El objetivo del estudio fue evaluar los residuos de papaya como colorante natural en pan. Se extrajeron carotenoides totales del epicarpio liofilizado de papaya usando ultrasonido. Se prepararon cuatro formulaciones de pan, tres con 0.22, 0.39 y 0.47 mg de b-caroteno/100 g de extracto. La concentración de carotenoides fue mayor en el tratamiento con 3.9 mg kg-1 de extracto, y presentó la menor diferencia de color (ΔE=0.48) en comparación con el control con tartrazina. Los resultados indican que 3

1. Agronomía Colombiana 34(1Supl.), S292-S294, 2016
Evaluación de los residuos de papaya como colorante natural en pan
Assessment of papaya wastes as a natural dye in bread
Luis Ordoñez-Santos1
, Adriana Micanquer-Carlosama1
, Gina Melo1
y Jessica Recalde1
sintéticos. El objetivo del presente estudio fue evaluar los
residuos de papaya como colorante natural en pan.
Materiales y métodos
Materiales
Se empleó el epicarpio de papaya con estado de madurez
5, obtenida en la procesadora de frutas Acopi (Valle del
Cauca). Se utilizó aceite de girasol como solvente extractor
y los ingredientes en la formulación del pan se obtuvieron
en un supermercado local.
Liofilización del epicarpio de papaya
El epicarpio de papaya (Carica papaya Tainung) selec-
cionado se colocó en bandejas de aluminio con 50 g cada
una, se llevaron al ultra congelador (New Brunswick-U101,
UK) por 6 h a -56o
C, seguidamente se liofilizó (Labconco,
Kansas City, MO) a 0,110 mbar de presión de vacío y –80o
C.
Finalmente, se molió en molino eléctrico hasta un tamaño
de partícula < 1mm.
Introducción
La producción mundial de papaya en el 2010 alcanzó las
11,22 millones de toneladas (Evans y Ballen, 2012, citado
por Parniakov et al., 2014). Durante el procesamiento, la
semilla y la piel representan del 20 al 25% del peso del
fruto (Parniakov et al., 2014). Ordoñez-Santos et al. (2014)
reportan concentraciones importantes de carotenoides en
residuos de papaya (5,881±0,35 mg β-caroteno/100 g de
residuo). La importancia de los carotenoides radica en sus
propiedades antioxidantes, además pueden ser utilizados
como aditivos alimentarios en sustitución de antioxidan-
tes y/o nutracéuticos sintéticos (Parniakov et al., 2014).
La demanda de colorantes naturales es importante, por lo
que los carotenoides pueden ser utilizados como pigmentos
naturales, ya que son los responsables de los colores na-
ranja, amarillo y rojo en los alimentos (Ordoñez-Santos et
al., 2014). Por lo tanto, el aprovechamiento de los residuos
de las frutas como colorante en un alimento como el pan,
sería una alternativa viable en la sustitución de colorantes
resumen ABSTRACT
El objetivo de este estudio fue evaluar los residuos de papaya
como un colorante natural en pan. Los carotenoides totales
presentes en epicarpio liofilizado de papaya, se obtuvieron
utilizando la extracción asistida por ultrasonido. Se elaboraron
cuatro formulaciones de pan, a tres de las muestras se les adicio-
nó 0,22; 0,39 y 0,47 mg b-caroteno/100 g de extracto y se evaluó
el color superficial y la concentración de carotenoides totales
frente un control (4 ppm tartrazina). Los resultados indican
que la concentración de carotenoides totales en las muestras
presentó un rango entre 1,93 y 4,04 mg/100 g muestra, y el tra-
tamiento con 3,9 mg kg-1
extracto presentó la menor diferencia
total de color (ΔE)=0,48 frente al control. Se concluye que la
concentración de 3,9 mg kg-1
extracto, puede ser una potencial
alternativa para sustituir el uso del pigmento de tartrazina en
la elaboración del pan.
The objective of this study was to evaluate residues of pa-
paya as a natural dye for bread. Total carotenoids present
in the lyophilized papaya epicarp were obtained using the
ultrasound-assisted extraction. Four bread formulations were
prepared , three of the samples were added 0.22, 0.39 and 0.47
mg b-carotene/100 g extract, and according to that the surface
color and total carotenoid concentration versus control (4 ppm
tartrazine) was evaluated. The results indicate that the con-
centration of total carotenoids present in the sample a range
of 1.93-4.04 mg/100 g sample, and treatment with 3.9 mg kg-1
extract showed the lowest difference in total color (ΔE)=0.48
vs. control. It was concluded that the concentration of 3.9 mg
kg-1
extract may be a potential alternative to replace the use of
pigment tartrazine in making bread.
Palabras clave: carotenoides, ultrasonido, tartrazina, aceite
de girasol.
Key words: carotenoids, ultrasound, tartrazine, sunflower oil.
ISSN: 0120-9965 Fecha de recepción: 12-05-2016 Aceptado para publicación: 21-09-2016 Doi: 10.15446/agron.colomb.v34n1supl.57792
1
Departamento de Ingeniería, Facultad de Ingeniería y Administración, Universidad Nacional de Colombia. Palmira (Colombia). leordonezs@unal.edu.co

2. S293Ordoñez-Santos, Micanquer-Carlosama, Melo y Recalde: Evaluación de los residuos de papaya como colorante natural en pan
Contenido de carotenoides totales en el extracto lipídico
Inicialmente, se determinó la concentración de carote-
noides totales en el residuo de papaya, siguiendo la me-
todología descrita previamente por Ordóñez-Santos et al.
(2015), obteniendo que la concentración de carotenoides
totales en la harina de epicarpio de papaya, correspondió
a 100,19±4,37mg/ß-caroteno/100 g de harina. Conociendo
la concentración de carotenoides en el residuo de frutos de
papaya, se pesaron 1,2, 1,6 y 2,4 g de harina del epicarpio
de papaya y se mezclaron con 40 mL de aceite de girasol,
inmediatamente se procedió a la extracción asistida por
ultrasonido, siguiendo el protocolo descrito previamente
por Ordóñez-Santos et al. (2015), (80 W, 35°C/30 min). El
contenido de carotenoides totales en los tres extractos, se
determinó de acuerdo a Mustapa et al. (2011). Se tomó 1,5
mL del extracto calentado a 60o
C y se adicionó a 7 mL de
hexano; se tomó 4 mL de solución, se midió en espectrofo-
tómetro a ʎ450, y la concentración de carotenoides totales se
calculó con la ecuación 1, reportada previamente por Higby
(1962), citado por Serna-Cock et al. (2015).
h = tg - 1(b/a)
∆E = [(∆L)2
+ (∆a)2
+(∆b)2
]1/2
Carotenos (
mg
100 g de muestra
A450*V
250*W
* 100( =
C = 222
a + b
(1)
Dónde: 250 es el coeficiente de extinción de hexano
(L g-1
cm-1
); W: peso de la muestra (g) y V: volumen
del solvente (cm).
La concentración de carotenoides en los tres extractos:
X1(1,2 g/40 mL), X2 (1,6 g/40 mL) y X3 (2,4 g/40 mL)
fue de 0,22, 0,39 y 0,47 mg ß-caroteno/100 g de extracto,
respectivamente.
Elaboración del pan
En la formulación del pan, la base de cálculo correspondió
a la harina de trigo. La muestra control (X0) se elaboró con
60% agua, 2% sal, 12% grasa, 12% azúcar, 3% de levadura,
10% leche en polvo, yema de huevo, 2 g kg-1
ácido ascórbico
y 4 mg kg-1
de tartrazina diluida en 40 mL de agua (87%
pureza). En los tratamientos X1, X2 y X3 se sustituyó la
tartrazina por los extractos.
Todos los tratamientos pasaron por las etapas de leudado
a 45o
C/30 min y horneado a 250o
C/30 min.
Concentración de carotenoides totales en el pan
La extracción de los carotenoides se realizó de acuerdo a
Ordoñez-Santos y Ledezma-Realpe (2013). Se tomó apro-
ximadamente 0,1 g de migas de pan, se adicionó 7 mL de
solución extractora (etanol-hexano en relación 4:3), luego
se colocó en shaker (Orbital Shaker, TOS-4030F, Chi-
na) durante 1h, seguidamente se adicionó 1 mL de agua
destilada y se continuó la agitación por 10 min. Se tomó
4 mL de la fase orgánica y se midió en espectrofotómetro
a ʎ450. El contenido de carotenoides totales se calculó con
la ecuación 1.
Color
El color se midió en la miga del pan en colorímetro (Chro-
ma Meter CR-400, Konica Minolta Sensing Inc.) y se regis-
tró usando el sistema CIEL*a*b*, se trabajó con el iluminante
D65 y un ángulo visual de 2o
y se calibró el equipo con la
placa de cerámica blanca (Y=89,5; x=0,3176; y=0,3347). El
croma (c), el tono (h) y ΔE se calcularon con las ecuaciones
2, 3 y 4, respectivamente (Weatherall y Coombs, 1992).
h = tg - 1(b/a)
∆E = [(∆L)2
+ (∆a)2
+(∆b)2
]1/2
Carotenos (
mg
100 g de muestra
A450*V
250*W
* 100( =
C = 222
a + b (2)
h = tg-1(b/a) (3)
h = tg - 1(b/a)
∆E = [(∆L)2
+ (∆a)2
+(∆b)2
]1/2
Carotenos (
mg
100 g de muestra
A450*V
250*W
* 100( =
C = 222
a + b
(4)
Análisis estadístico
Se trabajó un diseño aleatorio simple con cuatro tratamien-
tos (X0, X1, X2 y X3), cada uno contó con tres repeticiones.
Se utilizó software InfoStat versión 2015 con grado de
significancia del 95%.
Resultados y discusión
En las tablas 1 y 2 se relacionan los valores medios de la
concentración de carotenoides totales y las coordenadas
CIEL*a*b* respectivamente.
TABLA 1. Concentración de carotenoides totales en las formulaciones de
pan (n=4, ± desviación estándar).
Tratamiento
Concentración de carotenos
(mg/100g de miga de pan)
X0 1,78±0,29 a
X1 1,93±0,23 a
X2 2,24±0,24 b
X3 4,04±0,02 c
Concentración de carotenoides en los tratamientos X0=0, X1=0,22, X2=0,39 y X3=0,47
mg/100 g extracto.
Promedios con letras distintas indican diferencia significativa (P≤ 0,05).
La concentración de carotenoides totales en el pan, obtuvo
diferencias estadísticamente significativas entre el trata-
miento control y los tratamientos X2 y X3. La presencia
de carotenoides en el tratamiento control se explica por el
aporte que hace la yema de huevo adicionada. Por otra par-
te, la disminución del contenido de carotenoides en el pan

3. S294 Agron. Colomb. 34(1Supl.), 2016
se atribuye a los cambios bioquímicos durante el amasado,
la fermentación y el horneado (Brandolini y Pompei, 2010).
Los resultados obtenidos en el color superficial se pueden
observar en la tabla 2. El parámetro luminosidad no pre-
sentó diferencias significativas en los cuatro tratamientos
(P >0,05), mientras que en el tratamiento X3 los valores de
b* y c* disminuyeron significativamente, sin embargo, la
coordenada a* se reduce significativamente en los trata-
mientos X1 y X2, mientras h° se aumenta estadísticamente
en los citados tratamientos. El cambio del color (ΔE) esta-
dísticamente presentó la menor variación en el tratamiento
X2. Comportamientos similares reportaron Bigne et al.
(2016), quienes trabajaron en fortificación de pan. Los
cambios de color en las muestras evaluadas se atribuye
a la isomerización de los carotenoides (Schieber y Carle,
2005), ya que los carotenoides poseen dobles enlaces en
forma trans, los cuales se pueden transformar parcialmente
en isómeros cis al ser expuestos a temperatura elevadas y
acción del oxígeno.
Conclusión
El estudio preliminar permite concluir que la concentra-
ción de 3,9 mg de carotenoides/kg extracto puede ser una
alternativa potencial para sustituir el uso del pigmento de
tartrazina en la elaboración del pan, dado que el valor de
la diferencia total de color (ΔE) fue de 0,48.
Agradecimientos
Se agradece a la Universidad Nacional de Colombia, sede
Palmira, por el servicio de los laboratorios.
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TABLA 2. Sistema CIEL*a*b* para medición al interior del pan. Los valores que se reportan corresponden a las medias de tres repeticiones (± des-
viación estándar).
Tratamiento
Color en migas de pan
L a* b* c* H° ΔE
X0 71,56±0,80 a 0,70±0,15 a 22,46±0,76 a 22,47±0,76 a 88,20±0,40 c
X1 72,61±0,98 a 0,44±0,15 b 21,49±0,63 a 21,50±0,63 a 88,83±0,42 b 1,45 b
X2 71,35±0,91 a 0,27±0,21 c 22,43±0,66 a 22,43±0,65 a 89,65±0,26 a 0,48 c
X3 71,57±0,84 a 0,78±0,08 a 19,51±0,56 b 19,52±0,63 b 87,66±0,28 c 2,95 a
Concentración de carotenoides en los tratamientos X0=0, X1=0,22, X2=0,39 y X3=0,47 mg/100 g extracto. Promedios con letras distintas, en la misma columna, indican diferencia significativa
(P≤0,05).