Ir al contenido principal Ir al menú de navegación principal Ir al pie de página del sitio

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
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
Benemérita Universidad Autónoma de Puebla
agroindustria análisis proximal fitoquímicos Pleurotus ostreatus residuo lignocelulósico

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.

Ibarra-Cantún, D. ., Ramos-Cassellis, M. E. ., Sánchez-Arzubide, M. G. ., Castelán-Vega, R. del C., & Marín-Castro, M. A. (2022). Compuestos fenólicos totales y actividad antioxidante de la fermentación en estado sólido de bagazo de manzana (Malus domestica Borkh., var. panochera). Ciencia Y Tecnología Agropecuaria, 23(2). https://doi.org/10.21930/rcta.vol23_num2_art:2103

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Diario Oficial de la Federación [DOF]. (1985). Norma de Muestreo – Método de Cuarteo (NMX-AA-15-1985), México.

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

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

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

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

Helrich, K. (Ed.). (1990). Official methods of analysis of the Association of Official Analytical Chemists (Vol. II). AOAC.

Horwitz, W. (Ed.). (2006). Official methods of analysis of AOAC International. AOAC International.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Pandey, A. (2003). Solid-state fermentation. Biochemical Engineering Journal, 13(2-3), 81-84. https://doi.org/10.1016/S1369-703X(02)00121-3

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

SAS Institute Inc. (1999). SAS/STAT® (Versión 9.0) [Software]. SAS Institute Inc. https://www.sas.com/es_co/software/stat.html

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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.

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

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

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

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

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

Descargas

Los datos de descargas todavía no están disponibles.

Métricas

934 | 555 | 114




 

Creative Commons License

Esta obra está bajo una licencia internacional Creative Commons Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0.