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Revista Ciencia Nor@ndina 5(1): 39-50(2022) ArtÃculo de investigación
e-ISSN: 2663-6360, p-ISSN: 2707-9848 doi: 10.37518/2663-6360X2021v5n1p39
Efecto de la temperatura y tiempo de secado en la capacidad antioxidante y
color del tomate de árbol (Cyphomandra betacea) deshidratado
Effect of temperature and drying time on the antioxidant capacity and color of
dehydrated tree tomato (Cyphomandra betacea)
Kevinnain Rrossmer DÃaz López
1*
Tony Steven Chuquizuta Trigoso
1
1
Universidad Nacional Autónoma de Chota, Ciudad Universitaria Colpamatara, 06120, Chota, Cajamarca,
Perú.
*Autor de correspondencia [e-mail: kerodilok@gmail.com]
RESUMEN
Las frutas mÃnimamente procesadas se producen con el objetivo de prolongar la vida útil
del producto, llegando al consumidor todo el año sin alterar las propiedades fisicoquÃmicas
y organolépticas. En ese contexto, el objetivo en este trabajo fue determinar el efecto de la
temperatura y el tiempo de secado sobre la capacidad antioxidante, el color y la pérdida
de humedad del tomate de árbol (Cyphomandra betacea) deshidratado. Los frutos de
tomate de árbol se deshidrataron en un secador de flujo de aire caliente. Las variables
independientes fueron: temperatura (40, 50, 60 ºC) y tiempo (200, 300, 400 min), y las
variables y métodos de reacción fueron: Capacidad antioxidante (DPPH), color (Visión por
computadora) y pérdida de humedad (Gravimétrico). Los frutos de tomate de árbol se
deshidrataron en un secador con corriente de aire caliente, utilizando un diseño
experimental 3
k
con tres puntos centrales no replicables. La mayor capacidad antioxidante
(198,78 μg Eq* Trolox /g) se presentó a 50 ºC y 300 min, el mejor valor de color L*, a* y b*
con 71,52; 13,35 y 63,41 respectivamente ocurrieron a 60 ºC y 400 min, mayor pérdida de
humedad (29,84 %) ocurrió a 60 ºC y 400 min. Los valores óptimos de capacidad
antioxidante, color y pérdida de humedad se determinaron en base al análisis de la
superficie de respuesta, logrando el máximo deseable en 305 min y 57 ºC, lo que resultó
en una combinación de factor que tiene una deseabilidad general optima de 0,83.
Palabras Claves: Berenjena, actividad antioxidante, pérdida de humedad.
ABSTRACT
Minimally processed fruits are produced with the aim of prolonging the shelf life of the
product, reaching the consumer all year round without altering the physicochemical and
organoleptic properties. In this context, the objective of this work was to determine the
effect of temperature and drying time on the antioxidant capacity, color and moisture loss
of dehydrated tree tomato (Cyphomandra betacea). Tree tomato fruits were dehydrated in
a hot air flow dryer. The independent variables were: temperature (40, 50, 60 ºC) and time
DÃaz y Chuquizuta (2022). Efecto de la temperatura…
[40]
(200, 300, 400 min), and the variables and reaction methods were: Antioxidant capacity
(DPPH), color (Computer Vision) and moisture loss. (Gravimetric). Tree tomato fruits were
dehydrated in a dryer with hot air current, using a 3k experimental design with three non-
replicable central points. The highest antioxidant capacity (198.78 μg Eq* Trolox /g) was
presented at 50 ºC and 300 min, the best color value L*, a* and b* with 71.52; 13.35 and
63.41 respectively occurred at 60 ºC and 400 min, greater moisture loss (29.84%) occurred
at 60 ºC and 400 min. The optimal values of antioxidant capacity, color and moisture loss
were determined based on the analysis of the response surface, achieving the maximum
desirable at 305 min and 57 ºC, which resulted in a factor combination that has an optimal
general desirability of 0.83.
Key words: Eggplant, antioxidant activity, moisture loss.
INTRODUCCIÓN
El tomate de árbol (Cyphomandra
betacea) presenta altos niveles de
aceptación por los consumidores tanto en
estado fresco como procesado
(deshidratado), el consumo fresco per
cápita en Perú es de 1,98 kg (Lucas et al.,
2011). Su pulpa se caracteriza por ser de
sabor agridulce, su fruto pesa entre 60 a 170
g, y la cáscara se caracteriza por un fuerte
sabor amargo; la parte comestible
corresponde al 65-85% en peso, con una
humedad de 84 a 88% y 9,0 - 11,0 ºBrix
(Cerón et al., 2010). La parte comestible del
tomate de árbol presenta fibras benéficas
para la digestión, además de un alto valor
nutricional: hierro, potasio, magnesio,
fósforo y vitamina A, C y B
6
, también, posee
niveles importantes de proteÃna y carotenos,
que fortalecen el sistema inmunológico
debido a su alta capacidad antioxidante,
ácidos fenólicos, antocianinas y flavonoides,
atribuyendo los beneficios por la ingesta de
dicha fruta en la prevención de
enfermedades crónicas (Moreno et al., 2014;
Luis, 2017).
El agua contenida en las frutas y verduras
representa más del 80% de su peso, el cual
es un factor determinante para su pronta
descomposición microbiana. Se estima que,
en los paÃses en vÃas de desarrollo,
alrededor del 30 a 40% de las frutas y
verduras cultivadas, se llega a perder
debido a la falta de un adecuado manejo
post cosecha, transporte y almacenamiento;
esto se traduce en pérdida económica
(Ceballos y Jiménes, 2012).
En la actualidad se observa una
preferencia al consumo de productos
vegetales y los de preparación rápida,
destacando los productos deshidratados. La
técnica más económica y la más utilizada
para la obtención de estos productos es el
secado por flujo de aire caliente, si bien
presentan dificultades para su rehidratación,
esto se debe al daño térmico producido al
aplicar temperaturas elevadas (Fuente et al.,
2003). La deshidratación alarga la vida útil
de los productos, durante el secado de
frutas y hortalizas se originan cambios en
sus componentes originales, los cuales
afectan a la calidad del producto final, su
propósito principal es disminuir el peso,
agua y el volumen de los mismos, bajo
ciertas condiciones como temperatura,
humedad y tiempo, Siendo la variable mas
importante en el deshidratado la
temperatura, influyendo en el tiempo y en
las reacciones degradativas, afectando el
valor nutricional y las propiedades
DÃaz y Chuquizuta (2022). Efecto de la temperatura…
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organolépticas de los mismos (Gonzalez et
al., 2008).
Por lo expuesto el objetivo fue
determinar el efecto de la temperatura y
tiempo de secado en la capacidad
antioxidante, el color y la pérdida de
humedad del tomate de árbol
(Cyphomandra betacea) deshidratado.
MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo de investigación se llevó a cabo
en la Universidad Nacional Autónoma de
Chota, en el laboratorio de tecnologÃas
limpias de la Escuela Profesional de
IngenierÃa Agroindustrial, ubicada en la
comunidad de Colpa Huacaris, distrito y
provincia de Chota, región de Cajamarca,
sus coordenadas son: por el este 760414.00
m E, y por el sur 9277008.00 m S a una
altitud de 2473 m.s.n.m. los veranos son
nublados y confortables, y los inviernos son
frescos y parcialmente nublados, con
temperaturas que oscilan entre los 7 ºC y los
23 ºC (SENAMHI, 2022), este estudio
también se realizó en la Universidad
Nacional de Cajamarca. Se utilizaron los
frutos de tomate de árbol, de la comunidad
de Pingobamba Alto, los cuales fueron
seleccionados, lavados y desinfectados,
posteriormente los frutos enteros fueron
deshidratados por flujo de aire caliente. El
estudio fue conducido en diseño
completamente al azar en arreglo factorial
3
k
(3
2
= 9) con tres puntos centrales
replicables, haciendo un total de 12
tratamientos, siendo el primer factor tiempo
con tres niveles (200, 300, y 400 min) y el
segundo factor temperatura con tres niveles
(40, 50, 60 ºC).
Después del deshidratado a cada
muestra se realizó un análisis fÃsico quÃmico
de pérdida de humedad (%), color (L, a*, b*)
y capacidad antioxidante (DPPH), del
tomate de árbol. La pérdida de humedad se
analizó por el método gravimétrico según
Monsalve y Machado (2007); Zaldivar y
Cornejo (2011). Luego se realizó el análisis
de imagen utilizando el método de visión
por computadora descrita por Chuquizuta
et al. (2016), que consistió en obtener
imágenes del fruto en formato *.jpg y
mediante una secuencia lógica e interfaz
gráfica fueron descompuestas en sus
coordenadas L*, a*, b* utilizando el software
Matlab 2011b desarrollado por Chuquizuta
et al. (2016). Luego se determinó la
capacidad antioxidante por el método de la
decoloración del radical 2,2-difenil-1-
picrilhidrazilo (DPPH) descrita por Salas
(2017), los frutos se trituraron en un mortero,
luego se filtró, y el extracto se centrifugó a
4000 rpm a temperatura ambiente por 15
min, el sobrenadante de cada muestra se
colocó en un envase ámbar, protegido de la
luz con papel aluminio, luego se enfrió a (-
20 ºC) durante 24 h para luego realizar las
pruebas de capacidad antioxidante, la
prueba estadÃstica que se aplicó a los datos
obtenidos de cada una de las variables fue
superficie de respuesta, con un nivel de
significancia del 95%.
RESULTADOS Y DISCUSIONES
Análisis fisicoquÃmico del tomate de árbol
fresco
En la Tabla 1, se muestran los resultados
del análisis fisicoquÃmico de tomates de
árbol frescos de la variedad criollo pintón,
cosechados en estado maduro y firme con
un porcentaje de 83,63% de humedad en
base húmeda, ligeramente menor en
comparación con lo reportado por Navarro
(2017) con 84,64%. Asimismo, se obtuvo un
pH de 3,06 dentro del rango de pH de 3 a
4 del tomate de árbol de la variedad
anaranjado pintón (Carrera, 2013). De igual
DÃaz y Chuquizuta (2022). Efecto de la temperatura…
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manera, la cantidad de sólidos solubles
medidos por ºBrix en tomate de árbol fresco
fue de 11,5, ligeramente superior al
resultado reportado por Carrera (2013) con
11,1. De igual forma, el porcentaje de acidez
medido en base al ácido primario (ácido
cÃtrico) fue de 0,92% inferior a los resultados
descritos por Carrera (2013), quien reportó
un valor de acidez de 1,2%; Estas diferencias
dependen del área de cultivo, el tipo de
suelo y los factores climáticos que pueden
cambiar la composición fisicoquÃmica de los
frutos de tomate de árbol.
Tabla 1. Análisis fÃsico quÃmico del tomate
de árbol fresco.
Análisis quÃmico
proximal
Muestra fresca
% humedad en
base húmeda
83,63% ± 0,5
pH
3,6 ± 0,02
ºBrix
11,5 ± 0,25
% Acidez
0,92 ± 0,01
Capacidad antioxidante del tomate de árbol
deshidratado
En la Tabla 2, se muestra la capacidad
antioxidante de los 12 tratamientos de los
frutos de tomate de árbol deshidratados, el
tratamiento 5 (tiempo 300 min y
temperatura de 50 ºC) presentó la mayor
capacidad antioxidante (198,79 μg Eq*
Trolox/g) y el tratamiento 3 (tiempo 400 min
y temperatura de 60 ºC) presento la menor
capacidad antioxidante (179,72 μg Eq*
Trolox/g). Sin embargo, estos resultados no
guardan relación con los reportados por
Barcia (2014), quien encontró que al aplicar
una temperatura de 60 ºC y un tiempo de
600 min, los frutos deshidratados de tomate
de árbol exhibieron una capacidad
antioxidante de 90 μg Trolox/g, el cual es
inferior al obtenido debido al prolongado
tiempo de secado que reduce la capacidad
antioxidante. La aplicación de alta
temperatura de secado reduce la capacidad
antioxidante debido a la descomposición de
los compuestos antioxidantes (Salas, 2017).
Este mismo comportamiento se observó
durante el secado de tomate de árbol, lo
que indica que los compuestos son
sensibles a alta temperatura como:
carotenoides, ácido ascórbico, compuestos
fenólicos, etc. se descomponen durante el
secado (Sumaran, 2019). Repo y Encina
(2008) reportaron que la intensidad de color
caracterÃstico de los frutos de tomate de
árbol disminuyó debido a la degradación de
los carotenoides, este comportamiento de
reducción de la intensidad de color se
observó durante el proceso de secado del
fruto de tomate de árbol (Figura 3). Por otro
lado, la capacidad antioxidante de los
alimentos vegetales no está determinada
por las capacidades antioxidantes total de
cada componente, sino que depende del
microambiente en el que se encuentre,
tenga la capacidad de interactuar entre sÃ,
produciendo efecto sinérgico o inhibidor
(Muñoz et al., 2007).
Tabla 2. Capacidad antioxidante del tomate de árbol deshidratado.
T
Tiempo
(min)
T (ºC)
Capacidad antioxidante
(µg Eq* Trolox /g)
1
400
50
196,43
2
200
60
191,83
3
400
60
179,72