Resumen

Los cladodios de Opuntia ficus indica var. Atlixco son una fuente de fibra dietética y de compuestos bioactivos. En esta tesis doctoral se analizó la composición química, el contenido de polifenoles totales y la capacidad antioxidante de muestras de polvo procedentes de cladodios en tres diferentes etapas de maduración (30, 45 y 60 días). Los cladodios de 60 días tuvieron el mayor contenido de fibra dietética, mientras que el extracto de 45 días tuvo el mayor contenido de polifenoles totales, y de capacidad antioxidante según ABTS. Los principales minerales determinados por ICP-OES fueron calcio, potasio, magnesio, fósforo y sodio, encontrando mayores cantidades de potasio y calcio. Se utilizó Cromatografía Líquida-ionización por Electrospray-Espectrometría de Masas en tándem (LC-ESI-MS/MS) para la identificación y cuantificación de polifenoles en cladodios con 60 días de maduración (60 d), los cuales, debido a su tamaño (30> cm) ya no son aceptables para su comercialización. Se identificaron en mayor proporción los ácidos piscídico y eucómico y los derivados de isorhamnetina. Además, se investigó la resistencia al estrés oxidativo y la capacidad antiadipogénica en el modelo animal Caenorhabditis elegans. El extracto de cladodios 60-d aumentó la tasa de supervivencia de C. elegans cuando se expuso a condiciones de estrés oxidativo. De acuerdo con los hallazgos de este estudio , el extracto y los cladodios en polvo disminuyeron la deposición de grasa en el intestino de C. elegans. En una etapa posterior, se evaluó el efecto de la sustitución de la harina de trigo por cladodios en polvo Opuntia ficus indica var. Atlixco en la preparación de galletas y cómo esta sustitución influye en sus propiedades físicas, contenido de polifenoles, capacidad antioxidante y propiedades sensoriales. Asimismo, para la galleta mejor evaluada sensorialmente, se realizó la isoterma de sorción como instrumento para predecir la vida útil y la aceptabilidad del producto. Como última parte del proyecto, se llevó a cabo un ensayo de intervención en adolescentes con sobrepeso u obesidad, se evaluó el efecto de los cladodios en polvo en la formulación de una galleta funcional alta en fibra con respecto a una galleta control. Se analizaron los parámetros bioquímicos de glucosa, colesterol y, triglicéridos, y los parámetros antropométricos de peso, circunferencia de cintura y, circunferencia de cadera. Para los valores antropométricos, no se observó diferencia significativa entre los dos grupos durante el tiempo de estudio. Los resultados obtenidos de los parámetros bioquímicos mostraron una diferencia significativa para los valores de, glucosa, colesterol y triglicéridos con una reducción de los niveles en el grupo de estudio que consumió la galleta formulada con cladodios en polvo, mientras que el grupo control, no presentó reducción en los parámetros estudiados. Además de los beneficios para la salud y la nutrición, los resultados obtenidos son un incentivo para la continuación de estudios relacionados y el desarrollo de nuevos productos funcionales.

Abstract

Cladodes of Opuntia ficus indica var. Atlixco are a source of dietary fiber and bioactive compounds. In this doctoral thesis, the chemical composition, total polyphenolic content, and antioxidant capacity of powder samples, from three different ripening stages were analyzed (30, 45 and 60 days). The 60 d cladodes had the highest content of dietary fiber, while the extract of 45 days had the highest content of total polyphenols, and antioxidant capacity according to ABTS. Major minerals determined by ICP-OES were calcium, potassium, magnesium, phosphorus, and sodium, finding higher amounts of potassium and calcium. Liquid chromatography?electrospray ionization?tandem mass spectrometry (LC-ESI-MS/MS) was used for the identification and quantification of polyphenols on cladodes with 60 days of ripening (60 d), due to their size (> 30 cm) they are no longer acceptable for commercialization; piscidic and eucomic acids and isorhamnetin derivatives were identified in greater proportions. Additionally, resistance to oxidative stress and antiadipogenic capacity were investigated on the animal model Caenorhabditis elegans. The extract of 60-d cladodes increased the survival rate of C. elegans when exposed to oxidative stress conditions. According to our findings, the extract and powdered cladodes decreased fat deposition in the intestine of C. elegans. At a later stage, it was evaluated the effect of replacing wheat flour with powdered cladodes Opuntia ficus indica var. Atlixco in the preparation of cookies and how this substitution influences its physical properties, polyphenols content, antioxidants capacity, and sensory properties. Likewise, for the best evaluated sensorial cookie, the sorption isotherm was used as an instrument to predict the shelf life and acceptability of the products. As the last part of the project, an intervention trial was carried out in overweight or obese adolescents, evaluating the effect of powdered cladodes in the formulation of a high-fiber functional cookie compared to a control cookie. The biochemical parameters of glucose, cholesterol and triglycerides were evaluated, as well as the anthropometric parameters of weight, waist circumference and hip circumference. For anthropometric values, no significant difference was observed between the two groups during the study time. The results obtained from the biochemical parameters showed a significant difference for glucose, cholesterol, and triglyceride values with a reduction in levels in the study group that consumed the cookie formulated with powdered cladodes, while the control group did not present a reduction in the parameters studied. In addition to the health and nutritional benefits, the results obtained are an incentive for continuation of related studies and development of new functional products.

Palabras clave: Opuntia ficus indica, cladodios, fibra dietética, compuestos bioactivos, alimentos funcionales..

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Índice de contenido

Portada

Agradecimientos

Índices

Capítulo 1. Introducción

Capítulo 2. Justificación

Capítulo 3. Objetivos

Capítulo 4. Marco teórico

Capítulo 5. Metodología

Capítulo 6. Resultados y discusión

Capítulo 7. Conclusiones y recomendaciones

Referencias

Anexo A. Consentimiento informado por parte de padres o tutores

Anexo B. Carta aceptación proyecto de intervención

Anexo C. Evidencias de participación en congresos y publicaciones

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Aparicio Ortuño, R. 2024. Evaluación de las propiedades bioactivas y la fibra dietética de cladodios de nopal en polvo (Opuntia ficus indica variedad Atlixco), su utilización en alimentos funcionales y su efecto en la dieta de una población infantil con sobrepeso u obesidad. Tesis Doctorado. Ciencia de Alimentos. Departamento de Ingeniería Química, Alimentos y Ambiental, Escuela de Ingeniería, Universidad de las Américas Puebla. Junio. Derechos Reservados © 2024.