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I SEMINARIO REGIONAL DE PROTECCIÓN E INNOVACIÓN EN
PRODUCTOS NATURALES DE ORIGEN PERUANO
EXPERIENCIA DE INVESTIGACIÓN EN RECURSOS
VEGETALES NATIVOS Y DOMESTICADOS EN LA
UNIVERSIDAD NACIONAL DEL CENTRO DEL PERÚ
REGIÓN JUNÍN - HUANCAYO
Ing. Norma Gamarra Mendoza [email protected]
Mayo, 2015
Identificación y caraterización morfobotánica de especies y variedades de ajíes de la
provincia de Oxapampa – Región Pasco, 2008 – 2010. Financiado por INCAGRO –
UNCP.
Cultivo en invernadero y campo abierto de ajíes nativos y domesticados en la provincia
de Oxapampa - Región Pasco, 2008 – 2010. Financiado por INCAGRO – UNCP.
Extracción con CO2 - supercrítico y cuantificación de capsaicinoides y carotenoides de
ajíes nativos y domesticados de la Provincia de Oxapampa – Región Pasco. 2008 -
2010 Financiado por INCAGRO – UNCP.
Extracción con CO- supercrítico y cuantificación de antocianinas monoméricas de tres
accesiones de oca de la Región Junín. 2011-2012. Financiado por el CONCYTEC
Formulación de un alimento deshidratado dulce a base de harina de oca morada y
cuantificación del contenido de polifenoles y capacidad antioxidante. 2011-2012.
Financiado por el CONCYTEC
Extracción de glucosinolatos de tres accesiones de mashua (Tropaelum tuberosum) y
capsaicinoides de venas de ají panca y amarillo, para la formulación de un
bioinsecticida y su aplicación en el cultivo de maca, quinua y retama (no cultivable) de
la Región Junín. 2013-2016. Financiado por el FINCYT – UNCP. En ejecución.
Extracción de carotenoides de zanahoria, ají panca y amarillo para la pigmentación
natural de truchas Arco Iris en la Región Junín. 2014 – 2016. En ejecución.
Identificación y caraterización morfobotánica de especies y variedades
de ajíes de la provincia de Oxapampa – Región Pasco, 2008 – 2010.
Financiado por INCAGRO – UNCP.
INTRODUCCIÓN
El Perú es uno de los principales centros de origen y diversificación
de una gran cantidad de especies de ajíes (Capsicum), así lo
refrendan los estudios paleobotánicos y representaciones
culturales de la época pre inca, que fueron evidentes en sus
manifestaciones religiosas, funerales y artísticas (cerámicos,
textiles, etc.). En las excavaciones de Huaca Prieta, Valle de
Chicama (La Libertad) se encontró C. baccatum var. pendulum y
var. Baccatum; y en Ucayali, Pucallpa encontraron C. Chinense.
Escaso conocimiento de
especies y variedades de ajíes
nativos y domesticados en la
provincia de Oxapampa
Identificar y evaluar las
características morfobotánicas
de las diferentes colecciones
de ajíes
Clasificar o agrupar en
especies las diferentes
colectas de ajíes.
UBICACIÓN GEOGRÁFICA PARA LA COLECCIÓN DE AJÍES
ESPECIES DE AJÍES (Capsicum) NATIVOS Y CULTIVADOS COLECTADOS EN LA PROVINCIA DE OXAPAMPA REGIÓN PASCO
Evaluación y clasificación morfobotánica
Dendograma del análisis de 42
caracteres cualitativos para 10
colecciones de ajíes, agrupados
en siete grupos a una distancia
del 35%
Leyenda:
Grupo I. C. annuum Var. annuum (3PZ1)
Grupo II. C. baccatum var. pendulum (5PB2)
C. baccatum var. pendulum (4PI7)
C. baccatum var. pendulum (4PM3)
Grupo III. C. chinense J a c q v e l a f f (4P10)
Grupo IV. C. chinense J a c q . (2HA1)
C. chinense J a c q . (4PBA4 )
Grupo V. C. frutescens L . (4PR1)
Grupo VI. C. chínense j a c q . (4PBA5 )
Grupo VII. C. pubescens R u i z & P a v
(2HA2)
Resultados de clasificación de ajíes colectados en la provincia de Oxapampa
CONCLUSIÓN
En la provincia de Oxapampa – Región Pasco existe al menos las cinco especies de ajíes:
Capsicum bacatum, chinense, annumm, frutescen, y pubescen.
Dentro de las especies de Capsicum bacatum y chinense existen muchas variedades de
ajíes, cuyos frutos difieren en color, tamaño y forma y más aun son originarias del país.
Cultivo en invernadero y campo abierto de ajíes nativos y domesticados
en la provincia de Oxapampa - Región Pasco, 2008 – 2010. Financiado
por INCAGRO – UNCP.
PREPARACIÓN DE ALMÁCIGOS Y CULTIVO EN INVERNADERO Y
CAMPO ABIERTO
Objetivos:
Evaluar el cultivo de ajíes
nativos y domesticados en
condiciones ambientales
controlados
Extracción con CO2 - supercrítico y cuantificación de capsaicinoides y
carotenoides de ajíes nativos y domesticados de la Provincia de
Oxapampa – Región Pasco. 2008 - 2010 Financiado por INCAGRO –
UNCP.
Capsaicinoides
Carotenoides
Problema de investigación
Insuficiente conocimiento sobre el contenido de capsaicinoides y
carotenoides de ajíes nativos y domesticados de la provincia de Oxapampa
Ajíes (Capsicum):
Ají charapita y habanero (C. chinense),
Pinchito de mono (C. frutescens), Ají corazón (C. baccatum),
Rocoto (Capsicum pubescen), Paprika (C. annumm)
Capsaicinoides
Carotenoides Ajíes (Capsicum):
Ají charapita y habanero (C. chinense),
Pinchito de mono (C. frutescens), Ají corazón (C. baccatum),
Rocoto (Capsicum pubescen), Paprika (C. annumm)
Objetivos:
Evaluar el contenido de capsaicinoides y carotenoides de ajíes nativos y
domesticados
Evaluar los parámetros de presión y temperatura de extracción con CO2-supercrítico
Flujo de extracción de oleorresina de ajíes con SC-CO2
Materia prima
Secado
Molienda y
Tamizado
Extracción
Con CO2 -SC
Separación
Oleorresina Torta
Presurizado
200 y 400 bar
35 y 55°C, 1,5 - 3h.
Despresurizado
8-10 bar
40°C x 20 h
8-12% humedad 40°C x 20 h
8-12% humedad
0,45 – 1 mm
RESULTADOS
Capsaicinoides (B)
1= nordihidrocapsaicina,
2=capsaicina
3=dihidrocapsaicina
Carotenoides (A)
1= B- Caroteno
2=B-Criptoxantina
3=Zeaxantina
4=Capxantina
Cromatogramas de
capsaicinoides y carotenoides
de ajíes nativos
DH
C
Patrón
Cromatogramas de capsaicinoides de rocoto extraído por CO2 supercrítico y
método clásico
Extracción
con soxhlet
(THF)
0.0 2.5 5.0 7.5 10.0 12.5 15.0 17.5 min
0
25
50
75
100
mAU
280nm,4nm (1.00)
Extracción
con SC-CO₂
ND
HC
DH
C
CA
P
SC-CO2
(Bar/ªC/t)
Especies de
Capsicum
NDHC (mg/100 g ms)
CAP (mg/100 g ms)
DHC (mg/100 g ms)
Capsaicinoides
totales (mg/100 g ms)
SHU
(Pungencia)
200/55/1.5 Paprika (C. annuum) 110.37 82.78 63.19 256.34 38 451
200/55/3 Ají corazón (C.
baccatum) 376.99 2933.09 2726.66 6036.73 905 509
400/55/3 Ají
omnicolor(C.baccatum) 198.19 1954.12 902.46 3054.78 1 041 195
400/55/3 Ají de mesa
(C.baccatum 215.91 4394.47 2330.92 6941.30 458 216
200/55/3 Ají charapita (C.
chinense) 278.42 25131.71 4255.03 29665.16 4 449 774
200/35/3 Ají habanero (C.
chinense) 232.34 4405.76 1316.21 5954.31 893 147
400/35/1.5 Ají pinchito de mono (C.
frutescens) 1028.00 24775.23 7150.18 32953.41 4 943 011
400/35/1.5 Rocoto (C. pubescens) 792.50 2422.74 1549.37 4764.61 719 691
Contenido de capsaicinoides de ajíes extraído con CO2 supercrítico
Cromatogramas de carotenoides (A) y capsaicinoides (B) de paprika
Capsaicinoides (B)
1= nordihidrocapsaicina,
2=capsaicina
3=dihidrocapsaicina
Carotenoides (A)
1= B- Caroteno
2=B-Criptoxantina
3=Zeaxantina
4=Capxantina
0.0 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 min
0
25
50
75
100
mAU
474nm,4nm (1.00)
B-c
aro
teno
B-c
rip
tna
osan
ti
za
xa
ntin
a
Extracción con SC-
CO2(C)
Patrón (A)
Cromatogramas de Carotenoides de rocoto extraídos con CO2, supercrítico
Extrac. soxhlet (B)
SC-CO2
(Bar/ªC/t)
Especies de
Capsicum
β –
caroteno
[mg/100gms]
β – criptoxan
tina [mg/100g
ms]
zeaxantina
[mg/100g
ms]
capsan
tina [mg/100g
ms]
Carotenoides
totales
[mg/100g
ms]
200 /55/1.5
Paprika (C. annuum) 995,07 192,71 505,01 78.97 1771,76
400 /55/3
Ají corazón (C. baccatum)
330,55 142,23 267,39 180.63 920,79
400/55/3 Ají omnicolor(C.baccatum) 144,10 135,54 216,87 131.26 627,78
400 /55/3 Ají de mesa (C.baccatum 142,63 121,31 233,28 29.33 526,54
400/55/3 Ají charapita (C. chinense) 1281,82 179,59 820,57 238.76 2520,73
400 /55/3 Ají habanero (C. chinense) 330,55 64,48 223,11 130,94 750,07
200 /55/3
Ají pinchito de mono (C.
frutescens) 281,77 50,36 82,23 41,60 455.96
400 /55/3 Rocoto (C. pubescens) 251,47 58,40 181,05 117,03 607.95
Resultado del contenido de carotenoides de ajíes extraídos con CO2- supercrítico
Los ajíes nativos charapita (C.chinense) y pinchito de mono (C. frutescen) presentan
los más altos contenidos de capsaicinoides totales 4 449 774, 4 943 011, mg/100 g,
respectivamente.
El ají charapita (400 bar /55 °C/3 h) y paprika (200 bar /55 °C/1.5 h) mostraron los más altos
contenidos de carotenoides
La extracción con SC - CO₂ de capsaicinoides,
permitió el aislamiento selectivo a 200 y 400 bar de presión y 35 – 55”C, comparado a
los métodos clasicos de extracción
CONCLUSIÓN
•
Extracción de carotenoides de zanahoria, ají panca y amarillo para la
pigmentación natural de truchas Arco Iris en la Región Junín. 2014 –
2016. Financido por el FINCYT –UNCP. En ejecución.
PLANTEAMIENTO Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
El uso indiscriminado de astaxantina (colorante artificial) en
la pigmentación de truchas es cada vez mayor, para
enmascarar el color del tejido muscular y hacer más
atractivo al consumidor. Sin embargo, el uso de este
ingrediente artificial es una problemática que atenta contra
la salud y economía de los consumidores, ya que estos
pigmentantes sintéticos (astaxantina) tienen efectos
nocivos y son muy costosos y en cierta manera determinan
el precio del producto en el mercado. Por otro lado,
contamos con recursos vegetales (zanahoria y ajíes) con
un potencial de carotenoides, que son pigmentantes
naturales por excelencia y que no están siendo utilizados
previa investigación en la pigmentación de alimentos.
Porque el uso de zanahoria y ajíes?
Estructura química de los carotenoides
PESADO
MACERADO
FILTRADO
SEPARADO DE FASES
1 g de muestra seca molida
Con 10 mL de acetona-etanol (1:1) hasta que
quede blanca la muestra. En agitación magnética
(500 RPM, 10 °C)
Con papel filtro Whatman poro grueso
Se mezcla el aforado con 25 mL de hexano
y 12.5 mL de agua
Agitar vigorosamente.
REPOSO
Por 30 minutos. Y se lleva a lectura
la fase oleosa.
LECTURA
ESPECTROFOTOMETRIA Y
HPLC
Se afora a 50 mL el extracto coloreado con
acetona-etanol
Blanco: Hexano
A 470 nm
AFORADO
Figura 1. Diagrama de flujo de la extracción de carotenoides por maceración al frío
.
Determinación por HPLC de carotenoides totales en el ají amarillo
Cromatograma de carotenoides de ají amarillo secado a 40°C: B = Beta caroteno, BC = beta
criptoxantina, Z= zeaxantina y Cna = capxantina
Cromatograma de carotenoides de la zanahoria secado a 40°C
Acondicionamiento del alimento para truchas con harina de zanahoria
y de ají amarillo de acuerdo al contenido de carotenoides
PISIGRANJA CONSORCIO SAN
PEDRO-COMAS -
CONCEPCIÓN-REGION JUNIN
Harina de
Zanahoria
Peso
biomasa
Peso promedio
individual (g.)
Harina de Ají
Peso biomasa
Peso promedio
individual (g.)
30 días
Peso total de
truchas (kg)
28.400 242 25.400 215
Número total de
truchas x tanque
117 118
45 días
Peso total de
truchas (kg)
35.752 306 33.113 281
Número total de
truchas x tanque
117 118
60 días
Peso total de
truchas (kg)
39.250 37.250
Número total de
truchas x tanque
115 341 115 324
Evaluación de la ganancia peso de truchas durante el periodo de suministro de
carotenoides de zanahoria y ají periodos.
Comparación de truchas pigmentadas con carotenoides de ají y zanahoría
naturalmente.
a15 días. A 60 días.
A 30 días.
Harina de ají Harina de zanahoria Harina de
zanahoria Harina de ají Harina de
zanahoria
Harina
de ají
Testig
o
Extracción de glucosinolatos de tres accesiones de mashua (Tropaelum
tuberosum) y capsaicinoides de venas de ají panca y amarillo, para la
formulación de un bioinsecticida y su aplicación en el cultivo de maca, quinua y
retama (no cultivable) de la Región Junín. 2013-2016. Financiado por el
FINCYT – UNCP. En ejecución.
PROBLEMA DE INVESTIGACIÓN
Escaso conocimiento del contenido de capsaicinoides de residuos de venas de ajíes.
Desecho sólido con un potencial bioinsecticida.
Pocos estudios sobre el contenido de glucosinolatos de mashua
Uso agresivo de agroquímicos sintéticos en el cultivo de quinua, y maca, siendo productos
de gran valor comercial.
Presencia de insectos plaga en la planta ornamental de retama del valle del Mantaro
OBJETIVOS
Evaluar el conteniddo de capsaicinoides de venas de ají panca y amarillo
Determinar el contenido de glucosinolatos de trees accesiones de mashua
Evaluar el efecto letal de capsaicinoides y gluccosinolatos en insectos plaga de quinua, maca
y retama de la Región Junín
RESIDUO DE VENAS DE AJÍ DE LA INDUSTRIA DE PROCESAMIENTO DE AJÍES
Secado
VENAS DE AJÍ
Molienda
50 ºC hasta que las venas y semillas
alcancen una humedad entre10-12 % ± 2
Tiempo de molienda 30 segundos
Tamizado Tamaño de la partícula : 0.45 – 1,0 mm
Lavado y desinfectado
Separación de venas y
semilla
Extracción por
maceración
Evaporación
Solvente: Etanol p.a. 99.9 %, 60 ºC, 270
RPM, tiempo de 25 horas.
40º C y a una presión de vacío de 20
inHg., tiempo aproximado de 15 min
Cuantificación de
capsaicinoides por
HPLC
280 nm. Tiempo de la corrida: 20 min.
mm
Cromatograma de capsaicinoides de venas de ají panca de Sazón Lopeza. Condiciones de
extracción: tamaño de partícula 0.425 < Ø > 1mm, 50°C, maceración de 25 h, agitación 270 rpm, 4 g
de muestra
Cromatograma de glucosinolatos de maashua chispeada
N° de
Repeticiones
N° de Insectos Numero de
Insectos Totales Muertos Vivos
1 39 11 50
2 42 8 50
3 43 7 50
Promedio 41.33 8.67 50
N° de
Repeticiones
N° de Insectos Numero de
Insectos Totales Muertos Vivos
1 33 17 50
2 30 20 50
3 32 18 50
Promedio 31.67 18.33 50
Tabla 1. Resultados preliminares del efecto letal en áfidos de retama de
los extractos de Capsaicinoides a una concentración del 5%
Tabla 2.. Extracto de capsaicinoides a una concentración del 2,5%
N° de
Repeticiones
N° de Insectos Numero de
Insectos
Totales Muertos Vivos
1 48 2 50
2 47 3 50
3 43 7 50
Promedio 46.00 4.00 50
Tabla 02: Efecto letal en áfidos de retama de los extractos de
Glucosinalatos a una concentración del 75%
Tabla 02: Glucosinalatos a una concentración del 50%
N° de
Repeticiones
N° de Insectos Numero de
Insectos
Totales
Muertos Vivos
1 28 22 50
2 30 20 50
3 32 18 50
Promedio 30.00 20.00 50
Glucosinalatos en concentraciones de 75% y 50% resultaron con una Dosis
letal media (DL50) favorable in vitro, que será utilizado en campo al 50%.
Pruebas in vitro del efecto letal de capsaicinoides y glucosinolatos
de ají y mashua en áfidos de retama
CONCLUSIÓN
De acuerdo a los ensayos preliminares existe un efecto letal de capsaicinoides al 2,5% de venas de ají
panca sobre áfidos insectos plaga de retama
Se logró un efecto letal considerable de glucosinolatos al 50% en áfidos de retama
GRACIAS