Aplicación de procesos de secado por convección asistida por infrarrojo y ventana de refractancia sobre el contenido de polifenoles, taninos hidrolizables y capacidad inhibitoria de α-amilasa y α-glucosidasa en residuos de cáscara de granada (Punica granatum)

Abstract

La cáscara de granada (Punica granatum), tradicionalmente considerada un subproducto agroindustrial, ha despertado interés científico debido a su alto contenido de compuestos bioactivos como polifenoles, taninos hidrolizables y antocianinas; con propiedades potenciales en la prevención de enfermedades crónicas no transmisibles. Sin embargo, la eficacia de su aprovechamiento depende en gran medida del método de secado empleado, ya que este influye en la conservación de dichos compuestos. El objetivo principal de este estudio es comparar dos métodos de secado emergentes: convección asistida por infrarrojo (CD-IR) y ventana de refractancia (RWD) con un método convencional: secado por convección (CD), en cuanto a su efecto sobre el contenido de compuestos bioactivos y la capacidad antioxidante de la cáscara de granada, además de determinar la capacidad inhibitoria sobre α-amilasa y α-glucosidasa. Bajo condiciones controladas, se cuantificó el contenido de polifenoles totales, antocianinas, taninos hidrolizables, punicalagina y ácido elágico utilizando técnicas analíticas estandarizadas. La capacidad antioxidante se evaluó mediante los métodos DPPH, FRAP y ORAC. Los datos permitieron también modelar el comportamiento de secado mediante cinco modelos matemáticos. Los resultados mostraron diferencias entre los métodos evaluados. El método RWD presentó la mayor retención de polifenoles y antocianinas, aunque requirió mayor tiempo para alcanzar niveles bajos de humedad y mantuvo una actividad de agua más elevada al final del proceso. Por su parte, el método CD-IR resultó más eficiente en la remoción de humedad y conservó mejor la capacidad antioxidante, particularmente en los métodos DPPH y ORAC, además de presentar el mayor contenido de ácido elágico. En el análisis de punicalagina, el método convencional (CD) presentó los valores más altos para los isómeros α y β, mientras que RWD mostró un mejor desempeño en la preservación de taninos hidrolizables. En el análisis de la inhibición enzimática, para α-amilasa RWD y CD pierden efectividad en niveles bajos y CD-IR destaca por su alta inhibición en todas las concentraciones; en cuanto a α-glucosidasa RWD y CD son efectivos solo en altas concentraciones, CD-IR mantiene alta inhibición incluso en niveles bajos. Para el ajuste matemático de los datos este indicó que el modelo Midili-Kucuk se ajustó mejor al comportamiento del secado por RWD en segundo lugar el modelo logarítmico, mientras que para los métodos CD y CD-IR el modelo logarítmico fue más adecuado, teniendo en segundo lugar el modelo de Midili-kukuk. Estos resultados posicionan al proceso CD-IR, en comparación a CD y RWD como una mejor opción de secado para la conservación integral de los distintos compuestos bioactivos, como también en la capacidad antioxidante. Además, brinda mejores resultados en la inhibición enzimática de las enzimas α-amilasa y α-glucosidasa.

The pomegranate peel (Punica granatum), traditionally considered an agroindustrial by-product, has gained scientific attention due to its high content of bioactive compounds such as polyphenols, hydrolyzable tannins, and anthocyanins, which exhibit potential benefits in the prevention of non-communicable chronic diseases. However, the preservation of these compounds is highly dependent on the drying method employed. The main objective of this study is to compare two emerging drying methods: infrared-assisted convection (CD-IR) and refractance window(RWD) with a convectional method: convective drying (CD), regarding their effect on the content of bioactive compounds and the antioxidant capacity of pomegranates peel, and also to determine the inhibitory capacity of these compounds over α-amylase and α-glucosidase. Under controlled conditions, the content of total polyphenols, anthocyanins, hydrolyzable tannins, punicalagin, and ellagic acid was quantified using standardized analytical techniques. Antioxidant capacity was assessed using DPPH, FRAP, and ORAC assays. Additionally, five mathematical models were applied to describe drying behavior. RWD showed the highest retention of polyphenols and anthocyanins, although it required longer drying time and resulted in higher water activity. CD-IR, on the other hand, was more efficient in moisture removal and better preserved antioxidant capacity, particularly in the DPPH and ORAC assays, and showed the highest content of ellagic acid. While CD preserved higher levels of punicalagin (α and β isomers), RWD was superior in retaining hydrolyzable tannins. Regarding enzyme inhibition, CD-IR demonstrated the highest α-amylase inhibition across all concentrations tested, and also maintained strong inhibition of α-glucosidase even at lower concentrations. In contrast, RWD and CD were only effective at higher concentrations. Drying kinetics analysis revealed that the Midili-Kucuk model best described the behavior of RWD, while the logarithmic model was more suitable for CD and CD-IR. Overall, CD-IR emerged as the most promising method for the integral preservation of bioactive compounds in pomegranate peel, offering enhanced antioxidant activity and enzyme inhibitory potential compared to CD and RWD.