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ISSN:0122-8706 E-ISSN: 2500-5308 DOI: 10.21930

Compuestos fenólicos totales y actividad antioxidante de la fermentación en estado sólido de bagazo de manzana (Malus domestica Borkh., var. panochera)

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
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Cómo citar

Compuestos fenólicos totales y actividad antioxidante de la fermentación en estado sólido de bagazo de manzana (Malus domestica Borkh., var. panochera). (2022). Ciencia Y Tecnología Agropecuaria, 23(2). https://doi.org/10.21930/rcta.vol23_num2_art:2103

Resumen

La agroindustria genera cantidades importantes de residuos lignocelulósicos. Estos son utilizados como sustrato en la producción de hongos del género Pleurotus, que a través de la fermentación en estado sólido (FES) producen metabolitos secundarios. El objetivo de este trabajo fue determinar la cantidad de compuestos fenólicos totales y la actividad antioxidante de extractos de metanol obtenidos de la FES en bagazo de manzana con la cepa Pleurotus ostreatus durante 28 días. La fermentación sólida se realizó en los días 0, 7, 14, 21 y 28 de los extractos de metanol. Posteriormente, se evaluaron el contenido de compuestos fenólicos totales y la actividad antioxidante por los métodos 1,1-difenil-2-picrilhidracilo (DPPH•) y 2,2’-azino-bis (3-etilbenzotiazolina)-6 sulfonato de amonio (ABTS+). Las 45 muestras fueron analizadas a través de un análisis de varianza y prueba de medias de Tukey. Los resultados mostraron la biosíntesis de compuestos fenólicos totales a partir del día 21 de la FES, con una concentración de 0,39 ± 0,07 mg equivalentes de ácido gálico/g sustrato en base seca (mg de EAG/g sustrato bs). La actividad antioxidante en ambos métodos también se manifestó en el día 21 con actividades equivalentes, de 342,10 ± 1,08 mg/mL para DPPH y 323,02 mg/mL en ABTS. En consecuencia, los compuestos fenólicos extraídos de la FES del residuo de manzana con la cepa P. ostreatus pueden considerarse como una alternativa de valorización de un subproducto que actualmente es considerado como un desecho agroindustrial.

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  • agroindustria
  • análisis proximal
  • fitoquímicos
  • Pleurotus ostreatus
  • residuo lignocelulósico
  1. Afolabi, I. S. (2014). Moisture migration and bulk nutrients interaction in a drying food systems: A review. Food and Nutrition Sciences, 5(8), 692-714. https://doi.org/10.4236/fns.2014.58080
  2. Ajila, C. M., Brar, S. K., Verma, M., Tyagi, R. D., & Valéro, J. R. (2011). Solid-state fermentation of apple pomace using Phanerocheate chrysosporium – Liberation and extraction of phenolic antioxidants. Food Chemistry, 126(3), 1071-1080. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.11.129
  3. Andrade-Damián, M. F., Muñiz-Márquez, D. B., Wong-Paz, J. E., Veana-Hernández, F., Reyes-Luna, C., & Aguilar-Zárate, P. (2019). Estudio exploratorio de la extracción de pigmentos de Curcuma longa L. por fermentación en estado sólido utilizando cinco cepas fúngicas. Mexican Journal of Biotechnology, 4(3), 1-11. https://doi.org/10.29267/mxjb.2019.4.3.1
  4. Barrios-González, J., & Mejía, A. (1996). Production of secondary metabolites by solid-state fermentation. Biotechnology Annual Review, 2, 85-121. https://doi.org/10.1016/S1387-2656(08)70007-3
  5. Baydar, N. G., & Baydar, H. (2013). Phenolic compounds, antiradical activity and antioxidant capacity of oil-bearing rose (Rosa damascena Mill.) extracts. Industrial Crops and Products, 41, 375-380. https://doi.org/10.1016/j.indcrop.2012.04.045
  6. Besufekad, Y., Mekonnen, A., Girma, B., Daniel, R., Tassema, G., Melkamu, J., Asefa, M., Fikiru, T., & Denboba, L. (2020). Selection of appropriate substrate for production of oyster mushroom (Pleurotus ostreatus). Journal of Yeast and Fungal Research, 11(1), 15-25. https://doi.org/10.5897/JYFR2019.0187
  7. Brand-Williams, W., Cuvelier, M. E., & Berset, C. (1995). Use of a free radical method to evaluate antioxidant activity. LWT - Food Science and Technology, 28(1), 25-30. https://doi.org/10.1016/S0023-6438(95)80008-5
  8. De Boer, A., Urlings, M. J. E., & Bast, A. (2016). Active ingredients leading in health claims on functional foods. Journal of Functional Foods, 20, 587-593. https://doi.org/10.1016/j.jff.2015.11.025
  9. Cai, S., Wang, O., Wu, W., Zhu, S., Zhou, F., Ji, B., Gao, F., Zhang, D., Liu, J., & Cheng, Q. (2012). Comparative study of the effects of solid-state fermentation with three filamentous fungi on the total phenolics content (TPC), flavonoids, and antioxidant activities of subfractions from oats (Avena sativa L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 60(1), 507–513. https://doi.org/10.1021/jf204163a
  10. Castillo, Y., Ruiz, O., Angulo, C., Rodríguez, C., Elías, A., & La, O. (2011). Inclusión de residuos de panadería en algunos metabolitos e indicadores bromatológicos de la fermentación en estado sólido del bagazo de manzana. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, 45(2), 141-144. https://www.redalyc.org/pdf/1930/193022245007.pdf
  11. Dey, T. B., Chakraborty, S., Jain, K. Kr., Sharma, A., & Kuhad, R. C. (2016). Antioxidant phenolics and their microbial production by submerged and solid state fermentation process: A review. Trends in Food Science & Technology, 53, 60-74. https://doi.org/10.1016/j.tifs.2016.04.007
  12. Diario Oficial de la Federación [DOF]. (1985). Norma de Muestreo – Método de Cuarteo (NMX-AA-15-1985), México.
  13. Đilas, S., Čanadanović-Brunet, J., & Ćetković, G. (2009). By-products of fruits processing as a source of phytochemicals. Chemical Industry and Chemical Engineering Quarterly, 15(4), 191-202. https://doi.org/10.2298/CICEQ0904191D
  14. Ferreira-Leitão, V., Cammarota, M., Gonçalves Aguieiras, E., Vasconcelos de Sá, L., Fernandez-Lafuente, R., & Guimarães Freire, D. (2017). The protagonism of biocatalysis in green chemistry and its environmental benefits. Catalysts, 7(1), 9. https://doi.org/10.3390/catal7010009
  15. Figuerola, F., Hurtado, M. L., Estévez, A. M., Chiffelle, I., & Asenjo, F. (2005). Fibre concentrates from apple pomace and citrus peel as potential fibre sources for food enrichment. Food Chemistry, 91(3), 395-401. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2004.04.036
  16. Garau, M. C., Simal, S., Rosselló, C., & Femenia, A. (2007). Effect of air-drying temperature on physico-chemical properties of dietary fibre and antioxidant capacity of orange (Citrus aurantium v. Canoneta) by-products. Food Chemistry, 104(3), 1014-1024. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2007.01.009
  17. Helrich, K. (Ed.). (1990). Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists (Vol. II). AOAC.
  18. Horwitz, W. (Ed.). (2006). Official methods of analysis of AOAC International. AOAC International.
  19. Ibarra-Cantún, D., Ramos-Cassellis, M. E., Marín-Castro, M. A., & Castelán-Vega, R. C. (2020). Secondary metabolites and antioxidant activity of the solid-state fermentation in apple (Pirus malus L.) and agave mezcalero (Agave angustifolia H.) bagasse. Journal of Fungi, 6(3), 137. https://doi.org/10.3390/jof6030137
  20. Ignat, I., Volf, I., & Popa, V. I. (2011). A critical review of methods for characterisation of polyphenolic compounds in fruits and vegetables. Food Chemistry, 126(4), 1821-1835. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2010.12.026
  21. Liao, X., Vining, L. C., & Doull, J. L. (1995). Physiological control of trophophase–idiophase separation in streptomycete cultures producing secondary metabolites. Canadian Journal of Microbiology, 41(4–5), 309-315. https://doi.org/10.1139/m95-043
  22. Lin, C. S. K., Pfaltzgraff, L. A., Herrero-Dávila, L., Mubofu, E. B., Abderrahim, S., Clark, J. H., Koutinas, A. A., Kopsahelis, N., Stamatelatou, K., Dickson, F., Thankappan, S., Mohamed, Z., Brocklesby, R., & Luque, R. (2013). Food waste as a valuable resource for the production of chemicals, materials and fuels. Current situation and global perspective. Energy & Environmental Science, 6(2), 426-464. https://doi.org/10.1039/c2ee23440h
  23. Mamma, D., Kourtoglou, E., & Christakopoulos, P. (2008). Fungal multienzyme production on industrial by-products of the citrus-processing industry. Bioresource Technology, 99(7), 2373-2383. https://doi.org/10.1016/j.biortech.2007.05.018
  24. Martínez-Ávila, G. C. G., Ascacio-Valdés, J. A., Sepúlveda-Torre, L., Rodríguez-Herrera, R., Aguilera-Carbó, A., & Aguilar, C. N. (2013). Extracción asistida por fermentación fúngica de antioxidantes fenólicos. Acta Química Mexicana, 5(9), 16-24. http://www.actaquimicamexicana.uadec.mx/articulos/AQM9/4.-%20extraccion.pdf
  25. Martins , S., Mussatto, S. I., Martínez-Avila, G., Montañez-Saenz, J., Aguilar, C. N., & Teixeira, J. A. (2011). Bioactive phenolic compounds: Production and extraction by solid-state fermentation. A review. Biotechnology Advances, 29(3), 365-373. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2011.01.008
  26. Mau, J.-L., Lin, H.-C., & Song, S.-F. (2002). Antioxidant properties of several specialty mushrooms. Food Research International, 35(6), 519-526. https://doi.org/10.1016/S0963-9969(01)00150-8
  27. Mejía Giraldo, L. F., Martínez Correa, H. A., Betancourt Gutiérrez, J. E., & Castrillón Castaño, C. E. (2007). Aprovechamiento de residuo agroindustrial del mango común (Mangifera indica L.) en la obtención de azúcares fermentables. Ingeniería y Ciencia, 3(6), 41-62. https://www.redalyc.org/articulo.oa?id=83530603
  28. Nigam, P., & Singh, D. (1994). Solid-state (substrate) fermentation systems and their applications in biotechnology. Journal of Basic Microbiology, 34(6), 405-423. https://doi.org/10.1002/jobm.3620340607
  29. Palomino García, L. R., Biasetto, C. R., Araujo, A. R., & Bianchi, V. L. D. (2015). Enhanced extraction of phenolic compounds from coffee industry’s residues through solid state fermentation by Penicillium purpurogenum. Food Science and Technology, 35(4), 704-711. https://doi.org/10.1590/1678-457X.6834
  30. Pandey, A. (2003). Solid-state fermentation. Biochemical Engineering Journal, 13(2-3), 81-84. https://doi.org/10.1016/S1369-703X(02)00121-3
  31. Pathania, S., Sharma, N., & Handa, S. (2018). Utilization of horticultural waste (Apple Pomace) for multiple carbohydrase production from Rhizopus delemar F2 under solid state fermentation. Journal of Genetic Engineering and Biotechnology, 16(1), 181-189. https://doi.org/10.1016/j.jgeb.2017.10.013
  32. Peñarrieta, J. M., Tejeda, L., Mollinedo, P., Vila, J. L., & Bravo, J. A. (2014). Compuestos fenólicos y su presencia en alimentos. Revista Boliviana de Química, 31(2), 68-81. http://www.bolivianchemistryjournal.org/QUIMICA%202014B/6_Phenolics_in%20foods.pdf
  33. Peschel, W., Sánchez-Rabaneda, F., Diekmann, W., Plescher, A., Gartzía, I., Jiménez, D., Lamuela-Raventós, R., Buxaderas, S., & Codina, C. (2006). An industrial approach in the search of natural antioxidants from vegetable and fruit wastes. Food Chemistry, 97(1), 137-150. https://doi.org/10.1016/j.foodchem.2005.03.033
  34. Piña-Guzmán, A. B., Nieto-Monteros, D. A., & Robles-Martínez, F. (2016). Utilización de residuos agrícolas y agroindustriales en el cultivo y producción del hongo comestible seta (Pleurotus spp.). Revista Internacional de Contaminación Ambiental, 32(1), 141-151. https://doi.org/10.20937/RICA.2016.32.05.10
  35. Raghavendra, S. N., Ramachandra Swamy, S. R., Rastogi, N. K., Raghavarao, K. S. M. S., Kumar, S., & Tharanathan, R. N. (2006). Grinding characteristics and hydration properties of coconut residue: A source of dietary fiber. Journal of Food Engineering, 72(3), 281-286. https://doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2004.12.008
  36. Ramírez-Carmona, M., & Muñoz-Blandón, O. (2016). Agroindustrial waste cellulose using fermented broth of white rot fungi. Revista Mexicana de Ingeniería Química, 15(1), 23-31. http://www.scielo.org.mx/pdf/rmiq/v15n1/1665-2738-rmiq-15-01-00023.pdf
  37. Rashad, M. M., Abdou, H. M., & Mahmoud, A. E. (2016). Production of some bioactive materials by Pleurotus ostreatus from pineapple residues and rice straw via solid state fermentation. Research Journal of Pharmaceutical, Biological and Chemical Sciences, 7(5), 2730-2736. https://www.rjpbcs.com/pdf/2016_7(5)/[349].pdf
  38. Re, R., Pellegrini, N., Proteggente, A., Pannala, A., Yang, M., & Rice-Evans, C. (1999). Antioxidant activity applying an improved ABTS radical cation decolorization assay. Free Radical Biology and Medicine, 26(9–10), 1231-1237. https://doi.org/10.1016/S0891-5849(98)00315-3
  39. Robinson, T., Singh, D., & Nigam, P. (2002). Fermentación en estado sólido: Una tecnología microbiana promisoria para la producción de metabolitos secundarios. Vitae, 9(2), 27-36. https://www.redalyc.org/pdf/1698/169818107003.pdf
  40. Rodríguez Couto, S. (2008). Exploitation of biological wastes for the production of value‐added products under solid‐state fermentation conditions. Biotechnology Journal, 3(7), 859-870. https://doi.org/10.1002/biot.200800031
  41. Rojas-González, A. F., Flórez-Montes, C., & López-Rodríguez, D. F. (2019). Prospectivas de aprovechamiento de algunos residuos agroindustriales. Revista Cubana de Química, 31(1), 31-52. http://scielo.sld.cu/pdf/ind/v31n1/2224-5421-ind-31-01-31.pdf
  42. Romelle, F. D., Rani, A., & Manohar, R. S. (2016). Chemical composition of some selected fruit peel. European Journal of Food Science and Technology, 4(4), 12-21. https://www.eajournals.org/wp-content/uploads/Chemical-Composition-of-Some-Selected-Fruit-Peels.pdf
  43. Ruales-Salcedo, A. V., Rojas-González, A. F., & Cardona-Alzate, C. A. (2017). Obtención de compuestos fenólicos a partir de residuos de uva isabella (Vitis labrusca). Biotecnología en el Sector Agropecuario y Agroindustrial, 15(2), 72-79. https://doi.org/10.18684/bsaa(v15)ediciónespecialn2.578
  44. Salinas-Flores, A., Guevara-Aguilar, A., Natividad-Torres, E. A., Baeza-Jiménez, R., & Buenrostro-Figueroa, J. J. (2019). Efecto de las condiciones de extracción sobre la capacidad antioxidante de compuestos fenólicos de cáscara de granada. Mexican Journal of Biotechnology, 4(2), 33-46. https://doi.org/10.29267/mxjb.2019.4.2.33
  45. Sánchez, C. (2009). Lignocellulosic residues: Biodegradation and bioconversion by fungi. Biotechnology Advances, 27(2), 185-194. https://doi.org/10.1016/j.biotechadv.2008.11.001
  46. Sandulachi, E. (2012). Water activity concept and its role in food preservation. Meridian Engineering, 4, 40-48. https://utm.md/meridian/2012/MI_4_2012/8_Art_Sandulachi_E_Water.pdf
  47. Shrikanta, A., Kumar, A., & Govindaswamy, V. (2015). Resveratrol content and antioxidant properties of underutilized fruits. Journal of Food Science and Technology, 52(1), 383-390. https://doi.org/10.1007/s13197-013-0993-z
  48. SAS Institute Inc. (1999). SAS/STAT® (Versión 9.0) [Software]. SAS Institute Inc. https://www.sas.com/es_co/software/stat.html
  49. Savoie, J.-M., Mata, G., Atanasova Penichon, V., & Foulonge-Oriol, M. (2019). Using mushroom-forming fungi in preventing and reducing mycotoxins in cereal products. Scientia Fungorum, 49, e1256. https://doi.org/10.33885/sf.2019.49.1256
  50. Schwanninger, M., & Hinterstoisser, B. (2002). Klason Lignin: Modifications to improve the precision of the standardized determination. Holzforschung, 56(2), 161-166. https://doi.org/10.1515/HF.2002.027
  51. Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera [SIAP]. (2019, junio 27). Servicio de Información Agroalimentaria y Pesquera SIAP. http://infosiap.siap.gob.mx/gobmx/datosAbiertos_a.php
  52. Singleton, V. L., & Rossi, J. A. (1965). Colorimetry of total phenolics with phosphomolybdic-phosphotungstic acid reagents. American Journal of Enology and Viticulture, 16(3), 144-158. http://www.ajevonline.org/content/16/3/144.full.pdf
  53. Soccol, C. R., Ferreira da Costa, E. S., Letti, L. A. J., Karp, S. G., Woiciechowski, A. L., & Vandenberghe, L. P. de S. (2017). Recent developments and innovations in solid state fermentation. Biotechnology Research and Innovation, 1(1), 52-71. https://doi.org/10.1016/j.biori.2017.01.002
  54. Szymańska-Chargot, M., Chylińska, M., Gdula, K., Kozioł, A., & Zdunek, A. (2017). Isolation and characterization of cellulose from different fruit and vegetable pomaces. Polymers, 9(10), 495. https://doi.org/10.3390/polym9100495
  55. Vargas, Y. A., & Peréz, L. I. (2018). Aprovechamiento de residuos agroindustriales para el mejoramiento de la calidad del ambiente. Revista Facultad de Ciencias Básicas, 14(1), 59-72. https://doi.org/10.18359/rfcb.3108
  56. Verduzco-Oliva, R., & Gutierrez-Uribe, J. A. (2020). Beyond enzyme production: Solid state fermentation (SSF) as an alternative approach to produce antioxidant polysaccharides. Sustainability, 12(2), 495. https://doi.org/10.3390/su12020495
  57. Vicente, A. R., Manganaris, G. A., Sozzi, G. O., & Crisosto, C. H. (2009). Nutritional quality of fruits and vegetables. En W. J. Florkowski, R. L. Shewfelt, B. Brueckner, & S. E. Prussia (Eds.), Postharvest Handling. A Systems Approach (pp. 69-122). Academic Press. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-408137-6.00005-3
  58. Vicente, F., Cueto, M. A., de la Roza, B., & Argamentería, A. (2005). Caracterización de subproductos de la manzana para su uso en nutrición animal. ITEA, 26(2), 560-662.
  59. Wang, F., Xu, L., Zhao, L., Ding, Z., Ma, H., & Terry, N. (2019). Fungal laccase production from lignocellulosic agricultural wastes by solid-state fermentation: A review. Microorganisms, 7(12), 665. https://doi.org/10.3390/microorganisms7120665
  60. Younis, K., & Ahmad, S. (2015). Waste utilization of apple pomace as a source of functional ingredient in buffalo meat sausage. Cogent Food & Agriculture, 1(1), 1119397. https://doi.org/10.1080/23311932.2015.1119397
  61. Zambrano, C., Kotogán, A., Bencsik, O., Papp, T., Vágvölgyi, C., Mondal, K. C., Krisch, J., & Takó, M. (2018). Mobilization of phenolic antioxidants from grape, apple and pitahaya residues via solid state fungal fermentation and carbohydrase treatment. LWT, 89(1), 457-465. https://doi.org/10.1016/j.lwt.2017.11.025
  62. Zheng, H., Hwang, I.-W., & Chung, S.-K. (2009). Enhancing polyphenol extraction from unripe apples by carbohydrate-hydrolyzing enzymes. Journal of Zhejiang University SCIENCE B, 10(12), 912-919. https://doi.org/10.1631/jzus.B0920186
  63. Zhou, S., Ma, F., Zhang, X., & Zhang, J. (2016). Carbohydrate changes during growth and fruiting in Pleurotus ostreatus. Fungal Biology, 120(6-7), 852-861. https://doi.org/10.1016/j.funbio.2016.03.007
Compuestos fenólicos totales y actividad antioxidante de la fermentación en estado sólido de bagazo de manzana (Malus domestica Borkh., var. panochera). (2022). Ciencia Y Tecnología Agropecuaria, 23(2). https://doi.org/10.21930/rcta.vol23_num2_art:2103
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