polyphenols and antioxidant capacity derived from the consumption of the edible portion of these fruits is also included. BIBLIOGRAFÍA / REFERENCES ABELLÁN, P., GARCÍA-VLLANOVA, B., RUÍZ, M. D., Frutas y Productos Derivados. En: Gil, A., Tratado de Nutrición, Tomo II. Composición y Calidad Nutritiva de los Alimentos. 2ª Edición. Madrid: Médica Panamericana; 2010. 269-293. ALBUQUERQUE, T. G., SANTOS, F., SANCHES-SILVA, A., BENTO, A. C., COSTA, H. S., Nutritional and phytochemical composition of Annona cherimolla Mill. fruits and by-products: Potencial health benefits. Food Chemistry, 2016; 193, pp. 187-195. AOAC. Official Methods of Analysis, 16th ed. Association of Official Analytical Chemists. Washington, DC., 2000. 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